Fallas en Sellos Mecnicos.

Falla de un sello mecnicoDefinicin de Falla de un Sello MecnicoSe define como el paso o fuga de un fluido a travs de los componentes de sellado resultando en una disolucin del fluido de proceso, daos al ambiente, o presencia de condiciones inseguras o peligrosas para los usuarios. El criterio para definir actualmente una falla est definida por los usuarios, agencias del gobierno local, del estado, etc.

Falla de un sello mecnico El Rendimiento de un sello mecnico se ve afectado por:DiseoSello Bomba Sistema Auxiliar Planes de Inyeccin y Lavado

OperacinBomba Sistema Auxiliar Planes de Inyeccin y Lavado

InstalacinSello Bomba

Falla de un sello mecnico Diseo del SelloTipo de SelloEmpuje/Fuelle Relacin de Balanceo Calor Fugas Vida

Arreglo del SelloSencillo/Doble Interno/Externo Presurizado/No-presurizado

MaterialesCara Rotativa Cara Estacionaria Piezas Adaptativas

Arreglo de Planes de Inyeccin y LavadoEnfriamiento/Limpieza/ Aislamiento

Falla de un sello mecnico Diseo de la BombaTipo de BombaEn Voladizo Entre Rodamientos

Diseo de CojinetesAnti ficcin De Bolas De contacto angular

Diseo de la Caja de SelladoDimetro Profundidad Conexiones para Planes API

Condiciones de OperacinTemperatura Presin Diferencial Presin de Trabajo

Diseo del EjeDimetro Deflexin

Parmetros HidrulicosPunto de Mxima Eficiencia NPSHA adecuado

Falla de un sello mecnico Causas de la fallaOperacin - 42% Equipo - 26% Diseo del Sistema - 24% Diseo del Sello/Aplicacin - 8%

Anlisis de falla

El termino falla se usa para describir aquella situacin en que un producto deja de ofrecer satisfactoriamente el rendimiento esperado. Las fallas pueden ocurrir despus de ciclos de duracin perfectamente satisfactorios.

Anlisis de fallaEl anlisis de fallas no es una ciencia directa y exacta . No obstante, sigue un enfoque sistemtico de las tcnicas de resolucin de problemas: Identificar el problema. Examinar las posibles soluciones del problema. Escoger una solucin apropiada y tomar medidas correctivas. Efectuar seguimiento a la solucin implementada.

Anlisis de FallaUn mtodo sistemtico basado en el anlisis (investigacin) y correccin (diagnstico y solucin) del rendimiento de los sellos mecnicos, provee el medio de lograr una duracin mas prolongada en servicio y una reduccin de costos.

Anlisis de fallaIdentificacin del problema: El primer paso es identificar el problema o problemas que resulten en paros del equipo o corta duracin de los sellos. Esto no es siempre un problema del diseo del sello.

Examinar todas las posibles soluciones: El segundo paso consiste en examinar cuidadosamente todas las posibles soluciones del problema. La experiencia anterior, la informacin acumulada por los fabricantes de los equipos y las consultas con el representante de venta del sello, son valiosos en la formulacin de una lista de soluciones posibles.

Anlisis de fallaEscoger una solucin apropiada y tomar medidas correctivas. La seleccin de la mejor solucin posible requerir un anlisis del costo, accesorios que pueden obtenerse y el anlisis de los beneficios econmicos futuros.

Efectuar seguimiento a la solucin implementada. Hacer una revisin al cabo de un intervalo de tiempo conveniente para confirmar el xito de de la solucin implementada.

Anlisis de FallaInvestigacin Observar la falla Validar el problema Ajustes y verificaciones Diagnstico Tipo de falla Causas de la falla Solucin Recomendaciones Medidas correctivas

Anlisis de falla InvestigacinModo de Falla Criterio, volumen de la fuga, momento de la falla Condiciones del sistema al momento de la falla Cambios, modificaciones, daos Historia y antecedentes Tiempo de funcionamiento, sntomas, influencias sobre el sistema Verificacin del sistema y los equipos Desensamblaje e Inspeccin visual Examinacin completa del sistema

Anlisis de falla InvestigacinCriterio de Falla Caracterstica del producto (concentracin VOC), nivel de alarma de presin, visible. Condiciones de operacin Estticas, dinmicas, estticas y dinmicas Donde ocurri la falla En los componentes del sello, por debajo de la camisa, por las empacaduras y accesorios Momento de la falla Condiciones operacionales, paradas, arranques

Anlisis de falla InvestigacinCondiciones del Equipo Modificaciones, vibracin, esfuerzo en las tuberas y velocidad del eje Otras condiciones mecnicas Tuberas, fundaciones, equipo conductor Proceso Fluido, condiciones de operacin, contaminantes Operacin del equipo Ciclos de operacin, procedimiento, sistemas de control, paradas, arranques

Anlisis de falla

InvestigacinRuidos (Chillidos, golpeteos) Continuo, peridico, polvo de carbn Temperatura del fluido en la caja de sellado Caractersticas de la fuga Continuamente, en las paradas, intermitentes Cambios en la vida del sello Gradual, errtico, intermitente Momento de ocurrencia de la falla Arranque, peridico, humano, condiciones de operacin, condiciones del fluido Tiempo de funcionamiento durante la falla , < 1 mes, < normal o deseado

Anlisis de falla InvestigacinSistema de inyeccin al Sello Fallas en el sistema, daos, Alineacin Sistema de lquido de barrera Desechos, ruta de tuberas, daos, contaminacin Control de presin del lquido de barrera Condiciones del Equipo Mecnico Descentramiento, ajustes, balanceo, desgaste Condiciones Generales del Proceso Esfuerzo en las tuberas, fallas en el sistema, insuficiencia en el caudal

Anlisis de falla InvestigacinProcedimiento General Tomar apuntes, almacenar evidencias, procedimientos de descontaminacin Desensamble y desarme del equipo Caractersticas de la fuga, Posicionamiento del sello, fallas, atascamiento, desgaste, piezas faltantes Inspeccin de las caras Evidencias de contacto, localizacin y tipo de dao Sello Secundario Manejo de las piezas, ataque qumico, choques trmicos, desgaste, presin Herraje del sello Desgaste, piezas rotas, grietas, erosin, corrosin

Anlisis de falla Diagnstico

Tipo de fallaCaras del Sello Caractersticas del contacto, grietas de calor, desgaste, ampollamiento Anillo Primario Fractura, erosin, fallas, ataque qumico Elemento Sellante Secundario Manejo y almacenaje, extrusin, desgaste, ataque qumico Herraje del Sello Abrasin, corrosin, arrastre del sello Fuelle Metlico Fatiga, grietas por esfuerzos corrosivos, distorsin del fuelle

Anlisis de falla Diagnstico

Causas de fallaLa Falla puede sobrevenir debido a tres factores bsicos:Qumicos Mecnicos Trmicos

Anlisis de Fallas

Factores QumicosAtaque qumico generalizado Desgaste por corrosin y friccin (fretting) Ataque qumico en Orings Lixiviacin

Anlisis de Fallas

Factores QumicosAtaque qumico generalizado Sntomas Piezas con zonas opacas Picaduras en el material Prdida de material Causas Incompatibilidad de Materiales Accin a tomar Anlisis qumico del fluido Seleccin de materiales

Anlisis de Fallas

Factores QumicosCorrosin y Erosin en fuelles de metal En caso de que el fuelle posea grietas en uno o varios puntos normalmente cerca o en la soldadura, stas slo podrn ser detectadas con un dispositivo de prueba de fugas. Los fuelles de AM-350 son susceptibles a agrietamientos por esfuerzos y corrosin en ambientes donde hay presencia de cloruros. El Inconel 718 sufrir de agrietamientos en presencia de sulfuros. Es importante notificarle al fabricante de sellos sobre la presencia de estos compuestos en el fluido de trabajo.

Anlisis de Falla

Corrosin y Erosin en fuelles de metal

Anlisis de Falla

Corrosin Selectiva en fuelles de metal

Anlisis de Fallas

Factores QumicosDesgaste por corrosin y friccin Sntomas Camisa o eje directamente debajo del sellante secundario corrodo y averiado. Esta superficie aparecer picada o brillante y pulida en comparacin con el acabado general del resto del eje o camisa. Causas Vibrocorrosin interfacial debido a un movimiento de vaivn continuo de los sellantes secundarios sobre la camisa o eje.

Anlisis de Fallas

Factores QumicosDesgaste por corrosin y friccin Acciones a tomar Verificar que el descentramiento del eje, deflexin del eje y juego terminal axial en el equipo sean menores a 0.003 (0.076mm) Aplicar revestimientos protectores de Estelita, Oxido de Aluminio u Oxido de Cromo debajo de la parte por donde deslizan los sellantes secundarios. Cambiar anillos en V, anillos ahusados y anillos de cua por anillos elastomricos (o-rings)

Anlisis de FallasDesgaste por Friccin Severo

Anlisis de Fallas

Factores QumicosAtaque qumico en Orings Sntomas Anillos hinchados o con ajuste permanente que evita el movimiento axial de la cara deslizante Anillos endurecidos en la superficie, con ampollas o burbujas Presentan el aspecto de haberse carcomido o de estarse descomponiendo en su composicin

Anlisis de Fallas

Factores QumicosAtaque qumico en Orings Causas Seleccin incorrecta del material Perdida o contaminacin del fluido regulador Accin a tomar Anlisis qumico del fluido Seleccin de materiales apropiados

Anlisis de falla

Ataque qumico en los elastmerosSntomas. Presencia de Ampolladuras. Endurecimiento del elastmero. Cambio del dimetro de la seccin transversal. Causas Incompatibilidad del material con el producto bombeado. Accin a tomar. Anlisis qumico del fluido. Revisin de los materiales utilizados

Anlisis de Fallas

Ataque qumico en los ElastmerosEl ataque qumico se identifica cuando se presentan zonas del elastmero ms blandas o ms duras de lo normal, zonas donde ha cambiado el dimetro de la seccin transversal, se han formado ampollas o simplemente presentan una apariencia deteriorada. El elastmero usado no es qumicamente compatible con el producto bombeado en el rango de temperatura utilizado.

Disminucin del Dimetro de la seccin transversal

Degradacin de la Superficie Piel de Naranja"

Ataque Qumico en los ElastmerosAtaque qumico en un Oring

Ataque Qumico en los ElastmerosHinchazn del Oring de Kalrez

Ataque Qumico en los ElastmerosOring Daado, Hinchado

Anlisis de Fallas

Factores QumicosLixiviacin Sntomas Aumento en la tasa de goteo Aumento pronunciado en el desgaste de las caras Caras de Cermica o de Carburo de Tungsteno mate y sin brillo Ablandamiento en 5 puntos o mas en la escala de dureza Rockwell A.

Anlisis de Fallas

Factores QumicosLixiviacin Causas Es causado por el ataque qumico que destruye el aglutinante en Carburos y materiales Cermicos o el relleno (impregnacin) en los Carbones Grafitados Accin a tomar Usar Oxido de Aluminio de alta pureza en aplicaciones custicas o hidroclricas. Cambiar el Carburo de Tungsteno ligado con Cobalto a Nquel cuando se tenga presencia de agua y otras sustancias qumicas suaves

Anlisis de fallaCarburo de Silicio atacado qumicamente

Anlisis de falla

Factores MecnicosDistorsin de las Caras Defleccin de las Caras Daos en los elementos sellante secundario Erosin Abrasin

Anlisis de falla

Distorsin en las carasSntomas. Fuga Excesiva Distorsin en la superficie Causas Inadecuados procedimientos de: Ensamble Enfriamiento Centramiento de la brida Accin a tomar Corregir: Procedimientos de ensamble Distribucin del flujo Redisear la brida

Anlisis de falla

Distorsin en las carasContacto excntrico en la cara

Posible dao por contacto con el eje.

Anlisis de fallaUna sola marca generalizada Contacto total a lo largo de los 360 de la superficie con una sola gran marca visible en la superficie. Tambin se nota desgaste en los fresados de arrastre del anillo primario. Asiento desalineado, frecuentemente debido a una protuberancia muy grande del pin antirotacional.

Anlisis de falla

Distorsin en las carasContacto en toda la superficie de la cara

Patrn de contacto

Asiento

Anillo Primario

Anlisis de fallaDesgaste en 270 de la superficieContacto total a lo largo de 270 de la superficie del asiento. La marca de contacto desaparece entre los 270 y 360. El Anillo Primario puede mostrar Grietas Radiales o Grietas Circunferenciales en una posicin donde ste hace contacto con una superficie baja en la cara del asiento si el anillo rotativo se dej girar libremente estando presurizado. El asiento ha sido distorsionado mecnicamente.

No contacto

Posible Erosin del Anillo Primario (Grietas Radiales) si el sello permanece estacionario bajo presin.

Posible Erosin del Anillo Primario (Grietas Circunferenciales) si se permite que el sello gire.

Anlisis de fallaDos grandes marcas en la superficiesSe notan dos grandes marcas de contacto en la superficie del asiento. El Anillo Primario puede mostrar Grietas Radiales o Grietas Circunferenciales en una posicin donde ste hace contacto con una superficie baja en la cara del asiento si el anillo rotativo se dej girar libremente estando presurizado. El asiento ha sido distorsionado mecnicamente. La lnea de corte Bombas de carcaza axialmente partidas es la causa principal.

Grandes marcas

No contactoErosin (Grietas Radiales) Ocurre mientras est estacionario

Excelentes condiciones luego de poco tiempo en operacin Posible erosin debido a slidos atrapados

Anlisis de fallaInadecuado apriete en la bridaAsiento Distorsionado mecnicamente creando puntos altos cerca de los tornillos. La Distorsin se debe a una superficie dispareja de la Brida. La carga de aprisionamiento de los pernos distorsiona la Brida. A menudo las tuercas de la Brida son sobreapretadas.

No contacto

Marcas de contacto alineados con los pernos de la brida

Desgaste inusual

Anlisis de fallaHuellas de desgaste excntricasHuellas de desgaste excntricas en el Asiento. Ancho de la huella igual al ancho de la cara del Anillo Primario. No habr goteo si el eje no ha tocado el dimetro interior del Asiento.

Anlisis de fallaDesgaste o distorsin de los componentes de arrastrePines y/o tacos de arrastre daados. Cuando se observa la superficie de arrastre del asiento deformada, erosionada o fracturada, es evidencia de un contacto excesivo entre el mecanismo de arrastre y el asiento. Es causado por el movimiento relativo excesivo entre las dos partes (el mecanismo de arrastre y el componente arrastrado). Puede ser causado por la aplicacin de alto torque debido a una excesiva fuerza entre caras o insuficiencia de lubricacin entre caras.

Desgaste en el Pin de Arrastre

Ranura de arrastre desgastada o fracturada.

Anlisis de falla

Factores MecnicosDesprendimiento superficial de material de la cara por efecto de la friccin.

Anlisis de falla

Factores MecnicosDesprendimiento superficial de material de una cara de Carburo de Silicio por efecto de la friccin.

Anlisis de fallaMarca de contacto anchaDesgaste en las ranuras de arrastre

La marca de contacto es ms ancha que que el espesor del anillo primario

Anlisis de fallaAsiento tpico usado

Anlisis de fallas

Factores MecnicosCuando los resortes estn distorsionados, agrietados, rotos, corrodos o simplemente desaparecieron. Debido generalmente a grietas por esfuerzos por corrosin, corrosin generalizada, fatiga, altas velocidades de eje, sobre compresin o sobre extensin de los mismos. Cuando se utiliza un slo resorte diseado para trabajar unidireccionalmente, este debe ser instalado con su debida orientacin.

Anlisis de fallas

Factores MecnicosFuelle colapsado

Anlisis de falla

Factores MecnicosFuelle sobre comprimido

Anlisis de falla

Factores MecnicosContacto en el Dimetro Externo

Anlisis de falla

Factores MecnicosCara con Picaduras

Anlisis de falla

Deflexin en las carasSntomas. Desgaste en 360 grados de la superficie de una cara La forma cncava debido a altas temperaturas Insuficiencia en la lubricacin entre caras La forma convexa causa altas ratas de fuga Causas Balanceo hidrulico inapropiado Deformacin del elemento sellante secundario Trabajo a presiones muy altas Accin a tomar Verificar que el sello haya sido diseado para las condiciones bajo las cuales esta trabajando

Anlisis de falla

Contacto excesivo en el dimetro internoPosible Agrietamiento

Defleccin debido a alta temperatura Poco Contacto Contacto Excesivo o Moderado

Anlisis de falla

Contacto excesivo en el dimetro externoPosible zona de agrietamiento

Defleccin debido a alta presin Poco contacto Contacto excesivo o moderado

Anlisis de fallaContacto en el OD o ID en sellos de fuelle metlicoEs causado por la diferencia en los coeficientes de expansin de los materiales del portainsert y del insert. Esto trae como consecuencia que no se mantenga el paralelismo entre caras cuando se presenten variaciones de la temperatura.

Luego de que ha sido ajustado el insert, sobresale el I.D.

Despus de lapeado

Despus de que ha ocurrido una expansin

Anlisis de falla

Daos en los elementos sellante secundarioSntomas. Deformacin del Oring Oring cortado o seccionado Causas Presin Temperatura Ataque qumico Accin a tomar Reducir la temperatura y/o presin de operacin Cambiar el material del oring Cambiar el diseo de la claridad donde trabaja el oring

Anlisis de falla

Extrusin del elemento sellante secundarioSe ha formado un fino labio a lo largo del ID o OD del oring. Generalmente causada por la aplicacin donde la presin es mayor a la presin de diseo del material del oring. Tambin puede resultar de la expansin trmica del material si la cavidad donde se aloja es demasiado pequea, o por daos causados por ataque qumico del material.

Oring Normal

Labio Shredding

Anlisis de falla Capacidad de compresin del oringSe presentan problemas cuando existen zonas del oring con deformacin plstica. Generalmente la causa del problema radica en un diseo impropio de la cavidad del oring, lo que resulta de una sobre-compresin del material o por ataque qumico del material mientras est en servicio. Deformaciones plsticas en los O'rings es la causa de falla ms comn. Si esto ocurre en un oring dinmico, el anillo primario perder capacidad de seguimiento del asiento.

Oring Normal

Oring Deformado

Anlisis de falla

Ampolladuras y rupturas del elastmeroPequeas ampollas y rupturas a lo largo de oring son causadas por una expansin brusca en el medio donde trabaja el oring. Un fluido el cual se encuentra en estado gaseoso a presin atmosfrica, es sellado a alta presin. Si con el tiempo pequeas cantidades de fluido son absorbidas por el material del elastmero, cuando se presenta una cada de presin muy brusca, el fluido atrapado se expandir rpidamente y se formarn las ampollas en la superficie del elastmero resultando en dao para el mismo

Ruptura Ampolladuras

Anlisis de falla Desgaste superficial del oringSe observa una superficie plana en la periferia del Oring causada por la prdida de material debido a la abrasin o quemadura del mismo. Parte del Oring se ha adherido a la superficie de contacto. Esta falla es causada por el deslizamiento del oring en un punto donde se supone existe contacto esttico. Se incrementa el Torque debido a la friccin entre las caras de sellado haciendo que gire el sello secundario (O-Ring).

Oring Normal

Oring desgastado

Anlisis de falla Sellante secundario rasgadoCortadura parcial o total a lo largo de la superficie del oring, vring, u-cup o empaque suave. Normalmente causado por procedimientos inadecuados durante el ensamble o debido a un defecto de fabricacin presente en el material. Se recomienda siempre realizar una inspeccin visual para verificar la presencia de defectos o inclusiones antes de la instalacin del sello. Verificar que no existan filos ni rebabas que puedan daar los empaques secundarios durante la instalacin del sello.

Cortadura

Anlisis de falla Oring de Kalrez deformado

Anlisis de falla

Erosin en el sello mecnicoSntomas. Ausencia de material en la superficie Causas Velocidad excesiva del fluido Temperatura Slidos en suspencin Accin a tomar Reducir la velocidad del fluido Caudal de circulacin Direccin de flujo Velocidad tangencial

Anlisis de falla

Erosin en el sello mecnicoErosin severa de las partes del sello mecnico en el OD, se puede observar claramente un desgaste en las partes estacionarias. La causa de esta erosin puede ser la presencia de finas partculas en el caudal de circulacin dirigido directamente al sello a una velocidad suficientemente alta para causar este tipo de dao .

Anlisis de falla Erosin en el sello mecnico

Anlisis de falla Desgaste por abrasinPresencia de desgaste a lo largo de los 360 grados del asiento. Se aprecia cierto desnivel en la cara con una apariencia de pistas de disco. Es causado por partculas abrasivas que se han incrustado en la cara blanda (de carbn). El desnivel tambin es causado por la utilizacin de dos caras metlicas sin una buena lubricacin entre ellas.

Anlisis de falla Desgaste por abrasinLubricacin insuficiente entre las caras

Anlisis de falla Desgaste por abrasinDesgaste de Asiento Tipo T de Carburo de Tungsteno

Anlisis de falla Desgaste por abrasinDesgaste excesivo en el asiento

Anlisis de fallas Depsitos cristalinosPresencia de granos o cristales de la sustancia de trabajo en la zona de las caras, resortes o las convoluciones del fuelle del sello mecnico. El rotativo del sello puede quedar atascado al eje o la camisa debido a los depsitos cristalinos. Se puede notar un desgaste abrasivo en las caras. Causado por fluidos con caractersticas abrasivas, tendencia a formar cristales en presencia de calor o al contacto atmosfrico.

Depsitos

Anlisis de fallas Depsitos polmerosPresencia de sustancias blandas, a veces elsticas y con apariencia elastomrica, que se han formado en las caras, en los resortes o en las convoluciones de los fuelles del sello mecnico. Los depsitos pueden estar presentes en el proceso, o se pueden formar normalmente en procesos limpios con presencia de calor. Sellos monoresotes o diseos con resortes aislados son recomendados cuando se trabaja con este tipo de productos.

Depsitos

Anlisis de fallas Fallas de bordeSe hacen presente en forma de ampollamientos sobre caras que han sido recubiertas con un material duro. En algunas de estas reas probablemente se halla perdido material, dejando un borde o rebaba que puede daar otras partes del sello. Las piezas recubiertas deben ser utilizadas con extremo cuidado. La resistencia en los bordes, raramente es igual a la matriz de la pieza y usualmente es ms dbil. Se puede presentar ataque qumico sobre el material base de la pieza si el fluido sellado pasa a travs de los poros del recubrimiento.

Anlisis de fallas

Factores trmicosAgrietamiento de la cara debido al calor Vaporizacin de producto entre caras Ampollas Coquizacin Daos al elemento sellante secundario

Anlisis de falla

Agrietamiento de las caras debido al calorSntomas. Agrietamiento radial en la superficie de la cara Causas Funcionamiento del sello en seco Vaporizacin del producto entre las caras Enfriamiento insuficiente Excesiva carga entre caras Accin a tomar Ventear la caja adecuadamente antes de arrancar el equipo Verificar la presin en la caja de sellado Verificar el caudal de la circulacin que se le inyecta al sello Verificar la fuerza entre caras

Anlisis de fallas

Agrietamiento de las caras debido al calorPresencia de grietas de calor a lo largo del rea de contacto normalmente visibles al ojo humano. Desgaste excesivo de una cara, normalmente la cara de carbn. Se apreciara un chillido, o golpe de vaporizacin instantnea antes de que el sello comience a fugar. Se observar polvo de carbn en el lado atmosfrico del sello. Causado por una mala pelcula de lubricacin entre las caras. Generalmente por insuficiencia en la rata de flujo a inyectar al sello o presiones por debajo de la presin de vapor del producto entre las caras.

or popping will often b to leak. Carbon dust m he seal.

Pequeas grietas de calor en la superficie

Anlisis de fallas

Agrietamiento de las caras debido al calorAgrietamiento de las caras debido al calor, la zona agrietada se encuentra ubicada a 180 grados desde la conexin de circulacin. Esto es causado por una inadecuada pelcula de lubricacin entre caras en el lado opuesto a la entrada de la circulacin. El mantener vapores dentro de la caja del sello es perjudicial para la pelcula de lubricacin.

Superficie no daada en el rea de entrada de la circulacin

Area con grietas de calor

Anlisis de fallaAgrietamiento de calor en el Carburo de Silicio

Anlisis de fallaAgrietamiento de calor debido a choque trmico

Lubricacin Insuficiente entre las caras

Lubricacin Insuficiente entre las caras

Anlisis de falla

Vaporizacin entre las caras del selloSntomas. Emisin de vapores desde el sello Acortamiento en la vida del sello Picaduras en el ID y OD de la cara del sello Causas Generacin excesiva de calor en las caras Presiones de caja por debajo de la presin de vapor del producto bombeado Accin a tomar Remover eficientemente el calor generado en las caras Reducir la fuerza entre caras Mantener la presin en la caja de sellado de 25 a 50 psi por encima de la presin de vapor del producto bombeado

Anlisis de falla

Vaporizacin entre las caras del selloPresencia de dos a seis marcas de calor en la superficie de la cara. Desgaste excesivo en una de las caras, generalmente en la de carbn. La causa puede ser debido a que el producto de trabajo sea un hidrocarburo liviano que se est vaporizando en ciertas zonas de la cara.

Areas en buen estado

Areas oscuras por efecto del calor

Anlisis de falla

Ampollamiento en las carasSntomas. Altas ratas de fuga Pequeos orificios en forma circular a lo largo de la superficie de la cara Secciones altas en la cara del sello Grietas en las secciones altas Causas Debatibles Accin a tomar Consultar al Departamento de Ingeniera de John Crane.

Anlisis de falla

Ampollamiento en la cara de carbnLa superficie del anillo primario est cubierta por pequeos agujeros irregulares producto de la prdida de material en la superficie de la cara de carbn. Se puede presentar desgaste excesivo del mecanismo de arrastre y grietas de calor en la cara dura. Causado por altos esfuerzos en la interface los cuales exceden el esfuerzo de ruptura del anillo de Carbn. Puede ser causado adems por altas temperaturas entra caras , gases atrapados en el material de la cara, entre otros.

Anlisis de fallaCarbn colapsado por ampollamiento

Anlisis de falla

CoquizacinPresencia de un material duro y frgil entre el sello y la camisa o el eje, el cual puede atascar el sello. Es causado por la oxidacin o desprendimiento de hidrocarburos calientes resultando en un residuo duro y frgil que tiende a atascar el sello. La aplicacin de un lavado con vapor generalmente resuelve este tipo de problemas.

Depsitos Slidos Coking

Anlisis de falla

Coquizacin

Anlisis de falla

Coquizacin

Anlisis de falla

Coquizacin

Anlisis de falla

Dao trmico del oringSntomas. Endurecimiento Agrietamiento Fragilizacin Causas Sobre calentamiento Enfriamiento inadecuado Accin a tomar Reducir el calor generado Cambio de materiales Aumentar el enfriamiento

Endurecimiento o Agrietamiento del Elastmero

Endurecimiento o agrietamiento del elastmeroCuando la pieza se endurece y presenta varias grietas a lo largo de su superficie, adems se rompe fcilmente al ser doblada con la mano. El dao puede ser ocasionado en el lado de proceso o en el lado atmosfrico. Puede ser causada por contacto con altas temperaturas. En caso de que el dao sea slo del lado de proceso se puede pensar que la causa es debido a ataque qumico.

Oring Normal

Superficie Plana

Grietas

Determinacin de las causas de Falla

Determinacin de las Causas Races

Causas comunes de fallasLas causas mas comunes de falla en los sellos mecnicos son: Maltrato de los componentes del sello. Montaje incorrecto del sello. Diseo y/o materiales inadecuados. Operacin y/o arranque inadecuados. Condiciones deficientes del equipo. Contaminantes dentro del fluido. Sello desgastado. Diseo del plan API

Causas comunes de fallas Maltrato de los componentes del sello.El mal manejo es una de las causas de muchas fallas prematuras. Las caras de sellado primario tienen un acabado de precisin . En muchas ocasiones son manufacturadas con materiales frgiles que fcilmente pueden agrietarse quebrarse o rayarse siendo causa inmediata de falla. La limpieza tambin es importante. Suciedad o partculas extraas pueden causar un dao suficiente que acorte la vida del sello.

Causas comunes de fallas Maltrato de los componentes del selloFalta de cuidado antes o durante el montaje Permitir que las caras se astillen, araen o averen. Presencia de suciedad o partculas extraas en las caras, en los elementos sellantes secundarios o en los alojamientos y ejes.

Causas comunes de fallas Montaje incorrecto del sello.La posicin a la altura de trabajo del sello es bsico. La altura de trabajo mal dada puede causar una fuerza de cierre muy baja provocando una falla de contacto entre ellas cuando la altura se mayor a la especificada o una carga mayor que pude ocasionar desgaste o fractura de las caras cuando la altura es menor. Un alineamiento inadecuado de las caras o la omisin de los sellantes secundarios es una causa de falla bastante comn y un apriete inadecuado de la brida puede causar distorsin falta de paralelismo en las caras de contacto.

Causas comunes de fallas Montaje incorrecto del selloLongitud de Operacin no apropiada. Condiciones de la Caja de Sellado no adecuadasFalta de perpendicularidad de la cara con respecto al eje Falta de concentricidad del eje respecto a la cavidad de sellado

Apriete inadecuado de la brida

Causas comunes de fallas Montaje incorrecto del selloPlanitud de las caras Errores en el ensamblaje Piezas incorrectas Errores en las tolerancias y/o en las dimensiones Fuerza suministrada por el resorte o el fuelle no adecuadas

Causas comunes de fallas Montaje incorrecto del selloAusencia o errores en las pruebas realizadas al sello mecnico Identificacin incorrecta del sello mecnico Manejo inapropiado del sello mecnico Manejo y transporte inadecuado de los empaques

Causas comunes de fallas Diseo y/o materiales inadecuados.Cuando el diseo del sello y los materiales para la combinacin de presiones, temperaturas, velocidades y sustancias qumicas en una aplicacin dada presenta inconvenientes, se tiene una seleccin equivocada. Esto comnmente es ocasionado por la imprecisin de los datos o la falta de los mismos al recomendar el sello.

Causas comunes de fallas Diseo y/o materiales inadecuadosMateriales no adecuados de: Fuelle Asiento Partes Metlicas Empaques Anillo primario Resortes

Causas comunes de fallas Diseo y/o materiales inadecuadosCaras distorsionadas Fuerza incorrecta entre caras Relacin de balanceo Otras fuerzas entre caras

Causas comunes de fallas Operacin y/o arranque inadecuadosEl medio en cual trabajan los sellos mecnicos requiere considerar dos factores bsicos: La lubricacin de las caras de contacto y la disipacin del calor generado por ellas. Cualquier causa adversa en el equipo que afecte estos factores puede ocasionar una falla inmediata o un dao suficiente que reduzca la vida normal del sello, por ejemplo arranque con la vlvula de succin cerrada, operacin con fluidos que requieren enfriamiento auxiliar, etc .

Causas comunes de fallaOperacin y/o arranque inadecuado Lubricacin insuficiente

Aire dentro del producto bombeado Flujo de agua de enfriamiento bloqueado o restringido Flujo de la circulacin bloqueado o restringido

Causas comunes de fallaOperacin y/o arranque inadecuadoSolidificacin del producto

No opera la ruta de Calor (set up) Inadecuados procedimientos de parada del equipo (set up) Inadecuados procedimientos de arranque del equipo (set up) Otros productos que se solidifican Mal funcionamiento del lavado Reaccin al contacto atmosfrico Reaccin con otros qumicos Mal funcionamiento de la chaqueta de enfriamiento Variaciones anormales de temperatura

Causas comunes de fallaOperacin y/o arranque inadecuado Cambios en la presin de trabajo Cambios en el fluido de trabajo Cambios en la temperatura de trabajo Partculas u objetos extraos en el proceso Productos extraos dentro del proceso Otros cambios operacionales

Causas comunes de falla

Operacin y/o arranque inadecuadoPrdida de Succin Descarga Parcialmente cerrada Estabilidad en el caudal (Sistema de control) Trabajo en seco Caractersticas del producto bombeado

Causas comunes de fallas Condiciones deficientes del equipoCuando el eje o los rodamientos del eje permiten un movimiento axial o radial mayor al permitido de acuerdo al diseo del sello, provoca un funcionamiento anormal que permite la fuga inmediata o acorta la vida del sello. Situaciones como soportes inadecuados de tuberas y fundaciones mal realizadas, producen perdida de alineacin. El utilizar la bomba por encima del punto de diseo , produce deformacin en el eje y por supuesto perdida de alineacin. La perdida de alineacin crea vibraciones en el equipo.

Causas comunes de falla Condiciones deficientes del equipoAlineacin (Caliente y Fro) Montaje No-rgido Posicionamiento del acople

Causas comunes de falla Condiciones deficientes del equipoEnsamble e Instalacin de la Bomba Instalacin Condicin de los rodamientos y sus correspondientes ajustes Concentricidad de la caja Excentricidad de la caja o en malas condiciones Posicionamiento incorrecto del impulsor

Causas comunes de falla Condiciones deficientes del equipoEnsamble e Instalacin de la Bomba Excentricidad del eje o la camisa Desalineacin por expansin trmica Claridad del anillo de desgaste Filtro de Succin conectado

Causas comunes de falla Condiciones deficientes del equipo

Rodamientos Acoples Defleccin del eje

Causas comunes de falla Condiciones deficientes del equipoFuncionamientoImpulsor atascado Tamao del Impulsor Otros parmetros de funcionamiento Claridad del anillo de desgaste

Causas comunes de fallas Condiciones deficientes del equipoCondiciones de lubricacin Condiciones mecnicas Vibracin (Causas indeterminadas) Corrosin Erosin

Causas comunes de fallas Condiciones deficientes del equipoDesalineacinCaractersticas de la fundacin Cualquier otro tipo de desalineacin Soporte de tuberas Efectos trmicos sobre las tuberas

Causas comunes de fallas Contaminantes dentro del fluidoSon causas muy comunes de una falla inicial en los sellos, especialmente en los arranques de nuevas plantas o sistemas donde el fluido esta contaminado con materiales de construccin, tales como arena, escorias de soldadura o productos contaminantes corrosivos en general.

Causas comunes de fallas Sello desgastadoEl sello puede haber terminado un ciclo de duracin satisfactoria estando desgastado simplemente.

Causas comunes de fallaDiseo del plan APILa confiabilidad depender de:Prevenir presiones de reversa Mantener el sello limpio Mantener el sello refrigerado Prevenir la vaporizacin del producto Llenado de recipientes sin la inclusin de contaminantes ni presiones de reversa Fluidos de Barrera aceptables

Causas comunes de fallaDiseo del plan APIDepender del Tipo de SelloSencillo y Dual No-presurizado

Flujo Adecuado Temperatura adecuada Distribucin adecuada del flujo Fluido limpio

Causas comunes de fallaDiseo del plan APIOperacin de los Planes de Lubricacin Caudal apropiado Presin apropiada Temperatura apropiada Condiciones de trabajo limpias Libre de Contaminacin

Causas comunes de fallaDiseo del plan APISistemas auxiliares Sistemas de Lquidos de barrera mal instalados o con un mal arreglo de tubera Mal funcionamiento del enfriador Conexin de circulacin taponada Verificar cualquier otro sistema auxiliar Mal funcionamiento de la chaqueta de enfriamiento de la bomba o la brida Conexin de venteo taponada

Elaboracin del InformeVERIFICAR ANTECEDENTES EFECTUAR LAS OBSERVACIONES REALIZAR EL ANLISIS SEALAR LAS CONCLUSIONES INDICAR LAS RECOMENACIONES

Elaboracin del Informe VERIFICAR ANTECEDENTESHistoria y Antecedentes

Condiciones del Sistema

Modo de Falla

Elaboracin del Informe Historia y AntecedentesRuidos (Chillidos, golpeteos) Continuo, peridico, polvo de carbn Temperatura del fluido en la caja de sellado Caractersticas de la fuga Continuamente, en las paradas, intermitentes Cambios en la vida del sello Gradual, errtico, intermitente Momento de ocurrencia de la falla Arranque, peridico, humano, condiciones de operacin, condiciones del fluido Tiempo de funcionamiento durante la falla , < 1 mes, < normal o deseado

Elaboracin del Informe Condiciones del SistemaCondiciones del EquipoModificaciones, vibracin, esfuerzo en las tuberas y velocidad del eje

Otras condiciones mecnicasTuberas, fundaciones, equipo conductor

ProcesoFluido, condiciones de operacin, contaminantes

Operacin del equipoCiclos de operacin, procedimiento, sistemas de control, paradas, arranques

Elaboracin del Informe Modo de FallaCriterio de FallaCaracterstica del producto (concentracin VOC), nivel de alarma de presin, visible.

Condiciones de operacinEstticas, dinmicas, estticas y dinmicas

Donde ocurri la fallaEn los componentes del sello, por debajo de la camisa, por las empacaduras y accesorios

Momento de la fallaCondiciones operacionales, paradas, arranques

Elaboracin del Informe Modo de FallaCaractersticas de la Falla Criterio, volumen de la fuga Condiciones del sistema al momento de la falla Cambios, modificaciones, daos Antecedentes Tiempo de funcionamiento, sntomas, influencias sobre el sistema

Elaboracin del Informe EFECTUAR OBSERVACIONESSistemas y equipo

Desensamble e Inspeccin Visual

Inspeccin Visual de los Componentes del Sello

Elaboracin del Informe Sistemas y EquiposSistema de inyeccin al SelloFallas en el sistema, daos, Alineacin

Sistema de lquido de barreraDesechos, ruta de tuberas, daos, contaminacin

Control de presin del lquido de barrera Condiciones del Equipo MecnicoDescentramiento, ajustes, balanceo, desgaste

Condiciones Generales del ProcesoEsfuerzo en las tuberas, fallas en el sistema, insuficiencia en el caudal

Elaboracin del Informe Desensamble e Inspeccin VisualProcedimiento General Tomar apuntes, almacenar evidencias, procedimientos de descontaminacin Desensamble y desarme del equipo Caractersticas de la fuga, Posicionamiento del sello, fallas, atascamiento, desgaste, piezas faltantes Inspeccin de las caras Evidencias de contacto, localizacin y tipo de dao Sello Secundario Manejo de las piezas, ataque qumico, choques trmicos, desgaste, presin Herraje del sello Desgaste, piezas rotas, grietas, erosin, corrosin

Elaboracin del InformeInspeccin Visual de los Componentes del SelloCaras del Sello Caractersticas del contacto, grietas de calor, desgaste, ampollamiento Anillo Primario Fractura, erosin, fallas, ataque qumico Elemento Sellante Secundario Manejo y almacenaje, extrusin, desgaste, ataque qumico Herraje del Sello Abrasin, corrosin, arrastre del sello Fuelle Metlico Fatiga, grietas por esfuerzos corrosivos, distorsin del fuelle

Elaboracin del Informe REALIZAR ANLISISModo de falla Condiciones del Sistema Historia y Antecedentes Verificacin de Sistemas y Equipos Desensamble e Inspeccin Visual Examinacin completa del Sistema

Elaboracin del Informe SEALAR CONCUSIONESResultados del Anlisis

Elaboracin del Informe INDICAR RECOMENDACIONESMencionar las mejoras a efectuar basadas en las conclusiones