CIERRES MECÁNICOS
Mejora de la fiabilidad en las juntas mecánicas
¿Qué requisitos tener en cuenta a la hora de seleccionar una bomba?
Es imposible definir una lista de los factores que pueden provocar el fallo de un cierre mecánico. Esto es debido a la variedad de productos químicos y procesos que pueden llevarse a cabo.
Sin embargo, es posible ver algunos patrones que se repiten y que conducen al éxito o al fracaso. Al abordar estos factores, los usuarios pueden mejorar el rendimiento y la fiabilidad de sus bombas y cierres.
La mayoría de las industrias químicas confían en las bombas de servicio químico para casi todas sus tareas de bombeo.
La mayor parte de bombas se basan en normas establecidas, aunque han evolucionado con el tiempo, en general se han centrado en aplicaciones de baja presión y temperatura moderada.
Generalmente las bombas de servicio químico se consideran unidades estandarizadas. Sus diseños permiten cambiar con facilidad entre opciones de diseño y fabricantes. Esto permite a los usuarios almacenar un número relativamente pequeño de bombas para subir un gran número de instalaciones.
Aunque esto reduce los niveles de inventario, puede animar a los usuarios a intentar que una bomba cubra una gama demasiado amplia de condiciones de funcionamiento.
Esto provoca que la mayoría de las bombas de las plantas químicas no funcionan cerca de su punto de máxima eficiencia (BEP). Diversos estudios correlacionan la fiabilidad de las bombas y las juntas con el punto de funcionamiento de la curva de la bomba, y citan una disminución de la fiabilidad a medida que el punto de funcionamiento se aleja del punto de máxima eficiencia.
La fase inicial de selección de la bomba es fundamental para que las bombas funcionen en su punto de máxima eficiencia. Lamentablemente, lo más común en la industria química es que se dimensionen los equipos un 50% más que los valores calculados.
En el caso de las bombas sobredimensionadas que ya se utilizan en una aplicación específica, se pueden tomar medidas para acercarlas a su máxima eficiencia.
La más común es el uso de una línea de recirculación. El fluido de la línea de descarga se devuelve a la tubería o recipiente de succión. Esto mantiene el caudal necesario para el sistema de descarga.
En el caso de bombas que deban funcionar en una amplia gama de caudales y presiones, se debe considerar la posibilidad de utilizar accionamientos de velocidad variable que puedan ajustar la potencia de la bomba para que se adapte mejor a los requisitos de funcionamiento.
¿Aumenta la fiabilidad el uso correcto de las cámaras de sellado?
El término «prensaestopas o caja del prensaestopas» se ha utilizado históricamente para describir la cavidad donde el eje de la bomba entra en la carcasa de la bomba.
La empaquetadura se «rellenaba» en la cavidad y se comprimía mecánicamente para limitar las fugas fuera de la bomba. Aunque las configuraciones modernas de las empaquetaduras han evolucionado hasta convertirse en algo relativamente sofisticado, el principio sigue siendo el mismo.
Debido a los requisitos de la empaquetadura, los prensaestopas se diseñan con una pequeña sección radial o espacio libre entre el eje y el orificio del prensaestopas.
Para la mayoría de las bombas de servicio químico, esto oscila entre aproximadamente 7,94 mm a 11,11 mm para acomodar la empaquetadura de sección cuadrada. Los cierres mecánicos también pueden aplicarse en estos prensaestopas. De hecho, todos los fabricantes de cierres mecánicos han diseñado modelos de cierres específicamente para adaptarse a los prensaestopas de diámetro estándar.
Esto no debe interpretarse como una aprobación de la industria de los sellos. Al hacerlo, hay compromisos de diseño que puedan afectar al rendimiento del cierre. Las piezas y las holguras deben ser muy pequeñas. Las vías de flujo de fluido alrededor de la junta están muy restringidas, lo que puede impedir una refrigeración adecuada.
Las altas temperaturas y el cizallamiento pueden llevar a algunos fluidos a la polimerización. Para resolver estos problemas y permitir un mejor diseño de las juntas, los fabricantes de bombas pueden proporcionar cámaras de sellado, también conocidas como «cajeras» de mayor diámetro.
Las cámaras de sellado tienen un nombre muy apropiado. Están diseñadas para alojar cierres mecánicos. La diferencia más notable entre los prensaestopas y las cámaras de estanqueidad es el tamaño de la sección radial.
Las cámaras de sellado van desde aproximadamente 19,09 mm a 25,4 mm. Esto permite la instalación de juntas más robustas que pueden tolerar una gama más amplia de condiciones de funcionamiento.
La holgura añadida también proporciona una mejor circulación de los fluidos de proceso alrededor de la cámara de la junta. Para maximizar el efecto de la holgura, los fabricantes de bombas ofrecen varias opciones de cámaras de sellado.
- Una cámara de sellado estándar de gran diámetro está diseñada para alojar un casquillo de cuello cuando se requiere el aislamiento de la cámara de sellado.
- Una cámara de sellado abierta permite un mejor intercambio de la cámara de sellado y los fluidos de proceso de la bomba.
- Las cámaras de sellado de diámetro interior cónico proporcionan un intercambio de fluidos y un rechazo de sólidos aún mejores.
- Por último, las cámaras de sellado cónicas con modificadores de flujo proporcionan la máxima circulación en la cámara de sellado.
¿Estas cámaras de sellado realmente ofrecen mejores condiciones de funcionamiento que los prensaestopas? La respuesta es sencilla: sí. Se han realizado una serie de pruebas para evaluar los efectos en las temperaturas de la bomba, la cámara de sellado y las caras del sello con diferentes cámaras de sellado y prensaestopas.
Las condiciones de funcionamiento (velocidad, presión, y fluido de trabajo) y el diseño del sello resultaron constantes a lo largo de las pruebas. Los resultados mostraron que las cámaras de sellado presentaban descensos significativos en las temperaturas alrededor del sello y en las caras del sello en comparación con un prensaestopas estándar.
Lamentablemente, en muchas plantas más de la mitad de las bombas pueden seguir utilizando prensaestopas. En definitiva, al cambiar los prensaestopas por las cámaras de sellado, el usuario dispone de una mayor selección de opciones de sellado, desde las ventajas de una mejor refrigeración de los sellos y hasta una mayor fiabilidad de los mismos.
