DIFERENCIAS ENTRE SELLO WIPPER Y SELLO ZAPATA

Comparación Técnica: Sello de Zapata Mecánica vs. Sello Wiper (escobilla)

Las características de estas dos opciones de sellos para techo flotante interno son comúnmente mal entendidas por los propietarios de tanques y operadores. Sin embargo, estos dos sistemas tienen diferencias significativas en las características de rendimiento en las siguientes áreas:

• Impactos ambientales y financieros causados por las pérdidas por evaporación

• Expectativa de vida útil

• Rango Operativo

• Seguridad (tanto en servicio como fuera de servicio)

• Flexibilidad de servicio (compatibilidad química, rango de temperatura)

• Limitaciones de manejos de deshechos ambientales

• Problemas operacionales causados por material que cae dentro del producto

• Capacidades de centrado y amortiguación del techo para una operación suave y segura del mismo

Visión General de Diseño del Sello

Los diseños fundamentales de ambos tipos de sellos se pueden ver en la figura. 1 a continuación. El sello de zapata mecánica mantiene el sello mediante la encapsulación del espacio de vapor usando un sistema compuesto por una zapata de acero inoxidable (que se sumerge en el líquido por un mínimo de 4 "o 100 mm), un mecanismo de aplicación de presión para sostener la placa de la zapata contra la pared del tanque, y una barrera de vapor que se extiende entre la parte superior de la placa de la zapata y el rin del techo flotante, cubriendo completamente todo el espacio del anillo perimetral.

La sello Wiper, por otra parte, es un sistema mucho más simple, compuesto sólo de una escobilla de elastómero, típicamente una mezcla de caucho o de goma, que se extiende por el espacio de vapor y está en contacto con la pared del tanque, "limpiando" la pared del tanque cuando el Techo flotante viaja arriba y hacia abajo.

Rango Operativo

El rango de trabajo de un sello wiper es extremadamente limitado, debido al hecho de que la simple forma tiene una capacidad limitada para expandirse y contraerse en diversos espacios anulares. En los espacios anulares más anchos, el limpiador tiene un límite de hasta dónde puede llegar y aun así mantener la suficiente rigidez / elasticidad para llegar a la pared sin oscilar por su propio peso. En espacios anulares estrechos, el sello experimenta estrés extremo, ya que "voltea" hacia arriba y abajo cuando el TIF cambia el sentido de la marcha, lo que finalmente hace que la escobilla se fatigue, se descomponga y eventualmente pierda su elasticidad, causando espacios o incluso sea totalmente desprendida del rin. Además, cuando la dirección de desplazamiento del techo flotante cambia (llenado o vaciado) el sello tiene que dar la vuelta por encima, causando una acción de torsión / rodado que permitirá escapar a los vapores mantenidos bajo el sello. Si el desplazamiento del IFR se detiene durante este proceso de giro / rodado, se genera un espacio muy grande, lo que permite grandes emisiones hasta que el IFR comience el desplazamiento de nuevo y la escobilla completa el proceso de torneado / rodado por todo el perímetro.

Fig. 1 – Sello Zapata Mecánica l (izq.) y Sello Wiper (derecha); la ilustración representa una instalación nueva con un espacio anular ideal.

Innovative Tank Solutions | www.hmttank.com Technical Paper – Mechanical Shoe vs Wiper Seals

Revision 0, 9/30/2013 Page 2 of 6

En contraste, un sello de zapata mecánica puede manejar rangos de trabajo mucho más amplios debido a la ventaja de tener partes mecánicas que se pueden configurar para el espacio anular. La mayoría de los sellos de zapata tienen un rango operativo mucho mayor que los sellos de wiper. Algunos fabricantes, encabezados por HMT, tienen la posibilidad de personalizar la configuración del sello para manejar incluso los casos más extremos de rango operativo. Y cuando el IFR cambia su dirección de desplazamiento, no hay abertura creada como con sellos de escobilla.

Emisiones y pérdida de producto

La investigación muestra que los sellos montados sobre vapor (un sello wiper está clasificado como tal), representa un número significativamente mayor de pérdidas por evaporación que los sellos mecánicos de zapata porque los vapores acumulados en el espacio de vapor puede escapar fácilmente a través de cualquier diferencia entre las escobillas y la pared. Este fenómeno es ilustrado en la Fig. 2, que compara los dos sellos en una condición de abertura o espacio. El sello wiper (derecha) ofrece un camino para que el vapor acumulado en el espacio anular escape; tenga en cuenta que este espacio de vapor es continuo, lo que significa que son una gran cantidad de pérdidas por evaporación las que pueden ocurrir aun cuando la abertura sea relativamente pequeña.

En contraste, aun cuando un sello de zapata mecánica tenga una abertura, todo el vapor acumulado permanece encapsulado entre la zapata y la barrera de vapores. La única pérdida por evaporación ocurriría en este escenario, es la pequeña cantidad de producto que se evapora localmente del área de líquido expuesta entre la zapata y la pared del tanque. Tenga en cuenta que es muy pequeña, y con el excelente rango operativo del sello de zapata mecánica, este escenario es mucho menos común que la abertura de los sellos wiper.

Emisiones a Largo Plazo

La mayor diferencia entre estos dos sistemas de sellado, y el que a menudo resulta en pérdidas financieras significativas, se puede ver después de que el sello wiper ha comenzado a degradarse. Especialmente en espacios anulares estrechos, tanques de altos ciclos, o ambientes de productos agresivos, el sello wiper típicamente se degradará al punto en que algunas porciones de sello pueden dañarse, perdiendo su capacidad de recuperación, descolgando sueltas, o incluso despegándose completamente. Desde el punto de vista de emisiones y pérdida de producto, esto es efectivamente la misma condición que no tener sello alguno (ver Fig. 3). En contraste, el sello de zapata no se degrada, especialmente si está configurado con barrera de vapores de larga duración tal como Teflón laminado PTFE.

Fig. 2 – Escenario de abertura. Sello de zapata (izq.) encapsula el vapor, mientras el sello wiper (derecha) permite escapar una cantidad significativa de vapores

Innovative Tank Solutions | www.hmttank.com Technical Paper – Mechanical Shoe vs Wiper Seals

Revision 0, 9/30/2013 Page 3 of 6

Impactos Financieros de emisiones a largo plazo / pérdida de producto

La tabla a continuación es un análisis que muestra el impacto financiero de las pérdidas en el tiempo para un tanque ubicado en América Central. El cliente estaba considerando reemplazar los sellos de escobilla degradados con un reemplazo de

...