Download - Fallas de Sellos Mecanicos
Análisis de Fallas en Sellos Mecánicos.
Se define como el paso o fuga de un fluido a través de los componentes de sellado resultando en una disolución del fluido de proceso, daños al ambiente, o presencia de condiciones inseguras o peligrosas para los usuarios. El criterio para definir actualmente una “falla” está definida por los usuarios, agencias del gobierno local, del estado, etc...
Definición de Falla de un Sello Mecánico
Falla de un sello mecánico
El Rendimiento de un sello mecánico se ve afectado por:
Diseño Sello Bomba Sistema Auxiliar Planes de Inyección y
Lavado
Instalación Sello Bomba
Operación Bomba Sistema Auxiliar Planes de Inyección y
Lavado
Tipo de Sello Empuje/Fuelle
Arreglo del Sello Sencillo/Doble Interno/Externo Presurizado/No-presurizado
Arreglo de Planes de Inyección y Lavado
Enfriamiento/Limpieza/Aislamiento
Relación de Balanceo Calor Fugas Vida
Materiales Cara Rotativa Cara Estacionaria Piezas Adaptativas
Diseño del Sello
Tipo de Bomba En voladizo Entre Rodamientos
Diseño de la Caja de Sellado
Diámetro Profundidad Conexiones para Planes
API
Diseño del Eje Diámetro Deflexión
Diseño de Cojinetes Anti fricción De Bolas De contacto angular
Condiciones de Operación Temperatura Presión Diferencial Presión de Trabajo
Parámetros Hidráulicos Punto de Máxima Eficiencia NPSHA adecuado
Diseño de la Bomba
Apropiado al Tipo de Sello
Diseño de Sistemas Auxiliares
La confiabilidad dependerá de: Prevenir presiones de reversa Mantener el sello limpio Mantener el sello refrigerado Prevenir la vaporización del producto Llenado de recipientes sin la inclusión de
contaminantes ni presiones de reversa Fluidos de Barrera aceptables
Diseño del Plan API
Dependerá del Tipo de Sello Sencillo y Dual (Presurizado o No-presurizado)
Flujo Adecuado
Temperatura adecuada
Distribución adecuada del flujo
Fluido limpio
Instalación del Sello
Libre de Contaminantes
Longitud de Operación Correcta.
Condiciones de la Caja de Sellado Perpendicularidad de la cara con respecto al eje Concentricidad del eje Superficie de sellado en buenas condiciones Pasante de la inyección con dimensiones correctas y en
posición correcta
Longitud de operación adecuada tomando en cuenta los movimientos del eje debido a la expansión térmica
Instalación de la Bomba
Alineación (Caliente y Frío)
Montaje No-rígido
Posicionamiento del acople (Axial Pull)
Operación de la Bomba
Pérdida de Succión
Descarga Parcialmente cerrada
Estabilidad en el caudal (Sistema de control)
Trabajo en seco
Características del producto bombeado
Operación de los Sistemas Auxiliares
Operación de los Planes de Inyección
Caudal apropiado
Presión apropiada
Temperatura apropiada
Condiciones de trabajo limpias
Libre de Contaminación
Análisis de Fallas
Las Fallas pueden ocurrir debido a tres factores básicos:
Químicos
Mecánicos
Térmicos
Tipos de Fallas
Análisis de Fallas
Ataque químico generalizado
Desgaste por corrosión y fricción (“freeting”)
Ataque químico en O’rings
Lixiviación
Factores Químicos
Ataque químico generalizado Síntomas
– Piezas con zonas opacas– Picaduras en el material– Pérdida de material
Causas– Incompatibilidad de Materiales
Acción a tomar– Análisis químico del fluido– Selección de materiales
Factores Químicos
Análisis de Fallas
En caso de que el fuelle posea grietas en uno o varios puntos normalmente cerca o en la soldadura, éstas sólo podrán ser detectadas con un dispositivo de prueba de fugas.
Los fuelles de AM-350 son susceptibles a agrietamientos por esfuerzos y corrosión en ambientes donde hay presencia de cloruros. El Inconel 718 sufrirá de agrietamientos en presencia de sulfuros. Es importante notificarle al fabricante de sellos sobre la presencia de estos compuestos en el fluido bombeado.
Grietas en los Fuelles de Metal Soldado
Corrosión y Erosión
Fallas en los Fuelles de Metal
Corrosión Selectiva
Fallas en los Fuelles de Metal
Cara con Picaduras
Fallas en los Fuelles de Metal
Análisis de Fallas
Desgaste por Fricción y Corrosión
Síntomas. Desgaste debajo del sellante secundario dinámico. Superficie picada o pulida.
Causas. Movimiento axial del sellante secundario (Empaques).
Acción a tomar. Verificar
Excentricidad del eje (shaft run-out). Vibraciones en el equipo. Juego Axial del eje.
Análisis de Fallas
Desgaste por Fricción
- El desgaste por fricción se presenta en la zona de la camisa que ha estado en contacto con el sellante secundario en movimiento. Este a su vez tendrá una apariencia rugosa y deformada. - Este desgaste ocurre cuando se presenta un movimiento axial continuo del elemento sellante secundario sobre el eje o la camisa. Parte de este desgaste se presentará como asperezas en la zona entre el sellante secundario y su superficie de contacto. La mayor parte del desgaste ocurre generalmente cuando partículas abrasivas se incrustan en el sellante secundario y causan abrasión del componente metálico.
Análisis de Fallas
Desgaste severo por Fricción y corrosión (freeting)
Ataque Químico en los Elastómeros
Síntomas. Presencia de Ampolladuras. Endurecimiento del elastómero. Cambio del diámetro de la sección transversal. Ablandamiento del elastomero.
Causas Incompatibilidad del material con el producto
bombeado. Acción a tomar.
Análisis químico del fluido. Revisión de los materiales utilizados
El ataque químico se identifica cuando se presentan zonas del elastómero más blandas o más duras de lo normal, zonas donde ha cambiado el diámetro de la sección transversal, se han formado ampollas o simplemente presentan una apariencia deteriorada.
El elastómero usado no es químicamente compatible con el producto bombeado en el rango de temperatura utilizado.
Aumento del Diámetro de la sección transversal (Ablandado)
Degradación de la Superficie"Orange Peel"
Ataque Químico en los Elastómeros
Ataque Químico en los Elastómeros Ataque químico en un O’ring
(endurecimiento y perdida de material)
Ataque Químico en los Elastómeros
O’ring de Kalrez hinchado (ablandado)
Ataque Químico en los Elastómeros
Asiento dañado por un O’ring hinchado
Capacidad de compresión del O’ring
Se presentan problemas cuando existen zonas del o’ring con deformación plástica. Generalmente la causa del problema radica en un diseño impropio de la cavidad del o’ring, lo que resulta de una sobre-compresión del material o por ataque químico del material mientras está en servicio.
Deformaciones plásticas en los O'rings es la causa de falla más común. Si esto ocurre en un o’ring dinámico, el anillo primario perderá capacidad de seguimiento del asiento.
O’ring Deformado
O’ring Normal
Pequeñas ampollas y rupturas en la periferia del o’ring causadas por una expansión brusca del producto en el que trabaja el o’ring.
Un fluido el cual se encuentra en estado gaseoso a presión atmosférica, es sellado a alta presión. Si con el tiempo pequeñas cantidades de fluido son absorbidas por el material del elastómero, cuando se presenta una caída de presión muy brusca, el fluido atrapado se expandirá rápidamente y se formarán las ampollas en la superficie del elastómero resultando en daño para el mismo
Ampolladuras
Ruptura
Ampolladuras y Rupturas en el Elastómero
Lixiviación
Síntomas– Aumento en la tasa de goteo– Aumento pronunciado en el desgaste de las caras de carbón.– Caras de Cerámica Carburo de Tungsteno o de Silicio mate y sin
brillo.– Ablandamiento en 5 puntos o mas en la escala de dureza Rockwell
A.
Factores Químicos
Análisis de Fallas
Lixiviación Causas
– Ataque químico que destruye el aglutinante en Carburos y materiales Cerámicos o el relleno (impregnación) en los Carbones Grafitados.
Acción a tomar– Análisis químico el fluido.– Revisión de los materiales utilizados.
Factores Químicos
Análisis de Fallas
Ataque químico en Caras Duras
Carburo de Silicio atacado químicamente
Fallas debido a cargas mecánicas
Cargas Hidráulicas
Distorsión de las Caras
Deflección de las Caras
Daño de los elementos sellantes secundarios
Erosión
Fallas debido a cargas mecánicas
Fuelle colapsado
Fallas debido a cargas mecánicas
Fuelle sobre comprimido
Fallas debido a cargas mecánicas
Contacto en el Diámetro Externo
Fallas debido a cargas mecánicas
Desprendimiento superficial de material de caras duras por efecto de la fricción (pull out).
Fallas debido a cargas mecánicas
Desprendimiento superficial de material de una cara de Carburo de Silicio por efecto de la fricción.
Cuando los resortes están distorsionados, agrietados, rotos, corroídos o simplemente desaparecieron.
Debido generalmente a grietas por esfuerzos por corrosión, corrosión generalizada, fatiga, altas velocidades de eje, sobre compresión o sobre extensión de los mismos.
Cuando se utiliza un sólo resorte diseñado para trabajar unidireccionalmente, este debe ser instalado con su debida orientación.
Resortes rotos o distorsionados
Pines y/o tacos de arrastre dañados. Cuando se observa la superficie de arrastre del asiento deformada, erosionada o fracturada, es evidencia de un contacto excesivo entre el mecanismo de arrastre y el asiento.
Es causado por el movimiento relativo excesivo entre las dos partes (el mecanismo de arrastre y el componente arrastrado). Puede ser causado por la aplicación de alto torque debido a una excesiva fuerza entre caras o insuficiencia de lubricación entre caras.
Desgaste en el Pin de Arrastre
Ranura de arrastre desgastada o fracturada.
Desgaste o distorsión de los componentes de arrastre.
Distorsión en las Caras
Síntomas. Fuga Excesiva Marcas brillantes en la superficie
Causas Inadecuados procedimientos de:
Ensamble Enfriamiento Centramiento de la brida
Acción a tomar Corregir:
Procedimientos de ensamble Distribución del flujo Rediseñar la brida
Patrón de contacto Asiento
Anillo Primario
Distorsión en las Caras
Contacto en toda la superficie de la cara
Eccentric Contact Pattern
Posible daño por contacto con el eje.
Distorsión en las Caras
Contacto excéntrico en la cara
“Pistas” anormales en el asiento
Síntomas. Pista ancha
Causas Descentramiento o excentricidad del eje (shaft runout) Excentricidad entre las partes rotativas y el eje
Acción a tomar Puede estar OK (si la diferencia no es mayor de .005”) Verificar
Descentramiento o excentricidad del eje (shaft
runout) Concentricidad de los componentes del sello
La marca de contacto es más ancha que que el espesor del anillo primario
Desgaste en las ranuras de arrastre
Marca de contacto
Contacto total a lo largo de los 360° de la superficie con una sola gran marca visible en la superficie. También se nota desgaste en los fresados de arrastre del anillo primario.
El asiento esta desalineado, a menudo debido a que la protuberancia del pin antirotacion es excesiva o el asiento fue mal instalado.
Una sola marca
Contacto total a lo largo de 270° de la superficie del asiento. La marca de contacto desaparece entre los 270° y 360°. El Anillo Primario puede mostrar “Grietas Radiales” o “Grietas Circunferenciales” en una posición donde éste hace contacto con una superficie baja en la cara del asiento si el anillo rotativo se dejó girar libremente estando presurizado. El asiento ha sido distorsionado mecánicamente.
No contacto
Posible Erosión del Anillo Primario (Grietas Circunferenciales) si se permite que el sello gire.
Posible Erosión del Anillo Primario (Grietas Radiales) si el sello permanece estacionario bajo presión.
Análisis de falla
Desgaste en 270° de la superficie
Two High Spots on Mating RingSe notan dos grandes marcas de contacto en la superficie del asiento. El Anillo Primario puede mostrar “Grietas Radiales” o “Grietas Circunferenciales” en una posición donde éste hace contacto con una superficie baja en la cara del asiento si el anillo rotativo se dejó girar libremente estando presurizado. El asiento ha sido distorsionado mecánicamente. La línea de corte Bombas de carcaza axialmente partidas es la causa principal.
No contacto
Grandes marcas
Excelentes condiciones luego de poco tiempo en operación
Posible erosión debido a sólidos atrapados
Erosión (Grietas Radiales) Ocurre mientras está estacionario
Análisis de falla
Dos grandes marcas en la superficies
Contact spots noted at gland stud locations on mating ring.Mating ring is being distorted mechanically by uneven gland surface. Clamping load provided by the gland bolting is distorting the gland.
Most often the gland nuts have been overtightened.
Gland Bolt Distortion
Asiento Distorsionado mecánicamente creando puntos altos cerca de los tornillos.La Distorsión se debe a una superficie dispareja de la Brida. La carga de aprisionamiento de los pernos distorsiona la Brida.A menudo las tuercas de la Brida son sobreapretadas.
No contacto
Marcas de contacto alineados con los pernos de la brida
Desgaste inusual
Análisis de falla
Inadecuado apriete en la brida
El asiento presenta fracturas a todo lo largo de su superficie. La pieza puede estar fracturada en múltiples piezas.
Generalmente es causado por un mal procedimiento en el manejo y ensamble del asiento. Las grietas originadas cerca de los puntos de arrastre probablemente se deban a excesivos torques sobre la pieza. Se pueden presentar fracturas debido a choques térmicos. Se puede sospechar de la aplicación de sobrecargas sobre materiales de caras frágiles los cuales están ensamblados con ajustadas tolerancias de interferencia.
Fracturas en el Asiento
Deflección en las Caras
Síntomas. Desgaste en 360 grados de la superficie de una cara
La forma cóncava debido a altas presiones Insuficiencia en la lubricación entre caras
La forma convexa debido a altas temperaturas Causa altas ratas de fuga
Causas Balanceo hidráulico inapropiado (generación de calor) Deformación del elemento sellante secundario Trabajo a presiones muy altas
Acción a tomar Verificar que el sello haya sido diseñado para las
condiciones bajo las cuales esta trabajando
Heavy Inside Diameter Contact
Rotation Due to High Temperature
Poco Contacto
Contacto Excesivo o Moderado
Posible Agrietamiento
Deflección debido a alta temperatura
Contacto Excesivo en el Diámetro Interno
Heavy Outside Diameter Contact
Rotation Due to Pressure
Contacto excesivo o moderado
Poco contacto
Posible zona de agrietamiento
Deflección debido a alta presión
Contacto Excesivo en el Diámetro Externo
Es causado por la diferencia en los coeficientes de expansión de los materiales del portainsert y del insert. Esto trae como consecuencia que no se mantenga el paralelismo entre caras cuando se presenten variaciones de la temperatura.
Después de lapeado
Después de que ha ocurrido una
expansión
Luego de que ha sido ajustado el insert, sobresale el I.D.
Contacto en el ID o OD en Sellos de Fuelle Metálico
Se observa una superficie plana en la periferia del O’ring causada por la pérdida de material debido a la abrasión o quemadura del mismo. Parte del O’ring se ha adherido a la superficie de contacto.
Esta falla es causada por el deslizamiento del o’ring en un punto donde se supone existe contacto estático. Se incrementa el Torque debido a la fricción entre las caras de sellado haciendo que gire el sello secundario (O-Ring).
O’ringdesgastado
O’ringNormal
Análisis de falla
Desgaste superficial del o´ring
Cortadura parcial o total a lo largo de la superficie del o’ring, v’ring, u-cup o empaque suave.
Normalmente causado por procedimientos inadecuados durante el ensamble o debido a un defecto de fabricación presente en el material.
Se recomienda siempre realizar una inspección visual para verificar la presencia de defectos o inclusiones antes de la instalación del sello. Verificar que no existan filos ni rebabas que puedan dañar los empaques secundarios durante la instalación del sello.
Cortadura
Sellante Secundario Cortado
Extrusión del Elemento Sellante Secundario
Síntomas. Deformación del O’ring O’ring cortado o seccionado
Causas Presión Temperatura Ataque químico
Acción a tomar Reducir la temperatura y/o presión de operación Cambiar el material del o’ring Cambiar en el diseño la claridad donde trabaja el
o’ring
Se ha formado un fino labio a lo largo del ID o OD del o’ring.
Generalmente causada por la aplicación donde la presión es mayor a la presión de diseño del material del o’ring. También puede resultar de la expansión térmica del material si la cavidad donde se aloja es demasiado pequeña, o por daños causados por ataque químico del material.
O’ring Normal Labio
Trituramiento
Extrusión del Elemento Sellante Secundario
O’ring de Kalrez Extruido
Erosión en el Sello Mecánico
Síntomas. Ausencia de material en la superficie
Causas Velocidad excesiva del fluido Sólidos en suspención
Acción a tomar Reducir la velocidad del fluido
Caudal de circulación Dirección de flujo Velocidad tangencial
Erosión severa de las partes del sello mecánico en el DE, en algunos casos se puede incluso observar un agujero limpio a través de un componente estacionario.
La causa de esta erosión es la presencia de finas partículas en el caudal de circulación dirigido directamente al sello a una velocidad suficientemente alta para causar este tipo de daño .
Erosión en el Sello Mecánico
Erosión de un sello mecánico
Fallas debido al Calor
Vaporización de producto entre caras Agrietamiento de la cara debido al calor Ampollamiento Daños al elemento sellante secundario
Presencia de un material duro y frágil entre el sello y la camisa o el eje, el cual puede atascar el sello.
Es causado por la oxidación de hidrocarburos calientes resultando en un residuo duro y frágil que tiende a atascar el sello.
La aplicación de un lavado con vapor generalmente resuelve este tipo de problemas.
Coquización
Depósitos Sólidos “Coking”
Coquización
Coquización
Coquización
Presencia de granos o cristales de la sustancia de trabajo en la zona de las caras, resortes o las convoluciones del fuelle del sello mecánico. El rotativo del sello puede quedar atascado al eje o la camisa debido a los depósitos cristalinos. Se puede notar un desgaste abrasivo en las caras.
Causado por fluidos con características abrasivas, tendencia a formar cristales en presencia de calor o al contacto atmosférico.
Depósitos
Depósitos Cristalinos
Presencia de sustancias blandas, pegajosas y con apariencia elastomérica, que se han formado en las caras, en los resortes o en las convoluciones de los fuelles del sello mecánico.
Los depósitos pueden estar presentes en el proceso, o se pueden formar normalmente en procesos limpios con presencia de calor. Sellos monoresotes o diseños con resortes aislados son recomendados cuando se trabaja con este tipo de productos.
Depósitos
Depósitos Polímeros
Agrietamiento de las caras debido al calor
Síntomas. Agrietamiento radial en la superficie de la cara
Causas Funcionamiento del sello en seco Vaporización del producto entre las caras Enfriamiento insuficiente Excesiva carga entre caras
Acción a tomar Ventear la caja adecuadamente antes de arrancar el
equipo Verificar la presión en la caja de sellado Verificar el caudal de la circulación inyectado al sello Verificar la fuerza de cierre entre caras
Many small radial surface cracks through entire face contact area normally visible to the eye. High wear of one face, typically the carbon face, is likely as it will be ground down by the cracked surface.
Squealing, chirping, or popping will often be noted as well before the seal starts to leak. Carbon dust may be visible on the atmospheric side of the seal.
Heat Checking of Entire FacePresencia de grietas de calor a lo largo del área de contacto normalmente visibles al ojo humano. Desgaste excesivo de una cara, normalmente la cara de carbón.
Ruidos tales como chillidos se podrían apreciar antes de que el sello comience a fugar. Se observará polvo de carbón en el lado atmosférico del sello.
Causado por una inadecuada película de lubricación entre las caras. Generalmente por insuficiencia de flujo de inyección al sello o presiones de caja cercanas a la presión de vapor del producto.
Pequeñas grietas de calor en la superficie
Agrietamiento de las caras debido al calor
Agrietamiento de las caras en una zona ubicada a 180 grados desde la conexión de circulación.
Esto es causado por una inadecuada película de lubricación entre caras en el lado opuesto a la entrada de la circulación. La supresión de vapores dentro de la caja del sello no es suficientemente buena para mantener la película de lubricación adecuada entre las caras.
Superficie no dañada en el área de entrada de la circulación
Area con grietas de calor
Agrietamiento de las caras debido al calor
Presencia de dos a seis marcas de calor en la superficie de la cara. Desgaste excesivo en una de las caras, generalmente en la de carbón.
La causa puede ser debido a que el producto de trabajo sea un hidrocarburo liviano que se esté vaporizando en ciertas zonas de la cara.
Areas en buen estado
Areas oscuras por efecto del
calor
Marcas de calor en la superficie del asiento
Agrietamiento de las caras debido al calor
Agrietamiento de calor en el Carburo de Silicio
Agrietamiento de las caras debido al calor
Agrietamiento debido a choque térmico
Vaporización entre las caras del sello
Síntomas. Emisión de vapores desde el sello Acortamiento en la vida del sello Astillamiento en el DI y DE de la cara del sello
Causas Generación excesiva de calor en las caras Presiones de caja por debajo de la presión de vapor del
producto bombeado Acción a tomar
Remover eficientemente el calor generado en las caras Reducir la fuerza de cierre entre caras Mantener la presión en la caja de sellado de 25 a 50 psig
sobre la presión de vapor del producto bombeado
Presencia de desgaste a lo largo de los 360 grados del asiento. Se aprecia cierto desnivel en la cara con una apariencia de “pistas de disco”.
Es causado por partículas abrasivas que se han incrustado en la cara blanda (de carbón). El desnivel también es causado por la utilización de dos caras metálicas sin una buena lubricación entre ellas.
Desgaste por Abrasión
Lubricación insuficiente entre las caras
Desgaste por Abrasión
Desgaste de Asiento Tipo “T” de Carburo de Tungsteno
Desgaste por Abrasión
Desgaste excesivo en el asiento
Desgaste por Abrasión
Lubricación Insuficiente entre las caras
Lubricación Insuficiente entre las caras
Ampollamiento en las caras
Síntomas.
Altas ratas de fuga
Pequeños orificios en forma circular a lo largo de la
superficie de la cara
Pequeñas secciones de la superficie levantadas
Grietas en las superficies levantadas
Causas
Debatibles
Acción a tomar
Consultar al Departamento de Ingeniería de John Crane.
La superficie del anillo primario está cubierta por pequeños agujeros irregulares producto de la pérdida de material en la superficie de la cara de carbón. Se puede presentar desgaste excesivo del mecanismo de arrastre y grietas de calor en la cara dura.
Puede ser causado por altas temperaturas entra caras , gases atrapados en el material de la cara, entre otros.
Ampollamiento
Ampollamiento
Carbón colapsado por ampollamiento
Se hacen presente en forma de ampollamientos sobre caras que han sido recubiertas con un material duro. En algunas de estas áreas probablemente se halla perdido material, dejando un borde o rebaba que puede dañar otras partes del sello.
Las piezas recubiertas deben ser utilizadas con extremo cuidado. La resistencia en los recubrimientos, raramente es igual a la matriz de la pieza y usualmente es más débil. Se puede presentar ataque químico sobre el material base de la pieza si el fluido sellado pasa a través de los poros del recubrimiento.
Fallas de Recubrimientos
Daño Térmico del O’ring
Síntomas.
Endurecimiento
Agrietamiento
Fragilización
Causas
Sobre calentamiento
Enfriamiento inadecuado
Acción a tomar
Reducir el calor generado
Cambio de materiales
Aumentar el enfriamiento
La pieza se endurece y presenta varias grietas a lo largo de su superficie, además se rompe fácilmente al ser doblada con la mano. El daño puede ser ocasionado en el lado de proceso o en el lado atmosférico.
Puede ser causada por contacto con altas temperaturas. En caso de que el daño sea sólo del lado de proceso se puede pensar que la causa es debido a ataque químico.
Superficie Plana
GrietasO’ring Normal
Endurecimiento o Agrietamiento del Elastómero
Falla de un Sello Mecánico
Fuga Excesiva en el sello
Que se debe hacer ?
Inspeccionar
Análisis de la Falla
Análisis de las causas principales de la falla
Falla de un Sello Mecánico
Inspeccionarvs
Análisis de Fallasvs
Análisis de las causas principales de fallas
Inspeccionar Enfocarse en los problemas inmediatos
Análisis de Fallas Enfocarse en los síntomas
Análisis de la causa de la falla Enfocarse en la causa original
Falla de un Sello Mecánico
Rocío de producto alrededor del sello
El producto se vaporiza
Fuga en el sello
Verificar pernos de la brida
Verificar empaque de la brida
Verificar elementos de sellado secundarios
Verificar empaque de la camisa
Inspeccionar
Falla de un Sello Mecánico
Fuga en el sello
Verificar las caras
– Planitud
– Agrietamiento
– Picaduras
– Excoriaciones
– Vibración del equipo
– Equipo en malas condiciones
Inspeccionar
Falla de un Sello Mecánico
Ruidos en el Area del Sello
Inadecuada lubricación en las caras de sellado
Polvo de Carbón en las inmediaciones de la brida
Inadecuada lubricación en las caras de sellado
Inspeccionar
Análisis de Falla
Un método sistemático basado en el análisis (investigación) y corrección (diagnóstico y solución) del rendimiento de los sellos mecánicos, provee el medio de lograr una duración mas prolongada en servicio y una reducción de costos.
Análisis de Falla
Investigación Observar la falla Validar el problema Ajustes y verificaciones
Diagnóstico Tipo de falla Causas de la falla
Solución Recomendaciones Medidas correctivas
Análisis de falla
El análisis de fallas no es una ciencia directa y exacta . No obstante, sigue un enfoque sistemático de las técnicas de resolución de problemas:
Identificar el problema.
Examinar las posibles soluciones del problema.
Escoger una solución apropiada y tomar medidas
correctivas.
Efectuar seguimiento a la solución implementada.
Análisis de falla
Identificación del problema:
El primer paso es identificar el problema o problemas que resulten en paros del equipo o corta duración de los sellos. Esto no es siempre un problema del diseño del sello.
Examinar todas las posibles soluciones:
El segundo paso consiste en examinar cuidadosamente todas las posibles soluciones del problema. La experiencia anterior, la información acumulada por los fabricantes de los equipos y las consultas con el representante de venta del sello, son valiosos en la formulación de una lista de soluciones posibles.
Análisis de falla
Escoger una solución apropiada y tomar medidas correctivas.
La selección de la mejor solución posible requerirá un análisis del costo, accesorios que pueden obtenerse y el análisis de los beneficios económicos futuros.
Efectuar seguimiento a la solución implementada.
Hacer una revisión al cabo de un intervalo de tiempo conveniente para confirmar el éxito de de la solución implementada.
Determinación de las Causas
Principales de Falla
Determinación de las causas principales de falla
Problemas Operacionales Lubricación insuficiente
– Aire dentro del producto bombeado– Flujo de agua de enfriamiento bloqueado o
restringido– Flujo de la circulación bloqueado o restringido
Determinación de las causas principales de falla Problemas Operacionales
Solidificación del producto– Líneas de calentamiento inadecuadas (set up)– Inadecuados procedimientos de parada del equipo (set up)– Inadecuados procedimientos de arranque del equipo (set up)– Otros productos que se solidifican– Mal funcionamiento del lavado– Reacción al contacto atmosférico– Reacción con otros químicos– Mal funcionamiento de la chaqueta de enfriamiento– Variaciones anormales de temperatura
Determinación de las causas principales de falla
Condiciones Operacionales Cambios en la presión de trabajo Cambios en el fluido de trabajo Cambios en la temperatura de trabajo Partículas u objetos extraños en el proceso Productos extraños dentro del proceso Otros cambios operacionales
Determinación de las causas principales de falla
Problemas de Mantenimiento Instalación del sello
– Lubricación excesiva del o’ring– Suciedad en las caras– Brida no centrada– Longitud de operación errónea– Caras no paralelas
Determinación de las causas principales de falla
Problemas de Mantenimiento Instalación del sello
– Manejo inadecuado del sello– Instalación inadecuada del sello– Daño en el empaque secundario– Pernos de la brida no apretado correctamente– Daños en la superficie de sellado
Determinación de las causas principales de falla
Problemas en el Ensamble e Instalación de la Bomba Instalación Condición de los rodamientos y sus
correspondientes ajustes Excentricidad de la caja o en malas condiciones Posicionamiento incorrecto del impulsor
Determinación de las causas principales de falla
Ensamble e Instalación de la Bomba Excentricidad del eje o la camisa Efectos térmicos en la alineación Claridad excesiva del anillo de desgaste Obstrucción del filtro de succión
Determinación de las causas principales de falla
Sistemas auxiliares Sistemas de Líquidos de barrera mal instalados o con un mal arreglo de
tubería Obstrucción del enfriador Conexión de circulación taponada Verificar cualquier otro sistema auxiliar Mal funcionamiento de la chaqueta de enfriamiento de la bomba o la
brida Conexión de venteo taponada
Determinación de las causas principales de la falla
Materiales Fuelle Asiento Partes Metálicas Otros materiales Empaques Anillo primario Resortes
Problemas en el Diseño y Selección del sello
Determinación de las causas principales de la falla
Caras distorsionadas Fuerza entre caras
Relación de balanceo Atascamiento por
feetting
Problemas en el Diseño y selección del sello
Determinación de las causas principales de la falla
Rodamientos Acoples Deflección del eje
Problemas en la bomba y las tuberías
Determinación de las causas principales de la falla
Rendimiento Impulsor atascado Tamaño del Impulsor Otros parámetros de funcionamiento(bajo NPSHD) Claridad del anillo de desgaste
Problemas en la bomba y las tuberías
Determinación de las causas principales de la falla
Condiciones de lubricación Condiciones mecánicas Vibración (Causas indeterminadas) Corrosión Erosión
Problemas en la bomba y las tuberías
Determinación de las causas principales de la falla
Desalineación Características de la fundación Cualquier otro tipo de desalineación Esfuerzos inducidos en tuberías Efectos térmicos sobre las tuberías
Problemas en la bomba y las tuberías
Determinación de las causas principales de la falla
Planitud de las caras Errores en el ensamblaje Piezas incorrectas Errores en las tolerancias y/o en las dimensiones Fuerza suministrada por el resorte o el fuelle
Calidad del Sello Mecánico
Determinación de las causas principales de la falla
Ausencia o errores en las pruebas realizadas al sello
mecánico Identificación incorrecta del sello mecánico Manejo inapropiado del sello mecánico Manejo y transporte inadecuado de los empaques
Calidad del Sello Mecánico
Método de análisis dela causa principal de la falla
Analizar el Modo de Falla Criterio, volumen de la fuga, momento de la falla
Verificar las condiciones del sistema al momento de la falla Cambios, modificaciones, daños
Revisar Historia y antecedentes Tiempo de trabajo, síntomas, influencias sobre el
sistema
Verificación del sistema y los equipos
Desensamblaje e Inspección visual del sello
Examinación completa de sistemas auxiliares
Modo de Falla
Criterio de Falla Característica del producto (concentración
VOC), nivel de alarma de presión, visible
Condiciones de operación Estáticas, dinámicas, estáticas y dinámicas
Donde ocurrió la falla En los componentes del sello, por debajo de la
camisa, por las empacaduras y accesorios Momento de la falla
Condiciones operacionales, paradas, arranques
Condiciones del Sistema
Condiciones del Equipo Modificaciones, vibración, esfuerzo en las tuberías
y velocidad del eje
Otras condiciones mecánicas Tuberías, fundaciones, equipo conductor
Proceso Fluido, condiciones de operación, contaminantes
Operación del equipo Ciclos de operación, procedimiento, sistemas de
control, paradas, arranques
Historia y antecedentes del Funcionamiento Ruidos (Chillidos, golpeteos)
Continuo, periódico, polvo de carbón Temperatura del fluido en la caja de sellado Características de la fuga
Continuamente, en las paradas, intermitentes Cambios en la vida del sello
Gradual, errático, intermitente Momento de ocurrencia de la falla
Arranque, periódico, humano, condiciones de operación, condiciones del fluido
Tiempo de funcionamiento durante la falla , < 1 mes, < normal o deseado
Verificación de los Sistemas y los Equipos
Sistema de inyección al Sello Fallas en el sistema, daños, arreglo
Sistema de líquido de barrera Contaminantes, arreglo de tuberías, daños, obstrucción
Control de presión del líquido de barrera
Condiciones Mecánicas del Equipo Descentramiento, ajustes, balanceo, desgaste
Condiciones Generales del Proceso Esfuerzo en las tuberías, fallas en el sistema,
insuficiencia en el caudal
Desensamble e Inspección visual
Procedimiento General Tomar apuntes, almacenar evidencias,
procedimientos de descontaminación Desensamble y desarme del equipo
Características de la fuga, Posicionamiento del sello, fallas, atascamiento, desgaste, piezas faltantes
Inspección de las caras Evidencias de contacto, localización y tipo de daño
Sello Secundario Manejo de las piezas, ataque químico, choques
térmicos, desgaste, presión Herraje del sello
Desgaste, piezas rotas, grietas, erosión, corrosión
Análisis Visual de los Componentes del Sello Caras del Sello
Características del contacto, grietas de calor, desgaste, ampollamiento
Anillo Primario Fractura, erosión, fallas, ataque químico
Elemento Sellante Secundario Manejo y almacenaje, extrusión, desgaste, ataque químico
Herraje del Sello Abrasión, corrosión, arrastre del sello
Fuelle Metálico Fatiga, grietas por esfuerzos corrosivos, distorsión del fuelle
Métodos de Examinación
Métodos en el Laboratorio Magnificación de 10X a 30X Verificación de la planitud de las caras Ensayo de presión Líquido penetrante
Análisis en Campo Análisis de Fracturas Mecanismo de corrosión Estudio de materiales Cambio en las Propiedades Físicas