Fundamento sellos

7/29/2019 Fundamento sellos

1/114

Fundamentosde Sellos

Mecnicos

Parte 1:

Teora Bsica


2/114

EJE

Fluido deProceso

Fuga

Atmsfera Pared del

Recipiente

Dispositivos de Sellado


3/114

Dispositivos de sellado

Sellado Esttico

Sellado Dinmico

Ejes Reciprocantes

- Sellos Intersticiales

Ejes Rotativos - - Sellos Radiales -Empaquetadura- Sellos Interfaciales -

- Sellos axiales - Sello Mecnico

Dispositivos de sellado


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Empaquetaduras


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Empaquetaduras.


6/114

Sello Mecnico.


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Empaquetadura vs. Sello Mecnico

Funciona ms como undispositivo de restriccin que

como un dispositivo de sellado.

Requiere de cierta fuga para

evitar la friccin excesiva.

Produce desgaste excesivo en

ejes y camisas.

Alto consumo de potencia

debido al efecto de friccin.

Prdida de producto.

Requiere altas cantidades deagua.

Altos costos de mantenimiento

en instalacin y ajuste.

Daos al equipo debido a la fuga.

Sella con fuga invisible. Enaplicaciones crticas la relacin de

fuga entre una empacadura y un

sello es de 1 a 100 o mejor.

Se sabe de sellos que han trabajado

de 8 a 10 aos sin falla.

Ahorros monetarios que van desde

pequeas prdidas de producto

hasta cero fugas. Ahorro en

consumo de agua y de energa.

Muy poco mantenimiento requeridodespus de la instalacin.

Los sellos ofrecen mayores

condiciones de seguridad cuando se

trabaja con productos peligrosos o

dainos para la salud.


8/114

Eje

Fluido deProceso

Fuga

Atmsfera Pared del

Recipiente

Sello Mecnico

Principio conceptual de un Sello Mecnico


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EjeMovimiento

del Eje

Sello Mecnico

Desplazamiento del eje.

- Fugas

Desventajas


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Movimiento

del Eje

Desplazamiento del eje

- Desgaste excesivo

- Generacin de calor

Sello Mecnico

Desventajas


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Asiento

Anillo Primario Elemento de sellado

secundario

Sello Mecnico

Anillo Fijo de Desgaste ( Asiento)

Anillo Mvil de desgaste ( Anillo Primario)

Elementos Sellantes Secundarios

Elementos reemplazables en un Sello Mecnico moderno


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O-Ring

Eje

Asiento

Anillo Primario

Aro Retenedor

Anillo Anti-Extrusion

O-Ring

Disco

Resorte

Retenedor

Prisionero

Sello MecnicoElementos de un Sello Mecnico moderno


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Sello Mecnico

1. Un elemento de sellado primario desgastable y

estacionario. (Asiento)

2. Un elemento de sellado primario desgastable y

rotativo.(Anillo Primario)

3. Elementos de sellado secundario.

4. Uno o varios elementos de empuje para mantener

los elementos de sellado primario 1 y 2 encontacto permanente uno contra el otro. (Resortes)

5. Componentes auxiliares para transmitir el

movimiento. (Componentes Metlicos)

Componentes de un Sello Mecnico


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Pelcula LubricanteSeparacin

Superficie A magnificada

Superficie B magnificada

Calor

La interferencia de sellado.

Pelcula lubricante: Separar las superficies contactantes

Prevencin de alto grado de contacto

Reducir la generacin de calor debido a la friccin


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No - vaporizante Vaporizante

ParalelaConvergente Divergente

Separacin entre caras

Forma:

Claridad:

Fluido:

La interferencia de sellado.


16/114


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Brida

Carcasa de la bomba

Ausencia de fluido

Anillo Primario Asiento

Mala lubricacin: caras de contactocorriendo en seco y sobrecalentamiento.


18/114

Asiento

Anillo Primario

Generacin de calor.

Friccin Esfuerzos Viscosos


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Transferencia de calor.

Conduccin. Conveccin.


20/114

Inyeccin

Inyeccin para Refrigerar.

Remocin de calor Circulacin de lquido fro y limpio para

refrigerar.


21/114

Sello Primario: Circulacin

Circulacin desde la descarga de la bomba hasta la conexin en

la brida. (Plan API 11)

Lnea de Circulacin

desde la descarga de

la bomba hasta la brida

del sello.

Descarga

Flujo

Succin


22/114

Sello Primario: Circulacin

Presin Mnima2 Bar / 25 psi

Flujo

Descarga

Succin

Dispositivo de Restriccin

(Buje)

Circulacin desde fuente externa hasta brida del sello.

(Plan API 32)

A


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Sello Primario: Lavado

Dispositivo de Restriccin (Empacaduras)

Entrada de Lavado

Fluido de Proceso

Lavado desde fuente externa hasta la conexin en la brida

(Plan API 62)


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Caractersticas de Diseo

Relacin de Balanceo

Caras de Contacto

Dispositivos de Empuje (resortes, fuelles)

Elemento Sellante Secundario

Mecanismo de Arrastre


25/114

La relacin de balanceo se define como el cociente

entre el rea de cierre y el rea de apertura.

Ac

Ao

Relacin de Balanceo =Area de Cierre

Area de Apertura


Relacin de Balanceo


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La relacin de Balanceo es utilizada para

controlar la presin entre caras.Fuerza de Cierre Fuerza de

Apertura


Relacin de Balanceo


27/114

Un Sello No - Balanceado

AAc oFc

Relacin de Balanceo



28/114

AoAc

Un Sello Balanceado

Relacin de Balanceo



29/114

Lnea de Balanceoa cero presin.

Relacin de

Balanceo < 1

Los sellos de fuelle metlico se definen como

inherentemente balanceados a bajas presiones. La

relacin de balanceo se incrementa a mayores presiones.

Relacin de Balanceo



30/114

La mayora de los sellos poseen caras planas. Para

conseguir el grado de planitud necesario se recurre a un

proceso de LAPEADO.

Seccin Transversal Vista Frontal

Anillo Primario

Asiento


Caras de Contacto


31/114

Lisas, Paralelas

Lisas, No-Paralelas

Hydropads

Ranuras en Espiral


Caras de Contacto


32/114

Lisas, Paralelas

Lisas, No-Paralelas

Hydropads

Ranuras en Espiral

Hidrosttica Hidrodinmica

Caras de Contacto



33/114

Dispositivos de Empuje

Suministra la fuerza inicial de cierre.

Su funcionamiento se hace ms crtico a bajas

presiones.

Cuando se utilizan resortes a altas presiones

disminuye su carcter de elemento crtico.



34/114


Resorte Helicoidal

Mltiples Resortes Helicoidales

Fuelle

Resorte de Onda



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Resorte Helicoidal

Espiras con alambre de seccin transversal

grande ms resistente al ataque por corrosin.

Carga No-Uniforme en las caras del sello.

Tendencia a daarse por accin de la fuerza

centrfuga. Gran longitud axial.



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Mltiples Resortes Helicoidales Carga uniforme en las caras del sello.

Un mismo resorte puede usarse en diferentes

tamaos de sellos. Se puede aumentar o disminuir la carga.

Mejor resistencia a la fuerza centrfuga.

Pequea seccin del alambre incrementa la

sensibilidad a la corrosin.

Se atasca fcilmente con lquidos muy viscosos y

con partculas abrasivas.



37/114


Fuelle Comportamiento de Resorte.

Sujeto a los mismos modos de falla de un resorte.

Fatiga debido a vibracin. Constante de resorte lineal en su longitud de

operacin. No necesita escaln en el eje o

camisa. Acta como un sello dinmico.

Transmite el torque del collar de arrastre a la cara

rotativa.


38/114


Se utilizan Sellos con dispositivos de empujeestacionarios para aplicaciones a altas

velocidades.

(Mayores de 5000 ft/min)



39/114

Elemento Sellante Secundario Esttico

Dinmico



40/114

El O-ring debe

moverse axialmente

Elemento Sellante Secundario Sello de Empuje



41/114

O-ring esttico

Elemento Sellante Secundario Sello No-Empuje



42/114

Empuje No-Empuje

El O-ring como sellante

secundario debe

deslizarse sobre el eje o

camisa tanto como se

desgasten las caras de

contacto.

El fuelle como sellante

secundario debe

expanderse para

compensar el desgaste de

las caras de contacto.

vs.

Empuje vs. No-Empuje


43/114

Empuje

Mono Resorte con Oring


44/114

Sello con Aros en V de Tefln

Empuje


45/114

Empuje

Sello con Cua de Tefln


46/114

Empuje

Sello con copa en U


47/114

No Empuje

Sello con Fuelle de Tefln


48/114

No Empuje

Sello con Fuelle Elastomrico


49/114

No Empuje

Sello con Fuelle de Metal Soldado


50/114

No Empuje

LAMINA

SENCILLA

DOUBLE-PLY

Configuracin de la Lmina de Fuelle de

Metal Soldado


51/114

Fuelle

de TeflnFuelle

ElastomricoMedia

Convolucin

Fuelle deMetal Soldado

Anillos

en V

Copa en

UCua

O Ring

EncapsuladoO Ring

Elemento Sellante Secundario

Elementos de Sellado Secundario


52/114

-400F

-200F

0

400F

600F

200F

Buna-N EPDM VitonTM

-54C /-65F

149C /

300F121C /250F

-240C

-129C

-18C

204C

316C

93C

AflasTM

204C /

400F

204C /400F

-45C / -50F-29C / -20F

TeflonTM

287C /550F

-212C / -350F

-29C / -20F

KalrezTM

287C /550F

-40C / -40F

Elementos de Sellado SecundarioRangos de Temperatura


53/114

Mecanismos de Arrastre

Deben Transmitir Torque

Deben permitir movimiento axial (Anillo Primario)



54/114

Dentado

Con aletas y

orejas

Resortes

Con

Prisioneros

Con retenedor

(snap ring)

Fuelle

Elastmerico

Con Cua

Mecanismos de Arrastre

Con Pin


55/114

Arreglos

Sencillo Montado Internamente

Montado Externamente

Mltiple Cara contra cara

Espalda contra espalda

Tndem


56/114

SelloMontado

Internamente

Sello

Montado

Externamente

Arreglos


57/114

Arreglos

Sello en Arreglo Cara contra Cara

(Face to Face)


58/114

Arreglos

Sello en Arreglo Espalda con Espalda

(Back to Back)


59/114

Arreglos

Sello en Arreglo Tndem


60/114

Fundamentos de SellosMecnicos

Parte 2

Instalacin deSellos


61/114

La Bomba


62/114

El Desensamble de la Bomba


63/114

Parmetros a Inspeccionar

Concentricidad del Eje (Shaft Runout) Verificar que el eje no tenga zonas donde haya

sufrido flexin. Verificar excentricidad del eje con respecto a la

carcaza.

Juego Radial Verificar el estado de los rodamientos.


64/114

Concentricidad de la camisa Verificar el ajuste de la camisa

Verificar ovalamiento de la camisa

NOTA: Si la camisa ajusta con el impulsor,

ste debe estar posicionado correctamente

y ajustado.



65/114

Movimiento axial del eje Verificar el juego axial de los rodamientos

Empujar el eje hacia adelante y hacia atrs, sin

utilizar excesiva fuerza !!



66/114

Las caras de

la caja debenser paralelas

Perpendicularidad de la cara de la caja La perpendicularidad de la cara de la caja debe

estar dentro de una medida del indicador de no

ms de 0.002"

Valores superiores al arriba indicado, causarmovimientos irregulares de las caras de contacto

y reducir la vida til del sello.



67/114

Instalacin de un sello No-cartucho

Camisa

Brida

Cabezal de Sello Asiento


68/114



69/114

Posicionar la camisa en el eje



70/114

Ajustar la tapa de la carcaza de la bomba



71/114

Instalar y ajustar el impulsor Verificar la claridad el impulsor con la tapa

de la carcaza luego de ajustados



72/114

Hacer una marca en la camisa que coincidacon la cara de la cavidad de sellado

Esta es la lnea de referencia para instalar el

sello mecnico



73/114

Desarmar la bomba nuevamente Verificar la marca realizada sobre la camisa



74/114

Verificar la Referencia de Instalacin en el Plano.


(INSTL. REF.)

TO N.O.

COUNTER-CLOCKWISESHAFT ROTATION

(TYP.)

63

63

.625

1.687

1.093

.687

1.750

.937

3.000

4.000 D.

+.002-.000C'BORE

3.750 D.SEAL O.D.

3.875 D.+.002

-.000BORE1.875 D.

+.000

-.002SHAFT

2.874 D.

P.001SLEEVE

2.062

.531

2.375 D.+.000

-.002SHAFT

2.355 D.+.000

-.002

SHAFT

6.953

5.968

.218

1.765

14

13

21

3

8

9

4

7

6

5

10

12

11

2.031

.125

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

3435

63

STP OR DOW CORNING#4 GREASE..002

HOU 61 D

DATA SHEET DATED4-11-94

BY SAM ELLEDGE

J.C. DWG.: CF-SP-10082

PROJ: 94-433

H-SP-25421-2

H-SP-25421-21

1 X

X

MATING RING

O-RING

CHEMLON

316 S.S.

316 S.S.

316 S.S.

VITON OR EQ.

CARBON

0672

1125 2005 000 0550

A8 2875 024 7500

316 S.S.

316 S.S.

PRIMARY RING

O-RING

RETAINER

SPRING

DISC

SNAP RING

ANTI-X-RING

SET SCREW

1

1

1

12

1

1

1

3 X

X

X

X

XA8 2875 017 7250

0000 233 9549

A9 2875 018 0550

A9 2875 014 0550

A9 2875 043 0550

GLAND ASS'Y.

O-RING

316 S.S./BRONZE

VITON OR EQ.

SLEEVEH 2875 495 0550

H 2625 438 7831

0000 243 9549

VITON OR EQ.

TUNG. CARBIDED 2625 280 9205

0000 237 9549

1

1 X

A8-2875-039

BINGHAM

X

CAD 4X6X16H

32733-1 10P4/4A

A082 X P15 1 O15 1

B S T F M

BUTANE

3560 RPM

137D F

180 PSIG

371 PSIG

0.490

ALS 041194 1.25:1

2.875 D.8B1

PHILLIPS 66

PHILLIPS 66

SWEENY,TX

H.R.

SERVICE: BUTANE TRANSFER

MWL

316 S.S. 1GASKETD 1876 534 7510 G.F. CHEMLON 1 X

GLAND END VIEWSCALE: .375":1"


75/114

Longitud Operacin

del sello

Ref. Instalacin



76/114

Hacer segunda marca en la camisa con ladimensin obtenida en el plano de

instalacin para posicionar el sello mecnico



77/114

Posicionar el sello mecnico a partir de lasegunda lnea de referencia, ajustar los

prisioneros sin sobreapretar. El ajustarlos

con demasiada fuerza puede deformar la

camisa.



78/114

lnstalar la brida con el asiento yaensamblado



79/114

Instalar la camisa en el eje Levantar la brida con el asiento en el momento enque est instalando la camisa

Ajustar el cuero, los prisioneros o cualquiermecanismo de arrastre

Ajustar prisioneros del retenedor



80/114

Instalar la tapa de la carcaza en la caja derodamientos

Tenga cuidado de no golpear el sello

Ajustar las piezas cuidadosamente



81/114

Instalar el impulsor en el eje con nueva empacadura(Si se requiere). Ajustar el impulsor.



82/114

Posicionar la brida del sello en su lugar yapretar los pernos

Verificar la perpendicularidad de la bridarespecto al eje.

Verificar con galgas la separacin entre brida y

la tapa de la carcaza midiendo en tres puntosdiferentes



83/114

Instalar la carcasa de la bomba y ajustarla

Verificar la perpendicularidad y paralelismo de la

carcaza de la bomba una vez instalada



84/114

Instalacin de un Sello Cartucho

Camisa Cabezal de Sello Asiento Collar de Arrastre

Brida

S C


85/114

Desarmar la bomba

Sello


I t l i d S ll C t h


86/114

Verificar el Plano de Instalacin


MIN. N.O.

TYP.

TYP.

INSTL.REF.

CARTRIDGE LENGTH

SEE NOTE: 13

SEE NOTE: 14

63

63

32

16

MIN.

2.625 .562

4.812

2.625

2.750

1.875

1.250

.625

1.062

.125

2.187

3.000

4.001+.001-.000C'BORE

3.940 D.BORE

3.250 D.SEAL O.D.

2.375 D.P.002SLEEVE

1.937 D.P.002SHAFT

1238947651211

15

17

16

13

14

10

.250

1

2

3

4

5

67

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

MATING RING

O-RING

PRIMARY RING

O-RING

RETAINER

SPRINGDISC

SNAP RING

ANTI-X-R ING

SET SCREW

SLEEVE

O-RING

GLAND ASS'Y.

O-RING

SPACER

COLLAR

SET SCREW

0000 232

A8 2375 02 8

0000 229

C9 2375 020

A9 2375 01 4

A9 2375 06 6

A8 2375 10 5

1125 2005 000

0000 226

F 2127 239

0000 243

D 2126 909

D 1937 389

1731 2408 000

1

1

1

1

1

12

1

1

3

1

1

1

1

1

1

6 X

X

X

X

X

X

X

X

X

A8-2375-134

INGERSOLL-RAND

X

14KKH 2 STG.

AO82

2.375 D.8B1-O CARTRIDGE

F RW 0 40 69 4

HOU. 61 D H-SP-28378

DATA SHT.DTD.:BY:PROJ. NO.:94-385REF.DW G.:H-SP-16536-1JOB NO.:

ADDITIONAL NOTES:

13.SPACER (ITEM#15) ISONLYFOR THEPURPOSEOF PROPERLYLOCATING SEAL.

AFTER GLAND PLATE,BEARING, SHAFT AND SEAL AREL OCKED IN PLACE,SPACER

MUST BEREMOVED BEFORESTARTIN G UNIT.

14. TO AVOID MOVEMENT OF SLEEVEIN RELATION TO SHAFT,SPOT FACESHAFT

UNDER TWO SET SCREWSMINIMUM180D APART.

15.GLAND MUST BEIN CONTACT WITH HOUSING.DO NOT OVERSTRESS.

63

.002

1.5:1

H-SP-28378

H 2375 643

X

D 2126 023 (TUNGSTEN CARBIDE)D 2125 203 (CERAMIC)

0074 (18 -8 S.S.)4466 (MONEL)

R.E. MWL

GLAND END VIEW

SCALE: 3/8:1



87/114

Sello

Instalar la camisa de la bomba si esrequerido, normalmente las camisas tipo

gancho (hook) no se utilizan en estos casos




88/114

Instalar el cartucho de sello en el eje o lacamisa de la bomba. No apriete los

prisioneros del Collar de Arrastre en este

momento.




89/114

Verificar el elemento sellante de la Brida.Tenga cuidado de no golpear el sello con la

caja de estoperos. Posicione la Brida.




90/114

Ajustar los pernos de la brida con la tapa dela carcaza de la bomba en forma cruzada.

Verificar la perpendicularidad de la brida

respecto al eje de la bomba.




91/114

Instalar el impulsor y ajustarlo.

Realizar cualquier ajuste requerido en los cojinetes

para mantener la claridad entre el impulsor y la tapa

de la carcaza ( solo en bombas ANSI).




92/114

Apretar los prisioneros del collar de arrastredel cartucho al eje o camisa de la bomba.

Remover los espaciadores del cartucho.




93/114

Instalar la carcaza de la bomba con su empacadura. Ajustar los pernos. Hacer una prueba de deteccin de fugas.


Normas utilizadas para Planes deI i L d


94/114

Inyeccin y Lavado

API 610

API 682

ANSI


95/114

Plan 02


96/114

Plan API 02: Conexin de circulacin taponada, uso de

Chaqueta de enfriamiento en la brida del sello y la caja

de estopas opcionalmente.

Plan 02

Plan 11


97/114

Plan 11

Plan API 11: Circulacin desde la descarga de la bomba hasta

la conexin en la brida pasando a travs de una placa orificio.

Plan 12


98/114

Plan 12

Plan API 12: Circulacin desde la

descarga de la bomba hasta la

conexin en la brida pasando a

travs de un filtro y una placa

orificio.

Plan 13


99/114

A la succin de la bomba

Plan 13

Plan API 13: Circulacin desde la caja de sellado a travsde una placa orificio, hasta la succin de la bomba.

Plan 14


100/114

FI Q/DFO

A la succin

Desde la descarga

Plan 14

Plan API 14: Circulacin desde la

descarga de la bomba hasta la

conexin interna de la cajapasando a travs de una placa

orificio. Al mismo tiempo que

circula el producto desde la caja de

sellado hasta la succin de la

bomba.

Plan 21


101/114

Plan 21

Plan API 21: Circulacin desde la descarga de la bomba hasta la

conexin en la brida pasando a travs de una placa orificio y un

intercambiador de calor.

Plan 22


102/114

Plan 22


conexin en la brida pasando a travs de un filtro, una placa orificio y

un intercambiador de calor.

Plan 23


103/114

Plan 23

Plan API 23: Circulacin forzada por un anillo de bombeo desde la

caja de sellado pasando por un intercambiador de calor retornando

a la caja del sello.

Plan 24


104/114

TI

FI Q/DFO

A la succin

Desde la descarga

Plan 24

Plan API 24: Circulacin desde

la descarga de la bomba

pasando por una placa orificio y

un intercambiador de calorhasta la conexin en la brida

para luego salir desde la caja de

sellado hasta la succin de la

bomba.

Plan 31


105/114

Plan 31

Plan API 31: Circulacin desde la descarga de la bomba pasando a

travs de un separador ciclnico hasta la conexin en la brida. El

fluido con slidos es devuelto a la succin de la bomba.

Plan 32


106/114

Por el

vendedor

Por el comprador

Plan 32

Plan API 32: Inyeccin desde fuente externa de fluido limpio y

compatible con el producto bombeado a una presin de 30psi (2Bar)

sobre la presin de la caja de sellado.

Plan 41


107/114

Plan 41


conexin en la brida pasando a travs de un separador ciclnico

y un intercambiador de calor.

Plan 51


108/114

Plan 51

Plan API 51: Columna esttica de lquido anti-congelante a

travs de la conexin en la brida.


109/114


110/114

Plan 54


111/114

Plan 54

Plan API 54: Inyeccin desde fuente externa de liquido de barrera

presurizado.

BO

BI

Plan 61


112/114

Plan 61

Plan API 61: Conexiones de venteo y drenaje taponadas para ser

utilizadas cuando el cliente lo requiera.

Plan 62


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Plan 62

Plan API 62: Conexiones de lavado y drenaje, para efectuar lavado con

un fluido externo (vapor, agua, etc).

Sello de Gas (Plan no numerado )


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Desde fuente

externa presurizada

Rotmetro

Filtro

FSPI

PS

Desde fuente

externa

presurizada

Opcional

Opcional

Al sello

Sello de Gas (Plan no numerado )

Regulador

Documents

Fundamento sellos