Por qué debemos eliminar el calor de las caras de los cierres mecánicos

La acumulación excesiva de calor en un par de caras de cierres mecánicos contrarrotatorios creará graves problemas de fiabilidad en los equipos de proceso. Es un hecho simple: el calor perjudicará la longevidad del cierre. En este informe se analizan los beneficios de la vida útil de los cierres mecánicos cuando se elimina el calor de sus caras.

Eliminar el calor en las caras de los cierres mecánicos es importante por muchas razones directas e indirectas. La eliminación eficaz del calor es esencial para mantener la eficacia, fiabilidad y longevidad del cierre mecánico y del equipo en el que está instalado. Por lo tanto, comprender los efectos del calor y aplicar soluciones que eliminen el calor en las caras del cierre mecánico es vital para maximizar la fiabilidad del equipo.

DEBATE:

Existe una sencilla ecuación que todos los ingenieros de equipos rotativos deben conocer:

Caras frías de foca = longevidad de la foca".

Como todas las grandes ecuaciones, es muy sencilla. Sin embargo, le servirá de base sólida y fundamental para la selección de cierres mecánicos y el conocimiento del tiempo de funcionamiento de la fiabilidad de los equipos.

Si los ingenieros de planta, los responsables de compras y los gerentes recuerdan esta sencilla ecuación y la APLICAN a TODAS las propuestas de diseño y presupuestos de cierres mecánicos ANTES de comprar o instalar el cierre mecánico en el equipo rotativo, invertirán menos tiempo y dinero en el futuro, solucionando problemas, desmontando y reconstruyendo equipos rotativos y perdiendo un tiempo vital de producción.

A continuación se exponen algunas razones clave por las que la eliminación del calor en las caras de los cierres mecánicos es beneficiosa para la longevidad de los mismos:

Reducción del desgaste y la fricción:

La generación de calor en las caras del cierre puede provocar un aumento de la fricción y el desgaste entre las superficies de estanquidad. Esto puede acelerar el deterioro de las caras del cierre y reducir la vida útil total del cierre mecánico.

La eliminación eficaz del calor ayuda a mantener más frías las caras de la junta, reduciendo la fricción y el desgaste.

Lubricación de la cara del sello:

La eliminación del calor suele implicar la circulación de un fluido refrigerante, que puede actuar como lubricante entre las caras de la junta. Esta lubricación ayuda a crear una fina película de fluido entre las caras, reduciendo el contacto directo y el desgaste. También ayuda a evitar la formación de puntos secos que, de otro modo, podrían causar un rápido desgaste.

Lo importante es recordar ......

La eliminación del calor debe producirse tanto en el interior como en el exterior de las caras de los cierres mecánicos".

Muchos diseños de cierres mecánicos con los denominados "anillos de bombeo integrales" hacen circular de forma ineficaz el líquido refrigerante por el interior del cierre. Como se muestra en la figura 1, estos cierres sólo hacen circular el líquido refrigerante por las caras exteriores del cierre, dejando que el calor se acumule en las caras interiores, lo que provoca el deterioro y el fallo de las caras del cierre.

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En un cierre mecánico doble, la principal "acción de estanquidad" la realizan las caras interiores del cierre. Estas caras interiores son la "primera línea de defensa", ya que impiden que se escape el fluido del proceso.

Si el líquido refrigerante no se sustituye y repone en las caras interiores, el calor se acumulará y las caras de la junta se deteriorarán y acabarán fallando.

Desgraciadamente, los proveedores de cierres mecánicos convencionales tendrán una larga lista de razones por las que no pueden sustituir eficazmente el líquido refrigerante en las caras interiores. Son los mismos que juegan al baloncesto y dicen que "la pelota es demasiado grande" o que "la red es demasiado pequeña".

Pregúntese.... "¿Comprarías un coche a un fabricante que te dijera ...

.. sólo hacemos circular el aceite de refrigeración del motor por una parte del motor del coche.

¿Dejamos que la otra parte del motor se caliente y falle?

Rendimiento de las juntas y control de fugas:

La acumulación de calor puede afectar negativamente al rendimiento de estanquidad del cierre mecánico. La dilatación térmica y la distorsión de las caras del cierre pueden provocar un contacto desigual en las superficies de sellado contrarrotatorias / deslizantes y, por tanto, comprometer la eficacia del cierre. El resultado es un aumento de las fugas y un fallo prematuro del cierre.

La eliminación eficaz del calor ayuda a mantener una geometría constante de la cara de estanquidad, garantizando un rendimiento óptimo de la estanquidad y minimizando las fugas.

Prevención de daños inducidos por el calor:

Las altas temperaturas pueden causar daños térmicos a los materiales de las juntas, provocando su degradación, reblandecimiento o reacciones químicas que comprometen su integridad.

Los elastómeros de los cierres mecánicos y equipos de proceso TODOS tienen un límite superior de temperatura basado en las propiedades de sus materiales. Un aumento del calor deteriorará el elastómero, lo que provocará su rotura.

¿Cuántas veces ha tenido que desmontar, reparar y/o sustituir una bomba entera debido a un simple fallo del elastómero? ... Ocurre TODO el tiempo y cuesta una fortuna en tiempo de inactividad de la línea de proceso y costes de reparación del equipo.

Para los proveedores de cierres mecánicos convencionales es fácil culpar al elastómero. Sin embargo, a menudo no es culpa del elastómero que se haya diseñado junto a un conjunto de caras de cierre mecánico que se sobrecalientan, ¡donde el calor no se elimina eficazmente!

Al eliminar el exceso de calor, se evitan estos daños y se garantiza que el cierre mecánico siga funcionando según lo previsto.

Mejora de la eficiencia energética:

Los cierres mecánicos que funcionan a temperaturas elevadas pueden contribuir a las pérdidas de energía debido al aumento de la fricción y a la reducción de la eficiencia.

No conducirías tu coche con el freno de mano activado, ¿verdad?

Utilizar un equipo rotativo con las caras de los cierres mecánicos deterioradas es como conducir un coche con el freno de mano puesto.

Esto no sólo es malo para el cierre mecánico, sino para todo el equipo de proceso, ya que añade tensiones, vibraciones y problemas a todo el sistema, incluidos los rodamientos del equipo, los retenes de aceite y los motores eléctricos.

Al mantener unas condiciones de funcionamiento más frías mediante la eliminación eficaz del calor dentro del cierre mecánico doble, puede ayudar a mejorar la eficiencia energética general del equipo de proceso.

Estabilidad y fiabilidad de los procesos:

La eliminación del calor contribuye a la estabilidad y fiabilidad generales del equipo al evitar el sobrecalentamiento, que podría provocar fallos en el equipo, paradas o interrupciones del proceso. Las temperaturas de funcionamiento constantes aumentan la fiabilidad de todo el sistema.

Mayor vida útil de las juntas:

El sobrecalentamiento puede reducir considerablemente la vida útil de los cierres mecánicos. Manteniendo frías las caras de los cierres y minimizando el desgaste y los daños, puede prolongar la vida útil de los cierres, reduciendo la frecuencia de mantenimiento y sustituciones. Esto le ahorrará importantes costes en el futuro.

Cuestiones de seguridad:

En algunas aplicaciones, la acumulación excesiva de calor puede plantear riesgos para la seguridad, como la posibilidad de que fallen las juntas o de que se produzcan fugas de materiales peligrosos en el entorno del operario.

La eliminación eficaz del calor ayuda a mitigar estos riesgos para la salud y la seguridad y garantiza un entorno de trabajo más seguro.

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RESUMEN:

En general, la eliminación eficaz del calor en las caras del cierre mecánico es crucial para mantener un rendimiento óptimo del cierre, evitar el desgaste y los daños, garantizar la fiabilidad del proceso y maximizar la vida útil tanto del cierre mecánico como del equipo en el que está instalado.

Los ingenieros, responsables de compras y gerentes DEBEN asegurarse de que se elimine el calor en AMBOS conjuntos de caras del cierre mecánico, y específicamente que se elimine el calor en el conjunto de caras del cierre que se encuentran DENTRO, ya que éstas son el "caballo de batalla" del cierre mecánico.

Todo comienza centrándose en la correcta selección del diseño de la junta en la fase de oferta.

Haz los deberes. Aplique la sencilla ecuación.... Y lo más importante, hazte la pregunta;

¿Este diseño de cierre elimina eficazmente el calor en las caras de los cierres mecánicos INBOARD y OUTBOARD?

Si la respuesta es afirmativa, se asegurará de construir su "edificio" de fiabilidad del tiempo de actividad sobre una base sólida.

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