La acción del proceso de sellado es evitar las fugas del flujo bombeado a través de la holgura que debe quedar entre el eje que acciona a la bomba y la carcaza. Orificio por donde pasaría el fluido desde el interior de la bomba hacia el exterior.

Fuga

Fluido deProceso

Atmósfera Pared del Recipiente

EJE

Existen dos formas de sellado: Por sellos Mecánicos. Por Empaquetadura con prensa estopa

Funciona más como un Funciona más como un dispositivo de restricción dispositivo de restricción que como un dispositivo de que como un dispositivo de sellado. Requiere de cierta sellado. Requiere de cierta fuga para evitar la fricción fuga para evitar la fricción excesiva. excesiva.

Produce desgaste excesivo Produce desgaste excesivo en ejes y camisas. en ejes y camisas.

Alto consumo de potencia Alto consumo de potencia debido al efecto de fricción.debido al efecto de fricción.

Pérdida de producto.Pérdida de producto. Altos costos de Altos costos de

mantenimiento en mantenimiento en instalación y ajuste.instalación y ajuste.

Daños al equipo debido a la Daños al equipo debido a la fuga.fuga.

Sella con fuga invisible. En Sella con fuga invisible. En aplicaciones críticas la relación aplicaciones críticas la relación de fuga entre una de fuga entre una empaquetadura y un sello es empaquetadura y un sello es de 1 a 100 o mejor. de 1 a 100 o mejor.

Se sabe de sellos que han Se sabe de sellos que han trabajado de 8 a 10 años sin trabajado de 8 a 10 años sin falla.falla.

Ahorros monetarios que van Ahorros monetarios que van desde pequeñas pérdidas de desde pequeñas pérdidas de producto hasta cero fugas. producto hasta cero fugas. Ahorro en consumo de energía.Ahorro en consumo de energía.

Muy poco mantenimiento Muy poco mantenimiento requerido después de la requerido después de la instalación.instalación.

Los sellos ofrecen mayores Los sellos ofrecen mayores condiciones de seguridad condiciones de seguridad cuando se trabaja con cuando se trabaja con productos peligrosos o dañinos productos peligrosos o dañinos para la salud.para la salud.

Es un dispositivo de sellado que previene el escape del fluido de un equipo, montado sobre un eje rotativo, realizando el sellado por contacto axial de sus caras que se encuentran perpendiculares al eje y en movimiento relativo una respecto a la otra. Este dispositivo proporciona un gran rendimiento en el sellado durante largos períodos de tiempo

FUNCIONAMIENTO1. Un elemento de sellado primario desgastable y

estacionario. (Asiento)

2. Un elemento de sellado primario desgastable y rotativo.(Anillo Primario)

3. Elementos de sellado secundario y terciario.

4. Uno o varios elementos de empuje para mantener los elementos de sellado primario 1 y 2 en contacto permanente uno contra el otro. (Resortes)

5. Componentes auxiliares para transmitir el movimiento. (Componentes Metálicos)

DISEÑODISEÑOInterno / Externo Interno / Externo Rotativo / EstacionarioRotativo / EstacionarioBalanceado / No BalanceadoBalanceado / No BalanceadoSistema de ResortesSistema de Resortes

INSTALACIONINSTALACIONSello de cartuchoSello de cartuchoPartidoPartidoBipartidoBipartido

APLICACIÓNAPLICACIÓNMetálico y no metálicoMetálico y no metálicoSimpleSimpleDoble (Espalda con espalda) (Tandem) (Cara a Doble (Espalda con espalda) (Tandem) (Cara a

Cara)Cara)

La tubería de la succión debe tener una inclinación ascendente para evitar la formación de bolsas de aire.

CARACTERISTICAS SELLO DE RESORTE UNICOCARACTERISTICAS SELLO DE RESORTE UNICO Espiras con alambre de sección transversal grande Espiras con alambre de sección transversal grande

más resistente al ataque por corrosión.más resistente al ataque por corrosión. Carga No-Uniforme en las caras del sello.Carga No-Uniforme en las caras del sello. Tendencia a dañarse por acción de la fuerza Tendencia a dañarse por acción de la fuerza

centrífuga.centrífuga. Gran longitud axial.Gran longitud axial.

Colocar una válvula de pie con canastilla que tenga un área de filtrado de mínimo 3 veces el área de la tubería de succión.

CARACTERISTICAS DE SELLO MULTIRESORTES Carga uniforme en las caras del sello. Un mismo resorte puede usarse en diferentes

tamaños de sellos. Se puede aumentar o disminuir la carga. Mejor resistencia a la fuerza centrífuga. Pequeña sección del alambre incrementa la

sensibilidad a la corrosión. Se atasca fácilmente con líquidos muy

viscosos y con partículas abrasivas.

CARACTERISTICAS SELLO TIPO FUELLE Comportamiento de Resorte. Sujeto a los mismos modos de falla de un resorte. Fatiga debido a vibración. Constante de resorte lineal en su longitud de

operación. No necesita escalón en el eje o camisa. Actúa como un sello dinámico. Transmite el torque del collar de arrastre a la cara

rotativa.

Montado comopeca unica.

1.- Manipulación Impropia de los Componentes del Sello Esta es una de las causas principales de fallas prematuras. Las caras del sellado primario tienen un acabado de precisión y están manufacturadas con materiales de cerámica, carburo de tungsteno y carburo de silicio que son frágiles y fácilmente se astillan, se agrietan, se quiebran o se rayan y se convierten en causa inmediata de falla. La limpieza también es algo importante, la suciedad o partículas extrañas en las caras, en los elementos del sellado secundario o en los alojamientos y ejes causan una falla prematura o causan un daño suficiente que acorta la vida del sello.

2.- Montaje Incorrecto del Sello La posición a la altura de trabajo del sello es básico, particularmente cuando la altura-carga-velocidad, como en los resortes ondulados y fuelles, son empleados para cargar mecánicamente las caras. La altura de trabajo mal dada, causa una fuerza de cierre muy baja provocando una falla de contacto entre ellas, o cuando la altura es menor a la especificada provocará una carga mayor que ocasiona una fractura de los componentes del sello o un desgaste prematuro derivado del aumento de la fuerza de cierre en las caras.

3.- Selección Impropia del Diseño Selección de materiales o diseños no apropiados, para las presiones, temperaturas, velocidad angular y productos químicos en una aplicación dada. El ataque químico al sellado primario o secundario y el excesivo desgaste de las caras son las causas de fallas más frecuentes. Las fallas por extrusión del sellado secundario ocurren cuando los límites de presión, temperatura o ambos son excedidos.

4.-Procedimientos Impropios de Arranque y de Operación Factores adversos que afectan al sello, es decir, presión, velocidad del fluido y temperatura ocasionan una falla inmediata o causan el daño suficiente para reducir la vida normal del sello. El medio en el cual trabajan los sellos mecánicos requiere considerar dos cuestiones básicas:

a. Lubricación de las caras de contacto b. Disipación del calor generado por ellas

5.- Contaminantes dentro del fluido

Son causas muy comunes de una falla inicial en los sellos, especialmente en los arranques de nuevas plantas o sistemas donde el fluido está contaminado con materiales de construcción, tales como arena, escorias de soldaduras o productos contaminantes corrosivos en general.

6.- Malas condiciones del equipo:

Cuando el eje o los rodamientos o chumaceras del eje permiten un movimiento axial o radial mayor al permitido de acuerdo al diseño del sello, provoca un funcionamiento anormal que permite la fuga inmediata o acorta la vida del sello.

SISTEMAS DE PROTECCIÓN A LOS SELLOS MECÁNICOS

La selección de un sello con materiales y características de diseño adecuados no garantiza su buen funcionamiento. Es necesario instalar sistemas para lubricar las caras de contacto del sello y extraer el calor que en ellas se genera por el deslizamiento de una contra la otra.

SISTEMAS DE PROTECCIÓN A LOS SELLOS MECÁNICOS

El uso de los sistemas de protección a los sellos mecánicos va a depender del tipo y condición del fluido bombeado, variando según el arreglo de los sellos.Estos sistemas de protección a los sellos están normalizados por la American Petroleum Institute (API) y se conocen como Planes API. De la aplicación adecuada, conocimiento, uso y mantenimiento de los Planes API depende la duración apropiada del sello mecánico

PLANES DE LUBRICACIÓN

FLUIDO BOMBEADO ACCIÓN REQUERIDA PLANES APIFluido Limpio Lubricación 1, 11, 12, 13, 14

Fluidos a Temperatura Lubricación / Enfriamiento 2, 21, 22, 23

Fluidos Abrasivos Lubricación 31, 32

Fluidos Abrasivos a Temperatura

Lubricación y Enfriamiento

41

PLANES AUXILIARES

FLUIDO BOMBEADO ACCIÓN REQUERIDA PLANES APIFluido Peligrosos, Acidos y Caústicos Tóxicos y Cancerigenos Explosivos e Inflamables

Seguridad 51, 52, 53, 54

Vapor y otros Sofoque, Control de Emisiones

61, 62

SISTEMAS DE PROTECCIÓN A LOS SELLOS MECÁNICOS

FLUIDOS LIMPIOSSon todos aquellos que no solo están exentos de impurezas o suciedades, sino que también son capaces de lubricar y enfriar al sello mecánico, por tanto, lo único que se requiere es proporcionarle al fluido limpio una circulación hacia el sello. Los Planes API para líquidos limpios son:

Plan API 1Plan API 11Plan API 12Plan API 13Plan API 14

Plan API 01: Recirculación interna desde la descarga de la bomba hasta la caja del sello.

Plan API 02: Conexión de circulación taponada, uso de Chaqueta de enfriamiento en la brida del sello y la caja de estopas opcionalmente.

Plan API 11: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión en la brida pasando a través de una placa orificio.

Plan API 12: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión en la brida pasando a través de un filtro y una placa orificio.

Plan API 12: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión en la brida pasando a través de un filtro y una placa orificio.

Plan API 13: Circulación desde la caja de sellado a través de una placa orificio, hasta la succión de la bomba.

Plan API 21: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión en la brida pasando a través de una placa orificio y un intercambiador de calor.

Plan API 22: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión en la brida pasando a través de un filtro, una placa orificio y un intercambiador de calor.

Plan API 23: Circulación forzada por un anillo de bombeo desde la caja de sellado pasando por un intercambiador de calor retornando a la caja del sello.

Plan API 31: Circulación desde la descarga de la bomba pasando a través de un separador ciclónico hasta la conexión en la brida. El fluido con sólidos es devuelto a la succión de la bomba.

Plan API 32: Inyección desde fuente externa de fluido limpio y compatible con el producto bombeado a una presión de 30psi (2Bar) sobre la presión de la caja de sellado.

Plan API 41: Circulación desde la descarga de la bomba hasta la conexión en la brida pasando a través de un separador ciclónico y un intercambiador de calor.

Plan API 51: Columna estática de líquido anti-congelante a través de la conexión en la brida.

Plan API 52: Circulación forzada por un anillo de bombeo, de líquido de barrera contenido en un reservorio no presurizado.

Plan API 53: Circulación forzada por un anillo de bombeo, de líquido de barrera contenido en un reservorio presurizado.

Plan API 54: Inyección desde fuente externa de liquido de barrera presurizado.

Plan API 61: Conexiones de venteo y drenaje taponadas para ser utilizadas cuando el cliente lo requiera.

Plan API 62: Conexiones de lavado y drenaje, para efectuar lavado con un fluido externo (vapor, agua, etc).

Son piezas que instaladas en aplicaciones dinámicas, pueden aislar de la atmósfera el líquido del equipo de proceso, controlando la posibilidad de fugas en el mismo.

Definición (fibra + trenza + Definición (fibra + trenza + lubricante)lubricante)

Vida útilVida útil- Selección adecuada- Condiciones del equipo- Operación del equipo- Instalación empaquetadura

Composición

Tipos de fibras 1

Fibras vegetalesAlgodónLinoRamioYute

Fibras mineralesAsbesto ( azul y blanco)Grafito expandido

Tipos de fibras 2

Fibras sintéticaso Aramídicao Teflóno Vidrioo Poli-Acril-Nitrilo (PAN)o Carbón sintetizadoo Grafito sintetizado o PBI o Incobraid

Materiales usados como refuerzo en las empaquetaduras:

o Aluminioo Plomoo Inconelo Aramídicoo Poliamida

Lubricante

Cualquier sustancia utilizada para reducir la fricción y el desgaste entre superficie en contacto y en movimiento relativo. El tipo de lubricante se determina de acuerdo a la aplicación y a los resultados deseados

Lubricantes en las Empaquetaduraso Proporcionan una fuente continua de lubricacióno Proporcionan lubricación y sellado inicialo Sellan huecos o poros de la empaquetadura para

evitar la formación de mechaso Establecen un sello entre el diámetro externo del

eje/camisa y el diámetro interior de la cajao Proporcionan elasticidad y flexibilidad a la

empaquetadurao Reducen el calor inicial en el primer arranque hasta

que la empaquetadura se asiente.

Características de las fibras ASBESTO (Fibra Mineral)Es de dos tipos Crisotilo Blanco y Crocidolito Azul

Ventajas:- Buena Capacidad de

temperatura- Resistente a productos

químicos- Resistente a la extrusión

Desventajas:- Se endurece como piedra- Abrasivo- Alto coeficiente de fricción

- Aislante – no conduce calor- Cancerígeno

Características de las fibrasRAMIERAMIETemperatura: -50º C a 120º CTemperatura: -50º C a 120º CPH: 4-11 (con inserción de PTFE)PH: 4-11 (con inserción de PTFE)Bajo coeficiente de fricciónBajo coeficiente de fricciónRecomendación para trabajo con Recomendación para trabajo con productos alimenticios, papeleras y productos alimenticios, papeleras y bebidas.bebidas.

Características de las fibrasVIDRIO

- Bajo Costo - Temperatura: -50º C a 280º C con PTFE- Para válvula hasta 500º C con grafito- PH: 2-12- Resistente a la abrasión- Excelente resistencia térmica- Para aplicación en válvula puede ser reforzado con Inconel- Alta resistencia a la tensión

Desventajas:- Malo químicamente: pH 5-9

Características de las fibrasPAN- Fibra poli-acril-nitrilo pre-oxidado- Caracteristicas: Temperatura -100º C a 300º C- PH: 2-12 (con PTFE) 4-10 (con grafito)- Esta fibra es la base para la producción de carbón y la grafito sintética

Características de las fibras PTFE Patente dupont “teflon” Temperatura: -200º C a 280º C PH. 0-14 Bajo coeficiente de abrasión Excelentes para aplicaciones con

productos químicos, alimenticios y farmacéuticos Baja velocidad del eje Reforzado con Kevlar o Poliamido, evita

la extrusión u abrasiónDesventajas:

No tiene memoria – fluye en frio Difícil de asentar Mala conductividad térmica – se envidria

Características de las fibras

Tipos de Teflones:- PTFE: POLI-TETRA-FLOUR-ETILENO

250ºC – Usado para hacer piezas- PFA: POLI-FLUOR-ALCOQUIZ

204ºC - Usado para hacer piezas- FEP: FLUOR-ETILENO-PROPILENO 150ºC – Usando en revestimientos- ETFE: ETILENO-FLUOR-ETILENO 150ºC – Usado en revestimientos

Características de las fibrasGFO

Marca patentada: Fabricada de PTFE expandido, lubricado con silicona y encapsulado con grafito

Excelente para usar en aplicaciones con productos químicos PH: 0-14 (en ambiente no oxidante)

Buena resistencia a temperaturas: 200º C a 280º C

Fácil moderación Fluye en frío Fácil de cortar Resiste a altas velocidades del eje Recomendados en diversas aplicaciones

Características de las fibrasVentajas:

Mayor vida útil Reduce costo mantenimiento Reduce costo en los reemplazos Reduce costo de inventario Menor tiempo de instalación

Características de las fibrasCARBONCARBONHecho a través de la carbonización de la Hecho a través de la carbonización de la fibra PANfibra PANTemperatura: 50º C a 500º CTemperatura: 50º C a 500º CPH. 2-12PH. 2-12Para válvulas: aplicaciones petroquímicas Para válvulas: aplicaciones petroquímicas y vapory vaporUtilizada en alta presión con refuerzo de Utilizada en alta presión con refuerzo de Inconel para válvulasInconel para válvulasPureza: 95%Pureza: 95%

Características de las fibras GRAFITO Existen dos tipos: Expandido y Sintético

Grafito Expandido: Fabricado aumentando rápidamente la

temperatura de grafito, lo cual se expande y aumenta su volumen 80 veces con una densidad de aproximadamente 1.1 gr/cm3

Pureza. 99.9% Temperatura: -100º C a 550ºC PH: 0-14 (en ambiente no oxidante fuerte) Frágil fuerza tensil Puede ser reforzado con Inconel Menos versátil que grafito sintético

Características de las fibras GRAFITO Grafito Sintético: Fabricado a través de la grafitización del PAN (Poli-

acril-nitrilo), llega a una densidad de 1.8 gr/cm3 Pureza: 99.9% Temperatura: -100ºC a 700º C PH: 0-14 (en ambiente no oxidante fuerte) Excelente fuerza tensil: 400 Kg/cm2 Para válvulas a alta presión usar con refuerzo de

Inconel Desventaja: No muy buenos con abrasivos (carbón y grafito)

Características de las fibras INCOBRAID

Para extremas presiones y temperaturas No es solamente un refuerzo, sino una parte

integrante del hilado El contenido de inconel es 4-8 (normal 0.008-

0.1mm)Ventajas:

Durante la compresión, el hilado no se rompe

Fácil de trabajar Resiste a altas temperaturas

Características de las fibras PBIPBI Fibra orgánica clasificada como Polibenzimidazol.Fibra orgánica clasificada como Polibenzimidazol. Es una excelente combinación de resistencia a tracción Es una excelente combinación de resistencia a tracción

muy estable al calor y a los productos químicos.muy estable al calor y a los productos químicos. No quema en el aire. La prueba vertical de flamabilidad

confirma que la fibra carboniza solo a muy alta temperatura continuada en el tiempo

El PBI soporta en el aire: 3-5 segundos la temperatura de 600ºC 5 minutos la temperatura de 330º C 1 semana la temperatura de 300º C

En aplicaciones especiales en sitios con poco oxigeno puede ser utilizado para temperaturas altas

En prueba de vacío a 350º C por 300 horas la fibra mantiene todas sus calidades.

TIPO DE TRENZADO

RetorcidaTrenzado cuadradoIntertrenzadoTrenza sobre trenza núcleoExtruído

TRENSADO RETORCIDO La más blanda de las La más blanda de las

construccionesconstrucciones El hilo es retorcido en un cordónEl hilo es retorcido en un cordón Baja resistenciaBaja resistencia Poca resistencia al desgastePoca resistencia al desgaste Utilizada para:Utilizada para:

* Mechas* Mechas* Aislación* Aislación* Calafateo* Calafateo* Válvulas de baja presión * Válvulas de baja presión * Bridas* Bridas

TRENSADO INTERTRENZADALa mejor forma de trenzado La mejor forma de trenzado

paraparaaplicaciones dinámicasaplicaciones dinámicasLos puntos están aprisionados Los puntos están aprisionados entre sientre si No se deshilan fácilmenteNo se deshilan fácilmente Mas densasMas densas Aprisionan la lubricaciónAprisionan la lubricación Menos PorosasMenos Porosas Distribuyen la carga del Distribuyen la carga del

prensaestopas mas prensaestopas mas fácilmentefácilmente

Excelente contacto con el Excelente contacto con el eje/vástagoeje/vástago

Resisten a la extrusiónResisten a la extrusión

TRENSADO CUADRADO BlandoBlando Absorbente- Puede sostener Absorbente- Puede sostener

alto % de lubricantealto % de lubricante Se amolda a las Se amolda a las

irregularidades del equipoirregularidades del equipo Los hilos no están Los hilos no están

aprisionados – cada hilo se aprisionados – cada hilo se mueve independientemente, mueve independientemente, se deforma bajo cargas se deforma bajo cargas ligerasligeras

Se puede extruir en Se puede extruir en aplicaciones con altas aplicaciones con altas presiones internas ej.:presiones internas ej.:Válvulas de vaporVálvulas de vapor

Se puede deshilarSe puede deshilar

TRENZA SOBRE TRENZATRENZA SOBRE NUCLEO

Relativamente densa pero Relativamente densa pero flexibleflexible

Adecuada para equipos de baja Adecuada para equipos de baja velocidad, válvulas de vapor, velocidad, válvulas de vapor, juntas de expansiónjuntas de expansión

Con inserción de alambre Con inserción de alambre recomendada para aplicaciones recomendada para aplicaciones de válvulas de alta presiónde válvulas de alta presión

No para alta velocidadNo para alta velocidad El desgaste puede destruir la El desgaste puede destruir la

chaqueta externa volviéndola chaqueta externa volviéndola no ajustable a ala no ajustable a ala empaquetaduraempaquetadura

Resiste a la extrusión Resiste a la extrusión

CONSIDERAR TIPO DE FLUIDO

Ph Punto de hidrogenaciónPh Punto de hidrogenación TemperaturaTemperatura ViscosidadViscosidad abrasivoabrasivo Con sólidos en suspensiónCon sólidos en suspensión Líquidos precipitantesLíquidos precipitantes Líquidos vaporizantesLíquidos vaporizantes Líquidos congelantes Líquidos congelantes

Se usa anillo linterna cuando la presión de succión es Se usa anillo linterna cuando la presión de succión es menor que la presión atmosférica para evitar el vacío menor que la presión atmosférica para evitar el vacío en la caja de prensa-estopas. en la caja de prensa-estopas. Solo cuando se usa empaquetaduras con un fluido Solo cuando se usa empaquetaduras con un fluido limpio se puede conectar el anillo linterna a la limpio se puede conectar el anillo linterna a la descarga de la bomba, en caso contrario, cuando se descarga de la bomba, en caso contrario, cuando se bombea líquidos sucios, barros o líquidos que bombea líquidos sucios, barros o líquidos que solidifican, deberá usarse un fluido limpio (por lo solidifican, deberá usarse un fluido limpio (por lo general agua), a una presión entre 10 ygeneral agua), a una presión entre 10 y 25 Psi 25 Psi superior a la presión máxima de la caja de prensa-superior a la presión máxima de la caja de prensa-estopas.estopas.La posición del anillo-linterna es critica y debe La posición del anillo-linterna es critica y debe asegurarse de que quede exactamente debajo del asegurarse de que quede exactamente debajo del orificio deorificio de entrada, después del apriete de la entrada, después del apriete de la prensa estopa.prensa estopa.

Herramientas necesaria para empacar una bomba

EXTRACCIÓN DE EMPAQUETADURA A REEMPLAZAR

VERIFICACIÓN DE LAS DIMENCIONES

DETERMINE LA CANTIDAD DE ANILLOS

PREPARACION DE LOS ANILLOS Y CORTE

ANGULO DE CORTE

Hasta ---> 3/4” = 45° Sobre 3/4” = 90°

COLOCACIÓN DE LOS ANILLOS EN EL EJE

POSICIONAMIENTO DE LA RANURA DE CORTE