Fundamentos de los sellos mecánicos

En el mundo de la maquinaria industrial, los sellos mecánicos son componentes omnipresentes que proporcionan elementos indispensables de eficiencia y seguridad ambiental. Este equipo está diseñado para detener el flujo entre los componentes giratorios y estacionarios de diferentes máquinas. Esto por sí solo no solo garantiza que se mantenga la eficiencia de estos sistemas, sino que también es necesario para cumplir con los estándares de cumplimiento ambiental, y esto es fundamental en industrias como la del petróleo y el gas, la farmacéutica, la gestión del agua, la generación de energía y la automotriz, por nombrar algunas.

- ¿ Qué?

Los sellos mecánicos desempeñan un papel más importante que el de simplemente cerrar el paso de fluidos; trabajan para mantener la integridad de los sistemas de presión y evitar que los contaminantes nocivos se difundan al medio ambiente. Esta doble funcionalidad los vuelve indispensables en ámbitos en los que la gestión segura de materiales potencialmente tóxicos o que producen metástasis es una prioridad máxima. En el caso del petróleo y el gas, una fuga podría provocar una importante contaminación ambiental, costosos tiempos de inactividad operativa y también problemas de seguridad catastróficos, como incendios o explosiones.

- ¿ Qué?

De la misma manera, en la industria farmacéutica, los sellos mecánicos deben funcionar sin fallas para evitar la contaminación de los medicamentos, ya que de lo contrario podrían poner en peligro la pureza y la eficacia de los mismos, lo que tendría consecuencias nefastas para la salud. Los sellos mecánicos también deben soportar protocolos de limpieza agresivos y una amplia gama de productos químicos sin degradarse.

- ¿ Qué?

Los sellos mecánicos tienen una función crucial en el suministro de agua potable y el tratamiento de aguas residuales dentro de los sistemas de gestión del agua. Evitan que el agua no tratada o contaminada se filtre de las bombas y otros equipos para evitar el riesgo de contaminación ambiental y problemas de salud pública.

- ¿ Qué?

Los sellos mecánicos en el sector de generación de energía se utilizan ampliamente para lograr operaciones eficientes y seguras, especialmente para aplicaciones de alta presión y temperatura, incluidas turbinas de vapor y bombas de alimentación de calderas. El deslizamiento de un sello en dichos entornos puede generar una enorme pérdida de tiempo de operación y problemas de seguridad.

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Por último, la industria automotriz emplea sellos mecánicos en múltiples aplicaciones, como bombas de agua, bombas de aceite y sistemas de transmisión. Estos sellos también son importantes para evitar fugas de lubricante y refrigerante, pero son fundamentales para el funcionamiento correcto y eficiente de los vehículos. Cuando estos sellos fallan, pueden causar una pérdida de refrigeración y lubricación, lo que provocará un sobrecalentamiento del motor, fallas de lubricación y averías en los sistemas o el motor.

- ¿ Qué?

Es importante conocer las partes que componen un sello mecánico, así como sus aplicaciones clave, para que quien se dedique al mantenimiento, diseño o uso de estos pueda comprender mejor sus sistemas. Comprender esto no solo ayuda a seleccionar el sello adecuado para cada aplicación, sino que también ayuda a solucionar problemas y optimizar los diseños de sistemas para mejorar la seguridad y la eficiencia.

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Componentes de un sello mecánico

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Resumen: Los sellos mecánicos son uno de los componentes clave en una amplia gama de equipos industriales y desempeñan un papel fundamental para garantizar la integridad del sistema y el funcionamiento confiable al evitar fugas de fluido entre elementos giratorios y estacionarios. Este tipo de maquinaria es fundamental para mantener en funcionamiento una serie de industrias y evitar las emisiones nocivas. Imagen etiquetada de sello mecánico: Un sello mecánico es un dispositivo que se utiliza para mantener la mayor cantidad posible de fluido y otras cosas dentro del contenedor o la tubería. Las diferentes partes del sello mecánico, su funcionamiento y aplicación deben conocerse bien para diseñarlo y usarlo en varios campos.

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Componentes detallados de los sellos mecánicos

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Sello de caras anulares: es un par de esas caras que están en movimiento relativo, entre ellas, una montada en la parte giratoria de la maquinaria llamada (cara giratoria) y otra unida a una parte estacionaria llamada cara estacionaria. Las caras finas están compuestas de materiales sólidos que incluyen carburo de silicio, carburo de tungsteno, cerámica o metal en un desgaste difícil de evitar. La selección del material depende de la aplicación, es decir, el tipo de fluido, la presión, la temperatura y las propiedades químicas. Trabajo y función: la función principal de las dos caras de sellado es proporcionar un sello duro de alta restricción que limita la fuga de fluido a través de él, pero permite que el eje de la máquina gire libremente contra él. Dicha evolución de la ingeniería de superficies busca lograr la menor fricción y desgaste también con un examen alternativo de modo que los sellos garanticen una vida útil más larga con un mayor grado de confiabilidad en condiciones de funcionamiento variables.

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Se denominan sellos primarios (metálicos) y sellos secundarios (elastómeros, juntas o anillos tóricos) diseñados para compensar desalineaciones y movimientos dinámicos de la maquinaria. Las partes móviles son de caucho o PTFE, otro polímero brillante que es especialmente resistente tanto al desgaste químico como a las altas temperaturas. Ofrecen una capa adicional de protección (junto con las caras del sello primario) que sirven como un sello continuo y adecuado a pesar del desgaste y las tensiones de funcionamiento en el sello mecánico que pueden provocar la pérdida de la integridad del sellado por tener sellos secundarios.

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Resortes y mecanismos de carga: El contacto dinámico entre las caras del sello es un factor vital en lo que respecta a la fiabilidad del sello a lo largo del tiempo. Los resortes o cualquier mecanismo de carga mecánico se ajustan automáticamente debido a la presión, la temperatura y el desgaste, lo que reduce el rendimiento del sello en entornos húmedos. Dependiendo de la aplicación, que tal vez necesite funcionar más rápido o incluso en condiciones diferentes, se determinará el diseño del mecanismo que se elija.

- ¿ Qué?

Piezas de la estructura y auxiliares: esto incluye todas las piezas metálicas/compuestas que mantienen el conjunto del sello en su posición, como manguitos, placas de casquillo y tuercas de seguridad. Estas piezas están hechas para soportar tensiones mecánicas, exposición química y ciclo térmico que se imparten durante el funcionamiento. Sin embargo, es su construcción robusta la que mantiene el sello firmemente en su lugar y en escuadra, lo que garantiza la estanqueidad y mantiene todo alineado y estructuralmente sólido, lo que mejora tanto la confiabilidad como la funcionalidad del sello.

- ¿ Qué?

Los clips de ajuste son útiles: en el caso de que sea necesario instalar sellos mecánicos, los clips de ajuste resultan eficaces. Garantizan una disposición paralela y posicional perfecta de los elementos del sello durante el montaje. De hecho, deben instalarse de manera que incluso la más mínima desalineación conduzca a un desgaste prematuro o incluso a una falla. Estos clips permiten quitar el sello con facilidad una vez que lo haya instalado correctamente, lo que permite que el sello funcione con plena eficiencia desde el primer día.

- ¿ Qué?

Aplicaciones de los sellos mecánicos en diversas industrias

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Si piensa en los sellos mecánicos en cualquier industria, son uno de los componentes más importantes que indirectamente proporcionan integridad y eficiencia a diversas maquinarias. Estos sellos evitan fugas de líquidos y gases, lo que proporciona una mejora en la seguridad, un menor impacto ambiental y una mejor eficiencia operativa. Los sellos mecánicos son un componente operativo importante para la mayoría de las industrias, cada industria tiene demandas y desafíos distintos que determinan las especificaciones y las demandas de rendimiento de los sellos mecánicos.

- ¿ Qué?

Industria del petróleo y el gas

- ¿ Qué?

Los sellos mecánicos en bombas, compresores y mezcladores implican el manejo de HC volátiles en el sector del petróleo y el gas. El uso principal de estos sellos es controlar el escape de petróleo y gas que puede contaminar el medio ambiente, además de que este flujo representa un riesgo considerable de explosión e incendio. Los sellos mecánicos que se utilizan en esta industria deben estar diseñados para funcionar bajo altos niveles de presión y la naturaleza de los hidrocarburos, que generalmente es corrosiva. Los materiales empleados deben proporcionar una resistencia química y durabilidad excepcionales para soportar estas condiciones operativas extremas, manteniendo al mismo tiempo la integridad del sello durante períodos prolongados. Esto es clave tanto para mantener el funcionamiento sin problemas como debido a las estrictas regulaciones ambientales que garantizan que no se produzcan fugas ni derrames.

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Industria farmacéutica

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Además, los sellos mecánicos son fundamentales para garantizar que los equipos de procesamiento en la industria farmacéutica y clínica estén lo más limpios posible sin ningún riesgo de contaminación. Deben soportar limpiadores agresivos y procedimientos de esterilización a lo largo del tiempo sin degradarse significativamente o rápidamente. Se supone que estos sellos evitan cualquier contaminación microbiana o de partículas en los productos farmacéuticos que, de lo contrario, podría comprometer la seguridad y la eficacia de un producto, afectando así su pureza y calidad. Los sellos mecánicos diseñados a medida para este sector exigen un diseño específico y selecciones de materiales centrados en propiedades no reactivas y no lixiviantes para cumplir con los estrictos requisitos farmacéuticos.

- ¿ Qué?

Gestión del agua

- ¿ Qué?

Los sellos mecánicos son esenciales para bombas y sistemas que manejan agua no tratada o contaminada en instalaciones de tratamiento de agua. El empaque de estos sellos protege contra la pérdida de agua peligrosa al medio ambiente, lo que ayuda a mantener la salud pública y ambiental. Los sellos mecánicos utilizados en esta aplicación deben poder soportar el desgaste causado por partículas abrasivas, desechos y la corrosión química asociada con una variedad de productos químicos para el tratamiento del agua. Se confía en que funcionen de manera constante a diferentes niveles de pH y por su resistencia al desgaste por partículas en el agua, lo que garantiza una confiabilidad a largo plazo con un mantenimiento mínimo requerido.

- ¿ Qué?

Generación de energía

- ¿ Qué?

Los sellos mecánicos se utilizan en turbinas, calderas y sistemas de refrigeración, lo que permite un funcionamiento eficiente y seguro del sector de generación de energía. Las aplicaciones de sellos a alta temperatura y alta presión como estas pueden suponer mayores riesgos de seguridad, así como un Terex Big Block® operativo, lo que significa la falla de los sellos. La expansión térmica, la alta presión y diversas aplicaciones en la planta de energía deben ser soportadas por sellos mecánicos, ya que deben ofrecer un sellado satisfactorio [7]. Esto garantiza que las instalaciones de generación de energía puedan operar continuamente, lo que lo hace importante para la demanda de energía y la estabilidad de la red.

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Industria automotriz

- ¿ Qué?

En aplicaciones automotrices, los sellos mecánicos se utilizan en aplicaciones esenciales como bombas de agua, bombas de aceite y sistemas de transmisión. Estos sellos son fundamentales para evitar fugas de refrigerantes y lubricantes, que son necesarios para el correcto funcionamiento del motor y los sistemas de transmisión. Estos sellos eventualmente fallarán, causando sobrecalentamiento, fallas de lubricación y averías del vehículo. Los sellos automotrices bien diseñados son fundamentales para el rendimiento, la eficiencia y la vida útil del vehículo, lo que afecta directamente la confiabilidad de estos componentes.

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El cambio de la industria y los retos futuros

- ¿ Qué?

Con el avance de las industrias y el hecho de enfrentarse a múltiples desafíos derivados de los avances tecnológicos y las demandas ambientales, los sellos mecánicos van a desempeñar un papel fundamental. Se requiere una evolución continua del diseño de los sellos, de la ciencia de los materiales y del proceso de fabricación para respaldar la experiencia de estos amplios sectores. Las tendencias que impulsan las innovaciones en la tecnología de los sellos mecánicos son la durabilidad, el bajo impacto ambiental y la mayor eficiencia de las operaciones industriales. Los sellos mecánicos tienen un futuro prometedor debido a su flexibilidad para evolucionar al mismo ritmo que las tendencias más nuevas, como la digitalización y la sostenibilidad, junto con estándares regulatorios más estrictos que mantendrán estos componentes como una parte indispensable de la maquinaria o el equipo industrial.