Las certificaciones son, dicho de otra manera, y los sellos mecánicos son poco propensos a fallar y estar obsoletos al garantizar que no solo se ha arraigado la excelencia operativa, sino que también se han mantenido los estándares de preservación ambiental. Los sellos mecánicos se utilizan para prevenir la fuga de fluidos de máquinas, bombas, compresores y reactores en industrias como la de petróleo y gas, farmacéutica y procesamiento químico. Ampliando esto, en realidad, una condición de cero fugas es inalcanzable para la mayoría de las aplicaciones dado el estado actual de la tecnología y la ciencia de materiales disponibles, considerando también el papel de los sellos en la integridad del sistema. Por lo tanto, alguna fuga es inevitable e incluso permitida bajo condiciones especificadas, lo cual es algo terriblemente desagradable.
Este artículo intenta arrojar luz sobre la teoría detrás de las tasas de fuga permitidas al explicar el compromiso entre el mejor sellado y el rendimiento real. Además, discute las diversas normas industriales y algunas de las directivas que están detrás de esta restricción para que los sellos operen de manera segura dentro de los límites ambientales y operativos. El documento discute varios sellos comercialmente disponibles en este sentido con respecto a las tasas de fuga asociadas con los respectivos diseños de sellos y su aplicación. Finalmente, proporciona un resumen de la longevidad sostenida y las perspectivas de desarrollo que las tecnologías de sellado mecánico ofrecen para permitir diseños de sellos cada vez más vigorosos y también más ecológicos.
Tasa de Fuga Permisible: Justificaciones
Esto está fundamentalmente en desacuerdo con el propósito principal de un sello mecánico, que es lograr cero fugas, un objetivo al que se esfuerza todo mecánico. Sin embargo, en el mundo real de la ingeniería mecánica, las consideraciones prácticas, las limitaciones económicas y los requisitos de seguridad exigen un enfoque más matizado. Si bien un sellado perfecto con cero fugas es un objetivo ideal y es alcanzable en condiciones controladas, no debe comprometer la funcionalidad o fiabilidad de los sistemas. En algunos casos, puede ser admisible una cantidad controlada de fugas para garantizar la seguridad y fiabilidad de la operación.
Por un lado, es irrazonable incluso afirmar que los sellos herméticos pueden realizarse en sí mismos. Esto se debe al hecho de que, a pesar de los límites de los materiales y el proceso de fabricación, tenemos niveles limitados de precisión alcanzables en la práctica. Al mismo tiempo, las juntas mecánicas se enfrentan a una tarea difícil de mantener su vida útil a través de un amplio rango de temperaturas, presiones y corrosión química. Ambos son conocidos por alterar la integridad del material y la estructura de las juntas. En segundo lugar, los defectos superficiales, al menos microscópicos, estarán siempre presentes en las superficies de sellado y pueden producir una fuga leve en un nivel aceptable. Estos pueden ser muy finos generalmente en el rango de micrómetros pero en general ejercen un impacto considerable en el rendimiento de las juntas.
La economía que controla la fabricación del sello es otro parámetro importante que afecta cuántos límites permitidos durante el diseño del sello mecánico. Eso es un inicio costoso de este diseño y sustancia, pero podría crear un sello que probablemente no permitiría ninguna filtración. Pero en la mayoría de las aplicaciones industriales, el costo adicional probablemente no sea necesario siempre que una pequeña fuga no impacte la operación de la máquina y no cree ningún riesgo de seguridad. Al embarcarse en el desarrollo de un sello práctico viable que, en última instancia, será comercialmente exitoso, por lo tanto, requiere alguna forma de compromiso en el diseño porque la perfección en el sellado simplemente no es económica, los sellos son, por lo tanto, compromisos económicos entre función y costo.
Además, las tecnologías para la detección y medición de fugas están bien desarrolladas para medir tasas de fugas muy bajas.
No solo una tolerancia a las fugas, sino que esta aceptación controlada de la fuga hace algunas cosas más en el departamento de seguridad también. Asimismo, es el diagnóstico necesario que se invoca cada vez que cuidamos de nuestra máquina industrial. Por ejemplo, un aumento inesperado en la tasa de fuga puede alertar al ingeniero sobre el desgaste lento del sello o posiblemente una falla inminente del sello. Esta es una alarma temprana increíblemente útil que permite el mantenimiento preventivo antes de que ocurra una falla más grave, quizás con consecuencias graves. Esto evitará la extensión de la vida de la máquina, y al mismo tiempo, accidentes y daños ambientales, que podrían causar fugas de vuelo pero todo a la vez.
Entre otras cosas, controlar las tasas de fuga mantiene presiones que de otro modo se acumularían para causar fallas mecánicas catastróficas liberadas lentamente en su lugar. Esto puede ser crucial para la seguridad en entornos extremadamente dinámicos como refinerías de petróleo o plantas de procesamiento químico para prevenir que ocurran problemas mayores.
En resumen, las tasas de fuga permisibles pueden ser uno de los compromisos realizados, pero son, no obstante, características realistas y visibles de los sellos mecánicos (específicos de diseño o servicio). Este es el tipo de enfoque pragmático que equilibra las limitaciones operativas, económicas y de seguridad. Para asegurar el correcto funcionamiento de un sello mecánico dado dentro de esos parámetros efectivamente dirigidos, si mantiene la integridad del sistema mientras protege la salud humana y ambiental - y todo esto basado en que el rendimiento de los sellos esté estrictamente alineado con las tasas de fuga para su industria (como lo define el fabricante y opera con estándares), entonces se podría decir que se ha logrado el éxito.
Prácticas y Protocolos Comunes
Por el contrario, el proceso que establece las tasas de fuga máximas permitidas para los sellos mecánicos está altamente regulado, con numerosos estándares y marcos regulatorios que lo guían. En cambio, estos son estándares desarrollados por equipos técnicos humanos asociados con organizaciones globales de defensa que buscan proteger la seguridad global, la eficiencia y el rendimiento ambiental de la industria. Entre estos, los más destacados son de API-Instituto Americano del Petróleo, ASME-Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos e ISO-Organización Internacional de Normalización. Esto significa que cada una de estas organizaciones forma parte del proceso utilizado para desarrollar las directrices referenciadas que definen exactamente cómo deben funcionar los sellos mecánicos cuando se enfrentan a diferentes síntomas operativos.
Por ejemplo, la norma API 682 es una referencia estándar de la industria para bombas en las industrias del petróleo, gas natural y petroquímica. La norma se basa en gran medida en el diseño y la clase funcional de los sellos mecánicos, incluidas las recomendaciones específicas para las tasas de fuga permitidas por tipo. Estas dependerán del fluido que se esté sellando, los peligros ambientales y de seguridad asociados con la fuga no intencionada y el entorno de servicio dentro del cual el sello debe funcionar.
De manera similar, ASME e ISO emitieron directrices para las empresas de downstream — ensamblaje, preparación y generación de energía. Los sellos mecánicos se prueban por seguridad y función contra estándares altos precisos. Cualquiera que sea el nivel de servicio que realicen, todos los sellos mecánicos se probarán según estándares altos específicos para seguridad y función. Esto es esencial en las industrias que manejan líquidos nocivos o que pueden causar grandes daños a la Madre Naturaleza una vez liberados accidentalmente.
Al final, la razón detrás de estos tipos de estándares es la operación segura — no el cumplimiento regulatorio.
Son fuerzas de miles, incluso millones, de ingenieros y científicos que se acumulan para crear tales estándares junto con los demás interesados de la industria ambiental. Ahora, este tipo de trabajo colaborativo asegura que los estándares desarrollados sean lo suficientemente amplios como para abordar cada escenario imaginable que se pueda pensar en términos de rendimiento o seguridad del sello. Además, la estandarización es una actividad continua, la revisión periódica de esos estándares los actualiza con los avances tecnológicos recientes y los problemas ambientales, asegurando así la relevancia y potencia de tales estándares en el paisaje industrial en constante cambio.
También establece estándares de tasas de fuga, así como prácticas de instalación, métodos de mantenimiento y requisitos de inspección.
Estas son las ciencias de las cuales, hasta este momento, se ha dicho poco sobre cuán crítica es su importancia para un mundo que puede estar en necesidad inmediata de sostenibilidad y seguridad ambiental. Estos estándares deben considerarse criterios de fuga específicos de la industria porque muchas industrias utilizan estos estándares para minimizar su huella ambiental y mejorar la seguridad. Esta certeza que generan constituye un mínimo de calidad y seguridad para que todas las empresas puedan basarse en la confianza de las partes interesadas y de los reguladores.
Así, las tasas de fuga aceptables para los sellos mecánicos se han derivado en realidad de normas creadas por organizaciones reconocidas (API, ASME e ISO) utilizando un procedimiento de prueba riguroso estandarizado. Están diseñados para interactuar de manera segura y efectiva con una aplicación, incluso una que utiliza material peligroso. Si bien existe diversidad entre las empresas, las organizaciones profesionales comparten principios fundamentales que buscan garantizar la consistencia de las operaciones y la prevención de peligros ambientales o lesiones infligidas accidentalmente a seres humanos que realizan dicha operación o que viven cerca de la industria, lo que subraya buenos marcos regulatorios en el campo..
Hay varios tipos diferentes de sellos, cada uno diseñado para diferentes aplicaciones y cada uno con tasas de fuga únicas.
Los sellos mecánicos están disponibles en muchos diseños para adaptarse a diferentes condiciones de operación y aplicaciones.
En general, las tasas de fuga, cada aplicación tiene una especie de tasa de fuga 'normal' que podría diferir bastante dependiendo del diseño específico del sello, los materiales de construcción y los detalles de la aplicación.
Conclusión
En realidad, el diseño y la ejecución son inseparables y deben dirigirse hacia la reducción de las tasas de fuga y la mejora de la eficiencia del sello mecánico. Mientras que la ausencia de fugas podría ser la condición óptima, los entornos operativos en la industria consensúan un valor aceptable de fuga que delimita un compromiso pragmático entre costo y confiabilidad. El continuo aumento de la tecnología significaría que la precisión tanto en la producción de sellos como en las técnicas de identificación de fugas debería mejorar, lo que llevaría a límites aún más estrictos en las tasas de fuga y a una mejora en la confiabilidad del sistema.
En el futuro, los sellos mecánicos estarían más asociados con el avance de materiales y diseños que permitan cumplir con niveles más altos de regulación ambiental y criterios operativos. También estamos seguros de que la I+D continua creará sellos de mayor rendimiento que no solo cumplan con lo que se puede lograr hoy, sino que vayan más allá para ofrecer un sistema de casi cero fugas en muchas aplicaciones críticas. Así que sí, significará un mundo de operaciones industriales generales potenciales mucho más seguro, sostenible y también más eficiente, en un grado aumentado.
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