1 CÁLCULO NUMÉRICO DE CHUMACERA HÍBRIDA
3.1 SUPERFICIE DE LOS SELLOS
Las superficies selladas por medio de O-rings, incluyendo todas las ranuras donde éstos se alojan y espesores, deberán tener un máximo de rugosidad de 1.6μm Ra (63 μin Ra), para O-
rings estáticos, y de 0.8 μm Ra (32 μin Ra), para superficies en donde habrá O-rings con
deslizamiento dinámico. Los espesores deberán tener un mínimo de 3 mm (0.12 in) de radio o un mínimo de 1.5 mm (0.06 in) para O-rings biselados con guía interna para O-rings estáticos y un mínimo de 2 mm (0.08 in) para O-rings biselados con guía interna para O-rings dinámicos. El biselado deberá tener un ángulo máximo de 30º.
3.2 MANGAS DE SELLO DE TIPO CARTUCHO
a) El claro diametral entre el eje y la manga deberá ser de F7/h6 de acuerdo con la ISO 286-2 NOTA: el F7/h6 se correlaciona de 0.020 mm (0.0008 in) a 0.093 mm (0.003 in) de claro para el rango de los tamaños sellos cubiertos en esta especificación, y varía como función del diámetro. Lo importante es el minimizar el descentramiento de la manga (figura 18), permitiendo al mismo tiempo el ensamble y desensamble. Típicamente los discos de contracción requieren claros de tolerancia más estrictos y deben seguir el diseño de criterio del fabricante para estos discos.
Las mangas deben tener un hombro para obtener una ubicación positiva para los elementos rotatorios.
b) A menos que sea indicada alguna especificación especial, el material del O-ring de sello del eje con la manga deberá ser de elastómero o de anillos flexibles de grafito.
NOTA: los dispositivos metálicos para hacer la función del sello son a menudo poco fiables, pueden dañar el eje, y hacen difícil el desensamble de los mismos. Los dispositivos de sellado deben ser hechos de un material más suave que el del material del eje.
c) Para ejes que requieren que pase el O-ring por encima de alguna cuerda o rosca, el claro radial deberá ser de al menos 1.6 mm (1/16 in) entre la rosca y el diámetro interno de la junta, y el diámetro de paso deberá ser redondeado o biselado (como está indicado en la sección 6.1.1.9) para evitar cualquier tipo de daño en el O-ring.
d) Los dispositivos de sellado entre el eje y la manga ubicados fuera del bordo de la manga deberán ser capturados o mantenidos entre la manga y el eje.
NOTA: es común el uso de grafito flexible en el sello metálico localizado al bordo del final de la manga.
Figura 3- 3: manga de sello
e) Las mangas deberán tener como mínimo un espesor de 2.5 mm (0.100 in). El espesor de la manga en el área del componente de ajuste por tornillo deberá estar de acuerdo a la siguiente tabla:
Diámetro de eje Espesor radial mínimo de la manga
mm in mm in
<57 <2.250 2.5 0.100
De 57 a 80 De 2.250 a 3.250 3.8 0.150
>80 >3.250 5.1 0.200
Tabla 3- 6 NOTA 1: el espesor de la manga cerca del alojamiento de los tornillos de fijación evitará la deformación del material de la manga debido al ajuste de los tornillos de fijación.
NOTA 2: las mangas con un espesor excesivamente delgado pueden deformarse muy fácil. El espesor mínimo en la manga en su parte más delgada es justo en la ranura donde se coloca el sello.
f) La manga debe ser maquinada con acabado en toda su longitud de manera que el agujero y
el diámetro exterior sean concéntricos con una tolerancia de 25μm (0.001 in) TIR.
g) Las mangas deberán ser removidas a lo largo de su cavidad y deberán tener agujeros de ajuste cerca o justo en el extremo de la misma.
NOTA: la remoción de la manga se facilitará en su montaje y desmontaje con los ajustes debidamente seleccionados.
h) Los tornillos de fijación del collarín deberán de ser de un material lo suficientemente resistente para fijar la manga de manera segura con el eje.
i) A menos que sea indicada alguna especificación especial, las mangas deberán ser AISI 316 de acero inoxidable, o EN 10088 Grado 1.4571 o su equivalente.
3.3 RESORTES
A menos que sea indicada alguna especificación especial o individual, los sellos donde hay resortes sencillos de tipo bobina deberán estar hechos de acero inoxidable AISI 316.
NOTA: la medida de la sección transversal del espesor del resorte se deberá tomar en consideración cuando sean seleccionados los resortes. Secciones transversales gruesas en los resortes, como aquellas que se pueden encontrar en sellos con un solo resorte, no son tan propensos a sufrir daños de fisura por esfuerzo ó por corrosión como lo son los resortes de sección transversal más delgada o fina, encontrados en sellos con múltiples resortes.
3.4 COMPONENTES SECUNDARIOS DEL SELLO
A menos que sea indicada alguna especificación especial, el material de los O-rings debe ser fluoroelastómero (FKM). Las limitaciones de temperatura para elastómeros están listadas en el anexo C.3 de la norma API.
A menos que sea indicada alguna especificación especial, si las temperaturas de operación o la compatibilidad química entre los elementos excluya el uso de fluoroelastómero (FKM), el material de los O-rings deberá ser perfluoroelastómero (FFKM). Para detalles adicionales ver anexo C.4.
NOTA: los usuarios deberán considerar otras alternativas en dado caso en que el costo del perfluoroelastómero sea muy elevado o también en dado caso que su desempeño sea cuestionable. Estas alternativas incluyen el uso de materiales de elementos secundarios como lo son O-rings con recubrimiento TFE, sellos de elementos sólidos de TFE, Nitrilo (NBR), Etileno Propileno (EPM/EPDM), sustitutos/aproximaciones/alternativas de perfluoroelastómero, y grafito flexible. Los principales factores a considerar en la selección de una alternativa adecuada de otro material diferente al perfluoroelastómero nos la puede dar la experiencia en el uso de otro material que es conocido su comportamiento, además que su costo puede ser menor.