bombas centrÍfugas - desgaste y mantenimiento
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ÍNDICE
BOMBAS CENTRÍFUGAS 1
1. CONFIGURACIÓN BÁSICA 2
2. CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN 5
2.1 Columna – Capacidad 6
2.2 BHP (potencia suministrada) – Capacidad 6
2.3 Eficiencia debe ser calculada 6
2.4 CSPN – Capacidad 7
3. VELOCIDAD ESPECÍFICA 9
4. VELOCIDAD ESPECÍFICA DE SUCCIÓN 11
5. VELOCIDAD DE ROTACIÓN 12
6. EFICIENCIA DE LA BOMBA 16
7. POTENCIA SUMINISTRADA 17
8. ENERGÍA NECESARIA PARA EL BOMBEO 19
9. LEYES DE AFINIDAD 19
10. CURVAS DEL SISTEMA 21
10.1. Combinación de curvas del sistema de la bomba 21
10.2. Efecto de las propiedades físicas del fluido 22
11. APLICACIONES DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS 27
12. LIMPIEZA E INSPECCIÓN 29
12.1. Límites de desgaste 27
13. INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO 32
13.1. Instalación 32
13.1.1. Acoplamientos 32
1
13.1.2. Bancadas 33
13.1.3. Tuberías de aspiración 33
13.2. Mantenimiento 35
13.2.1. Grasa 35
13.2.2. Aceite 35
13.2.3. Acoplamiento elástico 36
13.2.4. Empaquetadura 37
13.2.5. Sello mecánico 38
13.2.6. Control preventivo 38
13.2.7. Puesta en marcha 39
13.2.8. Cebado de la bomba 39
13.2.9. Arranque 40
13.2.10. Parada 41
14. DETERMINACIÓN DE PARTICULAS FERROMAGNETICAS
DE DESGASTE 42
14.1. ¿Por qué usar la tecnología PQ®? 43
14.2. Limitaciones de otras Técnicas 43
14.3. FERROGRAFÍA ROTATORIA 44
14.4. CIRCOIL 45
14.5. Servicio de Termografía 48
15. MANUAL DE INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO SERIES 3 Y H-MC
BOMBAS SIN SELLO ROTOGEAR 50
Instrucciones Generales 51
Significado de los símbolos 51
2
Instalación del motor y la bomba 51
Puesta en marcha 52
Sacado de la bomba del sistema 53
Mantenimiento y reparación 53
Desarmado de la bomba 54
Extracción del Imán Externo 57
Guía para la Solución de Problemas 59
Bibliografía 61
3
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Una bomba centrífuga es uno de los tipos más simples de equipo en cualquier planta del
proceso. Su propósito es convertir energía de un primer elemento (un motor eléctrico o
turbina) primero en velocidad o energía cinética y luego en energía de presión de un
fluido que está bombeándose. Los cambios de energía ocurren en virtud de dos partes
principales de la bomba, el impulsor y el en espiral o diffuser. El impulsor es la parte
que esta girando y convierte la energía de la máquina en energía cinética. El en espiral o
el diffuser es la parte estacionaria que convierte la energía cinética en energía de
presión.
Algo que siempre debe recordarse es que una bomba no crea presión, esta solamente
proporciona flujo. La presión es solamente una indicación de la resistencia al flujo.
1. CONFIGURACIÓN BÁSICA
El tipo más simple de bomba centrifuga es la maquina de simple etapa, la cual consiste
fundamentalmente de un elemento rotatorio, denominado impulsor, y un casco. El
líquido es llevado al centro del impulsor y puesto en rotación por las aspas del impulsor.
Debido a la fuerza centrifuga el liquido es lanzado del borde o periferia del impulsor
con una considerable velocidad y presión. El casco, el cual encierra al impulsor, tiene
una voluta formando un pasaje cuya área de sección transversal va aumentando y la cual
recoge al líquido que sale del impulsor y convierte una porción de su energía de
velocidad en energía de presión. Este pasaje del casco conduce a la conexión de
descarga de la bomba a la tubería que forma el sistema
4
Fig. 1 Bomba Centrífuga
Bomba Centrifuga
5
La Fig. 2 muestra algunas partes básicas de una bomba centrifuga, las cuales son:
Casco.- guía al líquido hacia el impulsor; recoge al líquido del impulsor y reduce su
velocidad transformando parte de ella en presión o columna. Los cascos son de dos
tipos: de voluta y circular.
Casco de Voluta.- Los cascos de voluta proporcionan más alta columna. La voluta
es un túnel circular que aumenta su área hacia la parte de la descarga. como se
muestra en la Fig. 3. Como el área de sección transversal aumenta, la voluta
disminuye la velocidad del líquido y aumenta la presión.
Fig. 3 Sección de una Bomba centrifuga de Voluta
Casco circular.- Se usan para bajas columnas y altas capacidades. Los cascos circulares
tienen paletas estacionarias alrededor de la periferia del impulsor que convierten la
energía de velocidad a energía de presión. Convencionalmente, los difusores son
aplicados a bombas de múltiples etapas.
En muchos casos se acondiciona un difusor a la salida de la bomba para ayudar a
aumentar la presión
6
Fig. 4 Bomba Centrífuga mostrando Voluta y Difusor
Impulsor.- imparte energía al líquido por la acción de sus aspas; es el único
componente de la bomba que suministra energía al liquido. Los impulsores son
clasificados de diferentes maneras:
Basándose en la principal dirección de flujo con referencia al eje de rotación:
Flujo Radial
Flujo Axial
Flujo mixto
Basado en el tipo de succión
Simple succión: el líquido entra por un solo lado
Doble succión: El líquido entra al impulsor simétricamente por los dos lados
Basado en la construcción mecánica ~
Cerrado: Placas que encierran las paletas
Abierto
Semiabierto (tipo "vortex")
Difusor.- porción de tubería que recoge al líquido que sale del impulsor, el mismo
que aún conserva alta velocidad y puede dar alta fricción, pero debido al aumento
7
en el diámetro de esta porción de tubería (difusor) se reduce la velocidad del líquido
(y la fricción).
lnductor.- (opcional), elevador de columna, proporciona la CSPN requerida por el
impulsor.
Espacio libre. - disminuye la fuga de liquido de alta energía a la entrada del
impulsor.
Cubierta.- cubre al casco; sostiene a los cojinetes.
Empaquetaduras.- evitan las fugas de líquido.
Eje.- mueve y sostiene al impulsor.
Cojinetes.- soportan al rotar (además del impulsor y eje).
2. CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN
Sin duda, la parte más importante de nuestra discusión sobre bombas centrífugas es el
uso de las curvas de operación. Una típica característica de operación de bombas
centrífugas se muestra en la Fig. 5 la columna total (energía suministrada), potencia
absorbida (para una SG particular) y la CSPNR (energía neta requerida a la entrada) son
ploteadas en función del flujo.
Fig. 5 Características típicas de operación de bombas centrífugas
8
Estas son las características de trabajo de la bomba. Eficiencia de la bomba (derivada
del flujo, la columna total y la potencia), también se grafica como función del flujo el
punto de máxima eficiencia (BEP) e indicar el rango de operación más efectivo de la
bomba.
2.1 Columna - Capacidad
Toda bomba centrífuga tiene, para una velocidad particular y un diámetro particular de
impulsor cuando manipula un liquido de variación de viscosidad despreciable, una
curva de operación, la cual indica la relación entre la columna (o presión) desarrollada
por la bomba, y el flujo a través de la bomba. La curva que se muestra en la Fig. 5 es un
ejemplo típico. Como podemos ver, a medida que la capacidad aumente, la columna
total que es capaz de desarrollar la bomba se reduce. En general la columna más alta
que es capaz de desarrollar una bomba centrífuga es a un punto donde no hay flujo a
través de la bomba; esto es cuando la válvula de descarga está completamente cerrada.
Recordar que estas curvas de operación están basadas e una velocidad, diámetro de
impulsor y viscosidad particulares. En general, la viscosidad a la cual se dan las curvas
características es la viscosidad del agua a 25°C.
2.2 BHP (potencia suministrada) – Capacidad
Para operar a la capacidad deseada, encontramos que debemos suministrar cierta energía
a la bomba (potencia suministrada o BHP). Entonces, podemos graficar una curva
representando la relación entre la capacidad y la potencia suministrada, nuevamente
basada en los factores constantes previamente definidos. Para bombas centrífugas
generalmente la potencia suministrada incrementa con un incremento en la capacidad.
2.3 Eficiencia debe ser calculada
Las dos características que han sido graficadas hasta este punto son determinadas
examinando una bomba actual. Ahora veremos lo concerniente a la eficiencia a la cual
opera la bomba. La eficiencia no podemos medirla directamente, sino que debemos
calcularla de la información que hemos obtenido.
9
2.4 CSPN – Capacidad
Esta es otra característica de una bomba centrífuga, la cual es muy importante y siempre
se da con las curvas de operación de la bomba, relacionándola con la capacidad. Esta
información nos da el valor de la CSPNR o de la bomba el cual puede tomarse como
referencia para determinar la CSPNA o del sistema para una operación adecuada.
Cuando se discute sobre bombas centrifugas, los dos términos más importantes son
CSPNR (NPSHR) y CSPNA (NPSHA)
Columna de Succión Positiva Neta Requerida CSPNR
CSPN, es uno de los términos asociados con las bombas, más extensamente usados y
menos entendidos. El entendimiento del significado de la CSPN es mucho más
importante durante la instalación que durante la operación de la bomba.
Las bombas pueden bombear solamente líquidos, vapores no
La operación satisfactoria de una bomba requiere que la evaporación del liquido que se
esta bombeando no ocurra a ninguna condición. Esto se desea porque cuando un líquido
se vaporiza, su volumen aumenta extremadamente, por ejemplo 1 pie de agua a
temperatura ambiente da 1700 pie3 de vapor a la misma temperatura, Esto hace claro
que si deseamos bombear un fluido efectivamente debemos mantenerlo siempre como
liquido.
Aumento en la temperatura y disminución en la presión aumenta la vaporización
La vaporización comienza cuando la presión de vapor del líquido a la temperatura de
operación iguala a la presión exterior del sistema que, en un sistema abierto siempre es
igual a la presión atmosférica. Cualquier disminución en la presión externa o aumento
en la temperatura de operación puede inducir la vaporización y la bomba deja de
bombear. Así, la bomba siempre necesita tener una cantidad suficiente columna de
succión el presente para prevenir esta vaporización al punto de presión más bajo en la
bomba.
10
CSPN como una manera de prevenir la vaporización
El fabricante normalmente prueba la bomba con agua a diferentes capacidades, creadas
en el lado de la succión. Cuando las primeras señales de vaporización se presentan,
indican que ocurre cavitation, la presión de la succión es anotada (el término cavitation
se discute en detalle después). Esta presión se convierte en la columna. Este número de
columna se publica en la curva de la bomba y se define como la columna de succión
positiva neta requerida CSPNR (NPSHr) o a veces para abreviada como la CSPN
(NPSH). Así la Columna de Succión Positiva Neta (NPSH) es la columna total a la
entrada de la succión de la bomba menos la presión de vapor convertida a altura de la
columna del líquido.
CSPNR (NPSHr) Es una función del diseño de la bomba
La CSPN requerida es una función del diseño de la bomba y es determinado basado en
prueba real de la bomba por el fabricante. A medida que el líquido pasa de la succión
alojo del impulsor de la bomba, la velocidad aumenta y la presión disminuye. Hay
también pérdidas de presión debido a la turbulencia causada por el impulsor. La fuerza
centrífuga de las aletas del impulsor incrementen la velocidad y disminuyen la presión
del líquido. La CSPN requerida es la columna positiva en unidades absolutas requeridas
en la succión de la bomba para superar estas caídas de presión en la bomba y mantener
al liquido por sobre su presión de vapor.
La CSPN es siempre positiva ya que se expresa en términos de una altura de columna
de fluido. El término neto se refiere a la columna de presión real a la entrada de la
succión de bomba y no la columna estática de succión.
CSPNR aumenta a medida que la capacidad aumenta
La CSPN requerida varía con la velocidad y capacidad en cualquier bomba particular.
La CSPN requerida aumenta cuando la capacidad aumenta aumentando porque la
velocidad del líquido aumenta, y como quiera que la velocidad del líquido aumenta, la
presión o columna disminuye. Normalmente las curvas de bombeo que suministran los
fabricantes proporcionan esta información.
11
La CSPN es independiente de la densidad del fluido.
La CSPNA o disponible
Como se ha visto anteriormente depende de las características del sistema La CSPN
disponible siempre debe ser mayor que la CSPN requerida para la bomba para operar
satisfactoriamente. Es práctica normal tener por lo menos 2 a 3 pies de CSPN extra
disponible en la entrada a la succión para evitar cualquier problema durante la
operación.
3. VELOCIDAD ESPECÍFICA
Las bombas centrífugas son producidas en un amplio rango de diseños hidráulicos. Para
categorizar estos diseños se usan dos conceptos. El primero de estos es la velocidad
específica, designada como NS.
Derivado a partir de condiciones similares, la velocidad específica es un número que
ampliamente define la geometría del impulsor y la operación de una bomba centrífuga,
independiente de su tamaño. La ecuación es
Donde N = RPM
Q = caudal total
H = columna desarrollada
En su forma original, NS, fue adimensional, pero el uso convencional de las unidades
convenientes requiere que las unidades sean identificadas (ya sea gal/min. y pies o m3/h
y m). Ns se calcula a partir de la operación al BEP (máxima eficiencia) con impulsor de
diámetro máximo (para bombas de succión simple, Q es el flujo total; para doble
succión es la mitad).
La velocidad específica puede definirse como las revoluciones por minuto a las cuales
impulsores geométricamente similares podrían girar para dar una descarga de 1 gal/min.
contra una columna de un pie. La variación de la geometría del impulsor con la
12
(3.1)
velocidad específica se muestra en la Fig. 6. La geometría de un impulsor varía en el
sentido de su altura y sus características de potencia, y consecuentemente en su
eficiencia. La Fig. 7 muestra coma varían las características de operación. La Fig. 9, de
Fraser y Sabini, da valores de la eficiencia máxima para bombas de diferentes
velocidades específicas y capacidades.
Fig. 6 Forma del impulsor versus velocidad específica
Apreciando como las características de columna desarrollada y potencia varían con la
velocidad específica, se puede notar 10 siguiente a partir de la Fig. 7.
La columna disminuye más bruscamente a medida que se incrementa la velocidad
específica. A bajas velocidades específicas las características de columna son iguales o
con poca inclinación, mientras que a altas velocidades especificas la columna disminuye
mucho antes que el BEP.
Fig. 7 Variación de las curvas características con la velocidad especifica
13
Las características de potencia cambian de positivo (la potencia se incrementa con el
flujo) a negativo a medida que se incrementa la velocidad específica. Debido a que las
características de potencia cambian su inclinación, es pequeño el rango de velocidades
específicas Clan las características de potencia máximas en la región de BBP. Tal
característica es conocida como “no-sobrecargada”.
Las características típicas de potencia y columna son consistentes con la eficiencia
obtenible. Son posibles otras características, pero generalmente a expensas de la
eficiencia. Como un ejemplo, el aumento constante de la columna y no-sobrecarga,
“dos” características de seguridad, pueden darse fuera de loa rangos usados. Para hacer
esto, sin embargo, el impulsor debe ser más largo que el normal, lo cual aumenta las
pérdidas de potencia debido a la fricción y baja eficiencia.
Calculando la velocidad específica para una carga particular, asumiendo operación a
BEP, da indicio de la posibilidad de una bomba centrífuga para la carga y permite un
estimado de su potencia.
La velocidad específica como una medida del rango seguro de operación
La velocidad específica normalmente se usa como una base para estimar el rango seguro
de operación para la capacidad de una bomba. Los números van entre 3,000 y 20,000.
La Mayoría de los usuarios prefieren que sus bombas tengan velocidades específicas en
el rango de 8000 a 11000 para un funcionamiento óptimo libre de problemas.
4. VELOCIDAD ESPECÍFICA DE SUCCIÓN
Es un término aplicable a las limitaciones de succión y se deriva de la siguiente manera:
De la definición de velocidad específica,
Del parámetro de cavitación,
14
(1)
= función de NS ?
haciendo
donde S = RPM
Q = caudal total
NPS H = columna de succión positiva neta, columna requerida para operación sin
Cavitación denominada también CSPNR
La magnitud de la velocidad específica de succión es un índice de la posibilidad de la
bomba para operar sin cavitación. La mayoría de operaciones de bombas se basan en
una velocidad específica de succión de 8500 tanto para impulsores de simple y doble
succión.
5. VELOCIDAD DE ROTACIÓN
La mayoría de bombas en el rango de 3000 gpm y columnas de alrededor de 300 pies,
son diseñadas para operar entre 1750 a 3500 rpm. Por debajo de los 60 pies de columna
generalmente no son prácticas las bombas de 3500 rpm debido al diámetro del impulsor
muy pequeño que debería usarse.
15
(2)
Fig. 8 Velocidad de rotación como función de la columna y caudal
De manera similar por sobre 150 pies de columna, se debe usar no menos de 1750 rpm
debido a que debe usarse grandes diámetros. Grandes diámetros necesitan grandes
cascos lo cual aumenta el costo de la bomba. Entonces, generalmente encontramos que
las bombas se diseñan para columnas bajo los 60 pies para girar a 1750 rpm o menos;
para 60 a 150 pies una velocidad en el rango de 1750 a 3500 rpm, y sobre los 150 pies
la mayoría de bombas se diseñan para girar a 3500 rpm.
La Fig. 8 puede usarse para determinar la velocidad de rotación como función del
caudal y la columna:
La mayoría de sistemas de bombeo trabajan a una velocidad específica de 8000 a
11000, por lo cual puede usarse la Fig. 9 para determinar la velocidad de rotación en
función del caudal y la columna.
16
Fig. 9 velocidad de rotación como función de la velocidad específica
Al usar la Fig. 9 se debe buscar una velocidad de rotación en función del caudal y la
columna que de una velocidad específica de alrededor de 8000 a 11000.
En este caso se tiene un caudal de 350 gpm y una columna de 110 pies de líquido. Para
este servicio se recomienda una bomba centrífuga con una velocidad de rotación de
1770 rpm.
Alternativamente se puede usar la Fig. 10 para determinar la velocidad de rotación
máxima como función de la capacidad y la CSPN.4 (disponible o del sistema) para
simple succión, para velocidad específica de succión constante e igual a 8 500.
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Fig. 10 Velocidad de rotación corno función de la velocidad específica de succión
Ejemplo 1
Determinar la velocidad de rotación para la bomba centrífuga.
Solución
Caudal manipulado, Q = 20 m3/h (88 gpm)
Columna total, H= 47,68 m (156.39 pies) = 67.70 lbf/pulg2
Columna de succión positiva neta disponible, (CSPNJA = 10.64 m = 34.83 pies
a) Usando la Fig. Fig. 8, para Q = 88 gpm y H = 156,9 podemos usar una bomba con
una velocidad de rotación de 3500 RPM
b) Usando la Fig. 9, para Q = 88 gpm y H = 156,9 debemos usar una bomba con una
velocidad de rotación de 3350 RPM (límite máximo de velocidad de esta gráfica). A
una velocidad específica de 11000
18
c) Usando la Fig. 10, para una (CSPN)A = 10.64 m = 34.83 pies y Q = 88 gpm se debe
usar una bomba a una velocidad de rotación de 3600 RPM. En este caso la velocidad
específica es de 8500.
6. EFICIENCIA DE LA BOMBA
La eficiencia es un dato del fabricante dado en las características de operación de la
bomba.
Para procesos en operación, la eficiencia se evalúa midiendo la energía consumida
(suministrada a la bomba o BHP) y calculando la energía neta necesaria para el bombeo
o caballaje de liquido (LHP)
Para estimados preliminares se puede estimar la eficiencia en función de la velocidad
específica y el caudal según se muestra en la Fig. 11, con lo cual se puede determinar la
energía necesaria para la operación
Ejemplo 2
Determinar la eficiencia de la bomba seleccionada en el Ejemplo 1
Solución
De los datos obtenidos en el Ejemplo l se tiene
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Fig. 8 Eficiencia de una bomba centrífuga
Caudal manipulado, Q= 88 gpm
Columna total, H = 156 pies
Velocidad de rotación, N = 3500 RPM
Velocidad especif1ca,
De la Fig. 11 Eficiencia, n = 55 %
7. POTENCIA SUMINISTRADA
Las bombas centrífugas pueden operar con turbina a vapor o con motor eléctrico.
20
Potencia suministrada (o BHP) = Potencia desarrollada (o LHP)
Eficiencia de la bomba
Donde
Potencia desarrollada = potencia que la bomba debe transmitir al liquido durante el
bombeo, kW en el SI (HP en el sistema inglés denominándose también caballaje de
liquido o LHP)
Potencia suministrada = potencia que el motor o turbina debe suministrar a la bomba,
kW en el SI (HP en el sistema inglés denominándose también caballaje de freno o BHP)
Eficiencia de la bomba = o eficiencia mecánica de la bomba es dato del fabricante o
estimado de acuerdo a la Fig. 11
Ejemplo 3
Calcular el consumo de energía para el sistema de bombeo dado en el Ejemplo l
operando con la bomba seleccionada en los Ejemplos 1 y 2.
Solución
Del Ejemplo 1
Potencia desarrollada, = 2.61 kW
Se selecciona una Bomba Centrífuga
Del Ejemplo 1
Velocidad de rotación de la bomba = 3500 RPM
Del Ejemplo 2
Eficiencia de la Bomba n = 55 %
De la Ec. 3
21
(3)
Potencia Suministrada = 2,61 =4,75kW
0,55
8. ENERGÍA NECESARIA PARA EL BOMBEO
El consumo total de energía para el bombeo depende de la eficiencia de la bomba y la
eficiencia del motor o turbina al que esta acoplada; siendo así, la energía necesaria para
el bombeo estará dada por
Consumo de energía, kW = Potencia suministrada, kW
Eficiencia del motor
9. LEYES DE AFINIDAD
De las curvas características para una bomba centrífuga se tiene la Fig. 5
a) Si se cambia la velocidad de rotación a N2, se pueden confeccionar otras curvas
características a la nueva velocidad de acuerdo a las relaciones:
Nota: Cambiando la velocidad y manteniendo constante el diámetro del impulsor, la
eficiencia de la bomba permanece igual pero varían la H, Q y potencia suministrada
(BHP)
22
(4)
(5)
(6)
(7)
Fig. 9 Efectos de cambio de velocidad de rotación
b) Cambio del diámetro del impulsor; poro manteniendo la velocidad de rotación
constante, la eficiencia de la bomba no es afectada si el diámetro del impulsor no es
variado (reducido) en un valor del 5%; para las demás variables se tiene
Máximo aumento, Máxima reducción,
10. CURVAS DEL SISTEMA
23
La cueva del sistema representa la columna requerida para bombear una cantidad dada
de líquido a trabes de un sistema de tubería.
10.1. Combinación de curvas del sistema de la bomba
Como se muestra en la fig. 9, para manipular un caudal dado de liquido, la columna
desarrollada por la bomba (Hb) es menor que la columna o resistente del sistema (Hs),
por lo que se tiene que desplazar al punto de operación de la bomba variado el diámetro
o la velocidad (en este caso aumentado cualquiera de los dos).
Fig. 10 Curvas características del sistema y de la bomba
10.2. Efecto de las propiedades físicas del fluido
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Las propiedades físicas de los fluidos en el bombeo con bombas centrifugas son la
densidad ( o peso especifico ), presión de vapor y viscosidad.
a) Densidad (peso específico, o densidad relativa). Influye sobre la potencia
necesaria parra el bombeo, a mayor densidad, mayor potencia necesaria para el
bombeo.
b) Presión de vapor.- Su influencia se acentúa si se trabaja con líquidos calientes
y está en la CSPNa o del sistema, la presión de vapor debe ser baja para tener
una CSPNa razonable y evitar la “cavitación “.
c) Viscosidad.- influye sobre el caudal que pueda manipular la bomba Q , la
columna H que pueda desarrollarla bomba, y la eficiencia de la bomba N .
Además influye sobre la columna o resistencia al sistema.
Se han hecho considerables esfuerzos para determinar el efecto de la viscosidad sobre la
operación de bombas centrifugas. La fig 11 muestra el efecto de diferentes rangos de
viscosidades desde 32 SSU (que corresponde al del agua) hasta 400 SSU. Aun cuando
la bomba tenga una eficiencia del 76 % (en el punta máximo de la eficiencia, BEP)
cuando se manipula agua, la eficiencia de la bomba se reduce a cerca del 20 % cuando
manipula líquidos con viscosidad de 400 SSU.
Obviamente debe hacerse una evaluación entre bombas centrifugas y bombas de
desplazamiento para tomar una dedición justificable desde el punto de vista de la
economía. Pero como regla general es que el limite superior para usar bombas
centrifugas es 2000 SSU.
25
Fig. 11 Influencia de la viscosidad
Alternativamente se puede usar correlaciones dadas por la fig 11 y 12 para
transformar las características de operación con agua a la operación con líquidos
viscosos
26
Fig. 12 Factores de corrección debido a la viscosidad para caudales bajos
27
Procedimiento: Para un sistema de bombeo con agua, las consideraciones de la bomba
con líquido viscoso se obtienen en forma siguiente:
1.- Ubicar QN (caudal a eficiencia máxima) en las curvas características para agua
2.- Se determina los factores de corrección para el líquido viscoso
CE : para la eficiencia
CQ: Para el caudal
CH: Para la columna a valores de 0,6 QN ; 0,8 QN; 1,0 QN Y 1,2 QN ;
3.- Los nuevos valores de la bomba operando con líquido viscoso son:
Q2 = CQ Q1
H2= CH H1
N2 = CE N1
28
FIG 13 Factores de corrección para caudales altos
29
Limitaciones:
a) Solo aplicaciones a bombas centrifugas de boluta.
b) Solo con fluidos newtonianos.
c) De preferencia para bombas con una sola etapa. Cuando se trata de múltiple
etapa se debe tomar la columna por cada etapa.
Viscosidad cinética
11. APLICACIONES DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS
Para una aplicación en procesos
1. bomba continua general.-
De voluta (impulsor incorporado); de mayor aplicación
De tubería regenerativa (fluidos calientes, mezclas de gases y líquidos)
a) bombas en serie
- Si las bombas son idénticas
Q = Q1 = Q 2
H3 = 2H1 = 2H2
30
a) bombas en paralelo
H es la individual de cada una
Nota: en lo posible, los sistemas de bombeo deben funcionar con bombas centrifugadas.
Si la bomba centrifugada falla se debe usar una bomba de desplazamiento positivo.
31
12. LIMPIEZA E INSPECCIÓN
Limpieza e inspección
1. Frote con alcohol las superficies de contacto de las placas para quitar la laca para
juntas. Si resulta necesario, las placas se pueden pasar ligeramente sobre una
superficie labrada y plana recubierta con tela de esmeril 180 o de grano más
fino.
2. Examine los casquillos de los cojinetes de rodillos en las placas de asiento y
fijese si están desgastados, machacados o rayados. Si hace falta reemplazar los
caquillos, utilice un punzón para empujar el retén externo de la placa.
Rápidamente, caliente una zona estrecha a lo largo del casquillo (6 mm [1/4 de
pulg.] de ancho o meno) hasta que casi alcance la temperatura de fusión (Figura
3).
Figura 3
Placa de asiento = BEARING PLATE, Área calentada = HEATED AREA, Manguito
del cojinete = BEARING SLEEVE
Una vez que el manguito se haya enfriado a la temperatura ambiente, podrá quitarlo
fácilmente. (Bearing removal tool.) Quite el retén interno de ajuste holgado.
32
Recomendamos reemplazar los cuatro conjuntos de cojinete siempre que se repara la
bomba.
1. Para las bombas con cojinetes lisos tipo chumacera que se pueden quitar, fijese
si los cojinetes están desgastados. Si hace falta reemplazarlos, meta un macho de
roscar cónico para tubos firmemente en el cojinete y luego utilice una prensa de
tornillo para apretar el macho de roscar directamente y sacar el cojinete.
2. Fijese si las placas de asiento están desgastadas o rayadas y reemplácelas si es
necesario. Si no es posible reemplazarlas, las placas se pueden reparar
rectificando la superficie desgastada en una recificadora de superficies planas.
Una vez reparada, la placa debe estar plana dentro de 0,008 mm (0,0003 de
pulg.), estar paralela dentro de 0.025 mm (0,001 de pulg.) y tener un acabado de
0,0004 mm )16 micropulgadas). No quite más material de lo que sea necesario,
ya que se debe mantener un juego libre mínimo de 0,38 mm (0,015 de pulg.)
para los ejes. Mida las peizas para comprobar esta tolerancia.
3. Utilice un sacacorchos para quitar la empaquetadura de la placa de suplemento.
Recomendamos reemplazar la empaquetadura sempre que se repare la bomba.
4. Mida el diámetro externo de los engranajes y el diámetro interno de los orificios
del cuerpo de la bomba, y determine el huelgo lateral restando el espesor del
engranaje del espesor de la placa del cuerpo de bomba. Compare los valores
medidos con los que aparecen el las tablas 1 y 2 y, si resulta necesario,
reemplace los componentes. Si la zona de desgaste del cuerpo de la bomba
corresponde a menos de la tercera parte de la circunferencia del diámetro
interno, la placa de cuerpo de bomba se puede volver a utilizar girándola 180
grados, de modo que la posición de los puertos de aspiración de descarga quede
intercambiada una vez que se haya vuelto a armar la bomba..
5. Fijese el área alrededor de los rodamientos de los ejes impulsor e impulsado está
desgastada, decolorada o machacada. Reemplácelos si observa cualquiera de
estas condiciones de deterioro.
6. Los engranajes están apretados sobre los ejes, cuyo diámetro es mayor que el
diámetro interno de los engranajes, pero se los puede quitar de su eje con una
prensa de tornillo
12.1. Límites de desgaste
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Tabla 1. Límites de desgaste del diámetro externo del engranaje y del diámetro interno
del cuerpo de bomba
Serie de la bombaD.E. mínimo del
engranajepulg. (mm)
D.I. máximo del cuerpo de bomba
pulg. (mm)
4400 1.339 (35.53) 1.405 (35.69)
4500 1.743 (44.27) 1.750 (44.45)
4600 2.399 (60.93) 2.406 (61.11)
4800 3.492 (88.70) 3.502 (88.95)
Tabla 2. Límites de desgaste para huelgo lateral
Serie de la bombaHuelgo lateral máximo
pulg. (mm)
4400-05 to 4400-10 0.0025 (0.064)
4400-15 to 4400-30 0.0028 (0.071)
4500-05 to 4500-15 0.0028 (0.071)
4500-20 to 4500-30 0.0033 (0.084)
4600-05 to 4600-10 0.0030 (0.076)
4600-15 to 4600-25 0.0035 (0.089)
4600-30 to 4600-40 0.0040 (0.102)
4800-10 to 4800-50 0.0040 (0.102)
4800-60 0.0080 (0.203)
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13. INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO
13.1. Instalación
Las bombas horizontales pueden suministrarse completas (con bancada, acoplamiento y
motor eléctrico), o bien en eje libre.
13.1.1. Acoplamientos
Si la bomba horizontal se suministra en eje libre hay que ajustarle correctamente el
acoplamiento entre la bomba y el motor eléctrico. El accionamiento entre la bomba y el
motor eléctrico se realiza mediante un acoplamiento semielástico, debiendo estar
perfectamente alineados los dos ejes. Los defectos de alineación conllevan siempre un
desgaste prematuro de los elementos elásticos de transmisión, torsión de los ejes,
calentamiento excesivo de los rodamientos, y otra serie de averías. Para comprobar la
perfecta alineación, se utilizará una regla de precisión colocada en sentido paralelo a los
ejes y sobre los diámetros exteriores de los dos platos del acoplamiento, debe apoyarse
en toda su superficie y en cualquier punto de la periferia.
La separación entre los dos platos del acoplamiento será constante y de un determinado
valor según el tamaño del acoplamiento.
Los acoplamientos semielásticos utilizados normalmente son de bulones, estrella o
arandela, quedando a nuestro criterio y experiencia, su elección, en función del modelo
de bomba, motor y servicio.
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13.1.2. Bancadas
Las bombas horizontales deben estar perfectamente alineadas y montadas sobre
bancadas de perfiles laminados. Aunque son de construcción robusta, deben ser
manejados cuidadosamente, para evitar que se produzcan desalineaciones.
Las bancadas de las bombas horizontales se deben apoyar sobre una superficie
completamente lisa, en algún caso se necesitarán suplementos mecánicos (galgas), para
conseguir un posicionamiento correcto. Después de posicionar correctamente la bomba
horizontal completa se deben apretar los pernos de anclaje, verificando la perfecta
nivelación de la bancada mediante un nivel de burbuja.
Una vez colocado el grupo sobre la placa de fundación y comprobado lo anteriormente
expuesto en cuanto a nivelación y alineación, se vierte cemento rápido sobre la bancada,
haciendo que todos los huecos queden totalmente llenos. Fraguado el cemento
comprobar que la alineación sigue siendo perfecta y en caso de ser necesario corregirla
hasta que sea perfecta.
Una vez realizadas todas estas operaciones con éxito, comprobar (si el motor lo permite)
que la bomba gira completamente libre de roces.
13.1.3. Tuberías de aspiración
El buen funcionamiento hidráulico de las bombas depende en gran manera de la tubería
de aspiración a la que está conectada.
Una buena tubería de aspiración debe reunir obligatoriamente las siguientes
condiciones:
- Ser de una hermeticidad total, dado que cualquier poro o fisura originaría la entrada de
aire, provocando el descebado de la bomba.
- Si la bomba aspira de un pozo o nivel inferior, la tubería se debe montar en posición
ascendente hacia la bomba, de manera que no se produzcan bolsas de aire las cuales nos
llevan a la consecuencia tratada en el párrafo anterior.
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- Dado que las bombas horizontales tienen un poder de aspiración limitado (variable
según el punto de funcionamiento y el tipo de impulsor) no conviene apurarlas
excesivamente. Se debe prever la menor altura vacuométrica de aspiración posible
(altura geométrica + pérdidas de carga).
- Se deben reducir al mínimo posible la colocación de codos, válvulas,
estrangulamientos, etc. que aumentan las pérdidas de carga, y pueden llegar a provocar
bolsas de aire.
- La tubería de aspiración debe tener sustentación propia y no debe transmitir en ningún
caso, tensiones a la brida de la bomba horizontal.
- Para disminuir las pérdidas de carga en la instalación, se aconseja usar tuberías de
mayor diámetro (en ningún caso de diámetro menor) que el fijado por el orificio de
aspiración de la bomba. Esta ampliación se efectúa mediante un cono difusor
excéntrico.
En los conos difusores excéntricos, el lado recto debe quedar en la parte superior de la
tubería cuando el nivel del líquido está por debajo de la bomba, y en la parte inferior
cuando el nivel del líquido está por encima de la bomba.
- Cada bomba debe tener su propia tubería de aspiración. Si a pesar de todo, dos o más
bombas deben de aspirar de un mismo colector, dicho colector ha de ser de igual
diámetro desde la primera hasta la última toma y debe estar lo suficientemente
dimensionado como para suministrar el caudal necesario a todas y cada una de las
bombas conectadas a pleno rendimiento.
- Si la bomba aspira de un pozo o nivel inferior y no se dispone de equipo auxiliar de
vacío para evacuar el aire de la tubería de aspiración, es necesaria la instalación de una
válvula de pie en el extremo de dicha tubería de aspiración. Debe elegirse una válvula
de buena calidad, dado que ha de efectuar un cierre perfecto para facilitar el llenado
previo de la tubería y evitar posteriormente el descebado de la bomba. Por lo general,
las válvulas de pie están provistas de unas rejillas que impiden el paso a la bomba de
cuerpos extraños.
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- En las instalaciones que trabajan en carga, es necesaria la colocación de una válvula de
compuerta para aislar la bomba horizontal en caso de ser necesario. Estas válvulas
permanecerán totalmente abiertas mientras las bombas estén funcionando.
13.2. Mantenimiento
13.2.1. Grasa
El eje de la bomba horizontal se monta sobre los rodamientos, que bien pueden ir
lubricados por grasa o por aceite.
Cuando el eje está lubricado por grasa, se debe añadir una pequeña cantidad de grasa
(ya que un exceso de grasa puede producir calentamiento), a las 200 horas de
funcionamiento continuado (ó 20 días de trabajo discontinuo).
La renovación total de la grasa se realizará a las 3.000 horas de trabajo continuado (ó
2.000 horas trabajo discontinuo).
En ningún caso, la temperatura en las cajeras de rodamientos debe superar los 85ºC.
Es conveniente cada 10.000 horas, desmontar los rodamientos y limpiar las cajeras de la
grasa acumulada.
La grasa utilizada tiene que ser jabón en base de litio con aditivos de extrema-presión
(EP), compatible con grafito y con molibdeno, y no compatible con grasas en base de
sodio o calcio (especificación KP2K según DIN 51502).
12.3.2. Aceite
Para rodamientos nuevos, la duración media de la primera carga de aceite es de 200
horas, siendo las renovaciones posteriores cada 10.000 horas.
A la hora de rellenar, se utilizará aceite del mismo tipo, entre los niveles de máximo y
mínimo. Un tapón situado en la parte superior de la cajera de rodamientos con un
orificio nos sirve para evitar sobrepresiones, condensaciones y excesos de aceite.
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Todos los rodamientos de las bombas horizontales Omega van protegidos por unos
retenes (neopreno, vitón, caucho, etc). La función de estos retenes es por una parte, el
sellado de la cajera y por otra, la protección contra la entrada de cuerpos extraños.
La temperatura de los rodamientos puede ser de 60º C superior a la temperatura de
ambiente, pero sin sobrepasar, en ningún caso, los 100º C.
Los aceites empleados para los rodamientos siguen las siguientes normas; nivel de
calidad USS 224, especificación según DIN 51.517 y clasificación CLP ISO UG-68.
MARCA GRASA ACEITE
GAVIN MGL2-EP EC-EP905
BP LS-EP2 GR 125 EP
CEPSA LITIO 2EP ENGRANAJES HP2
ESSO BEACON 2EP SP SPARTAN EP68
MOBIL LERITAL 2 LISSUR ENGR. 627
SHELL ALVANIA OMALA OIL 68
13.2.3. Acoplamiento elástico
Los acoplamientos se deben sustituir nada más observar que existe algún tipo de
desgaste en los elementos elásticos que lo componen.
A la hora de sustituir los acoplamientos elásticos, se aconseja el uso de un extractor para
desmontarlo. En ningún caso, realizar esta operación a golpes.
13.2.4. Empaquetadura
En las bombas horizontales que llevan cierre de empaquetadura, y antes de arrancar el
motor eléctrico, se debe aflojar levemente los prensaestopas. Cuando se aflojan los
prensaestopas se produce un leve goteo.
Siempre que se reemplace la empaquetadura, se hará por completo y se seguirán los
siguientes pasos:
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1.- Aflojado por completo el prensaestopa, se procede a extraer la empaquetadura,
aprovechando para limpiar la cajera, el casquillo de desgaste y la superficie del eje en
contacto en contacto con dicha empaquetadura.
2.- Si se ha desmontado totalmente la bomba, debemos eliminar las rayas en la
superficie del eje, provocadas por un excesivo apriete de la empaquetadura, así como
cualquier desviación del eje con la cajera.
3.- La empaquetadura se debe cortar en bisel a 45º C y enrollar después sobre un tubo
de igual diámetro al del eje de la bomba, para cortar el número de tiras necesarias.
4.- El entramado en "V" de la empaquetadura debe disponerse de tal forma que apunte
en contra del sentido de rotación del eje (en contra del giro de la bomba).
5.- Los cortes o uniones de los distintos anillos de la empaquetadura deben quedar
girados 90º ó 120º entre sí, alrededor del eje de la bomba.
6.- El anillo linterna se colocará correctamente midiendo la cota a la que debe quedar,
incluyendo las tiras necesarias en la parte delantera.
7.- Se montará cada anillo por separado, apretando cada uno de ellos suavemente con el
prensaestopa contra la última tira de la empaquetadura.
Según los tipos de bombas (por su utilización, construcción,…) se pueden presentar
distintos tipos de cajeras prensaestopas. Así, en alguna ocasión, si la empaquetadura se
encuentra en la zona de aspiración, se puede llegar al descebado de la bomba producido
por una entrada de aire.
Para solucionar este problema, se dota a las bombas de un sello hidráulico con el fin de
conseguir una presión del líquido en la cajera del prensaestopas igual a la presión del
líquido en la zona de impulsión.
13.2.5. Sello mecánico
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Se recomienda consultar a nuestro Departamento Técnico para su elección. La duración
del sello mecánico depende de la presión, temperatura y velocidad periférica, así como
el fluido a bombear (abrasión, temperatura, presión, etc.).
EL SELLO MECANICO NUNCA DEBE FUNCIONAR EN SECO, PUES SU
DETERIORO SE PRODUCIRA RAPIDAMENTE.
13.2.6. Control preventivo
Es conveniente realizar una serie de revisiones preventivas con el fin de evitar las
posibles averías. Así:
- Se debe comprobar la correcta alineación entre la bomba y el motor eléctrico, así como
el estado del elemento elástico del acoplamiento que los une.
- Se debe comprobar que la bomba funcione de manera suave y el eje gire libre de
vibraciones.
- Cada cierto tiempo, conviene comprobar que las condiciones de servicio (caudal y
altura) para las que se pidió la bomba horizontal no se han modificado.
- Es conveniente también, verificar periódicamente que el consumo y la intensidad del
motor eléctrico, son próximos a las señaladas en la placa de características.
- La empaquetadura deberá gotear levemente, en caso de que este goteo sea excesivo, se
procederá a reponer la empaquetadura por completo.
- En caso de llevar sello mecánico, no existirá goteo alguno; aunque durante su
asentamiento se pueden llegar a dar leves pérdidas.
- Cada cierto tiempo, se debe comprobar la temperatura de los rodamientos y añadir, en
caso de ser necesario, el refrigerante adecuado.
- En caso de existir circuitos auxiliares para la refrigeración de la bomba horizontal se
verificará su perfecto funcionamiento.
41
- Cuando las bombas horizontales permanezcan durante un largo tiempo paradas (en
épocas de grandes fríos), se debe vaciar completamente el cuerpo de la bomba.
- Las bombas horizontales paradas durante largos períodos de tiempo deben ser
arrancadas periódicamente para que no se agarroten.
- Las bombas horizontales nunca deben funcionar durante largo tiempo con flujo
mínimo (caudal cero).
- Se deben reducir al mínimo imprescindible, el número de paradas y arrancadas de la
bomba horizontal.
13.2.7. Puesta en marcha
A la hora de poner en marcha la bomba horizontal hay que tener en cuenta una serie de
procesos como se describen abajo.
13.2.8. Cebado de la bomba
1.- La válvula de compuerta de la impulsión debe estar cerrada.
2.- Trabajando en carga, se debe abrir totalmente la válvula de compuerta en aspiración,
aflojar el tapón de purga de aire, y esperar entonces a que se llenen tanto la tubería de
aspiración como el cuerpo de bomba del fluido a bombear, procediendo después a
apretar el tapón de purga.
3.- Si existe aspiración negativa, generalmente con una válvula de pie, se utilizará para
el cebado de la bomba, uno de los siguientes métodos:
a) Llenar la tubería y la bomba mediante una fuente externa de alimentación del fluido,
conectada al orificio de cebado y aflojar el tapón de purga.
b) Comunicar las tuberías de aspiración e impulsión mediante un by-pass, llenándose la
tubería de aspiración y aflojar el tapón de purga.
c) Usar equipos de vacío auxiliares como es un eyector operado por aire/agua, una
bomba de vacío, etc.
42
4.- Es conveniente girar con la mano el eje de la bomba varias veces mientras la bomba
se está cebando para eliminar posibles burbujas en el cuerpo de bomba. En ningún caso
la tubería de aspiración, ni la válvula de pie deben quedar sometidas a una presión
excesiva.
5.- Una vez cebada la bomba, se debe comprobar que no existen fugas.
13.2.9. Arranque
1.- Confirmar que la tensión de la línea y la tensión indicada en el motor eléctrico
coinciden. También se debe comprobar el correcto conexionado del motor.
2.- En bombas con sello mecánico, debemos llenar por completo el cuerpo de bomba
para verificar el correcto sentido de giro.
3.- En las bombas con empaquetadura, girar el eje manualmente para comprobar que el
prensaestopa no se encuentra excesivamente apretado.
En funcionamiento, es normal que el prensaestopa gotee levemente; si el goteo es
excesivo apretar el prensaestopa y aflojarlo si por el contrario no existe goteo o se
produce un calentamiento anormal.
4.- Comprobar que el sentido de giro del motor eléctrico es correcto.
5.- Cuando sea necesario el suministro de agua de cierre en el prensaestopa, comprobar
que se efectúa correctamente (aproximadamente 0,5 Kg/cm² por encima de la presión de
trabajo).
6,- Cuando existe circuito de refrigeración, se abrirá el paso de agua para comprobar
que no existen obstáculos a lo largo de todo el circuito.
7.- Arrancar la bomba, siguiendo las instrucciones del fabricante, una vez comprobado
que la bomba está cebada, la válvula de compuerta de la aspiración abierta y la válvula
de descarga de la impulsión cerrada.
8.- Una vez arrancada la bomba y girando a la velocidad nominal correcta, se debe abrir
lentamente la válvula de descarga de la bomba, hasta llegar al caudal y presión deseado.
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Una vez en este punto, comprobar que el consumo de la bomba no sobrepasa el indicado
en la placa del motor eléctrico.
9.- Evitar en lo posible, un funcionamiento prolongado de la bomba con la válvulade
descarga cerrada, dado que se pueden ocasionar roces, agarrotamientos, etc.
13.2.10. Parada
1.- Cerrar la válvula de descarga de la tubería de impulsión, y si existe, la llave de paso
del vacuométro del lado de la aspiración.
2.- Parar el motor eléctrico siguiendo siempre las instrucciones del fabricante,
comprobando que el eje de la bomba permanece girando durante unos instantes sin
agarrotamientos.
3.- Cerrar el suministro del fluido de cierres en las bombas que lo requieran, salvo en
aquellas instalaciones especiales (condensados que reciben el líquido de impulsión en
vacío) en los cuales, aún estando la bomba parada, deben recibir fluido en el cierre.
4.- Cerrar el suministro de agua de refrigeración en aquellas instalaciones que lo
requieran.
http://www.northern-pump.com/sb101c.htm
http://www.liquiflo.com/info/Spanish_IOM_3andH_MC.pdf
http://www.doschivos.com/trabajos/tecnologia/719.htm
http://www.johnson-pump.com/OTHER/industry_pdfs/Centrifugal/IM_CM/IM-CM-ES.pdf
http://www.bombasomega.com/TEC2.htm
44
14. DETERMINACIÓN DE PARTICULAS FERROMAGNETICAS DE
DESGASTE
El PQ es un equipo automático para determinar cuantitativamente partículas
ferromagnéticas en muestras de aceites usados. Puede utilizarse tanto conectados a un
PC como solo, midiendo e lotes o muestras individuales (Figura).
Figura. Equipo PQI
El display del equipo muestra tanto el estatus como los valores de PQ. Los datos son
guardados en una memoria interna para una posterior transferencia a una base de datos.
El equipo se calibra automáticamente entre muestras.
Se pueden cargas hasta 144 muestras para un funcionamiento en modo automático.
Después de la medida, la muestra es llevada a una zona de desechos y el equipo queda
listo para la siguiente media.
Las ventajes de este equipo son las siguientes:
- Medidas automáticas.
- Los resultados de las muestras son guardados en una memoria interna, con opción a
transferirlos a un PC.
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- Es exacto y rápido de medida - 5 muestras por minuto.
- Puede medir hasta 144 muestras por lote.
- Calibración automática entre medidas.
14.1. Por qué usar la tecnología PQ®?
Una medida del PQ es una herramienta esencial en los programas de análisis de aceite
usado ya que puede identificar partículas grandes no detectadas por otras técnicas
analíticas, sin necesidad de preparación de la muestra. Una medida del Índice PQ puede
llevar unos 5 segundos.
El PQ funciona mediante la medida de la distorsión del flujo del campo magnético
cuando una partícula ferromagnética es colocada en su campo.
El resultado es mostrado como un “Índice PQ”. Este índice es una medida adimensional
que puede relacionarse con los valores ferrograficos DL y DS o con las ppm del análisis
espectroscópico.
14.2. Limitaciones de otras Técnicas.
La espectroscopia de absorción y emisión no pueden ser utilizadas para análisis de
partículas mayores de 5 micras (Figura). Tradicionalmente se han utilizado la digestión
ácida y el rotrodo, pero ambos métodos necesitan preparación de la muestra.
46
14.3. FERROGRAFÍA ROTATORIA
La ferrografía rotatoria (RPD) ofrece un método rápido y simple de separar las
partículas de desgaste. Se añade un volumen de muestra a un substrato de vidrio
localizado sobre un material magnético. Las partículas de desgaste se depositan
radialmente en tres anillos concéntricos mediante la combinación de fuerzas
rotacionales, magnéticas y gravitacionales.
El lubricante se elimina mediante la adición de un disolvente de lavado y su posterior
secado, proporcionando un substrato con partículas bien separadas que pueden ser
observadas mediante el microscopio óptico o electrónico. El equipo viene con una guía
“Guide to Wear Particle Recognition”, la cual ayuda al usuario a identificar los tipos de
partículas existentes mediante la observación de las diferentes formas, tamaños y
disposiciones. Las partículas de desgaste también pueden ser medidas de una manera
cuantitativa mediante la deposición del substrato sobre el Analex PQ Ferrous Debris
Monitor. La ferrografía es una técnica utilizada por las compañías de lubricantes,
transportes, fuarzas armadas, industria de la construcción, minería, etc. Las aplicaciones
típicas son en aceites de sistemas de transmisión, mandos finales, engranajes, motores
diesel y sistemas hidráulicos.
Separa y examina las partículas de desgaste.-
fácil identificación del tipo dedesgaste.
- Los resultados pueden ser analizados visualmente con ayuda de la guía o cuantificados
con ayuda del PQ.
47
Figura 1. Equipo de ferrografía rotatoria
14.4. CIRCOIL
La cromatografía es una técnica de separación, donde una muestra es separa en sus
diferentes componentes y seguidamente se pueden medir o identificar de diversas
maneras. Los componentes que van a ser separados son distribuidos en dos fases
inmiscibles.
La base de cualquier cromatografía es la fase estacionaria, la cual es normalmente un
sólido en la cromatografía en capa fina. La fase estacionaria esta enlazada a un soporte
sólido construido con un material inerte. La muestra se va moviendo a lo largo o a
través de la fase estacionaria. Las diferencias entre las propiedades físicas y químicas de
los diferentes componentes de la muestra son usadas para provocar la separación y la
velocidad de movimiento (llamada migración) de los componentes individuales.
Cuando un componente de la muestra ha emergido del cromatograma se dice que ha
sido eluido. En el caso ideal, los componentes van emergiendo del sistema en función
de la interacción que tengan con la fase estacionaria. Se consigue una buena resolución
cuando los componentes se separan lo suficiente como para evitar el solapamiento de un
pico con el del vecino.
El término radial se refiere a la formación del círculo por parte de los constituyentes de
la muestra después de que la muestra ha sido eluida en el substrato cromatográfico,
48
cuando lo hace en un frente horizontal. Por eso se la llama cromatografía en capa fina
radial.
En la cromatografía en capa fina, la fase estacionaria se coloca sobre una base de
plástico, vidrio o metal inertes. Entonces se pone una gota de muestra sobre la placa y se
produce el desarrollo del cromatograma cuando la fase móvil junto con los componentes
de la muestra se evolucionan hacia la fase estacionaria. La muestra viaja a través de la
placa en la fase móvil ayudada por la capilaridad. La separación de los componentes se
produce por medio de la adsorción, partición, exclusión, o procesos de intercambio
iónico, o una combinación de alguno de estos.
En la cromatografía en capa, la posición de las bandas o zonas resultantes, tras su
desarrollo, se detecta u observa por los medios apropiados. La cromatografía en capa
encuentra muchas aplicaciones debido a que es un método muy simple, con alta
sensibilidad, velocidad de separación, y si se desea la recuperación de los componentes
es sencilla.
Cuando se utiliza como una herramienta para el análisis de aceites usados se pueden
observar tendencias a lo largo de la vida de la máquina y aceite. Estas características
aparecen como bandas o zonas de diferentes colores, densidades e incluso metales de
desgaste no deseados.
Lo primero que se debe hacer es analizar el aceite nuevo para obtener una línea base. Lo
siguiente que se debe realizar es analizar las muestras con diferentes horas de trabajo y
estados de degradación. Unos cambios en las apariencias de las bandas/zonas son
indicativos que algún cambio se ha producido en el lubricante.
Como la gran mayoría de los métodos analíticos, este método no predice el futuro
funcionamiento de la máquina, sino que indica es estado en el momento del muestreo.
Un análisis más detallado de las zonas podrá indicar si existe una alta cantidad de
metales de desgaste, agua de contaminación, etc.
A continuación se muestra un ejemplo de un aceite de engranajes:
Como se puede observar en la figura el aceite #1 tiene el mismo AN que el nuevo pero
se observan productos de oxidación, confirmado mediante FTIR
49
Figura 2.
El FTIR muestra la presencia de productos de oxidación en los aceites usados. La
confirmación se realiza por la medida de la banda de carbonilos en la región de ~1740
cm-1.
La presencia de compuestos de oxidación se manifiesta por la coloración de la zona
centro de la mancha y por la densidad de la zona exterior de la misma.
Muchos de los problemas encontrados en las maquinas están relacionados con el
lubricante utilizado o por la contaminación existente en su seno. El sumatorio de estos
dos problemas está en torno al 60-65% de los casos. Por eso, el método que se ha
descrito antes ayuda al mantenimiento, cambios de aceite, y en general una disminución
en el coste las todas las operaciones. La secuencia que se debe realizar es la siguiente:
- Establecer la línea base para el aceite nuevo para cada máquina.
- Analizar manchas regularmente para observar si se observan cambios en los
resultados.
- Si se observan cambios significativos se debe enviar una muestra al laboratorio para
un análisis más detallado.
50
14.5. Servicio de Termografía
El Mantenimiento Predictivo a través de la técnica de análisis infrarrojo facilita la
detección de aquellos puntos que presentan una temperatura fuera de la norma. Dicha
medición se efectúa a distancia sin interrumpir el sistema o procesos.
Este método posibilita la detección de:
Empalmes o conexiones sulfatadas Desgaste de materiales Contactos defectuosos Alta resistividad Desbalanceo de fases Fuga en válvulas y Escapes de gas Pérdidas en dispositivos sometidos a presurización
Sus ventajas más significativas, son:
Equipos siempre listos para la producción Menos mano de obra Menor consumo de repuestos Optimización de procesos Planeación del momento oportuno para efectuar la reparación Presupuestos de mantenimiento más reales Mejor control sobre los inventarios Disminución en reparaciones preventivas Identificación de los puntos más vulnerables del proceso Tener mayor control en la seguridad industrial Aumento de productividad
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Para un proceso de producción de 24 h continuas al año, se recomienda, normalmente,
una inspección termográfica cada seis meses.
Con el Mantenimiento Predicticvo mediante Termografía, usted y su equipo de
producción evitan al máximo todas las reparaciones innecesarias y acortan el tiempo de
aquellas que son indispensables.
MANTENIMIENTO PREDICTIVO
En Sitio
Mediante una inspección general de puestos de potencia, realizamos un diagnóstico del estado de funcionamiento de la bomba ,
En base al resultado de este procedimiento, se hacen las recomendaciones pertinentes y se efectúan reparaciones menores como cambio de aceites y ajuste de conexiones flojas.
El mantenimiento En Sitio incluye además de la inspección general, las siguientes pruebas:
Medición de aceite . Medición del factor de potencia. Medición de la relación de transformación
MANTENIMIENTO PREVENTIVO En Taller de Mantenimiento Todas las bombas , previa su incorporación a la red de bombeo debe encontrarse, técnicamente, apto para tal fin. Mediante la emisión de un Protocolo de Ensayos, validamos el estado de
La bombo , en base a las siguientes pruebas:
Inspección general. Medición de aceite. Medición de la relación de transformación. Ensayo debombeo aplicada. Determinación de pérdidas en el hierro del impulsor Regulación y rendimiento.
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MANTENIMIENTO CORRECTIVO
En Sitio
Mediante este Servicio de Mantenimiento En Sitio, se pone en marcha una alternativa correctiva para la bomba.
Se repara daños o cambiar los elementos fallados en su Puesto de funcionamiento, evitando, de esta manera, suspensiones largas de sus procesos productivos.
El servicio tiene el siguiente alcance:
Cambio de de cellos. Cambio de empaquedaturas. Aumento o cambio de aceite. Recirculado de aceite .
En Taller de Mantenimiento
Esta alternativa complementa el alcance del servicio de Mantenimiento Correctivo a bombas de potencia, logrando revisiones completas y profundas en Talleres.
El Mantenimiento Correctivo en Taller incluye, además de la inspección general, las siguientes pruebas:
Cambio de empaquetaduras. Recirculado de aceite. Cambio de o aumento de aceite. Reparación de carcasa. Cambio de rodamientos . Cambio de llave selectora de tap. Reparación del impulsor.
Bibliografía:
1.- http://www.wearcheckiberica.es/Documentacion/DocTecnica/PQ1.asp
2.- http://www.cre.com.bo/CRE/html/portafolio.asp?fop=20
53
3.-http://www.camaranavarra.com/archivos/promocion_y_desarrollo_de
_navarra/publicaciones/19_11_2003/METecnolog.pdf
4.- http://www.northern-pump.com/sb101c.htm
5.- http://www.liquiflo.com/info/Spanish_IOM_3andH_MC.pdf
6.- http://www.doschivos.com/trabajos/tecnologia/719.htm
6.- http://www.johnson-pump.com/OTHER/industry_pdfs/Centrifugal/IM_CM/IM-CM-ES.pdf
7.- http://www.bombasomega.com/TEC2.htm
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