API Sellos

Sellos Mecánicos

La Malavazi, con el apoyo del área de suministros de Petrobras, desarrolló un sello mecánico API de tecnología 100 % nacional, homologado para fabricación conforme a la norma API 682.


Desarrollo del sello mecánico API

El desarrollo del sello mecánico API se sustentó en una estructura dedicada de ingeniería, que incluyó la construcción de prototipos, validaciones en laboratorio y ensayos controlados.
La Malavazi cuenta con un laboratorio propio, diseñado conforme a estándares internacionales, equipado con bancos de prueba que permiten el monitoreo continuo de parámetros operativos y la generación de informes técnicos durante los ensayos.
Se utilizaron simulaciones por elementos finitos para analizar el comportamiento del sello mecánico API en operación, a partir de la definición geométrica de las caras y de las condiciones de aplicación.
Los resultados obtenidos permiten evaluar la distribución de esfuerzos, temperaturas y presiones actuantes en el conjunto, sirviendo de base para los análisis presentados a continuación.

Línea de sello mecánico API Master 25: Disposición 1; Categoría 1; Tipo A

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Detalle "A"

Sistema multipunto, con mayor apertura entre las piezas, que proporciona una mejor distribución del flujo en las caras y reduce el riesgo de obstrucción.

 

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Detalle "B"

Collar de arrastre montado con el anillo de bloqueo cerrado sin posibilidad de salir durante el trabajo por fuerza centrífuga.

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Detalle "C"

Caras diferenciadas, proporcionando un mayor desplazamiento radial, sin perder contacto evitando el arrastre de partículas entre caras.

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Detalle "D"

El anillo flotante antidesastre presenta un recorrido de 1,5 mm por encima de los estándares del mercado. La salida del quench está dimensionada de forma equivalente a un orificio de Ø 8 mm, evitando la centrifugación del microvazamiento en la región frontal de la sobrepuesta.

 

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Opción para los planes 13 y 23

Anillo bombeador con características especiales, desarrollado en laboratorio y diseñado para proporcionar mayor circulación del líquido de barrera.

 

Línea de sello mecánico API Master 25: Disposición 2; Categoría 2; Tipo A

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Detalle "A"

Caras diferenciadas, proporcionando mayor desplazamiento radial.

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Detalle "B"

Sistema multi point que proporciona una mejor distribución del flujo en las caras.

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Detalle "D"

Anillo de arrastre montado con el anillo de retención enclavado, sin posibilidad de desplazamiento durante la operación debido a la fuerza centrífuga.

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Detalle "C"

Mayor cantidad de fluido de barrera, proporcionando un mejor enfriamiento de las caras, incorporando la tecnología desarrollada en el laboratorio para la salida de caudal.

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Detalle "F"

El anillo flotante anti-desastre tiene un recorrido de 1,5 mm por encima de los estándares del mercado, además de que la salida del quench es proporcional a un orificio de Ø 8 mm evitando la centrifugación de la micro fuga en la parte delantera de la brida.

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Detalle "E"

Anillo de bombeo con característica especial, desarrollado en laboratorio para proporcionar mayor circulación del fluido de barrera, opción para el Plan 53.

 

Cálculos de software FEA (Análisis de elementos finitos en los elementos de sellado primario del sello mecánico)

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Película lubricante

En este gráfico de líneas se presenta la apertura de las caras del sello (GAP), en micras, necesaria para la lubricación de las caras de contacto. El análisis indica que la menor apertura se produce en el mayor radio, región que también concentra la mayor presión de contacto observada en la figura anterior, manteniendo un microvazamiento controlado.

 

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Entrada

En esta etapa, se introducen en el software los datos de geometría de las caras y sus dimensiones, así como la información de aplicación, incluyendo materiales de las caras, carga del resorte, distribución de presión, distribución de temperatura, distribución de fluidos, rotación y tipos de fluido. A partir de la introducción de estos parámetros, el software ejecuta los cálculos y genera los resultados en forma de gráficos y figuras.

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Deflexión total

Este gráfico de deflexión total presenta la deformación de las vedações primarias bajo las condiciones de la aplicación. El gradiente de temperatura indica las temperaturas alcanzadas por las caras del sello y su influencia en la deflexión.

Para fines de análisis técnico, el gráfico se presenta con una ampliación de 100×, lo que permite la visualización de deflexiones de pequeña magnitud.

 

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Presión de contacto

Este gráfico de líneas presenta la actuación del fluido y el contacto en las caras del sello. El análisis del radio indica concentración de carga en la región externa de la cara, asociada a la tendencia de desgaste.

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Temperatura en las caras

En este gráfico de líneas se presentan las temperaturas alcanzadas por las caras de contacto del sello, las cuales se muestran más elevadas en la misma región de mayor presión de contacto.

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Informe de cálculo

Además de los gráficos, el software también genera un informe, conforme se muestra en la imagen. El documento reúne la información de entrada utilizada en la simulación, así como resultados como la velocidad de deslizamiento y la generación de calor en las caras de contacto.

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Planicidad en funcionamiento

En este demostrativo se presentan las deflexiones causadas por la presión y la temperatura, indicadas mediante bandas de color, así como la suma de estos efectos, resultando en el valor final de deflexión de las caras.

 

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Resultados finales

En este tramo final del informe se presentan los principales datos resultantes de la simulación, incluyendo la apertura mínima del sello, el caudal de fuga estimado, el consumo de energía, el par requerido, la temperatura media de la cara de contacto, la fracción de líquido en la cara de contacto y la presión de contacto estimada.

Preparación para la prueba de homologación de sellos mecánicos API

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Fotos

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Resultados

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Resultados

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Resultados

Pruebas de campo

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Pruebas de campo

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Pruebas de campo

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Pruebas de campo

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Pruebas de campo