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CORROSIÓN

Conceptos básicos de sellado de bombas: Cierres mecánicos vs. empaquetaduras

¿Sellos mecánicos o empaquetaduras para bombas? ¿Cuál es la tecnología de estanqueidad más adecuada y más eficaz para su aplicación de bomba o agitador?
 
Hace tiempo, las empresas no querían pasarse a los cierres mecánicos por la complicada instalación y la necesidad de desmontar completamente el equipo. La invención de los cierres mecánicos de cartucho y divididos eliminó eficazmente estos dilemas, pero muchas operaciones han permanecido con empaquetaduras de bomba por pura costumbre en situaciones en las que los cierres proporcionarían un mejor rendimiento.
 
Del mismo modo, algunos clientes intentarán que un cierre mecánico encaje en una aplicación en la que la empaquetadura tiene más sentido. En este artículo, proporcionaremos información sobre cómo elegir la mejor opción de estanqueidad en función de las prioridades operativas, las aplicaciones y el presupuesto.
 

Cuando los cierres mecánicos son la opción más clara

Para muchos tipos de equipos, aplicaciones o condiciones, el uso de un cierre mecánico es realmente la única opción de estanqueidad eficaz. Esta decisión se centra en los problemas de seguridad o medioambientales asociados a las fugas.
 
Un cierre mecánico, y más concretamente un cierre mecánico doble, debe utilizarse siempre que el fluido bombeado represente un peligro para la seguridad, la salud o el medio ambiente. Las empaquetaduras no pueden ser 100% libres de fugas. Incluso cuando las fugas no son visibles, podrían escaparse vapores nocivos. Esto también sería así para los cierres mecánicos simples.
 

Establecimiento de prioridades en el sellado

Sin embargo, a menudo la decisión de utilizar una empaquetadura frente a un cierre mecánico en bombas, agitadores y mezcladores es más difusa y requiere una evaluación cuidadosa de lo que es más importante para su operación.
 
 
Estos son algunos de los factores que hay que sopesar a la hora de sustituir la empaquetadura por un cierre mecánico:
 
  • Fiabilidad y coste del tiempo de inactividad: Si la fiabilidad es un factor primordial, la elección más clara es la de los cierres mecánicos. Y aunque la inversión inicial es considerablemente mayor que la de la empaquetadura de la bomba, se amortiza a largo plazo. La decisión de optar por un cierre mecánico conlleva un nivel de compromiso para conseguir un verdadero retorno de la inversión. Un buen proveedor de cierres mecánicos le ayudará a seleccionar el diseño de cierre correcto, se asegurará de que dispone de la configuración de instalación/soporte más eficaz para las condiciones, garantizará que el equipo está en las condiciones adecuadas para soportar el cierre mecánico y le indicará el programa de mantenimiento periódico (temas que trataremos en próximos blogs). Estos compromisos garantizarán que la inversión en el sello se amortice durante muchos años.
  • Fugas/Pérdida de producto valioso: Aunque las empaquetaduras de compresión no tienen por qué tener fugas, lo normal es que se produzcan algunas. Dependiendo de la aplicación y del fluido que se selle, puede ser considerable. Y debido a la vida útil típicamente inferior de la empaquetadura, las fugas asociadas a los fallos se producirán con mayor frecuencia. En algunos casos, esto no es un problema. Sin embargo, a menudo es un problema de seguridad debido al tipo de producto o al volumen de las fugas (y/o a la falta de personal de mantenimiento para limpiar rutinariamente el desorden).En algunos casos, nuestros clientes descubren que el ahorro en la pérdida de producto realmente paga el coste del nuevo cierre mecánico muy rápidamente. Recomendamos medir la pérdida de producto de una sola bomba durante una semana (incluida la mano de obra de mantenimiento de limpieza)… y luego calcularla para el año, multiplicada por bombas similares en toda su operación. Los resultados suelen ser reveladores y, a menudo, permiten llegar a la conclusión de que es fácil rentabilizar la inversión para pasar a los cierres mecánicos.

Cierres mecánicos vs. empaquetaduras

La decisión de cambiar a los cierres mecánicos suele estar motivada por el impacto de las fugas constantes de las empaquetaduras en el eje, los rodamientos, la seguridad y el mantenimiento.
 
  • Apoyo al mantenimiento: Las empaquetaduras requieren más mano de obra para ajustarlas y re-empaquetarlas de forma rutinaria, así como para limpiar las frecuentes fugas mencionadas anteriormente. ¿Su organización cuenta con el personal adecuado? Esto también puede ser un factor decisivo.
  • Accesibilidad de la caja de empaquetado: Dado que la empaquetadura se desgastará con el tiempo y requerirá ajustes de la glándula, la caja de empaquetadura debe ser accesible para mantener la empaquetadura.
  • Contaminación/dilución del producto: Dado que muchas aplicaciones de sellado requieren que la empaquetadura incluya un lavado para enfriar, el coste de eliminar el agua de lavado o la posible contaminación puede ser un problema en algunas aplicaciones.
  • Fallo prematuro del rodamiento: El personal de mantenimiento suele utilizar una manguera de agua para enjuagar las fugas de producto de las placas base, y el exceso de humedad de la empaquetadura defectuosa puede causar estragos en los rodamientos.
  • Los daños en las empaquetaduras son frecuentes y costosos, no sólo por el coste de la empaquetadura, sino también por el gasto que supone su retirada. El desmontaje de la empaquetadura casi siempre implica cambiar los rodamientos y los anillos de desgaste. Además, muchas piezas se rompen o se pierden cuando se desmontan las bombas.
 

 

Cuando la empaquetadura es la elección

 

En muchos casos, la empaquetadura de compresión sigue siendo la respuesta adecuada para las aplicaciones de equipos rotativos. Cuando los factores anteriores no son un problema y se dispone de personal adecuado para los ajustes y el reembalaje, la empaquetadura ofrece un bajo coste inicial y un mantenimiento bastante sencillo.
 
Y aunque algunos dicen que la empaquetadura requiere más energía que los cierres mecánicos, nuestras pruebas han demostrado que son esencialmente iguales.
 
  • Coste: La empaquetadura ofrece un coste inicial más bajo que los cierres mecánicos. El beneficio del cierre mecánico tiene que compensar este coste. Esto puede ser más difícil cuando el equipo es grande o requiere metales y elastómeros más costosos.
  • Facilidad de instalación/tiempo de entrega: La instalación de los anillos de empaquetadura no requiere el desacoplamiento del eje de transmisión, a diferencia de lo que ocurre con la instalación de los cierres mecánicos no divididos. Esto hace que la instalación sea relativamente más fácil y que el tiempo de entrega sea menor.
  • Estado del equipo: Los cierres mecánicos suelen requerir que el equipo esté en buenas condiciones para funcionar de forma fiable. Esto incluye el acabado del eje, la alineación de la bomba y el conductor, la cavitación y la vibración.
  • Movimiento radial/axial y desalineación: La mayoría de los sellos mecánicos toleran muy poco movimiento radial o desalineación, y poco o ningún movimiento axial. Si el eje se mueve axialmente con frecuencia, como ocurre en muchas fábricas de papel, la única opción disponible suele ser la empaquetadura. Aunque estos problemas pueden resolverse a veces con la elección correcta del cierre mecánico y el sistema de soporte, la empaquetadura suele ser la opción óptima.
  • Solución para toda la planta: El empaquetado ofrece menos complejidad en términos de inventario y prácticas de mantenimiento.
 
Un área en la que estos factores se alinean es en las grandes bombas de lodos, como las que se encuentran en la industria minera y de procesamiento de minerales. Aunque los cierres mecánicos proporcionan una excelente estanqueidad para algunos de estos equipos, la confluencia del gasto debido al gran tamaño del equipo, los grandes movimientos del eje debido al impacto de grandes partículas en el impulsor y los medios abrasivos hace que la mayoría de los clientes opten por empaquetar sus equipos.
 
Los avances actuales en materia de empaquetaduras también significan que estas durarán más tiempo en muchas situaciones y requerirán menos ajustes que las opciones básicas disponibles en el pasado. Los nuevos materiales, como la fibra de carbono, los lubricantes avanzados y la nueva tecnología de trenzado, se traducen en una mayor duración de la empaquetadura y en menos problemas de mantenimiento y desgaste del equipo.

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