Reparación de sellos mecánicos en bombas industriales

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Reparación de los sellos mecánicos en las bombas industriales. Puntos clave: Existen numerosos tipos y modelos de sellos mecánicos para bombas, pero los puntos de fuga principales son cinco: (1) El sello entre el manguito del eje y el propio eje; (2) El sello entre el anillo móvil y el manguito del eje; (3) El sello entre el anillo móvil y el anillo fijo; (4) El sello entre el anillo fijo y su soporte; (5) El sello entre la tapa de sellado y el cuerpo de la bomba. Reparación de los sellos mecánicos en las bombas industriales. Existen numerosos tipos y modelos de sellos mecánicos para bombas, pero los puntos de fuga principales son cinco: (1) El sello entre el manguito del eje y el propio eje; (2) El sello entre el anillo móvil y el manguito del eje; (3) El sello entre el anillo móvil y el anillo fijo; (4) El sello entre el anillo fijo y su soporte; (5) El sello entre la tapa de sellado y el cuerpo de la bomba. En general, las fugas que ocurren entre los ejes, donde sobresalen los manguitos, o entre las tapas de sellado y el cuerpo de la bomba, son fáciles de detectar y solucionar. Sin embargo, se necesita una observación detallada, especialmente cuando el medio de trabajo es un gas licuado o gases tóxicos y peligrosos a alta presión; en esos casos, resulta más difícil resolverlas. Los demás fugas son difícilmente discernibles y evaluablestintuitivamente; es necesario, sobre la base de una gestión a largo plazo y de prácticas de mantenimiento, observar, analizar y evaluar los síntomas de las fugas para poder llegar a una conclusión correcta. 1. Fugas durante la prueba estática de instalación. Una vez que el sello mecánico está instalado y ajustado, generalmente se realiza una prueba en condiciones de reposo para observar la cantidad de fugas. Si la cantidad de fugas es pequeña, suele ser un problema en los anillos de sellado del anillo móvil o del anillo fijo; cuando la cantidad de fugas es mayor, indica que existe un problema entre los componentes en fricción del anillo móvil y del anillo fijo. Basándose en una observación preliminar de la cantidad de fugas y en la identificación del lugar donde ocurren estas, se procede a realizar una inspección manual girando el eje. Si no hay cambios significativos en la cantidad de fugas, entonces es probable que haya algún problema con los sellos del anillo estático y del anillo dinámico. Si, al girar el eje, la cantidad de fugas cambia significativamente, entonces es probable que haya problemas en las superficies de fricción entre el anillo dinámico y el anillo estático. Si el fluido que fuga se propaga en dirección axial, es más probable que haya un problema con el sello del anillo dinámico. Por otro lado, si el fluido que fuga se dispersa en todas direcciones o sale por los orificios de refrigeración, entonces es probable que sea el sello del anillo estático el que tenga problemas. Además, también pueden existir canales de fuga al mismo tiempo, pero generalmente hay una distinción entre los principales y los secundarios. Con una observación detallada y un conocimiento adecuado de la estructura, es posible determinar correctamente cuáles son. 2. Fugas que ocurren durante la prueba de funcionamiento de la bomba mecánica. Después de la prueba en estado estático, el sello mecánico utilizado en las bombas, gracias a la fuerza centrífuga generada por su rotación a alta velocidad durante el funcionamiento, evita que se produzcan fugas del fluido. Por lo tanto, durante las pruebas de funcionamiento, las fugas en los sellos mecánicos se deben, básicamente, a la destrucción de las superficies de fricción entre el anillo móvil y el anillo fijo, después de descartar fallos en los sellos entre ejes y en las tapas laterales. Los principales factores que causan el fallo en el sellado de las superficies de fricción son: (1) Durante el funcionamiento, fenómenos anormales como el vacío, la erosión por aire o la presión excesiva generan una gran fuerza axial, lo que hace que las superficies de contacto entre el anillo móvil y el anillo fijo se separen. (2) Una compresión excesiva al instalar el sello mecánico provoca un desgaste severo en las superficies de fricción. (3) El anillo de sellado del anillo móvil está demasiado ajustado, lo que impide que el resorte ajuste el movimiento axial del anillo móvil. (4) El anillo de sellado del anillo fijo está demasiado flojo; cuando el anillo móvil se mueve axialmente, el anillo fijo se separa de su soporte. (5) La presencia de partículas en el medio de trabajo puede dañar las superficies de sellado durante el funcionamiento. (6) Un diseño incorrecto, con una presión insuficiente en las superficies de sellado o con materiales que se contraen fácilmente con el frío, también puede causar problemas. El fenómeno mencionado ocurre con frecuencia durante las pruebas de funcionamiento. A veces, se puede eliminar mediante ajustes adecuados en la base del anillo estático, pero en la mayoría de los casos es necesario desmontar y volver a montar el componente, así como reemplazar el sello mecánico. 3. Fuga repentina de la bomba mecánica mientras funciona normalmente. En las bombas centrífugas, las fugas repentinas durante su funcionamiento se deben, en algunos casos, al desgaste normal o al hecho de que han alcanzado su vida útil. Pero, en la mayoría de los casos, se deben a cambios bruscos en las condiciones de operación o a un manejo y mantenimiento inadecuados. (1) La falta de presión, la erosión por aire o una presión elevada durante mucho tiempo pueden causar daños en el sello mecánico. (2) La cantidad de fluido que sale de la bomba es insuficiente; como resultado, el fluido circula dentro de la bomba, lo que genera calor y provoca la vaporización del fluido, lo cual a su vez daña el sello mecánico. (3) Un flujo de retorno excesivo hace que los sedimentos que se encuentran en el fondo de los recipientes (torres, tanques, etc.) suban a la superficie, dañando así el sello mecánico. (4) Cuando la bomba deja de funcionar por un largo período de tiempo y se vuelve a encender sin realizar un giro manual del eje, las superficies de fricción se dañan debido al pegajamiento. (5) Aumento de sustancias corrosivas, poliméricas o que causan gelificación en el fluido. (6) Cambios bruscos en la temperatura ambiental. (7) Cambios frecuentes o ajustes en las condiciones de operación. (8) Apagones repentinos o paradas por fallas. Las bombas centrífugas pueden presentar fugas de forma repentina durante su funcionamiento normal. Si no se detectan a tiempo, esto puede causar accidentes graves o grandes pérdidas. Por lo tanto, es necesario prestarles atención y tomar medidas efectivas al respecto. 4. Cuanto mayor sea la compresión del resorte, mejor será el efecto de sellado. En realidad, no es así. Una compresión excesiva de la resorte puede causar un desgaste rápido de las superficies en contacto, lo que lleva a su destrucción instantánea. Además, la compresión excesiva impide que el resorte cumpla con su función de ajustar las superficies del anillo móvil, lo que a su vez provoca el fallo del sello mecánico. 5. Cuanto más ajustado esté el anillo de sellado, mejor. De hecho, un anillo de sellado demasiado ajustado es perjudicial y no beneficioso. En primer lugar, se incrementa el desgaste entre el anillo de sellado y el manguito del eje, lo que provoca fugas prematuras. En segundo lugar, aumenta la resistencia al ajuste y movimiento axial del anillo móvil, lo que impide realizar los ajustes necesarios cuando las condiciones operativas cambian con frecuencia. En tercer lugar, las resortes pueden dañarse debido a un exceso de fatiga. Por último, el anillo de sellado del anillo móvil se deforma, lo que afecta la eficacia del sello. 6. Cuanto más ajustado esté el anillo de sellado del aro estático, mejor. El anillo de sellado estático se encuentra básicamente en estado de reposo; por lo tanto, su efecto de sellado es bastante bueno. Pero un sellado demasiado estricto también puede ser perjudicial. Primero, la deformación excesiva del anillo de sellado estático afecta su eficacia como sello. Segundo, el material del anillo de sellado estático suele ser grafito, que es un material bastante frágil; por lo tanto, una presión excesiva puede causar su ruptura. Tercero, su instalación y desmontaje son difíciles, lo que facilita dañar el anillo de sellado estático. 7. Cuanto más apretada esté la tuerca de sujeción de la rueda de paletas, mejor. Entre las fugas en los sellos mecánicos, la fuga entre el manguito del eje y el propio eje (fuga interaxial) es bastante común. Se cree generalmente que las fugas entre ejes se deben a que la tuerca de fijación del rotor no está bien ajustada. Sin embargo, hay muchos factores que pueden causar tales fugas: la degradación de los cojinetes entre ejes, los desplazamientos, la presencia de impurezas en esa zona, grandes errores de forma en la unión entre los ejes y sus manguitos, daños en las superficies de contacto, espacios entre las diferentes piezas del eje, y hilos de rosca demasiado largos en las extremidades del eje. Todos estos factores pueden provocar fugas entre ejes. Un apriete excesivo de la tuerca de fijación solo causará que los sellos entre los ejes fallen prematuramente. Por el contrario, un apriete adecuado de la tuerca permite que los sellos mantengan siempre una cierta elasticidad de compresión. De esta manera, durante el funcionamiento, la tuerca se aprieta automáticamente en el momento adecuado, lo que mantiene a los ejes en un estado de sellado óptimo. 8. Lo nuevo es mejor que lo viejo. En general, el uso de sellos mecánicos nuevos da mejores resultados que los antiguos. Sin embargo, si la calidad o el material utilizado para los sellos mecánicos nuevos no son adecuados, los errores en las dimensiones de montaje pueden afectar negativamente su eficacia como selladores. En medios poliméricos y permeables, es mejor no reemplazar el anillo estático, siempre y cuando no haya un desgaste excesivo en él. Dado que el anillo estático permanece inmóvil durante mucho tiempo en su soporte, esto permite que el polímero y las impurezas se depositen juntos, lo cual contribuye a lograr un buen sellado. 9. Es mejor reparar que no hacer nada. Tan pronto como se produce una fuga en el sello mecánico, se tiene prisa por repararlo. Pero, en realidad, a veces el sello mecánico no está dañado; basta con ajustar las condiciones de operación o modificar ligeramente el sello mecánico para eliminar la fuga. Instalación y uso de sellos mecánicos para bombas. Los sellos mecánicos se utilizan ampliamente en todo tipo de bombas. El sello mecánico es un dispositivo de sellado de alta precisión que requiere ciertas condiciones específicas para su instalación y uso. 1. Principios generales para la instalación y uso de sellos mecánicos (1) Averiguar las características del equipo: es necesario conocer la velocidad de rotación del eje del equipo y su diámetro ； Es necesario tomar en consideración de manera integral y equilibrada la precisión en la fabricación del equipo y el tamaño de las cámaras de sellado, la vida útil del propio equipo, así como su papel en el proceso de producción. (2) Estimar la presión del medio. La presión en la cámara de sellado de la bomba generalmente no es la presión de salida de la bomba, sino que es inferior a dicha presión. (3) Averiguar la situación del medio de sellado. Para conocer el estado del medio de sellado, si está en estado gaseoso o líquido, si contiene partículas y cuál es el estado de esas partículas ； Conocer las propiedades del medio y la temperatura, a fin de elegir el modelo adecuado y tomar las medidas necesarias de enfriamiento, enjuague y lubricación. 2. Requisitos técnicos para la instalación y uso de sellos mecánicos (1) Tolerancia de desviación radial del eje o del manguito en la zona donde se instala el sello mecánico: para diámetros de Ф10~50 mm, 0,04 mm; para diámetros mayores a Ф50~120 mm, 0,06 mm. La rugosidad de la superficie del eje o del manguito del eje debe cumplir con los requisitos técnicos; la tolerancia en el diámetro exterior es h6. (2) El desplazamiento axial del eje de transmisión no debe superar los 0,2 mm. (3) Tolerancia de desviación de la superficie del eje en relación con las caras del compartimento de sellado: para diámetros externos de ejes o manguitos, la tolerancia es de 0,04 mm para diámetros de Ф10 a 50 mm; y de 0,06 mm para diámetros mayores a Ф50 mm hasta 120 mm. (4) Las caras del eje o manguito, así como las caras del compartimento de sellado, deben tener cantos redondeados. Cuando el diámetro del eje es ≤Φ30 mm, el valor es de 3×10°; cuando el diámetro del eje es >Φ30 mm, el valor es de 4×10°. (5) Cuando la temperatura del medio de transporte es demasiado alta, demasiado baja, o cuando contiene partículas impuras, sustancias inflamables, explosivas o tóxicas, se deben tomar medidas adecuadas como sellado, enjuague, enfriamiento y filtrado. (6) En algunos sellos mecánicos que utilizan muelles para su funcionamiento, es necesario prestar atención a la dirección de rotación de los muelles. Es decir, la dirección de rotación del eje debe hacer que los muelles se tensen cada vez más; de lo contrario, el sello dejará de funcionar adecuadamente. La elección de la dirección de rotación de los muelles se determina de la siguiente manera: si, al mirar desde el anillo estático hacia el anillo dinámico, el eje gira en sentido horario, entonces se deben utilizar muelles con rotación a la derecha; de lo contrario, se deben utilizar muelles con rotación a la izquierda. 3. Método de instalación del sello mecánico. Los componentes del sello mecánico requieren un alto nivel de precisión tanto en su fabricación como en su instalación. Si se instalan incorrectamente, esto afectará la vida útil y el rendimiento del sello; en casos graves, incluso puede causar que el sello deje de funcionar rápidamente. (1) Preparativos previos a la instalación y consideraciones importantes durante ella. ① Verificar que el modelo y las especificaciones del sello mecánico que se va a instalar sean correctos, y que no falten piezas. ②Verificar si los componentes del sello mecánico presentan daños, en particular si las superficies de sellado del anillo móvil y del anillo fijo están dañadas. En caso de detectarse daños, es necesario repararlos o reemplazar las piezas dañadas por otras nuevas. Los elementos de sellado deben limpiarse con gasolina o queroseno, para que sus superficies estén libres de polvo y partículas extrañas. ③Verificar si la superficie del eje o del manguito del eje, así como las paredes internas de la cámara de sellado y las superficies internas de las tapas de sellado, presentan rebabas, surcos u otros defectos. Si se detectan rebabas o surcos, deben pulirse y alisarse. Además, se deben limpiar con gasolina o queroseno, manteniéndolos limpios; no debe haber polvo ni suciedad en su superficie. ④No se debe limpiar la superficie del anillo móvil y del anillo fijo con telas o gasas sucias; es necesario utilizar gasas limpias y suaves, algodón desengrasado u otros materiales similares para realizar la limpieza. ⑤Durante el proceso de montaje, es necesario mantener la zona limpia, a fin de evitar que las superficies de sellado de los anillos móviles y fijos sufran arañazos o daños. Para facilitar el montaje, se debe aplicar aceite en la superficie del eje o del manguito, así como en las superficies donde se unen la tapa de presión y los sellos, para evitar el rozamiento en el momento de arrancar. (2) Secuencia de montaje ① Montaje de las partes fijas del sello mecánico: a. Insertar el pasador antivuelco en el orificio correspondiente de la tapa del sello ； b. Colocar el anillo de sellado del anillo estático sobre este, y luego insertar el anillo estático dentro de la tapa de sellado. Es importante asegurarse de que el pasador antivuelco quede dentro de la ranura del anillo estático. Al instalar la arandela de presión, tenga cuidado de no dejar que el anillo estático toque el eje. Los pernos deben apretarse en varias ocasiones, de manera uniforme. ②Montaje de las piezas rotativas del sello mecánico: Se montan las piezas rotativas del sello mecánico en el eje, una por una, siguiendo un orden específico. Si existe un manguito, entonces es necesario montar los componentes rotativos del sello mecánico en el manguito, uno por uno, desde el exterior. Luego, se coloca el manguito con esos componentes rotativos sobre el eje. ③La tapa terminal se monta sobre el cuerpo sellador y se aprieta uniformemente con tornillos. ④Verificar si el giro de prueba es sencillo; si no se puede girar o requiere esfuerzo, entonces se deben comprobar si las dimensiones de montaje son correctas. 4. Manejo de las fallas en el funcionamiento del sello mecánico (1) Fugas desde el inicio: ① Verificar si la calidad del montaje cumple con los requisitos técnicos, y si la cantidad de compresión de los muelles es la adecuada. ②Verificar si las superficies de sellado del anillo móvil y del anillo fijo están dañadas. ③Verifique si los extremos de sellado están en posición correcta. (2) Si la cantidad de fugas durante el funcionamiento aumenta de repente, es necesario detener la máquina para realizar una inspección. ① Se debe verificar el estado de desgaste de las superficies de sellado del anillo móvil y del anillo fijo, así como los cambios en su calidad superficial. Si estas superficies están dañadas, es necesario repararlas o reemplazarlas por piezas nuevas. ②Verificar si la posición de instalación de los anillos de sellado auxiliares del anillo móvil y del anillo fijo es correcta (por ejemplo, el borde del anillo en forma de V debe orientarse hacia el lado de presión), y si presentan algún daño. Si está instalado incorrectamente, reinstálelo; si está dañado, debe reemplazarse. ③Verificar si hay impurezas sólidas en la cámara de sellado, y si el soporte de transmisión está repleto de impurezas que puedan afectar el movimiento axial del anillo móvil y la función de compensación del resorte. ④Verifique si los tornillos de fijación están sueltos y si eso afecta el correcto funcionamiento del sello mecánico. ⑤Verifique si los tornillos que fijan la tapa están sueltos, ya que eso podría causar que la tapa de sellado se desvíe. ⑥Verificar si el desplazamiento axial y la vibración radial de la bomba exceden los requisitos técnicos de uso. ⑦En el caso de que se trate de manguitos de eje, verifique si el sello entre el manguito y el eje está dañado, y si su posición es correcta. ⑧Verificar si hay circulación de líquido sellador dentro del cuerpo de sellado, y si el sello mecánico se encuentra en estado de fricción seca.