Creación de mejores sistemas de soporte de sellos mecánicos

API 682 y usted:construyendo mejores sistemas de soporte de sellos mecánicos

Sean Hunsicker, Gerente de Mercado, Mercado Químico y de Refinación

Los sellos mecánicos se convirtieron en la tecnología de sellado dominante en refinerías y plantas químicas en la década de 1980, lo que provocó que el Instituto Americano del Petróleo (API) estableciera un comité cuyo único objetivo era redactar estándares para estos componentes. La primera edición, API 682, Sistemas de sellado de ejes para bombas centrífugas y rotativas, se publicó en 1994 con esta declaración de misión:“Esta norma está diseñada de forma predeterminada para los tipos de equipos suministrados con mayor frecuencia que tienen una alta probabilidad de cumplir el objetivo de al menos tres años de servicio ininterrumpido mientras se cumple con las regulaciones de emisiones". ¹ En particular, el estándar incluye recomendaciones que, a menos que se especifique lo contrario, se basan en tecnología que ha demostrado ser segura y confiable. Actualmente en su cuarta edición, API 682 continúa ofreciendo orientación basada en el servicio de procesos tanto para sellos mecánicos como para sus sistemas de soporte.

Si bien gran parte de la norma se centra en los sellos mecánicos, una parte significativa se dedica a los sistemas de soporte de los sellos, ya que son un componente fundamental para el correcto funcionamiento del sistema de bombas y sellos. Como fabricante de sistemas de soporte de sellos, Swagelok Company y nuestros centros de ventas y servicio han implementado las mejores prácticas de API 682 4.ª edición. En esta publicación de blog, explicaremos cuáles son algunas de esas mejores prácticas y cómo implementar las recomendaciones de la norma en la construcción y el diseño de sus sistemas de soporte de sellos puede ayudarlo a cumplir sus objetivos de aumentar la confiabilidad y la seguridad mientras reduce los costos.

¿Cuáles son las funciones principales de un sistema de soporte de sello mecánico?

Antes de discutir las mejores prácticas, veamos las funciones de los sistemas de soporte de sellos. Estos sistemas están diseñados para un sello mecánico específico y un conjunto de condiciones de proceso. Por lo general, suministran un gas o un líquido al sello mecánico para regular el entorno en el que opera el sello, protegiendo el equipo rotativo de daños.

Estos sistemas tienen cuatro funciones principales:

• Proporcionar lubricación para sellar las caras
• Control de presión y temperatura en la cámara de sellado y sello
• Limpie el sello de contaminación y/o acumulación de residuos
• Evite que el fluido del proceso del sistema se filtre a la atmósfera

Obtenga más información sobre los sistemas de soporte de sellos mecánicos en el siguiente video.

Reducción de posibles puntos de fuga

A lo largo de API 682 4 ^th Edición, hay referencias a la reducción del número de conexiones en los sistemas de soporte del sello. Ya sea que se seleccione tubería o tubería soldada para el sistema, se desaconsejan los sistemas roscados. Cada conexión puede verse como un posible punto de fuga y un posible riesgo de confiabilidad en las aplicaciones de bombeo de hidrocarburos. Las fugas en los sistemas de soporte de sellos cerca de las bombas pueden causar daños a los activos, mayor tiempo de inactividad, problemas ambientales y riesgos de seguridad.

En el pasado, muchos sistemas de soporte de sellos se construyeron a partir de tuberías debido a que históricamente se preferían las tuberías. Más recientemente, los fabricantes de sellos, los usuarios finales y los OEM de bombas han implementado la tubería como una solución de conexión en los sistemas de soporte de sellos debido a su larga historia de uso exitoso en aplicaciones críticas en todo el mundo industrial. Como señaló el experto en equipos rotativos Heinz Bloch en un artículo reciente sobre procesamiento de hidrocarburos, “[la] Norma 682 del Instituto Americano del Petróleo (API 682) comenzó a respaldar el uso de tuberías para algunos planos de tuberías selladas. Lamentablemente, los compradores tradicionales siguen optando por tuberías duras; les estamos pidiendo que reconsideren. API 682 (4.ª edición) ahora especifica las conexiones del sistema de soporte del sello casi de manera intercambiable". ²

La tubería se puede utilizar para reducir la cantidad de conexiones doblando las líneas y usando apropiadamente accesorios adaptadores. A menudo, las únicas conexiones necesarias son las del sello y el sistema de sellado. Dado que la tubería está recocida, doblar el trabajo de la tubería endurece el metal, lo que aumenta la resistencia del tubo en la curva. Las tecnologías de conexión innovadoras, como los adaptadores de brida y los conectores macho extendidos, reducen aún más la cantidad de conexiones de los puertos roscados en el sello y los recipientes del sello al eliminar la necesidad de múltiples accesorios. El uso de tubería proporciona un beneficio financiero adicional cuando examinamos los costos de MRO de la bomba, el sello y el sistema de soporte. Durante las operaciones de mantenimiento en las que se reparan las "tuberías" alrededor de las bombas, el uso de tuberías elimina la necesidad de soldaduras costosas en el sitio y se puede instalar rápidamente para reducir el tiempo de inactividad.

Simplificación de la operación y el mantenimiento

Los sistemas de soporte del sello son fundamentales para el funcionamiento adecuado del sello y la bomba y, como tales, requieren una inspección visual regular. Simplificar el trabajo de inspección visual promueve la confiabilidad y seguridad del sistema. Cuando se diseñan sistemas de soporte de sellos, existen varios principios de diseño de mejores prácticas que se deben considerar una vez que se han seleccionado el plan de tuberías y la disposición general.

1. La función del sistema debe ser evidente y el diseño intuitivo.

Los sellos mecánicos a menudo se dañan cuando las bombas se ponen en marcha y se detienen, a veces como resultado de una operación incorrecta del sistema de soporte del sello. Si el diseño del sistema de soporte del sello facilita la operación adecuada, se pueden evitar los errores comunes al poner en marcha las bombas.

En API 682 4 ^th Edition, un Plan 32 se muestra como varios instrumentos y componentes instalados en tuberías o tubos. Si bien es funcionalmente correcto, este diseño proporciona al operador poca información sobre el funcionamiento del sistema, qué información es importante y por qué es importante. Si el sistema está ubicado junto al sello de una bomba, el operador ahora debe caminar de regreso a la bomba e inclinarse para leer la información del instrumento. La creación de incluso pequeños obstáculos para los operadores aumenta el riesgo de que se pasen por alto las señales de problemas y reduce la confiabilidad. Una solución intuitiva es disponer estos componentes en un panel.

La colocación de un plan de tuberías como el Plan 32 en un panel se adapta a dos principios de diseño importantes:identificación y operación adecuadas. Esto proporciona los siguientes beneficios:

• Primero, el Plan 32 ahora parece un sistema distinto. En lugar de tener solo componentes ubicados en un tramo de tubería o tubería, se colocan en un panel donde se puede identificar la ruta del flujo y todos los instrumentos están disponibles a la altura de los ojos.
• Además, API 682 admite estas consideraciones de diseño. Establece:“Todos los controles e instrumentos deben estar ubicados y dispuestos de manera que permitan una fácil visibilidad por parte de los operadores, así como accesibilidad para pruebas, ajustes y mantenimiento” (9.1.5) ³ .
• Por último, los paneles pueden incluir información de numeración de piezas, indicación de ruta de flujo e instrucciones para el operador. Estas mejoras ayudan a garantizar un arranque y apagado seguro y confiable de bombas y sistemas de soporte de sellos.

2. El sistema debe estar diseñado para facilitar el mantenimiento.

Si bien el funcionamiento correcto del sistema de soporte del sello es de alta prioridad, también se debe considerar el diseño de sistemas que sean fáciles de mantener. Los sistemas de soporte de sellos contienen elementos de servicio común, como medidores de flujo, filtros y otros instrumentos visuales. El mantenimiento preventivo (PM) de estos sistemas debe ser simple y seguro para los operadores. Si los filtros no están convenientemente ubicados y disponibles para la purga, es poco probable que se El PM se realizará en los intervalos recomendados.

API 682 4 ^th Edition también recomienda configuraciones de bloqueo de purga para todos los calibres. Si los sistemas no están diseñados con esta característica, es probable que, a medida que fallan los medidores, los operadores se queden sin información crítica hasta el siguiente cambio o proyecto, cuando la bomba y el sistema de apoyo se puedan retirar del servicio y se reemplace el medidor.

Por último, existe una amplia variedad de conexiones de tubería y opciones de diseño que permiten que todos los componentes reparables en un sistema de soporte de sello se retiren y reemplacen fácilmente mientras se continúa operando el sistema. Para ollas de foca, el 4 ^th La edición estipula que “La operación local, la ventilación, el llenado y el drenaje se realizarán desde el nivel. A menos que se especifique lo contrario, los sistemas que requieran el uso de una escalera o escalón o que requieran subirse a la placa base o tubería no son aceptables” (8.1.8) . ⁴ Muchas plantas tienen macetas de sellado antiguas con solo un tapón de tubería en la parte superior. Hacer que los operadores suban una escalera para llenar la olla puede exponerlos a los vapores del proceso y es una práctica generalmente insegura. Diseñar Plan 52 o Plan 53 con sistemas de llenado como el que se muestra a continuación es una consideración de diseño simple y una mejor práctica que promueve un mantenimiento seguro.

Construyendo mejores sistemas de soporte de sellos

La implementación de estos principios básicos de diseño de mejores prácticas para el sistema de soporte de sellos mecánicos aumenta la confiabilidad y reduce los costos. Para resumir cómo puede obtener mejores resultados con sus sistemas:

• Considere usar tubería en lugar de tubería soldada para reducir los costos de instalación y mantenimiento. Esto también promoverá la confiabilidad a través de la reducción de posibles puntos de fuga.
• No debería ser aceptable desconectar las bombas para solucionar problemas menores de instrumentación o llenar recipientes de sellado. La ubicación de estos sistemas en paneles, con el etiquetado y el diseño adecuados para facilitar el mantenimiento reduce la posibilidad de errores del operador que pueden dañar los sellos.

Las fallas en los sellos y los costos asociados de reemplazo de sellos deben ser una gran preocupación para los grupos de equipos rotativos en todas las plantas. Asegurarse de que se sigan las mejores prácticas y los principios de diseño de API 682 4.ª edición ayuda a evitar estos costos y crea una operación más segura y confiable.

Swagelok proporciona diseño y montaje de sistemas de soporte de sellos a través de nuestra red de más de 200 centros de servicio y ventas autorizados. Ofrecemos sistemas configurables, locales y confiables que son mejores por diseño para ayudarlo a reducir costos, ahorrar tiempo y mejorar la seguridad de su equipo rotativo. kits de planes de sellado o ensamblajes para sus aplicaciones, comuníquese con su equipo Swagelok local.

¹ Norma API 682, primera edición, 1994 "Sistemas de sellado de ejes para bombas centrífugas y rotativas", Instituto Americano del Petróleo, Washington, D.C.

² Bloch, Heinz P., Considere la posibilidad de utilizar tubos de acero inoxidable para conexiones de sellos mecánicos, procesamiento de hidrocarburos, marzo de 2018.

³ Norma API 682, cuarta edición, 2014 "Sistemas de sellado de ejes para bombas centrífugas y rotativas", Instituto Americano del Petróleo, Washington, D.C

⁴ Norma API 682, cuarta edición, 2014 "Sistemas de sellado de ejes para bombas centrífugas y rotativas", Instituto Americano del Petróleo, Washington, D.C.