El prensaestopas de una bomba alberga una glándula que comprime las empaquetaduras que sirven para sellar el fluido bombeado; de ese modo, evita fugas en el eje que entra a través de un orificio en la bomba. La confiabilidad del prensaestopas es crítica para el estado y desempeño del programa de sellado de fluidos. Mientras mejor sea el desempeño y confiabilidad de un programa de sellado de fluidos, mejor será el estado de los componentes internos de la bomba, incluyendo el prensaestopas.
Una correcta instalación de las empaquetaduras para evitar fugas excesivas, la estabilización del eje para prolongar la vida tanto del eje/camisa como de las empaquetaduras y un programa de inspecciones exhaustivas de los equipos ayudarán a mejorar la confiabilidad del prensaestopas.
Definición de las empaquetaduras de compresión
Una empaquetadura de compresión consiste de materiales relativamente suaves que se insertan en un prensaestopas entre el elemento rotativo, generalmente el eje o camisa, y el cuerpo del equipo rotativo. Para su lubricación, el desempeño satisfactorio de una empaquetadura de compresión depende de una película de fluido presurizado entre la superficie del eje o camisa rotativa y las empaquetaduras. Al apretar la glándula contra el anillo exterior, se transmite presión al conjunto de empaquetaduras para expandir los anillos de manera radial, y crear así un sello.
Para comprender cabalmente estos componentes, debemos conocer los principios y función de la empaquetadura. Esta empaquetadura cuenta con una superficie dinámica a lo largo del diámetro interno, sobre la superficie del eje/camisa. Asimismo, tiene una superficie estática en el diámetro externo, la cual se comprime a lo largo del orificio del prensaestopas. La superficie interna sobre la longitud del eje controla la fuga de agua rasante a un ritmo consistente de 10 a 12 gotas por minuto por cada 2,5 cm (1 pulgada) de extensión del eje.
Las empaquetaduras de compresión presentan fugas de dos elementos:
- El producto bombeado si dicho producto está fresco y limpio
- Líquido externo de barrido en toda aplicación de lodos u otras aplicaciones que contengan partículas sólidas
La superficie externa del orificio del prensaestopas es estática y se puede considerar como una junta. En esta área nunca deberían ocurrir fugas de fluido.
Instalación correcta de la empaquetadura para confiabilidad del prensaestopas
A usted le interesa evitar fugas excesivas ocasionadas por una instalación deficiente de las empaquetaduras. Una instalación apropiada primordialmente debería erradicar toda fuga, lo cual resultará en menos períodos de inactividad debidos a problemas de agua en la glándula.
Existen tres factores principales que afectan una instalación correcta de las empaquetaduras:
- Compatibilidad de las fibras: seleccione cuidadosamente los materiales de empaquetadura para cumplir los requisitos de la aplicación específica. Deberá considerar velocidades de eje, presiones, temperaturas, y el producto a sellar (incluyendo el pH y el contenido de sólidos).
- Instalación precisa: preste especial atención a los procedimientos de adaptación inicial.
- Normas estrictas para los equipos: procure implementar normas estrictas en la condición, mantenimiento y confiabilidad de sus equipos.
El uso de herramientas para la instalación de los asientos le asegura que cuenta con una instalación adecuada de cada anillo. Esto facilita la colocación correcta de cada anillo en el prensaestopas y asegura que la carga se distribuya sobre todos los anillos por igual.
Un asentamiento adecuado:
- Aumentará la vida de las empaquetaduras
- Mejorará el desempeño de las empaquetaduras
- Reducirá el desgaste de ejes/camisas
- Reducirá el uso de agua de barrido
- Disminuirá el consumo de energía
Estabilización del eje
Una desviación de eje ocurre cuando el eje de la bomba se dobla cuando la velocidad del líquido bombeado por el impulsor no es igual en todos los puntos que rodean al mismo. Da lugar a un desgaste prematuro en las empaquetaduras y sellos mecánicos . Es también más difícil controlar el de agua de barrido y las fugas cuando existe dicha desviación.
Sabemos que armar el prensaestopas correctamente maximiza tanto la vida de las empaquetaduras como su desempeño. Pero, ¿qué sucede si la bomba tiene una desviación en el eje? ¿Cómo se puede optimizar la confiabilidad de su prensaestopas y evitar fugas excesivas?
Si se pueden estabilizar los ejes, la vida de elementos tales como empaquetaduras y sellos mecánicos se puede prolongar. El uso de bujes podría ser la respuesta para proporcionar esta estabilización.
Algunos bujes son capaces de estabilizar ejes en diseños con ejes salientes, ejes largos con apoyo disminuido y ejes con fallas considerables de concentricidad.
Un buje estabilizador de eje (independiente del anillo de linterna para mayor facilidad de montaje y desmontaje) reemplaza dos anillos de empaquetadura.
Este buje en conjunto con el anillo de linterna y empaquetaduras también:
- Reduce el uso de agua de barrido en un 80 %
- Aumenta la velocidad y eficiencia del agua de barrido
- Se puede utilizar con diversas configuraciones de empaquetadura
- Ofrece un bajo coeficiente de fricción, lo cual permite una reducción en el consumo de energía
Inspecciones exhaustivas de los equipos
La condición de algunos componentes de equipo casi nunca se examina, lo cual puede afectar negativamente su confiabilidad. Dichos componentes incluyen el cuello del prensaestopas o los bujes de collarín, junto con el seguidor del prensaestopas y los anillos de linterna.
Para revisar el prensaestopas, debe retirar todas las empaquetaduras. Asegúrese de retirar también todos los anillos, incluyendo el anillo de linterna. Luego podrá inspeccionar el eje/camisa, el prensaestopas, el buje de collarín y la glándula en busca de desgaste o daños. De esta manera podrá confirmar que la línea de agua de barrido se encuentra libre de obstrucciones; podrá también limpiar los puertos de barrido y reemplazar el anillo de collarín, de ser necesario.
El eje/camisa es un componente que frecuentemente se inspecciona en busca de desgaste, pero es posible que algunos no hayan comprendido la manera correcta de inspeccionarlos. Para una inspección eficaz, examine primeramente el eje y observe en qué parte ha ocurrido un desgaste predominante. Es probable que dicho desgaste se encuentre frente al anillo de linterna o del lado de la glándula.
Un desgaste en la parte frontal probablemente se deba a una pérdida de agua de barrido, la cual puede haber ocurrido porque los anillos de linterna o líneas de agua del barrido se han obstruido. Este desgaste puede también haber ocurrido si el personal insertó los anillos de empaquetadura sin haber reempacado completamente el prensaestopas.
Si el desgaste del eje o la camisa se encuentra en el lado de la glándula, puede ser porque los anillos de empaquetadura no se asentaron correctamente. Un asentamiento inadecuado da como resultado que los anillos externos se quemen y vitrifiquen. Por otro lado, apretar demasiado las empaquetaduras puede interrumpir totalmente la lubricación con agua de barrido. Cierto grado de desgaste es normal, pero si supera los 0,8 mm (1/32 de pulgada), probablemente sea necesario reemplazar el eje o camisa.
Mejores prácticas para un desempeño completo de las empaquetaduras
Para un desempeño ideal de las empaquetaduras, elimine fugas excesivas al máximo posible. Esto reducirá períodos de inactividad de los equipos y resultará en un desempeño más confiable de las empaquetadas.
Para optimizar la durabilidad y eficacia de las empaquetaduras y mejorar así la confiabilidad del prensaestopas, deberá implementar las siguientes mejores prácticas:
- Seleccione la fibra de base y tratamiento de fibra más eficaz para su industria y aplicación. Para bombas, tenga en consideración los rangos operativos de temperatura, presión, velocidad de eje, y pH. Para válvulas, considere los rangos máximos de temperatura, presión y pH.
- Asegúrese siempre de que las empaquetaduras se hayan instalado apropiadamente y que el anillo de linterna se encuentre en la ubicación correcta. No utilizar una herramienta de instalación puede dar lugar a un asentamiento ineficaz de las empaquetaduras y una introducción dispareja de los anillos. Una instalación correcta, haciendo uso de la herramienta de instalación para asentar cada anillo, aumenta la vida útil y desempeño de las empaquetaduras y ayuda a introducir los anillos eficazmente.
- Realice un barrido y mantenimiento adecuados en el entorno operacional de las empaquetaduras conforme a las recomendaciones del fabricante. La mayoría de las empaquetaduras se deben barrer con agua para enfriar adecuadamente y limpiar alrededor del prensaestopas.
- Si sus parámetros operativos cambian en relación a los que se usaron para seleccionar las empaquetaduras, reevalúe la fibra y el tratamiento de fibra. Cuando se realizan cambios en el volumen de flujo, horas de operación, temperatura operativa, y material por bombear, probablemente se hace necesario un cambio de fibra o de tratamiento.
- Reemplace las empaquetaduras cuando ya se hace imposible ajustar la glándula o en caso de ocurrir fugas excesivas. En algún punto, la glándula no podrá apretarse más. En ese caso, deberá reemplazar las empaquetaduras porque ya no sellarán de una manera eficaz. Una fuga superior a 10 o 12 gotas por minuto por cada 2,5 cm (1 pulgada) de diámetro del eje/camisa se considera excesiva y debe investigarse.
Una correcta instalación de las empaquetaduras, la estabilización del eje y un programa de inspecciones exhaustivas de los equipos resultarán en un prensaestopas confiable.
