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Eliminación de los Tipos de Falla Aumentan Significativamente la Durabilidad.

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La prevención de los problemas con los sellos mecánicos que se utilizan en las bombas y reactores para manejar dispersiones de polímero (látex) es un importante reto de ingeniería. Esencialmente, el problema es que las dispersiones de polímeros no son termodinámicamente estables, y tienden a coagularse. Las partículas de polímero forman aglomeraciones compactas, que pueden llevar rápidamente a un parao del proceso. EagleBurgmann ha desarrollado una estrategia de sellado específicamente para esta difícil aplicación, ofreciendo una solución rentable a largo plazo.

Uno de  los 10 Centros de Servicio EagleBurgmann ha estado trabajando en nombre del operador del Parque Químico Marl desde 2001 para apoyar a todas las empresas que se encuentran en el sitio. Tres de las 70 o más instalaciones de producción en el Parque Químico que reciben el apoyo del proveedor de soluciones de sellado pertenecen a una empresa que pertenece a un fabricante líder de látex sintético.

El látex es una dispersión en agua de pequeñas partículas de polímero. El líquido lechoso contiene aproximadamente 50 por ciento de agua en peso. El diámetro de las partículas de látex es cerca de diez milésimas de milímetro. El núcleo de polímero está rodeado por una cáscara polar que interactúa con agua, estabilizando la dispersión. Dispersiones sintéticas de polímeros son producidas por polimerización de monómeros en una solución acuosa en un reactor.

Los sellos mecánicos se utilizan en las bombas en todas las etapas del proceso de producción  de dispersión, incluyendo la alimentación de materia prima, la polimerización, el procesamiento de dispersión y almacenamiento de producto en un tanque. En diferentes etapas del proceso, las bombas funcionan de forma continua o discontinua.

 

Aplicaciones exigentes.

El reto de ingeniería es diseñar sellos para bombas que se utilizan para manejar dispersiones (látex). Particularmente los problemas son agudos en los pasos del proceso donde la dispersión contiene látex cargado de monómeros residuales, por ejemplo durante el proceso de dispersión. Todas las etapas del proceso en la producción de látex funcionan a temperatura y presión bajas.

Una de las razones principales por las que se evitan condiciones de producción más extremas, es el hecho de que las dispersiones de polímero no son termodinámicamente estables y tienden a coagularse, ocasionando que el fluido sea difícil de bombear. La adherencia, lo cual es deseable en el producto terminado, puede causar fugas o la falla total de los sellos. El látex se adhiere a la superficie más cálida (las caras del sello) y se difunde después de sólo unas pocas horas entre las superficies de deslizamiento (caras). Los sellos se abren debido a la fuerza que ejerce la presión del fluido buffer. En esta etapa difícil del proceso, es importante asegurarse de que los sellos no tengan fugas.

Causas de falla del sello.

Los  sellos mecánicos dobles están presurizados con fluido barrera. La presión del fluido barrera actúa en la dirección del lado de producto (látex), disminuyendo el gap de separación entre las caras del sello. Como resultado, el látex y el fluido barrera se mezclan en el lado del producto. El calor producido por la fricción provoca la aglomeración de partículas de polímero en el gap de separación de las caras del sello. Cuando esto sucede, el gap de separación del sello se abre y el sello puede ser destruido. Entonces el fluido barrera puede filtrarse, o el látex puede penetrar en la cámara del fluido barrera, provocando que el sello falle.

Para evitar esta situación, el equipo de ingeniería EagleBurgmann tuvo que desarrollar un diseño de sello que impidiera el contacto entre el sello y el producto. Debido a que las bombas funcionan de forma continua o discontinua, dependiendo de la etapa del proceso, ya que se necesitaba una solución de sellado diferente para ambos modos de funcionamiento.

Solución de sellado personalizada.

Para las bombas que manejan látex que contiene monómeros, los ingenieros de EagleBurgmann desarrollaron una versión mejorada de un sello que cumple con las regulaciones de aire limpio (TA-Luft): un sello doble tipo cartucho, Cartex con buje para un lavado controlado en la dirección del impulsor. Para agregar un margen de seguridad, se coloca una superficie de deslizamiento muy angosta en la cara del sello lado producto, asegurando que el sello mecánico no falle debido al lavado insuficiente. No se necesita ningún paro del sello, ya que la bomba funciona continuamente.

El desarrollo y optimización de este proyecto incluye el sello sencillo de fuelle elastomérico, el sello doble tipo cartucho con el buje en el lado producto y una superficie de deslizamiento muy angosta en la cara. Estos sellos mecánicos Cartex de doble acción también han creado una oportunidad para optimizar las bombas y aumentar significativamente su vida útil. Debido a las fuerzas de corte, pueden formar abultamientos detrás del impulsor, bloqueándolo y haciendo que el motor se pare debido a una sobrecarga. Además, se eliminaron los alabes traseros, reduciendo las fuerzas de corte y previniendo la aglomeración en los impulsores. Estas modificaciones junto con otras mejoras, que a su vez extienden la vida útil total de las bombas,  sólo eran posibles en combinación con el sistema de sellado modificado.

 

El modo de funcionamiento del sello Cartex también es inusual, ya que no hay sistema de amortiguación. Simultáneamente se utiliza un suministro de agua externo para los sistemas de lavado y amortiguación. El suministro central de agua garantiza una alta disponibilidad. Un controlador de flujo EagleBurgmann FLC  asegura un flujo de descarga constante y definido que no depende de la presión.

Eficiencia y productividad.

El nivel de colaboración entre el cliente y el Centro de Servicio EagleBurgmann ha sido excelente. A través de un esfuerzo conjunto muy constructivo y profesional, EagleBurgmann desarrolló rápidamente prototipos iniciales que proporcionaron una solución a lo que parecía ser un problema insuperable. El trabajo de desarrollo posterior ha sido igualmente satisfactorio. La vida de servicio en la etapa de proceso más problemática se ha incrementado dramáticamente de unas pocas horas de funcionamiento a hasta más de tres años. Basándose en los resultados positivos hasta el momento, el cliente ha desplegado los sellos Cartex modificados en aproximadamente 30 o más bombas en la planta, con sellos adicionales en proyecto. En la mayoría de los casos, incluso cuando se quitan y limpian las bombas, los sellos se vuelven a instalar sin reparación.

Para obtener más información sobre esta aplicación, póngase en contacto con nosotros en info@us.eagleburgmann.com.