¿Podemos aumentar la vida de nuestros sellos estancos?

          No es una situación excepcional: llegas a revisar un equipo de presión y algo no pinta bien.  Observas que en uno de los equipos multicelulares verticales que mueven el agua potable del edificio,  brota un hilillo de agua por el eje.  Conocemos el problema y sabemos que no va a desaparecer. Por ahora cae hacia la bancada, pero pronto llegará al rodamiento inferior.

          El cierre mecánico de fricción, es el dispositivo que permite al eje entrar en la cámara hidráulica sin que el agua escape a su alrededor. Posee dos superficies de contacto ensambladas en una carcasa y un muelle que garantiza la presión entre ambas caras. Existen diferentes configuraciones, montajes, materiales de fricción y tipos de juntas, pero siempre hay una parte que rota solidaria al eje y otra estacionaria. Fue inventado a finales del siglo XIX por George Cook  que en 1905 fundó la primera empresa en EEUU, dedicada a su producción y comercialización, la   «Cook Seal Company».

Fallos en cierres mecánicos: la lucha que no cesa .

          En Hidroworld de Mantenimiento, hemos acumulado una amplia trayectoria en la instalación de sellos mecánicos como componente de las bombas que reparamos. Por esta razón, podemos afirmar que la mayoría de los problemas en los sellos se deben a lo que conocemos como «trabajo en seco». No solo se trata de un posible » trabajo sin fluido». Puede existir líquido, pero que si no lubrica, tendremos problemas.

          Los fallos en cierres mecánicos suelen repetirse una y otra vez. Hablamos de situaciones en las las llaves de paso han sido cerradas accidentalmente, o alguna válvula de retención se ha roto, provocando el bloqueo del fluido. Consecuentemente, las superficies de fricción del sello carecerán de la lubricación adecuada para cumplir su función correctamente. Como resultado, se produce un roce excesivo que acelera el desgaste prematuro de la pieza, causando daños y la fuga del líquido.

 

          Los efectos que resultan del trabajo en seco son fácilmente identificables. Los reconoceremos al inspeccionar las superficies de fricción porque observaremos raspaduras y erosiones profundas.

          Con frecuencia, encontramos una línea concéntrica en la zona de las superficies de fricción del sello mecánico, que delimita una parte menos dañada y otra donde el deterioro es más pronunciado.

 

                                           Superficie de contacto deteriorada.

 

 Causas más comunes de fallos en cierres mecánicos.

          Podemos determinar diversas situaciones que pueden comprometer el estado de nuestro cierre mecánico:

          Presión excesiva: Los fallos en los sellos mecánicos pueden ser causados por una presión excesiva, es decir, cuando el sello mecánico se somete a niveles de presión que exceden sus capacidades de diseño. Esto resulta en una fuerza excesiva entre las superficies de fricción, lo que dificulta el flujo del fluido y conduce a que las superficies funcionen en un entorno sin lubricación.

          Velocidad excesiva y vibraciones: Cada sello mecánico tiene límites de velocidad específicos. Cuando un sello opera a una velocidad superior a su máxima velocidad lineal (m/s), puede generar una temperatura excesiva entre las superficies de fricción. Ello a menudo provoca la evaporación prematura del lubricante entre las superficies y, en última instancia, la operación en condiciones secas. Además, unos rodamientos deteriorados, generarán las vibraciones suficientes para provocar movimientos laterales incontrolados, que derivarán en desgaste acelerado del cierre.

          Temperatura elevada: Un fluido que se acerca a su punto de evaporación puede llevar a la pérdida de lubricación, lo que resulta en la operación en condiciones secas de las superficies de fricción. Las superficies de contacto se deterioran y los elastómeros, se agrietan o se deforman. El trabajo de la bomba, con la llave de entrada o salida cerradas, puede producir ese efecto.

          Dimensionamiento inadecuado: Cada sello tiene especificaciones y dimensiones particulares. Colocar un sello en un espacio que no cumple con sus dimensiones correctas de montaje puede provocar una presión excesiva en las superficies de fricción y fomentar la operación en seco.   

         

          Eje o carcasa desgastados: Ciertas gomas empleadas en el ajuste al eje o a la carcasa, como Viton, pueden provocar el desgaste. Por tanto, cuando se reemplaza un sello, si el eje tiene un diámetro exterior  reducido por la fricción durante la vida del anterior cierre, el sello no se ajustará correctamente, perdiendo fluido.            

         

     

          Errores durante el montaje: La instalación de un sello mecánico requiere un cuidado extremo, lubricación y la prevención de cualquier daño, raspadura o impacto durante la sustitución. Por ello, mientras se realizan tareas de mantenimiento, debe ser prioritaria una exquisita limpieza antes, durante y después del montaje. Es una pequeña joya tecnológica, tratémosla como tal.

 

          Ataque químico: En las superficies de fricción de un sello mecánico, pueden encontrarse sustancias ácidas que pueden deteriorar el grafito, uno de los materiales comunes utilizados en estas partes.  Juntas secundarias, como las tóricas, también pueden dañarse debido a interacciones incompatibles con el medio.

           Debemos tener en consideración que algunos materiales, como el FPM, no son compatibles con agua caliente. O el EPDM, que no debe mezclarse con grasas y aceites minerales. Por otra parte, componentes metálicos como muelles y carcasas, también pueden sufrir daños debido a una posible corrosión galvánica. La elección correcta durante la reparación, es esencial para resistir la agresión química.

 

 

                                              Ataque químico

 

          Deterioro por sólidos: Los cierres están concebidos para un proceso de bombeo y si acceden partículas sólidas esmerilantes como arena  para las cuales no está diseñado , puede sufrir la formación de ranuras en las caras del sello, lo que producirá goteos y pérdida de estanqueidad. La instalación de un sello mecánico de cara dura como carburo de silicio, puede limitar y evitar que este problema vuelva a ocurrir. Pero debes tener en cuenta que dependerá de unas concentraciones de arena que no superen las especificadas en el diseño.

 

          Conclusiones

           En resumen, los fallos en cierres mecánicos pueden ser variados y frustrantes. Trabajo en seco, montaje inadecuado,  una temperatura incorrecta, tal vez un ataque químico, pueden llevar al colapso de nuestro sello. En Hidroworld mantenimiento, estimamos que es por tanto esencial, abordar estos problemas con diligencia, para garantizar un funcionamiento adecuado y duradero del cierre mecánico, como pieza fundamental de nuestros equipos de bombeo.

 

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