SELLADO DE GLÁNDULAS

El sellado de glándulas es la forma estándar de sellado adoptada para muchas aplicaciones de bombas de lodo debido a su relativa robustez, modo de falla gradual y facilidad de mantenimiento.

ANATOMÍA DE UN SELLO DE GLÁNDULA

Un sello de prensaestopas se compone de una cámara (caja de empaquetadura) que alberga componentes de sellado estacionarios como anillos de linterna, anillos de cuello y empaquetaduras de prensaestopas. La cámara permite que el agua de lavado se introduzca en el área de sellado a través de un orificio de alimentación. Pasando por el centro de la cámara hay un eje que puede tener un manguito de desgaste de sacrificio que gira contra la empaquetadura estacionaria en la cámara de sellado o la caja de empaquetadura. La presión se aplica entre la empaquetadura y el manguito del eje a través de un seguidor de prensaestopas que cuando se aprieta comprime el empaque, esto forma una línea de sellado entre el manguito y el empaque, entre la presión en la bomba y la atmósfera fuera de la bomba.

Naturalmente, esta fricción crea calor para el cual el propósito del lavado con agua es hacer lo que dice, lavar y enfriar la línea de sellado entre las partes estacionarias y giratorias. Dentro de una bomba de lodos que puede bombear no solo productos cargados de sólidos, sino también soluciones ácidas o alcalinas, es necesario hacer concesiones para reducir no solo los efectos de la fricción entre el manguito y el empaque, sino también la corrosión y la erosión.

MODOS DE FALLA DE LOS SELLOS DE GLÁNDULA

Hay 3 formas principales de ataque a los sellos de prensaestopas en bombas de lodo que conducen a fallas en el sellado. Estos pueden ser efectos individuales o combinados.

1. Corrosión: generalmente causada por un ambiente hiper-salino o químico con una selección incorrecta de materiales. Aparte de los efectos químicos directos o de oxidación sobre los materiales, la cristalización alrededor de las superficies de sellado puede agravar la falla por erosión de las piezas.

2. Erosión / Desgaste: normalmente causado debido a la contaminación de la cámara de sellado por la lechada que se bombea a través de un flujo y presión inadecuados del agua de sellado, también puede ser causado por la cristalización del fluido o por una fuerza excesiva aplicada entre las superficies de sellado al apretar demasiado el seguidor del casquillo. .

3. Fricción: normalmente se debe a un ajuste excesivo de la glándula para lograr fugas casi nulas. Sin embargo, esto provoca una interrupción de la función del agua de lavado en el enfriamiento de la glándula. Todas las bombas selladas de prensaestopas están diseñadas para tener fugas y se les debe permitir un goteo lento o rápido de agua de lavado para facilitar el enfriamiento y el lavado de la línea de sellado.

El ciclo de falla de un sello de prensaestopas es generalmente progresivo debido a la robustez del diseño que tiene redundancia inherente; la falla del sello de prensaestopas rara vez es instantánea. La energía es la forma subyacente de falla, la física nos dice que la energía sigue el camino de menor resistencia. Dentro de una glándula que está estresada debido a cualquier combinación de las condiciones anteriores, la energía se está transfiriendo y disipando a través de los componentes de sellado, esta energía puede estar en forma química, potencial, cinética, etc., asociada con los fluidos o sólidos en la cámara. . Entonces, naturalmente, los fluidos / sólidos buscarán liberar o transferir su energía al componente más débil de la cámara que es el empaque. Esto es exactamente para lo que está diseñado un sello de prensaestopas, el empaque es el principal elemento de sacrificio en la cámara y, como tal, se cambia con más frecuencia que los otros componentes.

Sin embargo, con el tiempo, el empaque de la glándula se ha mejorado hasta el punto de que se han incorporado materiales especiales como Kevlar, fibras de carbono y teflón en su diseño, esto ha resultado en que el empaque sea mucho más estable y capaz de resistir el desgaste o disipar la energía en otros. áreas de la cámara de sellado, a saber, el elemento de sacrificio secundario es el manguito del eje.

Los manguitos del eje junto con la linterna y los anillos del cuello son probablemente los segundos componentes más cambiados de un sistema de sellado de prensaestopas. Históricamente, las mangas se han fabricado con aleaciones más duras que el empaque del prensaestopas para que duren más. Pero a medida que la empaquetadura ha evolucionado en resistencia y diseño, con el resultado de una vida útil más larga, las mangas se han cambiado con ciclos de empaquetadura o se han mejorado con nuevos materiales, sistemas de recubrimiento o una combinación de ambos. Los manguitos mejorados que ofrecen revestimientos duros para la resistencia al desgaste pueden durar más que el empaque de nueva generación y ofrecer una vida útil mejorada en toda la línea de sellado. Sin embargo, muchos sistemas de revestimiento tienen sus propios defectos y debilidades de diseño inherentes que, si no se apoyan con una alimentación suficiente de agua de lavado y enfriamiento, pueden conducir a una falla acelerada del sello de la glándula.    

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REDUCCIÓN DEL MODO DE FALLA

Las medidas para reducir los efectos de los modos de falla del sello de la glándula incluyen.

1. Configuración de sellado - Asegurarse de que ha seleccionado la configuración de sellado correcta para las condiciones de servicio y proceso. En este punto, hay muchos productos de posventa disponibles que ofrecen mejoras en el sellado de la bomba con respecto al diseño original; cada oferta debe evaluarse en función de sus afirmaciones y méritos, teniendo en cuenta no solo el servicio de la bomba, sino también las condiciones del proceso.

2. Agua de lavado - Asegurarse de que el prensaestopas tenga la disposición correcta de las piezas con suficiente agua de lavado limpia a la presión y flujo correctos. Más del 90% de los problemas de sellado se deben a una alimentación insuficiente de agua de lavado limpia a la presión correcta, con el ajuste correcto del prensaestopas.

3. Selección de materiales: selección de los materiales adecuados para adaptarse a las condiciones de trabajo de la bomba y la disponibilidad de agua de descarga.

Prensaestopas: en tareas químicas se debe utilizar un material inerte; sin embargo, la mayoría de los materiales químicamente inertes no son resistentes al desgaste, por lo que es posible que sea necesario seleccionar un material de compromiso que proporcione un equilibrio entre la vida útil y la resistencia química. Para las tareas de uso se pueden utilizar materiales más duros, pero deberá tener en cuenta que cuanto más duro sea el material, en general, menor será su resistencia mecánica y la consiguiente capacidad de presión. Para aplicaciones químicas y resistentes, necesita un material que sea resistente al desgaste y químicamente. Para este entorno, Slurrytech ha desarrollado SB-WRC (Caja de empaquetadura - Cara de carburo resistente al desgaste), este sello está construido con una Caja de empaquetadura de aleación resistente a los productos químicos con un revestimiento de cara de desgaste resistente de WRC (Compuesto resistente al desgaste) expuesto al lado de la lechada de la Cámara.

Manguitos del eje: los manguitos de sellado giran con el eje de la bomba contra los anillos estacionarios del empaque en la caja de empaquetadura. Los materiales básicos de los manguitos son de acero inoxidable endurecido y generalmente son muy robustos; las bombas que funcionan con estos manguitos normalmente tienen fallas graduales del conjunto de sellado. Los manguitos de nueva generación están disponibles con una variedad de recubrimientos endurecidos y procesos de aplicación para estos. La mayoría de los manguitos revestidos sufren una disociación de las propiedades del material entre el sustrato y el revestimiento, lo que puede provocar una falla rápida del sello de la glándula. Las fundas Slurrytech CIS están diseñadas para ofrecer una superficie de desgaste más dura que se infunde en el sustrato para evitar los modos de falla tradicionales de la mayoría de los sistemas de recubrimiento. Consulte la página de fundas CIS. para más información sobre nuestras mangas.

Empaquetadura de prensaestopas: la empaquetadura de prensaestopas moderna de hoy viene en más variedades, envolturas y combinaciones de materiales de las que jamás había estado disponible en el pasado. La regla clave con el empaque es asegurarse de que el empaque se corresponda con el químico, el desgaste y los materiales del prensaestopas que se estén utilizando, así como tener en cuenta la disponibilidad y las presiones del agua del prensaestopas. Todos estos factores afectan qué tan bien no solo el empaque, sino también el manguito y otros componentes se mantendrán en condiciones de servicio. Desafortunadamente, no existe un diseño de empaque que se adapte a todas las condiciones.

En Slurrytech hemos diseñado nuestra propia gama general de empaquetaduras que consta de esquinas tejidas de Kevlar para mayor resistencia, paredes de teflón trenzado para reducir la fricción y un núcleo de grafito ligado para lubricación y absorción de sólidos.

Todos los casquillos en condiciones de lechada sufrirán contaminación de sólidos con el tiempo, hemos diseñado nuestro empaque con esto en mente para que tenga la capacidad de recoger y absorber contaminantes en lugar de retenerlos entre la manga y el empaque. Nuestro grado de empaque funciona igualmente bien para manguitos de eje revestidos de aleación o cerámica y es adecuado para una amplia gama de niveles de pH y presiones de bomba.