Els reptes als quals s'enfronten les indústries de procés han canviat, tot i que continuen bombant fluids, alguns perillosos o tòxics. La seguretat i la fiabilitat continuen sent de màxima importància. Tanmateix, els operadors augmenten les velocitats, les pressions, els cabals i fins i tot la severitat de les característiques del fluid (temperatura, concentració, viscositat, etc.) mentre processen moltes operacions per lots. Per als operadors de refineries de petroli, instal·lacions de processament de gas i plantes petroquímiques i químiques, la seguretat significa controlar i prevenir la pèrdua o l'exposició als fluids bombats. La fiabilitat significa bombes que funcionen de manera eficient i econòmica, amb menys manteniment necessari.
Un segell mecànic correctament dissenyat garanteix a l'operador de la bomba un rendiment durador, segur i fiable amb una tecnologia provada. Entre múltiples peces d'equips rotatius i una infinitat de components, els segells mecànics han demostrat funcionar de manera fiable en la majoria de condicions de funcionament.
BOMBES I JUNTS: UN BON AJUST
És difícil de creure que hagin passat gairebé 30 anys des de la promoció massiva de la tecnologia de bombes sense segell a la indústria de processos. La nova tecnologia es va promocionar com la solució a tots els problemes i limitacions percebudes dels segells mecànics. Alguns van suggerir que aquesta alternativa eliminaria completament l'ús de segells mecànics.
No obstant això, poc després d'aquesta promoció, els usuaris finals van descobrir que els segells mecànics podien complir o superar els requisits legislats de fuites i contenció. A més, els fabricants de bombes van donar suport a la tecnologia proporcionant cambres de segellat actualitzades per substituir les antigues "caixes de premsat" de les empaquetadures de compressió.
Les cambres de segellat actuals estan dissenyades específicament per a segells mecànics, permetent una tecnologia més robusta en una plataforma de cartutxos, proporcionant una instal·lació més fàcil i creant un entorn que permet que els segells funcionin al màxim del seu potencial.
AVANÇOS EN EL DISSENY
A mitjans de la dècada del 1980, les noves regulacions mediambientals van obligar la indústria no només a tenir en compte la contenció i les emissions, sinó també la fiabilitat dels equips. El temps mitjà entre reparacions (MTBR) per als segells mecànics en una planta química era d'aproximadament 12 mesos. Avui dia, el MTBR mitjà és de 30 mesos. Actualment, la indústria del petroli, subjecta a alguns dels nivells d'emissions més estrictes, té un MTBR mitjà de més de 60 mesos.
Els segells mecànics van mantenir la seva reputació demostrant la capacitat de complir i fins i tot superar els requisits de la millor tecnologia de control disponible (BACT). A més, ho van fer tot mantenint una tecnologia econòmica i energèticament eficient disponible per complir amb les normatives sobre emissions i medi ambient.
Els programes informàtics permeten modelar i prototipar els segells abans de la fabricació per confirmar com gestionaran condicions operatives específiques abans de ser instal·lats al camp. Les capacitats de disseny de fabricació de segells i la tecnologia dels materials de la cara del segell han progressat fins al punt que es poden desenvolupar per a un ajust perfecte per a una aplicació de procés.
Els programes i la tecnologia de modelització informàtica actuals permeten l'ús de programes de revisió de dissenys en 3D, anàlisi d'elements finits (FEA), dinàmica de fluids computacional (CFD), anàlisi de cossos rígids i diagnòstic per imatges tèrmiques que no estaven disponibles en el passat o eren massa costosos per a un ús freqüent amb els anteriors dibuixos en 2D. Aquests avenços en les tècniques de modelització han augmentat la fiabilitat del disseny dels segells mecànics.
Aquests programes i tecnologies han obert el camí al disseny de segells de cartutx estàndard amb components molt més robustos. Això incloïa l'eliminació de molles i juntes tòriques dinàmiques del fluid de procés i va fer que la tecnologia d'estator flexible fos el disseny preferit.
CAPACITAT DE PROVES DE DISSENY PERSONALITZAT
La introducció de segells de cartutx estàndard ha contribuït significativament a una major fiabilitat del sistema de segellat gràcies a la seva robustesa i facilitat d'instal·lació. Aquesta robustesa permet una gamma més àmplia de condicions d'aplicació amb un rendiment fiable.
A més, el disseny i la fabricació més ràpids de sistemes de segellat dissenyats a mida han permès un "ajust fi" per als diferents requisits de servei de la bomba. La personalització es pot introduir mitjançant canvis en el mateix segellat o, més fàcilment, mitjançant components auxiliars del sistema, com ara un pla de canonades. La capacitat de controlar l'entorn del segellat en diferents condicions de funcionament mitjançant un sistema de suport o plans de canonades és fonamental per al rendiment i la fiabilitat del segellat.
També es va produir una progressió natural que va ser el disseny de bombes més personalitzat, amb un segell mecànic personalitzat corresponent. Avui dia, un segell mecànic es pot dissenyar i provar ràpidament per a qualsevol tipus de condició de procés o característiques de la bomba. Les cares del segell, els paràmetres dimensionals de la cambra del segell i com el segell encaixa a la cambra del segell es poden dissenyar i fabricar per a un ajust personalitzat per a una àmplia gamma d'aplicacions. L'actualització d'estàndards com l'estàndard 682 de l'American Petroleum Institute (API) també ha impulsat una major fiabilitat del segell mitjançant requisits que validen el disseny, els materials i la funcionalitat del segell.
UN AJUST PERSONALITZAT
La indústria dels segells lluita diàriament contra la mercantilització de la tecnologia dels segells. Massa compradors pensen que "un segell és un segell és un segell". Les bombes estàndard sovint poden utilitzar el mateix segell bàsic. Tanmateix, quan s'instal·len i s'apliquen a condicions de procés específiques, sovint s'implementa algun tipus de personalització en el sistema de segellat per obtenir la fiabilitat necessària en aquest conjunt específic de condicions de funcionament i procés químic.
Fins i tot amb el mateix disseny de cartutx estàndard, existeix una àmplia gamma de possibilitats de personalització, des d'una selecció de components de materials fins al pla de canonades emprat. L'orientació sobre la selecció dels components del sistema de segellat per part del fabricant del segell és crucial per aconseguir el nivell de rendiment i fiabilitat general necessaris. Aquest tipus de personalització pot permetre que els segells mecànics allarguin l'ús normal fins a 30 a 60 mesos de MTBR en lloc de 24 mesos.
Amb aquest plantejament, els usuaris finals poden estar segurs de rebre un sistema de segellat dissenyat per a la seva aplicació, forma i funció específiques. Aquesta capacitat proporciona a l'usuari final els coneixements necessaris sobre el funcionament de la bomba abans de la seva instal·lació. No cal endevinar com funciona la bomba o si pot gestionar l'aplicació.
DISSENY FIABLE
Tot i que la majoria d'operadors de processos realitzen les mateixes funcions, les aplicacions no són les mateixes. Els processos s'executen a diferents velocitats, diferents temperatures i diferents viscositats, amb diferents procediments operatius i diferents configuracions de bombes.
Al llarg dels anys, la indústria dels segells mecànics ha introduït innovacions significatives que han disminuït la sensibilitat dels segells a les diferents condicions de funcionament i han comportat un augment de la fiabilitat. Això significa que si un usuari final no disposa d'instruments de monitorització per proporcionar avisos sobre vibracions, temperatura, càrregues de rodaments i motors, els segells actuals, en la majoria dels casos, continuaran realitzant les seves funcions principals.
CONCLUSIÓ
Gràcies a l'enginyeria de fiabilitat, les millores en els materials, el disseny assistit per ordinador i les tècniques de fabricació avançades, els segells mecànics continuen demostrant el seu valor i fiabilitat. Malgrat els canvis en el control d'emissions i contenció, i els límits de seguretat i exposició, els segells s'han mantingut per davant dels requisits exigents. És per això que els segells mecànics continuen sent l'opció preferida en les indústries de procés.
Data de publicació: 30 de juny de 2022