Principales causas de mal funcionamiento común de los sellos mecánicos

El sello mecánico es un dispositivo para evitar la fuga de fluidos, que se compone de al menos un par de extremos perpendiculares al eje de rotación bajo la acción de la presión del fluido, la fuerza elástica (o fuerza magnética) del mecanismo de compensación y la cooperación del sello auxiliar. para seguir pegándose y deslizando relativamente.

La estructura del sello mecánico se compone principalmente de los siguientes elementos,

1. Anillo estacionario (anillo estacionario)

2. Anillo giratorio (anillo móvil)

3. Elemento elástico

4. Asiento de resorte

5. Tornillo de fijación

6. Anillo de sello auxiliar del anillo giratorio

7. Anillo de sello auxiliar del anillo estacionario

El pasador antirrotación se fija en el prensaestopas para evitar que el anillo estacionario gire.

El sello mecánico tiene las ventajas de un rendimiento de sellado confiable, pequeñas fugas, larga vida útil, menos pérdida de energía y una amplia gama de aplicaciones. Es ampliamente utilizado en varios campos técnicos, especialmente en condiciones de trabajo de alta velocidad, alta diferencia de presión y medios de proceso costosos, tóxicos y altamente corrosivos. Al mismo tiempo, el sello mecánico es uno de los eslabones más débiles del equipo.

Para prolongar su vida útil, además de elegir el material correcto del par de fricción y la presión específica de la cara final correcta, la instalación y el mantenimiento correctos también pueden desempeñar un papel importante.

En este trabajo, a través de la práctica del mantenimiento diario, se analizan las principales causas de falla y fuga de los sellos mecánicos. 

Análisis de causas de fallas y fugas en sellos mecánicos

Hay varios tipos y modelos de sellos mecánicos utilizados en equipos químicos, pero hay cinco puntos principales de fuga:

① Sello entre el manguito del eje y el eje;

② Sello entre el anillo móvil y la camisa del eje;

③ Sellado entre anillos dinámicos y estáticos;

④ Sellado entre el anillo estacionario y el asiento del anillo estacionario;

⑤ Selle el sello entre la tapa del extremo y el cuerpo de la bomba.

Fuga del sello mecánico causada por el desgaste de la cara del extremo del anillo dinámico y estático

No importa qué tipo de sello mecánico, la característica principal es que la cara de sellado es perpendicular al eje de rotación, es decir, el sello axial que es fácil de filtrar se cambia por el sello final que no es fácil de filtrar. Por lo tanto, la principal forma de falla del sello mecánico es la falla por desgaste entre los anillos estáticos y dinámicos. Los pares de fricción de los extremos de los anillos dinámico y estático se comprimen principalmente por el empuje del resorte para evitar fugas. Cuanto más apretados están los anillos dinámico y estático, menos probable es que tengan fugas, pero la fricción entre ellos también aumenta. Las superficies de contacto de los anillos dinámicos y estáticos se desgastarán rápidamente bajo la acción de una gran fricción y finalmente no tendrán fugas.

Fuga del sello mecánico debido a condiciones de proceso inestables e instalación incorrecta

La vibración causada por condiciones de proceso inestables y una instalación deficiente, y la desconexión instantánea de los equipos de evacuación y vaporización provocarán el daño de la película de líquido entre los anillos dinámico y estático del sello mecánico, lo que hará que el sello mecánico funcione "en seco". bajo la condición de no lubricación. La temperatura del anillo de sello aumentará rápidamente, algunos de los cuales se quemarán directamente, algunos de los cuales se enfriarán bruscamente cuando la bomba vuelva a su estado de funcionamiento normal, formando un choque térmico y fragmentación. Las condiciones y el fluido de lavado deficientes también provocarán un choque térmico, lo que conducirá a grietas radiales en el anillo del sello y aumentará la falla por desgaste de los anillos dinámico y estático. Al mismo tiempo, cuando la temperatura del anillo de grafito excede la temperatura de servicio, el cristal se precipitará en la superficie del anillo de grafito y la carbonización ocurrirá cerca del par de fricción con una temperatura más alta, y las partículas entrarán en el par de fricción para formar el anillo dinámico y estático se desgasta rápidamente.

La falla del anillo de sellado del sello mecánico también es la causa principal de la fuga del sello

El montaje del anillo de estanqueidad de los anillos dinámico y estático está torcido; el acabado de la superficie del eje o manguito emparejado con el anillo de sellado no es suficiente, o el tamaño coincidente es demasiado pequeño; la reacción física o química entre el anillo de sellado y el medio de sellado, la corrosión, la deformación, el envejecimiento, etc. pueden provocar fugas.

Fuga en el sello mecánico debido a un montaje incorrecto

Antes del montaje del sello mecánico, la limpieza de los componentes del sello mecánico no está limpia, los componentes están magullados o rayados; la asamblea no está en su lugar; el conjunto de resorte está sesgado, los tornillos de fijación no están apretados; el sello mecánico se daña durante el desmontaje, etc., que son todas las razones de la falla temprana del sello mecánico.

Fuga del sello mecánico causada por una selección y diseño inadecuados del sello mecánico

Debido a la diversidad de características del medio de proceso en la planta química, la selección incorrecta del diseño del sello mecánico, la relación de presión pequeña y grande de la cara del extremo del sello o la gran contracción del material del sello, es muy fácil causar fallas y fugas en el sello mecánico.

Soluciones

De acuerdo con el análisis anterior, se deben tomar las siguientes medidas y métodos de mantenimiento para prolongar la vida útil del sello mecánico.

Ajuste de compresión de resorte

El ajuste de la cantidad de compresión del resorte es para ajustar la presión específica de la cara final del sello mecánico, que está relacionado con los parámetros importantes del rendimiento del sello y la vida útil, así como el tipo estructural del sello, el tamaño del resorte y la presión media. Si la presión específica de la cara del extremo es demasiado grande, el par de fricción se dañará; si la presión específica es demasiado pequeña, es fácil que se produzcan fugas, por lo que el fabricante suele dar un rango adecuado, generalmente de 3 a 6 kg/cm2. La longitud libre del resorte a, la rigidez del resorte K (la carga a soportar cuando se genera la compresión unitaria) y la presión específica especificada P son todos parámetros proporcionados por el fabricante. Cuando la dimensión comprimida es B, entonces p / (ab) = k, y B = AP / K, que es la dimensión comprimida de la instalación del resorte. Si el tamaño del resorte después de la instalación es demasiado grande, se puede aumentar el grosor de la almohadilla de ajuste entre el asiento del resorte y el resorte. Si el tamaño es demasiado pequeño, se puede reducir el grosor de la almohadilla de ajuste. El grosor de la almohadilla de ajuste se medirá con un micrómetro.

Estanqueidad del anillo de sello del anillo móvil

Es perjudicial e inútil que el anillo de sellado del anillo móvil esté demasiado apretado. Primero, agravará el desgaste entre el anillo del sello y la camisa del eje y causará una fuga prematura; segundo, aumentará la resistencia del ajuste axial y el movimiento del anillo móvil, que no se puede ajustar a tiempo cuando las condiciones de trabajo cambian con frecuencia; tercero, el resorte se dañará fácilmente debido a una fatiga excesiva; cuarto, deformará el anillo de sellado del anillo móvil y afectará el efecto de sellado. Para garantizar la propiedad flotante del anillo móvil, su diámetro interior es de 0,5 a 1 mm más grande que el diámetro del eje, que se utiliza para compensar la vibración y la desviación del eje, pero la holgura no debe ser demasiado grande, de lo contrario el sellado El anillo del anillo móvil se sujetará y el rendimiento mecánico del sello mecánico se dañará. La estanqueidad del anillo de sellado estará sujeta a la presión de una mano después de aplicar el lubricante.

Estanqueidad del anillo de sello del anillo estático

El sello de anillo estático está básicamente en un estado estático, y el efecto de sellado es mejor si está relativamente apretado, pero demasiado apretado dará lugar a: primero, el sello de anillo estático se deformará excesivamente, lo que afectará el efecto de sellado; en segundo lugar, el material del anillo estático es principalmente grafito, que generalmente es frágil, y la tensión excesiva conducirá fácilmente a la fragmentación; tercero, es difícil de instalar y desmontar, lo que dañará fácilmente el anillo estático. Por lo tanto, el diámetro interior del anillo estático es generalmente de 1 a 2 mm más grande que el diámetro del eje, y la estanqueidad del anillo de sellado está sujeta a la presión de ambas manos después de aplicar el lubricante. Si la mano se puede presionar suavemente, estará demasiado floja; si la mano no se puede presionar con fuerza, estará demasiado apretada.

Reemplazo de sellos viejos y nuevos

En términos relativos, el efecto de usar el nuevo sello mecánico es mejor que el anterior, pero cuando la calidad o la selección del material del nuevo sello mecánico no es correcta, el error de tamaño de ajuste afectará el efecto de sellado. En medios polimerizables y profundamente permeables, si no hay un desgaste excesivo en el anillo estático (cuando la superficie de sellado está agrietada, caída, rayada, picada, desgaste relámpago y excéntrico, y los puntos rayados y picados penetran en toda la cara de sellado, es llamado desgaste excesivo), es mejor no reemplazarlo. Debido a que el anillo estático está en un estado estático durante mucho tiempo en el asiento del anillo estático, el polímero y las impurezas se depositan como un todo, lo que desempeña un mejor papel de sellado.

Revisión

Una vez que el sello mecánico tenga fugas, no se apresure a desmontarlo y repararlo. A veces, el sello puede no estar dañado. Solo ajustar las condiciones de trabajo o ajustar el sello correctamente puede eliminar la fuga. Por ejemplo, ajuste la cantidad de compresión del resorte, elimine la vibración del equipo en funcionamiento, elimine la escala que hace que el resorte pierda su elasticidad y la escala en los pares de fricción de los anillos dinámicos y estáticos. De esta manera, no solo puede evitar el desperdicio sino también resolver problemas prácticos. Al mismo tiempo, puede verificar su capacidad de juicio de fallas y acumular experiencia de mantenimiento para mejorar la calidad del mantenimiento.