JOHN CRANE COLOMBIA COLOMBIA Departamento Departamento de Ingeniería Ingeniería
REPARACIÓN DE SELLOS MECÁNICOS JOHN CRANE Extraído de “Seal “Seal Rebuilding” MMTC-304-4
Introducción
Los sellos mecánicos que ya han sido utilizados se deben revisar para determinar si deben ser reparados o no. En la mayoría de los casos, los sellos que se bajan de un equipo después de haber operado generalmente se reparan generando ahorros para el usuario. Ahorros adicionales en costos operativos los cuales incrementan el tiempo promedio entre cambio de sellos comienzan con la reparación del sello mecánico. Así mismo en la reparación del sello, los análisis de falla llevan a extender la futura vida del sello. Existen dos programas: Reparación del sello e Intercambio del sello. Este documento pretende explicar con más detalles los beneficios y procedimientos de cada uno de estos programas. Reparación de Sellos Mecánicos
Reparar un sello consiste en llevarlo a sus condiciones iniciales de diseño y devolverlo al usuario y a sus condiciones originales de servicio. Este proceso involucra el desensamble e inspección de cada componente del sello mecánico para observar su desgaste, daño y determinar si es posible reutilizar partes. Únicamente los componentes que reúnen las condiciones originales de diseño serán reutilizados. Otros componentes serán automáticamente reemplazados. El reemplazo involucra única y exclusivamente partes nuevas. La reparación de un sello puede ser llevada a cabo ya sea por el cliente ó por un Centro de Servicios de John Crane. Los costos por reemplazo de partes son los mismos independiente de quien lo haga. Si la labor de reparación es llevada a cabo en un Centro de Servicios de John Crane, existirán costos adicionales para el cliente por mano de obra y transporte de los sellos. Sin embargo, la reparación de sellos involucra el manejo de un buen inventario de componentes, un adecuado ade cuado ambiente, maquinaria para la reparación y por supuesto personal per sonal especializado. Por las anteriores razones, razone s, la mayoría de las veces le resulta más económico para usuario mandar a reparar los sellos mecánicos a un Centro de Servicios John Crane. Estudios han demostrado con esta logística de outsourcing de los usuarios llevan a grandes beneficios y ahorros para la planta. La reparación de un sello mecánico puede ser llevada a cabo para cualquier tipo de sello mecánico. John Crane posee un portafolio bastante amplio en lo que respecta a tipos de sello para diferentes aplicaciones, alrededor de 225 tipos de sellos en diferentes Elaborado por: Carlos Andrés Ramírez Departamento de Ingeniería
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materiales y tamaños. Debido a esta inmensa variedad de productos, la reparación de un sello es una actividad mucho más práctica que el cambio ó reemplazo del mismo. Reemplazo de Sellos Mecánicos
Como se explicó previamente, el reemplazo ó cambio de un sello mecánico consiste en desechar el que venía operando y colocar uno nuevo. El reemplazo de sellos mecánicos muchas veces se ve limitado a ciertos materiales y tamaños estándar para sellos cartuchos los cuales se encuentran fácilmente en los inventarios de nuestras fábricas John Crane. Ensambles de sellos para un programa de reemplazo de los mismos en una determinada planta generalmente consiste en reconstrucción, ensamble y stock en adelanto para el cliente. El stock en adelanto permite un excelente tiempo de entrega y beneficios para el usuario. El reemplazo de sellos ofrece ahorros monetarios significativos y retornos casi inmediatos. Identificación
La identificación de un sello usado ya sea para la reparación ó para su reemplazo puede llegar a ser algo muy complicado. Los ensambles se identifican por el tipo de sello, tamaño y materiales. Estos datos son imprescindibles para una correcta reparación. Una explicación detallada sobre cómo se identifican los sellos mecánicos la puede encontrar en el boletín MMTC #401. Un método muy sencillo para identificación consiste en la utilización de la etiqueta que viene en la caja en la cual se embala el sello. En dicha etiqueta se especifica claramente el tipo de sello, tamaño, materiales y el número de su plano de instalación. Se recomienda a los usuarios devolver a los Centros de Servicios de John Crane los sellos usados en su caja inicial de embalaje. Manejo de la Información y Registros
Para enviar un sello a un Centro de Servicios de John Crane se recomienda incluir la información del ensamble del sello e información adicional sobre las condiciones de servicio del mismo. Los datos de servicio en planta del sello mecánico son fundamentales para realizar un informe de análisis de falla cuando el daño es prematuro. Si es posible, también se deben incluir certificados de cumplimiento, pruebas y el data sheet de materiales de seguridad. El cliente debe consultar el Estándar de Comunicación de Riesgos OSHA 29CFR1910.1200 para el envío de materiales a un tercero. La política de John Crane sobre estos casos dice: “Todos los sellos que sean llevados a un Centro de Servicios de John Crane y que hayan estado en servicio deben ser limpiados y descontaminados en las instalaciones del usuario antes de ser embalados y despachados”. Cualquier sello que sea enviado sin una identificación adecuada, detalles de la aplicación del sello, no será aceptado y será devuelto al cliente. Elaborado por: Carlos Andrés Ramírez Departamento de Ingeniería
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Procedimientos y Especificaciones
Todos los sellos recibidos en el Centro de Servicios serán reparados de acuerdo al Estándar BR-1-1001 “Procedimiento para Reparación de Sellos Mecánicos”. Este estándar incluye los siguientes procedimientos:
Recepción del ensamble del sello Requerimientos del cliente y revisión del contrato Desensamble, inspección y limpieza Reparación, reemplazos y ensamble Inspección visual y prueba Requerimientos de embalaje y envío
Se utilizan diferentes especificaciones de planos, dibujos, estándares y especificaciones de ingeniería y del cliente. Cuando un sello es reparado, todas las partes que se pueden rescatar son idóneamente limpiadas, calibradas, probadas e inspeccionadas para verificar criterios de forma, desgaste y/o daño. Las partes cuyas dimensiones se salgan de las especificadas en los planos y estén fuera de tolerancia, serán desechadas y reemplazadas. Las tolerancias dimensionales son supremamente importantes a la hora de realizar la instalación de un sello mecánico. La verificación de caras de contacto contra plano es un procedimiento indispensable e imprescindible durante la reparación de un sello; igualmente si alguno de estos elementos se encuentra fuera de especificación será cambiado por uno nuevo. Los Centros de Servicios autorizados de John Crane tienen acceso a las especificaciones originales de Ingeniería, datos y procedimientos de manufactura. El diseño de los sellos mecánicos y la selección de los materiales se llevan a cabo después de una revisión por parte del Departamento de Ingeniería teniendo en cuenta el fluido, viscosidad, gravedad específica, presión de vapor, temperatura, presión, velocidad del equipo, condiciones del equipo y de la planta donde opera y finalmente las regulaciones gubernamentales. Como se dijo anteriormente, un sello reparado en un Centro de Servicios John Crane autorizado será llevado a sus especificaciones originales de Ingeniería. Por el contrario, sellos reparados en un Taller no autorizado, no garantizará las condiciones originales de diseño del sello mecánico, comprometiendo un sellado exitoso, el equipo y la seguridad del personal de la planta. Rescate de Componentes y su Disposición
Los componentes del sello que se encuentren dentro de especificación serán reutilizados. Los componentes fuera de especificación, desgastados o dañados serán reemplazados por nuevas piezas. Otros componentes como O-rings y prisioneros entre otros son automáticamente cambiados sin importar la cantidad de trabajo que hayan soportado. Elaborado por: Carlos Andrés Ramírez Departamento de Ingeniería
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Aunque la mayoría de los tipos de sellos pueden ser reconstruídos en campo por el usuario, la clave de una reparación exitosa se encuentra en el personal especializado de los Centros de Servicios de John Crane Autorizados. Los técnicos de nuestros Centros de Servicios se encuentran dedicados única y exclusivamente a la reparación de sellos de tal forma que están entrenados y capacitados para detectar el más mínimo detalle los cuales resultan a simple vista insignificantes y son pasados por alto por parte del cliente. La siguiente lista menciona algunos detalles sobre la reparación de sellos mecánicos John Crane:
Sellos secundarios. O-rings, empaques y anillos de compresión.
Este tipo de
sellos secundarios son cambiados automáticamente. Sellos secundarios. Fuelles. Los fuelles elastoméricos y los anillos de compresión son cambiados automáticamente. Fuelles de teflón son visualmente inspeccionados y probados mediante presurización de los mismos. Estos fuelles de teflón que vienen integrados con el anillo primario mediante el proceso de manufactura deben ser reemplazados si el anillo primario se encuentra desgastado ó fuera de especificación. Los fuelles metálicos son inspeccionados para detectar esfuerzos y fisuras. Estos elementos también son probados mediante presurización de los mismos. Anillos primarios. La mayoría de los anillos primarios son de un grado especial de carbón, y son automáticamente reemplazados. Estos elementos no son costosos. Los anillos primarios que son fabricados en un grado especial de carbón son considerados para ser reutilizados. Diseños y tamaños especiales de carbones también son evaluados para determinar si pueden o no reutilizarse. Anillos primarios en carburo de silicio ó carburo de tungsteno son reconstruidos si se requiere un lapeo y brillado suave y de poca profundidad. Asientos. Aquellos asientos que requieran una leve lapeada serán recuperados. Se tienen en cuenta criterios similares de la forma que las caras duras en el caso de los anillos primarios. Este elemento es costoso en el ensamble de un sello y por tanto se hace lo posible por rescatarlo. La técnica para tratar la superficie en lo que respecta al rectificado, lapeado y brillado depende del material del asiento. También es importante notar que si un asiento es simétrico, se puede lapear y brillar su otra cara de tal forma que funcione por cualquiera de sus superficies de contacto. Resortes. Los resortes que se recuperan deben ser previamente probados en un dispositivo de compresión diseñado para tal fin. Al resorte también se le debe observar su desgaste, particularmente en el diámetro exterior de la espira. Los resortes grandes y que van en tipos de sellos con un solo resorte son analizados y si se encuentran dentro de especificaciones son recuperados como el caso del resorte del sello tipo 1. Los resortes pequeños como los utilizados en sellos tipo 8 y tipo 9 son automáticamente reemplazados. Así mismo, cualquier tipo de resorte de onda como los encontrados en sellos de la serie 5600 también deben ser automáticamente reemplazados. Los resortes deben mantenerse como parte del Elaborado por: Carlos Andrés Ramírez Departamento de Ingeniería
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stock para atender reparaciones. Solo se deben utilizar resortes que se encuentren debidamente identificados en su respectivo empaque. Con frecuencia, un resorte es colocado en su sitio de trabajo solo porque aparentemente se ajusta al espacio disponible; sin embargo, esto se considera un error garrafal y que pone en peligro el desempeño exitoso de todo el ensamble ya que no se tiene en cuenta la tasa de compresión del resorte, el material, desgaste, esfuerzos residuales y sus propiedades de fatiga. Piezas Metálicas. Retenedores, Discos, Bandas de Arrastre y Collares. Generalmente estos elementos son recuperados si se encuentran dentro de especificación. En estos casos se verifica la forma, planitud, acabados, etc. También se inspecciona indentación, desgaste, esfuerzos sufridos, la curva de fatiga y la corrosión. Piezas Metálicas. Camisas y Bridas. Estos componentes se pueden apreciar en ensambles de sellos cartuchos. Visualmente se inspecciona su geometría, acabados e indentaciones en el diámetro interno. Adicionalmente se observa si tienen “fretting” y desgaste en la sección de los mecanismos de arrastre. Camisas con desgaste significativo son reemplazadas, bajo ninguna circunstancia son metalizadas. A las bridas se les inspecciona su geometría, se observa con alto detalle la sección de los pernos y la tornillería de tal forma que no se deben pasar detalles de deformación en estas secciones. Las superficies donde se alojan los asientos y los empaques son inspeccionadas de tal forma que no hayan distorsiones en las mismas. Las perforaciones roscadas son limpiadas y repasadas con un machuelo adecuado para tal propósito. Bujes, anillos de empaquetadura y bridas auxiliares son revisados y en caso de desgaste son reemplazados. Estas piezas metálicas son muy costosas debido al exceso de detalles en la manufactura, el tamaño y la metalurgia utilizada en los materiales. Al recuperar estas piezas se generan buenos ahorros. Mecanismos de Arrastre. Tornillería, Pines, Anillos, Candados y Cuñas. Debido a que los mecanismos de arrastre absorben cargas radiales y axiales, estos elementos no son recuperados. Estos elementos son difíciles de revisar y son baratos. En lo que respecta a tornillos prisioneros bajo ninguna circunstancia deben ser reutilizados, ni siquiera en una reparación en campo.
Revisión del Dibujo y Actualización de Componentes
Uno de los beneficios que se logra al despachar un sello mecánico para reparación a un Centro de Servicios John Crane es que su dibujo de instalación es revisado, y en caso tal de ser necesario se hace nuevamente el dibujo. Números de parte que al momento de la reparación sean obsoletos son borrados y reemplazados por Números de parte actualizados. Los materiales supercedidos son actualizados por nuevas tecnologías en el desarrollo de los mismos. Materiales desarrollados con nuevas tecnologías tienen un mejor desempeño en servicio e incrementan el tiempo de vida en operación. En muchas ocasiones estos nuevos materiales llegan a bajar los inventarios de los usuarios ya que abarcan un mayor rango de aplicaciones. Elaborado por: Carlos Andrés Ramírez Departamento de Ingeniería
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Prueba de Ensamble
Dependiendo del tipo del sello y de los requerimientos del cliente, se realizan pruebas. Equipos especiales de prueba son utilizados para realizar pruebas de presión sobre ensambles de sellos. Generalmente esto solo es requerido en fuelles metálicos. Ensambles de sellos cartuchos como los tipo 8B, 48SC, 1648, 4610 y la serie 5600 se les realiza la prueba de presión. Reportes de Reparación
De acuerdo a los requerimientos del cliente, se pueden llegar a proveer reportes de reparación del sello mecánico. Estos reportes consisten en una explicación de la disposición de los componentes del sello mecánico: reemplazo, reutilización, limpieza, etc. Este reporte puede proveer también información de condiciones de las piezas como hallazgo de fisuras, deformaciones y esfuerzos, sobrecalentamiento, corrosión, etc. Estos reportes son sencillamente una descripción de las piezas y no necesariamente un análisis de falla. Esto se debe a que los Centros de Servicios no son laboratorios para análisis de falla sino Centros para Reparación y recuperación de sellos mecánicos para llevarlos a sus condiciones iniciales de diseño. Si el cliente solicita un reporte que requiera análisis químico, escaneo electrónico, composición de materiales, etc; debe llevarse el sello a Morton Grove donde se encuentra el laboratorio de pruebas de John Crane. Reportes de condición de componentes y ensambles de sellos pueden proveer información útil al cliente para el análisis de fuga y/o falla prematura. Ya el cliente puede buscar información de planta sobre las condiciones del equipo, operaciones, mantenimiento y procedimientos de almacenamiento los cuales pueden ser ligados al reporte de condiciones ó al reporte del laboratorio de pruebas. Esta información es necesaria y valiosa para extender la vida del sello. Los clientes pueden diseñar su propio reporte o utilizar el estándar de John Crane. Kits de Reparación
Para los clientes que prefieren reparar el ensamble del sello, los kits de reparación se encuentran disponibles para algunos tipos de sellos seleccionados. En un dibujo de instalación se puede observar las partes que pertenecen al kit de reparación marcados con X.
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JOHN CRANE COLOMBIA Departamento de Ingeniería Empaque y Embalaje
Los sellos que han sido recuperados y devueltos al cliente son empacados de la misma forma como cuando se despachan nuevos. Los clientes que tienen requerimientos especiales para embalaje del sello mecánico deben notificar tal solicitud al Centro de Servicios de John Crane. Cada tipo de repuesto tiene unas características especiales de embalaje. Por ejemplo, un sello tipo 1 es empacado diferente a un sello tipo 8. El sello tipo 1 es empacado con papel mientras que el tipo 8 con plástico burbuja. La máxima vida de almacenamiento es lograda con un idóneo embalaje. Lo que se busca con el empaque es aislar el ensamble del sello de la luz, el ozono, calor, humedad, corrosión, suciedad, vibración y golpes durante el transporte. Con el fin de asegurar un período óptimo de almacenamiento, la caja donde se guarda el sello no debe ser abierta hasta que el sello sea utilizado. La etiqueta que se encuentra en la caja debe informar claramente al usuario cuál es el contenido de la caja.
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