¿Qué son los defectos de sellado? Problemas de fugas y fricción • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, desbrozadoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores. ¿Qué son los defectos de sellado? Problemas de fugas y fricción • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, desbrozadoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores.

¿Qué son los defectos de sellado? Problemas de fugas y fricción.

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Comprensión de los defectos de sellado en maquinaria rotativa

Definición: ¿Qué son los defectos de sellado?

Defectos de sellado Son daños, desgaste o fallas en los componentes de sellado que impiden la fuga de lubricante y excluyen los contaminantes de la maquinaria rotativa. Los tipos de sellos comunes incluyen sellos labiales (sellos radiales de eje), sellos mecánicos frontales, sellos laberínticos y juntas tóricas. Los defectos en los sellos se manifiestan como fugas de aceite o grasa, entrada de suciedad y humedad, aumento de la fricción y el calentamiento, y, en algunos casos, contribuyen a... vibración mediante fricción o creando inestabilidades.

Aunque las juntas parezcan componentes menores, su fallo tiene graves consecuencias: la pérdida de lubricación provoca un fallo rápido de los rodamientos y la entrada de contaminantes se acelera. tener puesto, y en los equipos de proceso (bombas), la falla del sello puede provocar pérdida de producto, contaminación ambiental o riesgos para la seguridad.

Tipos comunes de sellos y sus defectos

1. Retenes de labio (retenes de eje radiales)

Juntas elastoméricas con labio flexible en contacto con el eje giratorio:

Defectos comunes

  • Lápices de labios: La fricción desgasta el material del labio, perdiendo finalmente el contacto de sellado.
  • Endurecimiento: El calor o el paso del tiempo endurecen el elastómero, el labio pierde flexibilidad y adaptabilidad.
  • Agrietamiento: Grietas en los labios por la edad, productos químicos o exceso de calor. descentramiento del eje
  • Laceración de labios: Daños derivados de la instalación, defectos en el eje o vibraciones excesivas.
  • Pérdida de la primavera de la liga: El resorte que mantiene el contacto del labio se rompe o se cae.

Síntomas

  • Fugas de aceite o grasa en los puntos de salida del eje
  • Entrada de contaminación (suciedad visible en el área del rodamiento)
  • Aumento de la temperatura del rodamiento debido a la pérdida de lubricante
  • Aumento de la vibración de los rodamientos debido a la contaminación

2. Sellos mecánicos frontales

Se utiliza en bombas y aplicaciones de alta presión:

Defectos comunes

  • Ropa facial: El desgaste de las superficies de acoplamiento aumenta las fugas
  • Daños faciales: Arañazos, desconchones, grietas térmicas en las caras de sellado
  • Fallo de la junta tórica: Los sellos secundarios se deterioran
  • Fallo del resorte: Los resortes que proporcionan presión frontal se rompen o se debilitan.
  • Coquización/Depósitos: Acumulación de material que impide el contacto facial adecuado

Síntomas

  • Fuga visible en el sello
  • Emisión de vapor (si se sellan fluidos calientes)
  • Chillido por contacto con la cara
  • Temperatura alta del sello
  • Vibración por inestabilidad del contacto facial

3. Sellos del laberinto

Sellos sin contacto en turbinas y compresores:

Defectos comunes

  • Desgaste de los dientes: Dientes del laberinto desgastados o rotos por roces
  • Aumento del margen de seguridad: El desgaste o la dilatación térmica aumentan la holgura, reduciendo la eficacia del sellado.
  • Frotamientos: El contacto provocado por vibraciones excesivas o el movimiento del eje daña los dientes.
  • Depósitos: Acumulación de carbón o incrustaciones que afectan las holguras

Síntomas

  • Aumento de las fugas (pérdida de flujo o presión medible)
  • Reducción de la eficiencia (fugas internas)
  • Vibración por roces (puede desencadenar remolino de vapor en algunos casos)
  • Evidencia de contacto (marcas de desgaste, decoloración por calor)

4. Juntas tóricas y sellos estáticos

  • Juego de compresión: Deformación permanente por compresión sostenida
  • Ataque químico: Fluidos incompatibles que degradan el elastómero
  • Extrusión: La junta tórica se salió de la ranura bajo presión.
  • Daños térmicos: Envejecimiento por calor, endurecimiento, agrietamiento

Causas del fallo del sello

Desgaste normal

  • Las juntas de contacto tienen una vida útil limitada debido al desgaste por fricción.
  • Vida útil típica del sello labial: 5.000-20.000 horas de funcionamiento
  • Vida útil del sello mecánico: de 10 000 a 50 000 horas, según la aplicación.
  • La tasa de desgaste depende de la superficie del eje, la velocidad y la lubricación.

Daños en la instalación

  • El labio del sello se cortó o dañó durante la instalación
  • El sello no está correctamente colocado en la carcasa.
  • Defectos en la superficie del eje: desgarro del labio del sello
  • Contaminación durante el ensamblaje

Condiciones de funcionamiento

  • Exceso de descentramiento del eje: Excentricidad del eje o vibración que supera la capacidad del sello
  • Temperatura alta: Materiales elastoméricos degradados
  • Incompatibilidad química: fluidos de proceso que atacan los materiales de sellado
  • Entorno abrasivo: Partículas que dañan las caras de los sellos
  • Prueba en seco: La pérdida de lubricación del sello provoca un desgaste rápido.

Problemas mecánicos

  • Vibración excesiva de desequilibrar o desalineación
  • Defectos del eje (Arañazos, marcas) dañan los labios de las focas
  • Fallo del rodamiento que permite un movimiento excesivo del eje
  • La dilatación térmica afecta al ajuste del sello

Detección de defectos en los sellos

Indicadores visuales

  • Fuga: Se observa aceite, grasa o fluido de proceso en la ubicación del sello.
  • Tinción: Decoloración alrededor del sello debido a filtraciones
  • Goteo: Acumulación de fugas activas debajo del equipo
  • Nebulización: Pulverización fina procedente de fugas en el sello de alta presión

Indicadores operacionales

  • Pérdida de lubricante: Necesidad frecuente de añadir aceite o grasa
  • Contaminación: Suciedad o humedad en las muestras de lubricante
  • Problemas con los rodamientos: Desgaste prematuro de los cojinetes debido a contaminación o pérdida de lubricante
  • Aumento de temperatura: Calentamiento de los cojinetes por lubricación inadecuada

Efectos de la vibración

  • El roce de las juntas puede generar vibraciones inducidas por fricción.
  • Componentes de alta frecuencia procedentes del contacto del sello
  • En casos graves, vibración subsincrónica por inestabilidad del sello
  • Efectos secundarios: vibración de los cojinetes por contaminación o pérdida de lubricación.

Consecuencias de una falla en el sello

Efectos inmediatos

  • Pérdida de lubricante que requiere reposición frecuente
  • La entrada de contaminantes degrada el lubricante restante.
  • Pérdida de producto o fuga al medio ambiente (sellos de proceso)
  • Riesgos de seguridad por suelos resbaladizos o liberación de materiales tóxicos

Daño secundario

  • Fallo del rodamiento: Una lubricación inadecuada o la contaminación destruyen los rodamientos.
  • Desgaste acelerado: La contaminación abrasiva acelera todo tipo de desgaste
  • Corrosión: La entrada de humedad provoca óxido y corrosión.
  • Daños en el acoplamiento: El lubricante en aerosol contamina los elementos de acoplamiento elastoméricos.

Prevención y Mantenimiento

Selección adecuada

  • Seleccione el tipo de sello adecuado para la aplicación (presión, temperatura, velocidad, compatibilidad química).
  • Utilice el tamaño y las especificaciones de la junta correctos.
  • Considere los requisitos de acabado superficial del eje (normalmente < 0,8 µm Ra para juntas labiales)
  • Seleccionar el elastómero adecuado para el fluido y la temperatura (nitrilo, Viton, PTFE, etc.).

Prácticas de instalación

  • Limpie todas las superficies antes de la instalación.
  • Utilice las herramientas de instalación adecuadas (herramientas para desmontar juntas, no martillos).
  • Lubrique los labios de la junta antes de la instalación.
  • Proteja el labio de la junta al deslizarla sobre el eje (utilice el manguito de instalación).
  • Verifique la cuadratura del sello y su correcto asentamiento.

Prácticas operativas

  • Mantener una buena balance y alineación (reduce el movimiento y la vibración del eje)
  • Controle las temperaturas de funcionamiento dentro de la clasificación de sellado.
  • Asegúrese de que la lubricación adecuada llegue al sello.
  • Evite contaminar la zona de sellado con materiales incompatibles.

Reemplazo preventivo

  • Sustituya las juntas durante el mantenimiento programado (no espere a que fallen).
  • Intervalos de reemplazo típicos: 2-5 años o según la recomendación del fabricante.
  • Sustituya siempre las juntas al abrir los alojamientos de los rodamientos.
  • Mantenga los kits de juntas en el inventario de repuestos.

Consideraciones especiales

Equipos de alta vibración

  • El movimiento excesivo del eje daña rápidamente los sellos.
  • Es necesario abordar las causas fundamentales de la vibración para lograr una vida útil aceptable del sello.
  • Considere sellos de alta resistencia o con resorte para aplicaciones de alta vibración.

Entornos extremos

  • Temperatura alta: Utilice elastómeros de alta temperatura o sellos mecánicos.
  • Abrasivo: Camisas protectoras del eje, juntas del expulsor para excluir partículas
  • Corrosivo: Materiales resistentes a productos químicos, superficies revestidas
  • Vacío: Juntas especiales de baja emisión de gases

Solución de problemas de sellos

Fallo prematuro del sello

Áreas de investigación:

  • Verificar el estado de la superficie del eje (rugosidad, rayaduras, corrosión).
  • Compruebe la excentricidad del eje (una excentricidad excesiva daña rápidamente los sellos).
  • Medir los niveles de vibración (una vibración elevada reduce la vida útil del sello).
  • Verifique que la temperatura de funcionamiento se encuentre dentro de la clasificación del sello.
  • Comprobar la incompatibilidad química
  • Examinar las prácticas de instalación
  • Verifique el tipo y tamaño correctos del sello para la aplicación.

Fuga persistente

Posibles causas y soluciones:

  • Daños en el eje: Desgaste en la ranura del eje en la zona del sello → repare el eje o utilice un manguito de reparación
  • Exceso de agotamiento: Excentricidad del eje → corregir la excentricidad o utilizar un sello de mayor capacidad
  • Orientación incorrecta del sello: Sello instalado al revés → reinstálelo correctamente
  • Labio del sello dañado: Daños en la instalación → sustituir y utilizar la técnica adecuada
  • Presión incorrecta: Presión superior a la presión nominal del sello → utilice un sello con presión nominal adecuada o reduzca la presión

Problemas de vibración relacionados con los sellos

Fricción e inestabilidad del sello

  • Los sellos de contacto pueden crear fricción de adherencia-deslizamiento.
  • Puede contribuir a vibraciones o ruidos de baja frecuencia.
  • Los sellos que funcionan en seco son particularmente propensos a la vibración por fricción.
  • Los sellos sin contacto (laberinto) pueden crear inestabilidades aerodinámicas.

Frotar con focas

  • El movimiento excesivo del eje provoca un contacto duro entre el sello y el eje.
  • Genera calor y daña el sello rápidamente.
  • Puede crear arco térmico a partir del calentamiento asimétrico
  • Puede producir vibraciones y ruido de alta frecuencia.

Impacto en la fiabilidad de la máquina

Integridad del sistema de lubricación

  • Los sellos constituyen un límite crítico del sistema de lubricación.
  • El fallo del sello provoca la pérdida de lubricante y la entrada de contaminantes.
  • Da como resultado un rápido deterioro de los rodamientos.
  • Puede desencadenar una falla total de la máquina.

Protección ambiental

  • Los sellos evitan fugas de fluidos de proceso (bombas, compresores).
  • El fracaso puede causar contaminación ambiental.
  • Problemas de seguridad relacionados con materiales tóxicos o inflamables
  • Cuestiones de cumplimiento normativo

Tecnologías modernas de sellado

Diseños avanzados

  • Sellos multilabiales: Múltiples labios de sellado para redundancia
  • Sellos del expulsor: La acción centrífuga excluye los contaminantes.
  • Sellos magnéticos: fluido magnético sellado por campo magnético
  • Sellos de gas seco: Sellos sin contacto para compresores de alta velocidad
  • Juntas de cartucho: Unidades preensambladas que simplifican la instalación

Monitoreo de condiciones

  • Sistemas de detección de fugas de sellado
  • Monitoreo del flujo de fluido de lavado (sellos mecánicos)
  • Monitoreo de temperatura en la ubicación del sello
  • Monitoreo de vibraciones para detectar problemas relacionados con sellos

Los defectos en los sellos, aunque a menudo se pasan por alto en comparación con los problemas de rodamientos o rotores, tienen un impacto crítico en la fiabilidad de la maquinaria. La correcta selección, instalación y sustitución preventiva de los sellos, junto con la solución de las causas principales de fallos prematuros (vibración, descentramiento, contaminación), garantiza que los sellos cumplan sus funciones esenciales de retención de lubricante y exclusión de contaminantes durante toda su vida útil.

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