Tal cual lo que indicamos arriba, los materiales de fabricación de un sello mecánico se
seleccionan
en
base
al
fluido
/
gas
que
deseamos
sellar.
Las pistas de los sellos mecánicos se clasifican en pistas duras y pistas blandas:
podemos clasificar como pistas duras el carburo de silicio, el carburo de tungsteno, la
cerámica, etc. Como pistas blandas, tenemos el carbón, bronce, acero inoxidable, etc.
Si tenemos que sellar un fluido con sólidos en suspensión, por ejemplo agua con arena,
debemos pensar en utilizar un sello con pistas duras: carburo de tungsteno ó carburo de
silicio, ya que si utilizamos pistas blandas, la arena las dañaría provocando la fuga del fluido
hacia el lado atmosférico.
En otros casos, podríamos necesitar sellar productos ácidos – químicos, en donde debemos
utilizar pistas fabricadas en carburo de silicio, carbón, cerámica, materiales los cuales tienen
gran resistencia a estos tipos de productos.
https://www.demaquinasyherramientas.com/mecanizado/sellos-mecanicos
Cómo seleccionar el material de su
sello mecánico
Posted on October 31, 2014 by noticiasfele
Desde aplicaciones tan comunes como una bomba de presurización en un oleoducto hasta
bombas de alimentación de agua utilizadas en plantas de energía nuclear, sin importar la
complejidad, existen un sinfín de ejemplos en los cuales están presentes los sistemas de
máquinas rotatorias. La funcionalidad de estos sistemas está ligada directamente a
diferentes variables, siendo uno de ellos el sistema de sellado con el que cuenta.
Independientemente del tipo de sello mecánico que se use, estos son los responsables
de proteger herméticamente su mecanismo, evitar la fuga de fluidos o la entrada de
elementos que pueden causar su rozamiento, como arenillas en el caso de bombas
sumergibles. Aquí radica la importancia de que además de su diseño, el material del que
esté fabricado sea resistente a diferentes químicos, presión, temperatura y abrasión. Entre
otras características, un sello mecánico deberá además considerar los siguientes factores:
Alta conductividad térmica
Bajo coeficiente de expansión térmica
Alto módulo de elasticidad para reducir las deformaciones
Es recomendable, considerar el tipo de aplicación al que se refiera para definir el tipo y
material de sello mecánico que se usará en su sistema. Los carburos y óxidos metálicos son
distintivos por su dureza, mientras que los carbones artificiales son materiales suaves.
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Los metales como el carburo de tungsteno son opción en condiciones no agresivas, es
decir rozamiento sin lubricación, aunque tienen como ventaja su buena conductividad
térmica.
Por otro lado, el carburo de silicio (CiSi), es químicamente resistente a cualquier tipo de
fluido y es casi tan duro como el diamante. Esto provee un sellado superior entre la bomba
y el motor, como es el caso de el sistema de sellado Sand Fighter, exclusivo de Franklin
Electric desarrollado para ser resistente a la arena.
Resistentes al desgaste químico sin necesidad de impregnaciones de otros materiales en sus
porosidades, el óxido de aluminio es el material cerámico usado más comúnmente. Sin
embargo, esta alternativa se encuentra en desventaja si de su fragilidad y baja conductividad
térmica se trata.
De otra forma, también es posible contar con combinación de materiales en las caras de
sellos mecánicos. Para el óptimo funcionamiento del mecanismo, se sugiere una cara en
material duro y una más en material suave.
De una gran variedad de elastómeros que pueden usarse en esta combinación,
el fluorocarbono, por ejemplo Viton ®, está presente en nuestras series de bombas MD y
centrífugas como la Serie DDS por su resistencia a los químicos.
En el segmento de no elastómeros, el poli tetra fluoro etileno destaca por su resistencia
química mientras que el grafito puro por su excelente resistencia térmica.
Para más información sobre este y otros componentes de los productos de la familia
Franklin Electric, consulte nuestra página de internet www.franklinagua.com, visite nuestro
canal de video Youtube.com/Franklinagua o contacte a su Gerente de Territorio, Ingeniero
de Ventas y/o Ingeniero de Servicio.
https://franklinelinkmx.wordpress.com/2014/10/31/material-de-los-sellos-mecanicos/
Aplicaciones correctas de sellos mecánicos
¿Cuál es la función de un sello mecánico? ¿Conoce las ventajas de una
buena selección de un sello mecánico?
Tema: Importancia de uso del sello mecánico adecuado
Fecha: 11-Sep-2017 Fuente: QuimiNet Sectores relacionados: Petróleo y Energía, Pulpa y
Papel, Química, Minería , Tratamiento de agua
El mecanismo de sellado en un equipo rotativo está directamente relacionado con la
efectividad y confiabilidad del proceso que lleve a cabo. Para una correcta selección o diseño
se deben tomar en cuentas varios puntos de la operación que son críticos en el proceso,
desafortunadamente el diseño por lo regular es tomado como última opción y no siempre se
selecciona el sello adecuado para la aplicación.
Fuente: HidroFluidos
Ejemplo de sello mecánico axial
Los sistemas rotativos que necesitan un sistema de sellado son las bombas de proceso,
mezcladores, compresores, estos requieren de un sello especial, los sellos mecánicos
pueden trabajar con fluidos casi de cualquier tipo y con diferentes rangos de temperatura
desde un fluidos un tanto viscoso o un gas, alcalinos o ácidos, evitando fugas que se reflejen
en pérdidas de producto en el peor de los casos algún accidente, de ahí la importancia de
su uso.
Sistemas de Sellado Mecánico
El sello mecánico es un sistema que consiste en dos superficies anulares que friccionan y
se están empujando una contra otra. Las cuales son una parte estacionaria que está unida
a la parte estática de la bomba o máquina y la otra es una parte dinámica que se encuentra
en la parte rotativa y se mueve junto con esta, este crea un efecto de sellado hermético que
mantiene a la bomba o máquina libre de fugas.
Los sellos mecánicos son ampliamente usados en bombas centrifugas industriales,
compresores y mezcladores agitadores, la aplicación más crítica es cuando el fluido a
manejar es corrosivo, tóxico y peligroso para las personas cercanas a la operación es allí
donde cobra mayor relevancia su correcta selección.
¿Cómo se conforma un Sello Mecánico?
Un sello mecánico se compone principalmente de las siguientes partes:
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Caras mecánicas del sello (Estática y Dinámica)
Anillos de cuña para cada cara del sello mecánico
Anillos de collarín, retenes de soporte
Resortes (aseguran que se mantenga el contacto entre las caras en todo momento)
Fuente: HidroFluidos
Componentes básicos de un sello mecánico
Sello mecánico de resorte cónico
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8.
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10.
Carcasa del equipo
Rotor
Fluido a sellar
Atmósfera
Cara
Asiento
Separación de sellado entre las superficies de rozamiento
Resorte
Elemento de sellado dinámico
Elemento de sellado estático
Selección de Materiales adecuados según la aplicación
Caras del sello mecánico
Las condiciones que deben cumplir en general son:
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Dureza para soportar la abrasión y la fricción y no tener un desgaste considerable
Alto módulo de elasticidad para evitar deformaciones
Alto coeficiente de expansión térmica para reducir los esfuerzos mecánicos
Materiales comunes para las caras
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Carbones Artificiales: materiales cerámicos no óxidos suaves con variantes
Metales: los más comunes , no funcionan con aplicaciones de operación no
agresivas
Carburos: el más común es el carburo de tungsteno , proporciona alta resistencia
química y dureza, no recomendado en operaciones sin lubricación
Carburo de Silicio: actualmente con mayor demanda por su dureza de acuerdo a su
composición final (SiC-Si), es químicamente resistente a cualquier fluido en la escala
del pH con la excepción de los fluidos alcalinos arriba de 10 de pH.
Combinaciones en las caras son
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Dura- Suave: es el más recomendable y usado debido al bajo coeficiente de
rozamiento que le permite operar sin lubricación en condiciones de emergencia.
Dura- Dura: es necesaria cuando el fluido a sellar contiene sólidos. Sin embargo esta
combinación presenta un fuerte desgaste en operación sin lubricación, por lo que
debe asegurarse una adecuada lubricación y enfriamiento
Materiales de los elementos secundarios de sellado (O-ring)
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Monómero de etileno propileno dieno (EPDM)
Fluorocarbon (FPM, por ejemplo Viton®) alta resistencia térmica
Perfluorocarbon (FFKM, por ejemplo Kalrez®)
Poli tetra fluoro etileno (PTFE, por ejemplo Teflon®) de excelente resistencia química
STPO (por ejemplo Santoprene®) de excelente resistencia a la abrasión
Parámetros de aplicación
Formas de sello mecánico.
Fuente: HidroFluidos
Los principales parámetros que se deben considerar en la selección de un sello mecánico
son los siguientes:
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Tipo de Fluido
Presión de operación
Velocidad de rotación de las caras
Temperatura
Compatibilidad química
Consideraciones Generales de Aplicación
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Fluidos Químicos: Revisar la compatibilidad en los materiales del sello así como los
arreglos compatibles en la operación, generalmente se aplican arreglos dobles con
lubricación independiente y con fluidos limpios y compatibles
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Arreglo Sencillo.
Fuente: HidroFluidos
Fluidos con Sólidos Presentes: Se debe tomar en cuenta las características de los
sólidos como el tamaño de la partícula, la concentración, y para combatir la abrasión
deben emplearse caras duras como la de carburo de silicio
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Fluidos Viscosos: Deben aplicarse sistemas de lubricación efectivas ya que por la
naturaleza del fluido viscoso no cuenta con una lubricación casi nula, deben
aplicarse arreglos dobles presurizados por lo general
Gases: Para gases limpios y no tóxicos en aplicaciones como ventiladores
sopladores y bombas de vacío se utiliza arreglos sencillos
Aplicación de Alta Presión: El principal aspecto que se debe considerar es la
lubricación se mantenga estable puede ser un arreglo sencillo aplicaciones para
bombas de calderas y sistemas oíl and gas.
Altas Velocidades: Se considera una unidad de empuje estacionaria y el asiento
rotario que evitan fuerzas centrifugas a los elementos de empuje y de esta forma
fuerza de cierre no es alterada.
Altas Temperaturas: Se debe considerar materiales no elastómeros ya que tienen
mejor coeficiente térmico a comparación de los elastómeros.
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Bajas Temperaturas: en este caso se debe considerar el factor de rozamiento
criogénico y el congelamiento en estas condiciones es difícil mantener una película
líquida de lubricación entre las caras, por lo que la aplicación de sellos de gas con
ranuras aerodinámicas es recomendable en estos servicios.
Proveedores de Sellos Mecánicos:
A continuación le presentamos a Hidrofluidos, proveedores de Sellos Mecánicos:
HidroFluidos, ha asumido el reto de ser un proveedor confiable de Bombas y Equipos
Industriales, entendiendo que para ser la mejor opción para el cliente es necesario contar
con personal técnico capacitado, información actualizada en tecnología de bombeo y una
colaboración cercana con los mejores fabricantes de bombas.
Iwaki América se enorgullece en anunciar la introducción de la gama Iwaki Air a través de
su distribuidor autorizado HidroFluidos, de bombas neumáticas de doble diafragma (AODD
por sus siglas en inglés). Iwaki América, ya es reconocida en el mercado por sus bombas
de proceso químico de acoplamiento magnético, líder en la industria, bombas dosificadoras
y productos de control. En conjunto con HidroFluidos, ofrece ahora los productos de bombas
AODD de Iwaki Air en México para sus ya reconocidos usuarios.
Ambos reconocemos que las necesidades actuales de bombas para la industria y sus
diversos sectores, requieren un alto grado de ingeniería para la selección de equipos que
cumplan adecuadamente con la operación. La selección de bombas para aplicaciones
difíciles es un proceso que demanda mucha atención tanto de los ingenieros de aplicaciones
como de los fabricantes, el trabajar en estrecha unión con el cliente garantiza la correcta
selección del equipo.
https://www.quiminet.com/articulos/aplicaciones-correctas-de-sellos-mecanicos4282428.htm
http://www.tekseal.cl/Catalogo%20TEKSEAL.pdf
https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/17106/1/ProyectoFigueroa.pdf
Sellos de carburo de silicio
El carburo de silicio es el material de sellado ideal. Tiene buena resistencia a la corrosión, una mayor
intensidad mecánica, excelente capacidad de resistencia al desgaste y alta temperatura, una buena autolubricidad y decisiones-grupo, factor de baja fricción, buena conducción de calor y así sucesivamente. por
lo tanto, sellos de carburo de silicio también poseen la propiedad de excelente resistencia a la
corrosión, alta resistencia mecánica, alta conductividad térmica y una buena auto-lubricación. Sellos de
carburo de silicio son ampliamente utilizados en diversas industrias, incluidas las naves, la maquinaria, la
metalurgia, la impresión y el teñido, alimentos, farmacéutica, industria automotriz, etc.
Las herramientas de carburo son un poco más caras, pero es barato a largo plazo, ya
que duran más que el acero, hasta cien veces más, y le permiten trabajar materiales
duros en formas que de otro modo serían difíciles o imposibles. También requieren
mantenimiento mucho menos frecuente, y el mantenimiento que requieren es
generalmente más simple.
https://rockandtools.com/es/art-space-tools-stone-social/groups/viewdiscussion/2%C2%BFcarburo-o-acero-%C2%BFcu%C3%A1les-son-las-diferencias-que-hay-que-tener-encuenta-antes-de-comprar-cualquier-herramienta.html?groupid=4
1.3.2. SiC biomórfico El segundo grupo de materiales caracterizados corresponde al SiC
biomórfico. La característica más relevante a nivel microestructural en este material es la
mimetización de la estructura fibrosa de la madera de partida. Este hecho es determinante en
relación con las propiedades mecánicas del SiC final. Capítulo 1 43 Las propiedades mecánicas
de los materiales biológicos (hueso, madera, conchas…) presentan una excelente combinación
peso‐resistencia, basada en unas microestructuras que son el resultado de millones de años de
proceso evolutivo. Esta combinación es la principal ventaja que aportan este tipo de materiales
y que pretende aprovecharse en el ámbito de los cerámicos, que añaden unas propiedades
termo‐mecánicas muy atractivas. Para comprender las ventajas que aporta la microestructura
de la madera describiremos brevemente las principales características de este material y de su
estructura, centrándonos en los precursores seleccionados para obtener el bio‐SiC
caracterizado en la presente tesis. La madera es un material celular, es decir, posee una red
interconectada de celdas, cuyas paredes encierran el espacio de los poros. Posiblemente es el
material estructural más antiguo, pero en la actualidad sigue siendo todavía el más usado, al
menos en volumen. Hoy en día, la producción mundial de madera es del mismo orden que la
de hierro y acero: 109 toneladas/año. Gran parte de esta producción anual se usa con fines
estructurales. En general, las propiedades mecánicas de la madera presentan una excelente
relación peso/resistencia. Estas propiedades varían mucho de una madera a otra, hasta un
orden de magnitud. Por otra parte, la madera es también muy anisótropa. Algunas especies de
madera son hasta 50 veces más resistentes cuando son cargadas en la dirección paralela a los
canales de savia que en la dirección perpendicular a ésta. Las propiedades mecánicas de cada
tipo de madera dependen fundamentalmente de la densidad de la misma, de las propiedades
del material de las celdas y de la forma y tamaño de las mismas. Las maderas se clasifican en
maderas duras y maderas blandas según el tipo de estructura interna que tengan. Las maderas
duras proceden de plantas dicotiledóneas (hoja caduca) y las maderas blandas de las coníferas
(hoja perenne). Estos dos tipos de madera tienen diferencias estructurales básicas, pero los
términos maderas duras y maderas blandas no expresan con suficiente precisión el grado de
densidad o de dureza de la madera. Son ejemplos de madera dura: el aliso, el fresno, el
castaño, el haya roja y blanca, el roble, el arce, el olmo, el boj, el palisandro… Son ejemplos
de madera Introducción 44 blanda: el pino, el cedro, el tejo, el ciprés, el abeto blanco y el
rojo... Aunque la microestructura de las maderas duras y de las maderas blandas es distinta, su
resistencia mecánica no depende principalmente de que el tipo de madera sea duro o blando
sino fundamentalmente de la densidad de la misma.
Si se corta una muestra a cierta
distancia del centro del tronco del árbol, allí donde puede despreciarse la curvatura de los
anillos de crecimiento de la madera, puede verse que la madera tiene tres planos de simetría
ortogonales determinados por las condiciones de crecimiento del árbol (Fig. 1.11): el radial, el
tangencial y el longitudinal (o axial), Por lo tanto, las propiedades de la madera son
ortotrópicas. Fig. 1.11. Estructura de la madera: zonas del tronco y planos de simetría de la
madera. Los anillos de la madera se derivan del crecimiento radial del tronco debido a la
actividad del cambium (tejido, denominado meristemo, joven o embrionario que se halla en
los lugares de crecimiento de la planta y está formado por células que se dividen
continuamente para originar otros tejidos). El cambium da lugar al crecimiento leñoso del
xilema (hacia el Dirección longitudinal Dirección tangencial Dirección radial Capítulo 1 45
interior) y del floema (hacia afuera). El floema activo es una delgada capa de células, aquella
que más recientemente se ha diferenciado del cambium, y cumple funciones de transporte de
asimilados orgánicos provenientes de la actividad fotosintética (savia elaborada). El xilema
(leño) se divide en albura y leño central o duramen. La albura es fisiológicamente activa en la
acumulación de reservas y en el movimiento de agua y minerales desde las raíces hasta la copa
(savia bruta). El duramen está formado por células muertas y ya no puede transportar fluidos,
pero su rigidez ayuda a sostener el árbol en el centro del tronco (Fig. 1.12). Fig. 1.12. Zonas del
tronco de la madera. Corte transversal. A=Cambium; B=Corteza interna; C=Corteza externa;
D=Albura, E=Duramen. Una característica básica de las maderas que influye en su
comportamiento mecánico es el espesor de los anillos de crecimiento. En general, se entiende
que cuanto más estrecho es el anillo, mejores serán las propiedades mecánicas ya que esto
dará lugar a una mayor densidad. El anillo de crecimiento es el resultado de acumular cada año
la madera producida en verano (más densa) y la produ
http://oa.upm.es/1264/1/MARINA_PRESAS_MATAS.pdf
. Las propiedades de la madera varían de una especie vegetal a otra, e incluso dentro de la
misma especie las propiedades de la misma varían según las zonas geográficas, los climas y
condiciones de cultivo.
http://oa.upm.es/1264/1/MARINA_PRESAS_MATAS.pdf