Curso de Análisis de fallas

7/29/2019 Curso de Análisis de fallas

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Fallas en Sellos

Mecánicos.



Se define como el paso o fuga de un fluido a través de

los componentes de sellado resultando en una

disolución del fluido de proceso, daños al ambiente, opresencia de condiciones inseguras o peligrosas para

los usuarios. El criterio para definir actualmente una

“falla” está definida por los usuarios, agencias del

gobierno local, del estado, etc.

Definición de Falla de un Sello Mecánico

Falla de un sello mecánico




Diseño

Sello Bomba

Sistema Auxiliar

Planes de Inyección y

Lavado

Instalación Sello

Bomba

Operación Bomba Sistema Auxiliar

Planes de Inyección y

Lavado

El Rendimiento de un sellomecánico se ve afectado por:



Tipo de Sello Empuje/Fuelle

Arreglo del Sello Sencillo/Doble

Interno/Externo

Presurizado/No-presurizado

Arreglo de Planes de Inyección yLavado

Enfriamiento/Limpieza/

Aislamiento

Relación de Balanceo Calor

Fugas Vida

Materiales Cara Rotativa

Cara Estacionaria

Piezas Adaptativas


Diseño del Sello



Tipo de Bomba En Voladizo

Entre Rodamientos

Diseño de la Caja deSellado

Diámetro

Profundidad

Conexiones para Planes API

Diseño del Eje Diámetro

Deflexión

Diseño de Cojinetes Anti ficción

De Bolas

De contacto angular

Condiciones deOperación

Temperatura

Presión Diferencial Presión de Trabajo

Parámetros Hidráulicos Punto de Máxima Eficiencia

NPSHA adecuado


Diseño de la Bomba




Operación - 42%

Equipo - 26%

Diseño del Sistema - 24%

Diseño del Sello/Aplicación - 8%

Causas de la falla



Análisis de falla

El termino falla se usa para describir aquellasituación en que un producto deja de ofrecer

satisfactoriamente el rendimiento esperado.Las fallas pueden ocurrir después de ciclosde duración perfectamente satisfactorios.



Análisis de falla

El análisis de fallas no es una ciencia directa y exacta . Noobstante, sigue un enfoque sistemático de las técnicas deresolución de problemas:

Identificar el problema.

Examinar las posibles soluciones del problema.

Escoger una solución apropiada y tomar medidas

correctivas.

Efectuar seguimiento a la solución implementada.



Análisis de Falla

Un método sistemático basado en el análisis(investigación) y corrección (diagnóstico ysolución) del rendimiento de los sellosmecánicos, provee el medio de lograr unaduración mas prolongada en servicio y unareducción de costos.



Análisis de falla

Identificación del problema:

El primer paso es identificar el problema o problemas queresulten en paros del equipo o corta duración de los sellos.Esto no es siempre un problema del diseño del sello.

Examinar todas las posibles soluciones:

El segundo paso consiste en examinar cuidadosamente

todas las posibles soluciones del problema. La experienciaanterior, la información acumulada por los fabricantes delos equipos y las consultas con el representante de ventadel sello, son valiosos en la formulación de una lista desoluciones posibles.



Análisis de falla

Escoger una solución apropiada y tomar medidascorrectivas.

La selección de la mejor solución posible requerirá unanálisis del costo, accesorios que pueden obtenerse y elanálisis de los beneficios económicos futuros.

Efectuar seguimiento a la solución implementada.

Hacer una revisión al cabo de un intervalo de tiempoconveniente para confirmar el éxito de de la soluciónimplementada.



Análisis de Falla

Investigación

Observar la falla

Validar el problema

Ajustes y verificaciones Diagnóstico

Tipo de falla

Causas de la falla

Solución

Recomendaciones

Medidas correctivas



Análisis de falla

Modo de Falla Criterio, volumen de la fuga, momento de la falla

Condiciones del sistema al momento de la falla Cambios, modificaciones, daños

Historia y antecedentes Tiempo de funcionamiento, síntomas, influencias

sobre el sistema

Verificación del sistema y los equipos

Desensamblaje e Inspección visual

Examinación completa del sistema

Investigación



Análisis de falla

Criterio de Falla Característica del producto (concentración VOC),

nivel de alarma de presión, visible. Condiciones de operación

Estáticas, dinámicas, estáticas y dinámicas

Donde ocurrió 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

Investigación



Análisis de falla

Condiciones del Equipo Modificaciones, vibración, esfuerzo en las tuberías

y velocidad del eje

Otras condiciones mecánicas Tuberías, fundaciones, equipo conductor

Proceso Fluido, condiciones de operación, contaminantes

Operación del equipo Ciclos de operación, procedimiento, sistemas de

control, paradas, arranques

Investigación



Análisis de falla

Ruidos (Chillidos, golpeteos) Continuo, periódico, polvo de carbón

Temperatura del fluido en la caja de sellado

Características de la fuga Continuamente, en las paradas, intermitentes

Cambios en la vida del sello Gradual, errático, intermitente

Momento de ocurrencia de la falla Arranque, periódico, humano, condiciones de

operación, condiciones del fluido

Tiempo de funcionamiento durante la falla , < 1 mes, < normal o deseado

Investigación



Análisis de falla

Sistema de inyección al Sello Fallas en el sistema, daños, Alineación

Sistema de líquido de barrera Desechos, ruta de tuberías, daños, contaminación

Control de presión del líquido de barrera

Condiciones del Equipo Mecánico Descentramiento, ajustes, balanceo, desgaste

Condiciones Generales del Proceso Esfuerzo en las tuberías, fallas en el sistema,

insuficiencia en el caudal

Investigación



Análisis de falla

Procedimiento General Tomar apuntes, almacenar evidencias,

procedimientos de descontaminación

Desensamble y desarme del equipo Características de la fuga, Posicionamiento del sello,fallas, atascamiento, desgaste, piezas faltantes

Inspección de las caras Evidencias de contacto, localización y tipo de daño

Sello Secundario Manejo de las piezas, ataque químico, choques

térmicos, desgaste, presión

Herraje del sello Desgaste, piezas rotas, grietas, erosión, corrosión

Investigación



Análisis de falla

Caras del Sello Características del contacto, grietas de calor, desgaste,

ampollamiento

Anillo Primario Fractura, erosión, fallas, ataque químico

Elemento Sellante Secundario Manejo y almacenaje, extrusión, desgaste, ataque químico

Herraje del Sello Abrasión, corrosión, arrastre del sello

Fuelle Metálico

Fatiga, grietas por esfuerzos corrosivos, distorsión del fuelle

DiagnósticoTipo de falla



Análisis de falla

La Falla puede sobrevenir debido a tres

factores básicos: Químicos

Mecánicos

Térmicos

Causas de fallaDiagnóstico



Análisis de Fallas

Ataque químico generalizado

Desgaste por corrosión y fricción (“fretting”)

Ataque químico en O’rings

Lixiviación

Factores Químicos



Ataque químico generalizado Síntomas

– Piezas con zonas opacas – Picaduras en el material – Pérdida de material

Causas

– Incompatibilidad de Materiales Acción a tomar

– Análisis químico del fluido – Selección de materiales

Factores Químicos

Análisis de Fallas



Corrosión y Erosión en fuelles de metal

En caso de que el fuelle posea grietas en uno o varios

puntos normalmente cerca o en la soldadura, éstas sólopodrán ser detectadas con un dispositivo de prueba defugas.Los fuelles de AM-350 son susceptibles a agrietamientospor esfuerzos y corrosión en ambientes donde haypresencia de cloruros. El Inconel 718 sufrirá deagrietamientos en presencia de sulfuros. Es importantenotificarle al fabricante de sellos sobre la presencia deestos compuestos en el fluido de trabajo.

Análisis de Fallas

Factores Químicos



Corrosión y Erosión en fuelles de metal

Análisis de Falla



Corrosión Selectiva en fuelles de metal

Análisis de Falla



Desgaste por corrosión y fricción

Síntomas – Camisa o eje directamente debajo del sellante

secundario corroído y averiado. Esta superficieaparecerá picada o brillante y pulida encomparación con el acabado general del restodel eje o camisa.

Causas – Vibrocorrosión interfacial debido a un

movimiento de vaivén continuo de los sellantessecundarios sobre la camisa o eje.

Factores Químicos

Análisis de Fallas



Desgaste por corrosión y fricción

Acciones a tomar – Verificar que el descentramiento del eje,

deflexión del eje y juego terminal axial en elequipo sean menores a 0.003” (0.076mm)

– Aplicar revestimientos protectores de Estelita,Oxido de Aluminio u Oxido de Cromo debajode la parte por donde deslizan los sellantessecundarios.

– Cambiar anillos en V, anillos ahusados yanillos de cuña por anillos elastoméricos(o-rings)

Factores Químicos

Análisis de Fallas



Análisis de Fallas

Desgaste por Fricción Severo



Ataque químico en O´rings

Síntomas – Anillos hinchados o con ajuste permanente

que evita el movimiento axial de la caradeslizante

– Anillos endurecidos en la superficie, con

ampollas o burbujas – Presentan el aspecto de haberse carcomido o

de estarse descomponiendo en sucomposición

Factores Químicos

Análisis de Fallas



Ataque químico en O´rings

Causas – Selección incorrecta del material – Perdida o contaminación del fluido regulador

Acción a tomar – Análisis químico del fluido – Selección de materiales apropiados

Factores Químicos

Análisis de Fallas



Análisis de falla

Síntomas.

Presencia de Ampolladuras.

Endurecimiento del elastómero.

Cambio del diámetro de la sección transversal.

Causas

Incompatibilidad del material con el producto bombeado. Acción a tomar.

Análisis químico del fluido.

Revisión de los materiales utilizados

Ataque químico en los elastómeros



El ataque químico se identifica cuando se presentan zonas delelastómero más blandas o más duras de lo normal, zonas dondeha cambiado el diámetro de la sección transversal, se hanformado ampollas o simplemente presentan una aparienciadeteriorada.El elastómero usado no es químicamente compatible con elproducto bombeado en el rango de temperatura utilizado.

Disminución delDiámetro de la sección

transversal

Degradación de laSuperficie”Piel de Naranja"

Análisis de Fallas

Ataque químico en los Elastómeros



Ataque Químico en los Elastómeros

Ataque químico en un O’ring




Hinchazón del O’ring de Kalrez




O’ring Dañado, Hinchado



Lixiviación

Síntomas – Aumento en la tasa de goteo – Aumento pronunciado en el desgaste de las

caras – Caras de Cerámica o de Carburo de Tungsteno

mate y sin brillo – Ablandamiento en 5 puntos o mas en la escala

de dureza Rockwell A.

Factores Químicos

Análisis de Fallas



Lixiviación Causas

– Es causado por el ataque químico quedestruye el aglutinante en Carburos ymateriales Cerámicos o el relleno(impregnación) en los Carbones Grafitados

Acción a tomar – Usar Oxido de Aluminio de alta pureza en

aplicaciones cáusticas o hidrocloricas. – Cambiar el Carburo de Tungsteno ligado con

Cobalto a Niquel cuando se tenga presencia

de agua y otras sustancias químicas suaves

Factores Químicos

Análisis de Fallas



Análisis de falla

Carburo de Silicio atacado químicamente



Análisis de falla

Distorsión de las Caras

Deflección de las Caras

Daños en los elementos sellante secundario

Erosión

Abrasión

Factores Mecánicos



Analisis de falla

Síntomas.

Fuga Excesiva

Distorsión en la superficie

Causas

Inadecuados procedimientos de:

Ensamble

Enfriamiento

Centramiento de la brida

Acción a tomar Corregir:

Procedimientos de ensamble

Distribución del flujo

Rediseñar la brida

Distorsión en las caras



Posible daño por contacto con el eje.

Análisis de falla

Contacto excéntrico en la caraDistorsión en las caras



Contacto total a lo largo de los 360° de lasuperficie con una sola gran marca visible en lasuperficie. También se nota desgaste en los

fresados de arrastre del anillo primario.

Asiento desalineado, frecuentemente debido auna protuberancia muy grande del pin

antirotacional.

Análisis de falla

Una sola marca generalizada



Patrón

de

contacto AsientoAnillo Primario

Análisis de falla

Contacto en toda la superficie de la caraDistorsión en las caras



Contacto total a lo largo de 270° de la superficie del asiento. La marca decontacto desaparece entre los 270° y 360°. El Anillo Primario puedemostrar “Grietas Radiales” o “Grietas Circunferenciales” en una posición

donde éste hace contacto con una superficie baja en la cara del asiento siel anillo rotativo se dejó girar libremente estando presurizado.

El asiento ha sido distorsionado mecánicamente.No contacto

Posible Erosión del AnilloPrimario (GrietasCircunferenciales) si sepermite que el sello gire.

Posible Erosión del Anillo Primario (GrietasRadiales) si el sello permanece estacionariobajo presión.

Análisis de falla

Desgaste en 270° de la superficie



Se notan dos grandes marcas de contacto en la superficie del asiento.El Anillo Primario puede mostrar “Grietas Radiales” o “Grietas Circunferenciales” en

una posición donde éste hace contacto con una superficie baja en la cara del asientosi el anillo rotativo se dejó girar libremente estando presurizado. El asiento ha sidodistorsionado mecánicamente. La línea de corte Bombas de carcaza axialmente

partidas es la causa principal.

No

contacto

Grandes marcas

Excelentes

condiciones luego de

poco tiempo en

operación

Posible erosión debido a sólidos

atrapados

Erosión (Grietas Radiales)

Ocurre mientras está

estacionario

Análisis de falla

Dos grandes marcas en la superficies



Asiento Distorsionado mecánicamente creando puntos altos cerca de los tornillos.La Distorsión 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

Análisis de falla

Inadecuado apriete en la brida



Huellas de desgaste excéntricas en el Asiento. Ancho de la huella igualal ancho de la cara del Anillo Primario. No habrá goteo si el eje no hatocado el diámetro interior del Asiento.

Análisis de falla

Huellas de desgaste excéntricas



Pines y/o tacos de arrastre dañados. Cuando se observa la superficie dearrastre del asiento deformada, erosionada o fracturada, es evidencia deun contacto excesivo entre el mecanismo de arrastre y el asiento.

Es causado por el movimiento relativo excesivo entre las dos partes (elmecanismo de arrastre y el componente arrastrado). Puede ser causadopor la aplicación de alto torque debido a una excesiva fuerza entre caras oinsuficiencia de lubricación entre caras.

Desgaste en el Pin de

Arrastre

Ranura de arrastre

desgastada o fracturada.

Análisis de falla

Desgaste o distorsión de los componentes de arrastre



Análisis de falla

Desprendimiento superficial de material de la cara por efecto de lafricción.

Factores Mecánicos



Análisis de falla

Desprendimiento superficial de material de una cara de Carburo de Siliciopor efecto de la fricción.

Factores Mecánicos



La marca de contacto es más

ancha que que el espesor del

anillo primario

Desgaste en las

ranuras de arrastre

Análisis de falla

Marca de contacto ancha



Análisis de falla

Asiento típico usado



Cuando los resortes están distorsionados, agrietados, rotos, corroídos osimplemente desaparecieron.

Debido generalmente a grietas por esfuerzos por corrosión, corrosión

generalizada, fatiga, altas velocidades de eje, sobre compresión o sobreextensión de los mismos.

Cuando se utiliza un sólo resorte diseñado para trabajar unidireccionalmente, este debe ser instalado con su debida orientación.

Análisis de fallas

Factores Mecánicos



Análisis de fallas

Fuelle colapsadoFactores Mecánicos



Análisis de falla

Fuelle sobre comprimidoFactores Mecánicos



Análisis de falla

Contacto en el Diámetro ExternoFactores Mecánicos



Cara con Picaduras

Análisis de falla

Factores Mecánicos



Análisis de falla

Síntomas.

Desgaste en 360 grados de la superficie de una cara

La forma cóncava debido a altas temperaturas

Insuficiencia en la lubricación entre caras

La forma convexa causa altas ratas de fuga

Causas

Balanceo hidráulico inapropiado

Deformación del elemento sellante secundario Trabajo a presiones muy altas

Acción a tomar

Verificar que el sello haya sido diseñado para las condiciones

bajo las cuales esta trabajando

Deflección en las caras





Contactoexcesivo o moderado

Poco contacto

Posible zona de

agrietamiento

Deflección debidoa alta presión

Análisis de falla

Contacto excesivo en el diámetro externo



Es causado por la diferencia en los coeficientes de expansiónde los materiales del portainsert y del insert. Esto trae comoconsecuencia que no se mantenga el paralelismo entre caras

cuando se presenten variaciones de la temperatura.

Después delapeado

Después de que haocurrido una

expansión

Luego de que ha sidoajustado el insert,sobresale el I.D.

Análisis de falla

Contacto en el OD o ID en sellos de fuelle metálico



Análisis de falla

Síntomas.

Deformación del O’ring

O’ring cortado o seccionado

Causas

Presión

Temperatura

Ataque químico

Acción a tomar

Reducir la temperatura y/o presión de operación

Cambiar el material del o’ring

Cambiar el diseño de la claridad donde trabaja el o’ring

Daños en los elementos sellante secundario



Se ha formado un fino labio a lo largo del ID o OD del o’ring. Generalmente causada por la aplicación donde la presión esmayor a la presión de diseño del material del o’ring. También

puede resultar de la expansión térmica del material si la cavidaddonde se aloja es demasiado pequeña, o por daños causadospor ataque químico del material.

O’ring

Normal LabioShredding

Análisis de falla

Extrusión del elemento sellante secundario



Análisis de falla

Se presentan problemas cuando existen zonas del o’ring con deformación

plástica. Generalmente la causa del problema radica en un diseño impropio

de la cavidad del o’ring, lo que resulta de una sobre-compresión delmaterial o por ataque químico del material mientras está en servicio.

Deformaciones plásticas en los O'rings es la causa de falla más común. Siesto ocurre en un o’ring dinámico, el anillo primario perderá capacidad de

seguimiento del asiento.

O’ring

Deformado

O’ring

Normal

Capacidad de compresión del o´ring





Se observa una superficie plana en la periferia del O’ring causada por la

pérdida de material debido a la abrasión o quemadura del mismo. Partedel O’ring se ha adherido a la superficie de contacto.

Esta falla es causada por el deslizamiento del o’ring en un punto dondese supone existe contacto estático. Se incrementa el Torque debido a lafricción entre las caras de sellado haciendo que gire el sello secundario(O-Ring).

O’ring

desgastado

O’ring Normal

Análisis de falla

Desgaste superficial del o´ring



Cortadura parcial o total a lo largo de la superficie del o’ring, v’ring, u-cup oempaque suave.

Normalmente causado por procedimientos inadecuados durante el ensamble o

debido a un defecto de fabricación presente en el material.

Se recomienda siempre realizar una inspección visual para verificar lapresencia de defectos o inclusiones antes de la instalación del sello. Verificar que no existan filos ni rebabas que puedan dañar los empaques secundariosdurante la instalación del sello.

Cortadura

Análisis de falla

Sellante secundario rasgado



Análisis de falla

O´ring de Kalrez deformado



Análisis de falla

Síntomas.

Ausencia de material en la superficie

Causas Velocidad excesiva del fluido

Temperatura

Sólidos en suspención

Acción a tomar Reducir la velocidad del fluido

Caudal de circulación

Dirección de flujo

Velocidad tangencial

Erosión en el sello mecánico



Erosión severa de las partes del sello mecánico en el OD,se puede observar claramente un desgaste en las partesestacionarias.La causa de esta erosión puede ser la presencia de finaspartículas en el caudal de circulación dirigido

directamente al sello a una velocidad suficientemente altapara causar este tipo de daño .

Análisis de falla




Análisis de falla




Presencia de desgaste a lo largo de los 360 grados del asiento. Se aprecia ciertodesnivel en la cara con una apariencia de “pistas de disco”.

Es causado por partículas abrasivas que se han incrustado en la cara blanda (decarbón). El desnivel también es causado por la utilización de dos caras metálicas sin

una buena lubricación entre ellas.

Análisis de falla

Desgaste por abrasión





Desgaste de Asiento Tipo “T” de Carburo de Tungsteno

Análisis de falla




Desgaste excesivo en el asiento

Análisis de falla




Presencia de granos o cristales de la sustancia de trabajo en la zona de lascaras, resortes o las convoluciones del fuelle del sello mecánico. Elrotativo del sello puede quedar atascado al eje o la camisa debido a losdepósitos cristalinos. Se puede notar un desgaste abrasivo en las caras.

Causado por fluidos con características abrasivas, tendencia a formar cristales en presencia de calor o al contacto atmosférico.

Depósitos

Análisis de fallas

Depósitos cristalinos



Presencia de sustancias blandas, a veces elásticas y con aparienciaelastomérica, que se han formado en las caras, en los resortes o en lasconvoluciones de los fuelles del sello mecánico.

Los depósitos pueden estar presentes en el proceso, o se pueden formar normalmente en procesos limpios con presencia de calor. Sellosmonoresotes o diseños con resortes aislados son recomendados cuandose trabaja con este tipo de productos.

Depósitos

Análisis de fallas

Depósitos polímeros



Se hacen presente en forma de ampollamientos sobre caras que

han sido recubiertas con un material duro. En algunas de estasáreas probablemente se halla perdido material, dejando un borde orebaba que puede dañar 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 lapieza y usualmente es más débil. Se puede presentar ataquequímico sobre el material base de la pieza si el fluido sellado pasa através de los poros del recubrimiento.

Análisis de fallas

Fallas de borde



Análisis de fallas

Agrietamiento de la cara debido al calor

Vaporización de producto entre caras Ampollas

Coquización

Daños al elemento sellante secundario

Factores térmicos



Análisis de falla

Síntomas.

Agrietamiento radial en la superficie de la cara

Causas Funcionamiento del sello en seco

Vaporización del producto entre las caras

Enfriamiento insuficiente

Excesiva carga entre caras

Acción a tomar Ventear la caja adecuadamente antes de arrancar el equipo

Verificar la presión en la caja de sellado

Verificar el caudal de la circulación que se le inyecta al sello

Verificar la fuerza entre caras

Agrietamiento de las caras debido al calor



or popp ng w o ento leak. Carbon dusthe seal.

Presencia de grietas de calor a lo largo del área de contacto normalmente visibles alojo humano. Desgaste excesivo de una cara, normalmente la cara de carbón.

Se apreciara un chillido, o golpe de vaporización instantánea antes de que el sello

comience a fugar. Se observará polvo de carbón en el lado atmosférico del sello.Causado por una mala película delubricación entre las caras.Generalmente por insuficienciaen la rata de flujo a inyectar alsello o presiones por debajo de la

presión de vapor del productoentre las caras.

Pequeñas grietas

de calor en la

superficie

Análisis de fallas

Agrietamiento de las caras debido al calor





Análisis de falla

Agrietamiento de calor en el Carburo de Silicio



Lubricación Insuficiente entre las



caras

Lubricación Insuficiente entre las



caras



Análisis de falla

Síntomas.

Emisión de vapores desde el sello

Acortamiento en la vida del sello Picaduras en el ID y OD de la cara del sello

Causas

Generación excesiva de calor en las caras

Presiones de caja por debajo de la presión de vapor del producto bombeado

Acción a tomar

Remover eficientemente el calor generado en las caras

Reducir la fuerza entre caras

Mantener la presión en la caja de sellado de 25 a 50 psi por encima de la

presión de vapor del producto bombeado

Vaporización entre las caras del sello

A áli i d f ll



Presencia de dos a seis marcas de calor en la superficie de la cara. Desgasteexcesivo en una de las caras, generalmente en la de carbón.

La causa puede ser debido a que el producto de trabajo sea un hidrocarburoliviano que se esté vaporizando en ciertas zonas de la cara.

Areas en buen

estado

Areas oscuraspor efecto del

calor

Análisis de falla

Vaporización entre las caras del sello

A áli i d f ll



Análisis de falla

Síntomas. Altas ratas de fuga

Pequeños 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

Acción a tomar

Consultar al Departamento de Ingeniería de John Crane.

Ampollamiento en las caras

A áli i d f ll



La superficie del anillo primario está cubierta por pequeñosagujeros irregulares producto de la pérdida de material en la

superficie de la cara de carbón. Se puede presentar desgasteexcesivo del mecanismo de arrastre y grietas de calor en la caradura.

Causado por altos esfuerzos en la interface los cuales exceden el

esfuerzo de ruptura del anillo de Carbón. Puede ser causadoademás por altas temperaturas entra caras , gases atrapados en elmaterial de la cara, entre otros.

Análisis de falla

Ampollamiento en la cara de carbón

A áli i d f ll



Análisis de falla

Carbón colapsado por ampollamiento

A áli i d f ll



Presencia de un material duro y frágil entre el sello y la camisa o eleje, el cual puede atascar el sello.

Es causado por la oxidación o desprendimiento de hidrocarburos

calientes resultando en un residuo duro y frágil que tiende aatascar el sello.

La aplicación de un lavado con vapor generalmente resuelve estetipo de problemas.

Análisis de falla

Depósitos Sólidos “Coking”

Coquización

A áli i d f ll



Análisis de falla

Coquización

Análisis de falla



Análisis de falla

Coquización

Análisis de falla



Análisis de falla

Coquización

A li i d f ll



Analisis de falla

Síntomas.

Endurecimiento

Agrietamiento

Fragilización Causas

Sobre calentamiento

Enfriamiento inadecuado

Acción a tomar

Reducir el calor generado

Cambio de materiales

Aumentar el enfriamiento

Daño térmico del o´ring

Endurecimiento o Agrietamiento delElastómero



Cuando la pieza se endurece y presenta varias grietas a lo largo de susuperficie, además se rompe fácilmente al ser doblada con la mano. Eldaño puede ser ocasionado en el lado de proceso o en el lado

atmosférico.

Puede ser causada por contacto con altas temperaturas. En caso de que eldaño sea sólo del lado de proceso se puede pensar que la causa esdebido a ataque químico.

SuperficiePlana

GrietasO’ringNormal

Elastómero

Endurecimiento o agrietamiento del elastómero

Determinación de las causas de Falla



Determinación de las causas de Falla

Determinación de las Causas

Raíces

Causas comunes de fallas




Las causas mas comunes de falla en los sellos mecánicosson:

Maltrato de los componentes del sello.

Montaje incorrecto del sello.

Diseño y/o materiales inadecuados.Operación y/o arranque inadecuados.

Condiciones deficientes del equipo.

Contaminantes dentro del fluido.

Sello desgastado.Diseño del plan API





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 acabadode precisión . En muchas ocasiones son manufacturadas con

materiales frágiles que fácilmente pueden agrietarse quebrarse

o rayarse siendo causa inmediata de falla.

La limpieza tambien es importante. Suciedad o partículasextrañas pueden causar un daño suficiente que acorte la vida

del sello.





Falta de cuidado antes o durante el montaje

– Permitir que las caras se astillen, arañen o

averíen.

– Presencia de suciedad o partículas extrañas

en las caras, en los elementos sellantes

secundarios o en los alojamientos y ejes.

Maltrato de los componentes del sello





Montaje incorrecto del sello.

La posición a la altura de trabajo del sello es básico. La altura

de trabajo mal dada puede causar una fuerza de cierre muybaja 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 omisiónde los sellantes secundarios es una causa de falla bastante

común y un apriete inadecuado de la brida puede causar

distorsión falta de paralelismo en las caras de contacto.





Montaje incorrecto del sello Longitud de Operación no apropiada.

Condiciones de la Caja de Sellado no

adecuadas Falta 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





Planitud 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

Montaje incorrecto del sello





Ausencia o errores en las pruebas

realizadas al sello mecánico Identificación incorrecta del sello

mecánico

Manejo inapropiado del sello mecánico Manejo y transporte inadecuado de los

empaques

Montaje incorrecto del sello





Diseño y/o materiales inadecuados.

Cuando el diseño del sello y los materiales para la

combinación de presiones, temperaturas, velocidades ysustancias químicas en una aplicación dada presenta

inconvenientes, se tiene una selección equivocada. Esto

comunmente es ocasionado por la imprecisión de los datos o

la falta de los mismos al recomendar el sello.





Materiales no adecuados de:

Fuelle

Asiento

Partes Metálicas

Empaques

Anillo primario

Resortes

Diseño y/o materiales inadecuados





Caras distorsionadas

Fuerza incorrecta entre

caras

Relación de balanceo

Otras fuerzas entrecaras

Diseño y/o materiales inadecuados





Operación y/o arranque inadecuados

El medio en cual trabajan los sellos mecánicos requiere

considerar dos factores básicos: La lubricación de las caras decontacto y la disipación del calor generado por ellas. Cualquier

causa adversa en el equipo que afecte estos factores puede

ocasionar una falla inmediata o un daño suficiente que reduzca

la vida normal del sello, por ejemplo arranque con la válvula desucción cerrada, operación con fluidos que requieren

enfriamiento auxiliar, etc .

Causas comunes de falla




Operación y/o arranque inadecuado Lubricación insuficiente

– Aire dentro del producto bombeado

– Flujo de agua de enfriamiento

bloqueado o restringido

– Flujo de la circulación bloqueado orestringido





Operación y/o arranque inadecuado Solidificación 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 – Reacción al contacto atmosférico

– Reacción con otros químicos

– Mal funcionamiento de la chaqueta de enfriamiento

– Variaciones anormales de temperatura





Operación y/o arranque inadecuado Cambios en la presión de trabajo

Cambios en el fluido de trabajo

Cambios en la temperatura de trabajo Partículas u objetos extraños en el proceso

Productos extraños dentro del proceso

Otros cambios operacionales





Pérdida de Succión

Descarga Parcialmente cerrada

Estabilidad en el caudal (Sistema de control) Trabajo en seco

Características del producto bombeado

Operación y/o arranque inadecuado





Condiciones deficientes del equipo

Cuando el eje o los rodamientos del eje permiten un

movimiento axial o radial mayor al permitido de acuerdo aldiseño del sello, provoca un funcionamiento anormal que

permite la fuga inmediata o acorta la vida del sello.

Situaciones como soportes inadecuados de tuberías y

fundaciones mal realizadas, producen perdida de alineación.El utilizar la bomba por encima del punto de diseño , produce

deformación en el eje y por supuesto perdida de alineación.

La perdida de alineación crea vibraciones en el equipo.





Alineación (Caliente y Frío)

Montaje No-rígido

Posicionamiento del acople






Ensamble e Instalación de la Bomba

Instalación

Condición de los rodamientos y suscorrespondientes ajustes

Concentricidad de la caja

Excentricidad de la caja o en malascondiciones

Posicionamiento incorrecto del impulsor






Ensamble e Instalación de la Bomba

Excentricidad del eje o la camisa

Desalineación por expansión térmica Claridad del anillo de desgaste

Filtro de Succión conectado







Causas co u es de a a

Funcionamiento

Impulsor atascado

Tamaño del Impulsor Otros parámetros de funcionamiento

Claridad del anillo de desgaste





Condiciones de lubricación

Condiciones mecánicas

Vibración (Causas indeterminadas) Corrosión

Erosión





Desalineación

Características de la fundación

Cualquier otro tipo de desalineación

Soporte de tuberías

Efectos térmicos sobre las tuberías





Contaminantes dentro del fluido

Son 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

construcción, tales como arena, escorias de soldadura o

productos contaminantes corrosivos en general.




Sello desgastado

El sello puede haber terminado un ciclo de duración

satisfactoria estando desgastado simplemente.






Dependerá del Tipo de Sello Sencillo y Dual No-presurizado

Flujo Adecuado

Temperatura adecuada

Distribución adecuada del flujo Fluido limpio

Diseño del plan API




Operación de los Planes de Lubricación

Caudal apropiado

Presión apropiada Temperatura apropiada

Condiciones de trabajo limpias

Libre de Contaminación





Sistemas auxiliares

Sistemas de Líquidos de barrera mal instalados

o con un mal arreglo de tubería

Mal funcionamiento del enfriador

Conexión de circulación taponada

Verificar cualquier otro sistema auxiliar

Mal funcionamiento de la chaqueta de

enfriamiento de la bomba o la brida

Conexión de venteo taponada


Elaboración del Informe



VERIFICAR ANTECEDENTES

EFECTUAR LAS OBSERVACIONES

REALIZAR EL ANÁLISIS

SEÑALAR LAS CONCLUSIONES

INDICAR LAS RECOMENACIONES




Historia y Antecedentes

Condiciones del Sistema

Modo de Falla

VERIFICAR ANTECEDENTES




Ruidos (Chillidos, golpeteos) Continuo, periódico, polvo de carbón

Temperatura del fluido en la caja de sellado

Características de la fuga Continuamente, en las paradas, intermitentes

Cambios en la vida del sello Gradual, errático, intermitente

Momento de ocurrencia de la falla Arranque, periódico, humano, condiciones de

operación, condiciones del fluido

Tiempo de funcionamiento durante la falla

< 1 mes < normal o deseado





Condiciones del Equipo Modificaciones, vibración, esfuerzo en las tuberías y

velocidad del eje

Otras condiciones mecánicas Tuberías, fundaciones, equipo conductor

Proceso Fluido, condiciones de operación, contaminantes

Operación del equipo Ciclos de operación, procedimiento, sistemas de

control, paradas, arranques







Características de la Falla Criterio, volumen de la fuga

Condiciones del sistema al momento de lafalla Cambios, modificaciones, daños

Antecedentes Tiempo de funcionamiento, síntomas,

influencias sobre el sistema

Modo de Falla




Sistemas y equipo

Desensamble e Inspección Visual

Inspección Visual de los Componentes del Sello

EFECTUAR OBSERVACIONES




Sistema de inyección al Sello Fallas en el sistema, daños, Alineación

Sistema de líquido de barrera Desechos, ruta de tuberías, daños, contaminación

Control de presión del líquido de barrera

Condiciones del Equipo Mecánico Descentramiento, ajustes, balanceo, desgaste

Condiciones Generales del Proceso Esfuerzo en las tuberías, fallas en el sistema, insuficiencia

en el caudal

Sistemas y Equipos




Procedimiento General Tomar apuntes, almacenar evidencias,

procedimientos de descontaminación

Desensamble y desarme del equipo Características de la fuga, Posicionamiento del sello, fallas,

atascamiento, desgaste, piezas faltantes

Inspección de las caras Evidencias de contacto, localización y tipo de daño

Sello Secundario Manejo de las piezas, ataque químico, choques térmicos,

desgaste, presión

Herraje del sello

Desgaste, piezas rotas, grietas, erosión, corrosión





Caras del Sello Características del contacto, grietas de calor, desgaste,

ampollamiento

Anillo Primario Fractura, erosión, fallas, ataque químico

Elemento Sellante Secundario Manejo y almacenaje, extrusión, desgaste, ataque químico

Herraje del Sello Abrasión, corrosión, arrastre del sello

Fuelle Metálico Fatiga, grietas por esfuerzos corrosivos, distorsión del fuelle

Inspección Visual de los Componentes del Sello




Modo de falla



Verificación de Sistemas y Equipos


Examinación completa del Sistema

REALIZAR ANÁLISIS




Resultados del Análisis

SEÑALAR CONCUSIONES




Mencionar las mejoras a efectuar basadas enlas conclusiones

INDICAR RECOMENDACIONES

Documents

Curso de Análisis de fallas