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  • 1. BOMBASINTERNACIONALES MEXICANAS S.A. de C.V. Curso de capacitación para la puesta en marcha y operación de un equipo de bombeo API – 610 9ª. Edic. 1
  • 2. INDICECAPITULO 1 FILOSOFIA DE OPERACIÓN1.1 CONCEPTOS BASICOS 1.1.1 Mecánica de Fluidos 1.1.2 Definición de Bomba 1.1.3 Clasificación de los Fluidos 1.1.4 Propiedades de los Fluidos 1.1.5 Presiones 1.1.6 Carga Dinámica Total 1.1.7 Ecuación de Bernoulli 1.1.8 N P S H 1.1.9 Cavitación 1.1.10 Golpe de Ariete 1.1.11 Leyes de Afinidad 2
  • 3. 1.2 ARRANQUE DE MOTOBOMBA 1.2.1 Instalación 1.2.2 Cebado o Purga 1.2.3 Arranque y Operación de la Bomba 3
  • 4. CAPITULO 2MANTENIMIENTO PREDICTIVO2.1 MANTENIMIENTO PREVENTIVO 2.1.1 Inspección 2.1.2 Lubricación 2.1.3 Desensamble 2.1.4 Ensamble 2.1.5 Anillos de Desgaste 2.1.6 Rodamientos2.2 ANALISIS DE FALLAS MAS FRECUENTES 2.2.1 Localización de Problemas 2.2.2 Soluciones y Prevención 4
  • 5. CAPITULO 3 PROGRAMACION CALIBRACION3.1 ARRANQUE Y PARO3.2 FALLAS Y COMO CORREGIRLAS 5
  • 6. IntroducciónLos productos BIMSA son el resultado de másde 20 años de desarrollo y estudio progresivo.Su avanzado Diseño, la selección de susmateriales y la precisión de su construcción,refleja esta amplia experiencia. Los productosBIMSA le proporcionan una operación eficientecon un mínimo de mantenimiento yreparaciones.Con este curso lo que se pretende esfamiliarizar al personal de mantenimiento yoperación con detalles pertinentes yprocedimientos adecuados para elmantenimiento de las bombas BIMSA 6
  • 7. CAPITULO 1 FILOSOFÍA DE OPERACIÓN1.1 CONCEPTOS BASICOS1.1.1 Mecánica de FluidosEn la formación del ingeniero mecánico, ademásde las matemáticas, instrumento imprescindible detrabajo y de la Física, base de la ingeniería, han deIntervenir las siguientes disciplinas fundamentales:Mecánica de los cuerpos rígidos, mecánica de loscuerpos deformables o resistencia de los materiales,termodinámica, transmisión de calor ymecánica de fluidos.La mecánica de fluidos es la parte de la mecánicaque estudia las leyes del comportamiento de losfluidos en equilibrio, hidrostática, y en movimiento,hidrodinámica.En el desarrollo de los principios de la mecánica defluidos juegan un papel preponderante, mientras queotras o influyen poco o nada. En la hidrostática, el pesoespecifico es la propiedad importante, mientras que enla hidrodinámica, la densidad y la viscosidad son lasque predominan. 7
  • 8. 1.1.2 Definición de BombaEl bombeo puede definirse como la adición de energía aun fluido para moverse de un punto a otro, no es comofrecuentemente se piensa, la adición de presión. Por quela energía, es capacidad para hacer trabajo, adicionándolaa un fluido obliga al fluido a hacer trabajo.Una bomba es un trasformador de energía. Recibeenergía mecánica, que puede proceder de un motoreléctrico, de combustión, etc. y la convierte en forma depresión, de posición o de velocidad.La bomba es una máquina diseñada para incrementar laenergía a un líquido.1.1.2.1 Clasificación de las BombasLas bombas pueden clasificarse considerando suaplicación a los materiales de construcción y a los líquidosque manejan. Este método basado en el principio por elcual se agrega energía al líquido, divide a las bombas entres grandes grupos. BOMBAS DINAMICAS O CENTRIFUGAS BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO BOMBAS ROTATIVAS 8
  • 9. Para nuestro curso solo nos referiremos a las Bombas Centrifugas.1.1.2.2 Bombas CentrífugasDesarrollan su presión como resultado de la fuerzacentrifuga. Su uso y aplicación es principalmente dondese requieren grandes volúmenes a presionesrelativamente bajas. Estas bombas operan a velocidadesrelativamente altas, generalmente conectadasdirectamente a los motores que las impulsan. Estasbombas sin embargo no son auto-cebantes excepto enalgunos diseños especiales. La capacidad manejada varíaconsiderablemente con la presión de descarga. Lasbombas centrifugas, no son adecuadas para el manejo delíquidos viscosos. Aunque ocasionalmente se usan enestos servicios, no hay que olvidar que sucomportamiento hidráulico varía cuando se manejanlíquidos con viscosidades arriba de 500 a 1000 ssu.Una bomba centrifuga es un medio mecánico paratransportar un liquido de un punto a otro a través de laconversión de la energía mecánica a energía potencialdentro del líquido manejado por la bomba, normalmentefluyendo por una tubería a un nivel más alto 9
  • 10. 1.1.3 Clasificación de los FluidosLos fluidos se clasifican en líquidos y gases1.1.3.1 Fluido.Es aquella sustancia que debido a su poca cohesiónintermolecular, carece de forma y adopta la forma delrecipiente que lo contiene, se deforma continuamentecuando se le sujeta a un esfuerzo cortante, sin importarla magnitud de este.1.1.3.2 Líquidos.Los líquidos a una presión y temperatura determinadosocupan un volumen determinado. Introduciendo el líquidoen un recipiente , adopta la forma del mismo, perollenando solo el volumen que le corresponde. Si sobre ellíquido reina una presión uniforme, por ejemplo, laatmosférica, el líquido adopta una superficie libre plana,como la superficie de un lago o la de un cubo de agua.1.1.3.3 GasesLos gases a una presión y temperatura determinadastienen también un volumen determinado, pero puestos enlibertad se expandes hasta ocupar el volumen completodel recipiente que lo contiene y no presentan superficielibre. 10
  • 11. Los líquidos ofrecen gran resistencia al cambio devolumen, pero no de forma y los gases ofrecen pocaresistencia al cambio de forma y volumen; por tanto elcomportamiento de líquidos y gases es igual en conductoscerrados (tuberías), pero no en conductos abiertos(canales), por que solo los líquidos son capaces de crearuna superficie libre. 11
  • 12. 1.1.4 Propiedades de los FluidosLa solución de cualquier problema de flujo de fluidosrequiere un conocimiento previo de las propiedades delfluido es estudio.1.1.4.1 Densidad.La densidad es la cantidad de masa por unidad devolumen de una sustancia. ρ = m/vEn donde v es el volumen de la sustancia cuya masa esm. Las unidades de la densidad son:Sistema Internacional de Medidas en kilogramos pormetro cúbico.Sistema Ingles de Unidades en slug por pie cúbico1.1.4.2 Peso Específico.El peso especifico es la cantidad de peso por unidad devolumen de una sustancia. γ = w/vEn donde v es el volumen de una sustancia que tiene elpeso w. Las unidades del peso especifico son:Sistema Internacional de Medidas en Newtons por metrocúbicoSistema Ingles de Unidades en libras por píe cúbico 12
  • 13. 1.1.4.3 Gravedad Específica.A menudo resulta conveniente indicar la densidad o elpeso específico de un fluido en términos de su relacióncon la densidad o peso específico de un fluido común, aesto se le conoce como gravedad específica y se puededefinir de las siguientes formas:a) La gravedad específica es el cociente de la densidad de una sustancia entre la densidad del agua a 4º C. Ge = ρ sust / ρ agua a 4º Ca) La gravedad específica es el cociente del peso específico de una sustancia entre el peso específico del agua a 4º C Ge = γ sust / γ agua a 4º C la gravedad específica es una cantidad adimensional.1.1.4.4 Viscosidad.La viscosidad de un fluido es la propiedad que expresa laresistencia al movimiento relativo de sus moléculascuando se le aplica una fuerza externa. La viscosidad sedebe primordialmente a las interacciones entre lasmoléculas del fluido, por lo tanto al aumentar latemperatura de los fluidos disminuye su viscosidad. 13
  • 14. 1.1.4.5 Viscosidad Absoluta o Dinámica.Es la resistencia que presentan los fluidos en movimientoa que unas capas de los mismos se deslicen sobre otras,cuando están animadas a velocidad definida. La ecuaciónque la define es la siguiente: µ = τ / (∆v / ∆y)Las unidades de la viscosidad dinámica son:Sistema Internacional de Medidas en N.s/m², Pa.s óKg/m².s Sistema Internacional de Unidades Lb.s/pie², óslug/pie.sLa viscosidad dinámica también es dada en unidades delsistema cgs y la cual es el Poise = dina.s/cm².1.1.4.6 Viscosidad Cinemática.En hidrodinámica intervienen junto con las fuerzas debidas ala viscosidad dinámica las fuerzas de inercia, que dependende la densidad. Por eso tiene un significado importante laviscosidad dinámica referida a la densidad o sea, la relaciónde la viscosidad dinámica µ a la densidad ρ, que se denominaviscosidad cinemática: ν = µ/ρLas unidades de la viscosidad cinemática son:Sistema internacional de Medidas m²/s.Sistema Ingles de unidades pies²/s.La viscosidad cinemática también es dada en unidades delsistema cgs y la cual es el stoke = cm²/s. 14
  • 15. 1.1.4.7 Presión de Vapor.En la superficie libre de un líquido a cualquiertemperatura hay un constante movimiento de moléculasque escapan de dicha superficie, es decir, el líquido seevapora. Si el líquido se encuentra en un recipientecerrado y sobre su superficie queda un espacio libre, esteespacio se llega a saturar de vapor y ya no se evaporamás líquido. A la presión parcial a que se dan lugar lasmoléculas de vapor se llama presión de vapor.Si aumenta la temperatura aumenta la presión desaturación y se evapora más líquido es decir, todo fluidode saturación del vapor a esa temperatura.1.1.5 PresionesLos valores de la presión se deben establecer respecto aun nivel de referencia. Sí este nivel de referencia es elvacío, las presiones se denominan absolutas, como semuestra en la figura de abajo. 15
  • 16. Presión Manométrica Presión Absoluta Presión Atmosférica Presión de Vacío 0 Absoluto Figura 1La mayor parte de los manómetros miden enrealidad una diferencia de presión, entre la presiónreal y la presión del ambiente (generalmente lapresión atmosférica).Los niveles de presión que se miden respecto a lapresión atmosférica se denominan presiones“manométricas”. 16
  • 17. En todos los cálculos que se efectúan mediante laecuación de los gases ideales o cualquier otra ecuaciónde estado se deben emplear presiones absolutas; por lotanto: P absoluta = P manométrica + P atmosféricaLa presión atmosférica se puede obtener mediante unbarómetro, en el cual se mide la altura de una columnade mercurio. La altura medida se puede convertir enunidades de presión. Cuando se requiere mayorpresición, la altura medida debe corregirse debido a losefectos de temperatura y altitud. 17
  • 18. 1.1.6 Carga Dinámica Total.La carga dinámica total es la medida del incremento deenergía impartida al liquido por la bomba por unidad depeso. Es igual a la carga total de descarga (Hd) menos lacarga total de succión (Hs) o más la elevación total desucción.1.1.6.1 Elevación de Succión.La elevación de succión existe cuando el nivel desuministro en la succión está debajo de la línea decentros de la bomba. La elevación total de succión esigual a la elevación estática en m. más las pérdidas derozamiento en la línea de succión incluyendo las pérdidasen la entrada1.1.6.2 Carga de Succión.La carga de succión (Hs) existe cuando el nivel del líquidode abastecimiento está arriba de la línea de centros de labomba o del ojo del impulsor. La carga total de succión esigual a la altura estática en m. que tiene el nivel dellíquido por arriba de la línea de centros de la bomba,menos todas las perdidas en la línea de succiónincluyendo las pérdidas en la entrada, más cualquierpresión (un vacío como en un condensador es una presiónnegativa) existente en la fuente de abastecimiento desucción. 18
  • 19. Primer Caso: En la figura 2 se muestra un sistema con nivel de suministro debajo de la línea de centros de la bomba (con elevación de succión) En este caso, la lectura del manómetro de la brida de succión corresponderá a un vacío. hrd LINEA DE . REFERENCIA hd H hs SUCCION DESCARGA hrs Figura 2. Operando con elevación de succión.Hs = -hs - hrsHd = hd + hrd H = Hd - Hs = hd + hs + hrd + hrs 19
  • 20. Segundo Caso:En la figura 3 se muestra un sistema con nivel desuministro arriba de la línea de centros de la bomba(operando con carga de succión). En este caso, la lecturadel manómetro, de la brida de succión corresponderá auna presión. hrd H hd hrs hs LINEA DE REFERENCIA SUCCION DESCARGA Figura 3. Operando con carga de succión. Hs = hs - hrs Hd = hd + hrd H = Hd - Hs = hd - hs + hrd + hrs 20
  • 21. De las ecuaciones vistas anteriormente se tiene lo siguiente:H = Carga total en m comúnmente conocida como carga dinámica total. Todas las cargas están medidas en m columna de líquido bombeado.Hs = Carga total de succión en m columna de líquidoHd = Carga total de descarga en m columna de líquidohs = Carga estática de succión de descarga en m. Distancia vertical desde el nivel libre de liquido de succión a la línea de referencia. Nótese que en las ecuaciones anteriores Este valor es negativo cuando el sistema opera bajo una carga de succión y positivo cuando opera con elevación de succión.hd = Carga estática de descarga en m. Distancia vertical entre la línea de referencia y la superficie libre de líquido del tanque de descarga. Como línea de referencia debe tomarse la línea de centros de la bomba, en horizontales y verticales de doble succión o la entrada al ojo del primer impulsor para bombas verticales de simple succión.hrs = Perdidas por rozamiento en la tubería de succión en m. A la carga requerida para vencer el rozamiento en las tuberías, válvulas accesorios, ensanchamientos, codos, coladores, etc.hrd = Perdidas por rozamiento en la tubería de descarga en m. 21
  • 22. 1.1.6.3 Determinación de la Carga Total.La carga total (H) de una bomba en una instalación decampo puede calcularse con la lectura de los manómetroscomo se indica en la figura 4. Zman S Zman D SUCCION DESCARGA Figura 3. Sistema de Bombeo con Manómetros H = HD - HS HD = Pman ± Zman + V² D D ρg 2g HS = Pman ± Zman + V² S S ρg 2g 22
  • 23. Cuando se usen manómetros en instalaciones conpresiones positivas o mayores que la atmosférica,deberá purgarse todo el aire que haya quedadoatrapado en la tubería del manómetro hasta queaparezca el fluido en forma continua por la tubería depurga; esto asegurará una lectura a la altura de lalínea de centros del manómetro. Sin embargo enmediciones de vacío esta lectura se considerará en elpunto de conexión del manómetro debido al vacío ypor otro lado por carecer de líquido la línea delmanómetro. 23
  • 24. 1.1.7 Ecuación General de Bernoulli.Por el principio de la conservación de la energía, sabemosque la energía que poseen un fluido en movimiento estáintegrada por la energía, interna, las energías debidas aal presión, a la velocidad y a su posición en el espacio.Este principio está comprendido en la siguiente ecuación:Energía en Energía Energía Energía Energía en + - - =Sección 1 Añadida Perdida Extraída el punto 2Esta ecuación, en el flujo permanente de fluidoincomprensible se reduce aP1 V ²1 P2 V²2 + Z1 + – Hr1-2 + H - Ht = + Z2 +ρg 2g ρg 2gDonde:P1/ρg y P2/ρg = Alturas de presiónV²1/2g y P2/2g = Alturas de velocidadZ1 y Z2 = Alturas GeodésicasHr1-2 = Energía perdida por rozamiento entre 1 y 2H = Energía añadida por las bombas instaladas entre 1 y 2Ht = Energía Extraída por las tuberías instaladas 24
  • 25. Además (P1/ρg) + Z1 = h1 Altura piezométrica en el punto 1 (P2/ρg) + Z2 = h2 Altura piezométrica en el punto 2 (P1/ρg) + Z1 + (V²1/2g) = H1 Altura total en el punto 1 (P2/ρg) + Z2 + (V²2/2g) = H2 Altura total en el punto 2 Cálculos de la carga total de trabajo (H) aplicando el teorema de BERNOULLI tomando como plano de referencia el eje de la bomba 2 1 Z2Z1 SUCCION DESCARGA Figura 5. Sistema de Bombeo 25
  • 26. P1 V ²1 P2 V²2 + Z1 + – Hr1-2 + H = + Z2 +ρg 2g ρg 2gEn esta ecuación, los términos P1/ρg y P2/ρg = 0Por otro lado, si consideramos que las velocidades en lospuntos 1 y 2 son demasiado pequeñas en comparacióncon cualquier punto de la tubería, tenemos que la cargatotal de la bomba es: H = ( Z1 – Z2 ) + Hr1-2En caso de que se requiera una presión (p) adicional en elextremo del tubo de descarga de la bomba como en elcaso de alimentación de calderas, hay que sumar dichapresión a la ecuación anterior para obtener la carga totalde trabajo: H = ( Z1 – Z2 ) + Hr1-2 + pEl hecho de haber considerado las cargas de velocidadcasi cero, esto no quiere decir que deban despreciarse entodos los casos, sino que debe analizarse cada casoparticular y es el Ingeniero de aplicación el que debedecidir si dichas cargas de velocidad se consideran o no. 26
  • 27. 1.1.8 N P S H (Carga Neta Positiva de Succión)Es la energía necesaria para que el fluido circule hasta elojo del impulsor. Esta energía es producida ya sea por lapresión atmosférica o por una carga estática mas lapresión atmosférica del lugar. En una bomba que trabajaen un sistema con elevación de succión, la única cargaque hace que el líquido circule hasta el ojo del impulsor,es producida únicamente por la presión atmosférica.Este análisis de energías en la tubería de succión de unabomba debe hacerse para determinar si el líquido puede ono vaporizar en puntos de baja presión. Debido a queesta cantidad de energía es limitada, es necesarioextremar las precauciones para evitar un funcionamientoanormal por insuficiencia de NPSH.La presión de vapor ejercida por un líquido, depende desu temperatura. A medida que aumenta su temperatura,aumenta su presión de vapor. Cuando la presión de vapordel fluido llega a igualar la presión de su medio circulanteel fluido empieza a vaporizar o a hervir. Cuando unlíquido vaporiza, su volumen es sumamente grande. Unpie cúbico de agua por ejemplo se convierte en 1700 piescúbicos de vapor. 27
  • 28. Por lo anterior es obvio que si nosotros estamosbombeando un fluido, debemos mantenerlo siempre en suestado líquido. El NPSH es simplemente una medida delvalor de la carga de succión para prevenir la vaporizaciónen puntos de baja presión.Por definición el NPSH es la carga de succión absoluta delíquido en la boquilla de succión de la bomba menos lapresión de vapor de líquido.En la práctica tenemos dos cantidades de NPSH quedebemos considerar, la carga neta positiva de succiónrequerida (NPSHR) y la carga neta positiva de succióndisponible (NPSHD)El NPSHR es determinado por el fabricante. Normalmentees representado en las curvas de comportamiento de losequipos.El NPSHD es una función del sistema en el que trabaja labomba y puede ser calculado para cualquier instalación.En cualquier instalación de bombeo el NPSH disponibledebe ser igual o mayor al NPSH requerido para obteneruna operación satisfactoria y confiable del equipo debombeo.El NPSH disponible, siempre debe tener un valor positivoy puede determinarse de las siguientes formas: 28
  • 29. Sistema de Bombeo con Carga en la SucciónhS SUCCION DESCARGA Sistema Ingles de Unidades (Patm - Pv) x 2.31 NPSH = + h s- h rs G.E. Donde: NPSH = Carga Neta Positiva de Succión (Pies) Patm = Presión atmosférica (PSIA) Pv = Presión de Vapor del Liquido (PSIA) h s = Altura Geodésica de Succión (pies) h rs = Perdidas en la Línea de Succión (Pies) Sistema Internacional de Unidades (Patm - Pv) x 10 NPSH = + h s- h rs G.E. Donde: NPSH = Carga Neta Positiva de Succión (metros) Patm = Presión atmosférica (Kg/cm² Abs.) Pv = Presión de Vapor del Liquido (Kg/cm² Abs) h s = Altura Geodésica de Succión (metros) h rs = Perdidas en la Línea de Succión (metros) 29
  • 30. Sistema de Bombeo con Elevación en la Succión SUCCION DESCARGA hs Sistema Ingles de Unidades (Patm - Pv) x 2.31 NPSH = - hs - h rs G.E. Donde: NPSH = Carga Neta Positiva de Succión (Pies) Patm = Presión atmosférica (PSIA) Pv = Presión de Vapor del Liquido (PSIA) hs = Altura Geodésica de Succión (pies) hrs = Perdidas en la Línea de Succión (Pies) Sistema Internacional de Unidades (Patm - Pv) x 10 NPSH = - hs - h rs G.E. Donde: NPSH = Carga Neta Positiva de Succión (metros) Patm = Presión atmosférica (Kg/cm² Abs.) Pv = Presión de Vapor del Liquido (Kg/cm² Abs) hs = Altura Geodésica de Succión (metros) hrs = Perdidas en la Línea de Succión (metros) 30
  • 31. Sistema de Bombeo con Recipiente a Presión en la Succión hS SUCCION DESCARGA Sistema Ingles de Unidades (Patm + Pgs - Pv) x 2.31 NPSH = + h s- h rs G.E. Donde: NPSH = Carga Neta Positiva de Succión (Pies) Patm = Presión atmosférica (PSIA) Pgs = Presión de succión en el Tanque (PSIG) Pv = Presión de Vapor del Liquido (PSIA) h s = Altura Geodésica de Succión (pies) h rs = Perdidas en la Línea de Succión (Pies) Sistema Internacional de Unidades (Patm + Pgs - Pv) x 10 NPSH = + h s - h rs G.E. Donde: NPSH = Carga Neta Positiva de Succión (metros) Patm = Presión atmosférica (Kg/cm² Abs.) Pgs = Presión de Succión en el Tanque (Kg/cm² man) Pv = Presión de Vapor del Liquido (Kg/cm² Abs) h s = Altura Geodésica de Succión (metros) h rs = Perdidas en la Línea de Succión (metros) 31
  • 32. Otra forma de calcular el NPSH es por medio de lascargas y las alturas geodésicas de acuerdo a la siguienteformula:NPSH = Psa – PV = Hsa – HvHsa = Hs + HatmHs = hs – hrs + Patm1.1.8.1 Efecto de la Altitud en la Presión Atmosférica.Para bombas instaladas a elevaciones arriba del nivel delmar, se debe recordar que hay una disminución de lapresión atmosférica. Este efecto, sin embargo, no debeconducir a la noción errónea de que la Carga NetaPositiva de Succión requerida por una bomba cambia conla elevación sobre el nivel del mar, pero la Carga NetaPositiva de Succión disponible para una bomba cambiacon la elevación sobre el nivel del mar ya que estadisminuye. 32
  • 33. 1.1.9 Cavitación.La cavitación se define como la vaporización local de unlíquido debido a las reducciones locales de presión, por laacción dinámica del fluido. Este fenómeno estacaracterizado por la formación de burbujas de vapor en elinterior o en las proximidades de una vena fluida.La condición física más general para que ocurra lacavitación es cuando la presión en ese punto baja al valorde la presión de vaporización.Recordaremos que la presión de vaporización de unlíquido para cierta temperatura, es la presión a la cual unliquido se convierte en vapor cuando se le agrega calor.Para los líquidos homogéneos, tales como el agua, lapresión de vaporización tiene un valor definido para unacierta temperatura.Sin embargo, ciertas mezclas de líquidos, están formadaspor varios componentes, cada uno de los cuales tiene supropia presión de vaporización y pueden llegar a ocurrirvaporizaciones parciales a diferentes presiones ytemperaturas. La reducción de la presión absoluta a la devaporización puede ser general para todo el sistema oúnicamente local; pudiendo existir esta última sin uncambio de la presión promedio. 33
  • 34. Una disminución general de la presión se produce debidoa cualquiera de las siguientes condiciones:1.- Un incremento en la altura de succión estática2.- Una disminución en la presión atmosférica, debido a un aumento de altitud sobre el nivel del mar.3.- Una disminución en la presión absoluta del sistema, tal como la que se presenta cuando se bombea de recipientes donde existe vacío.4.- Un incremento en la temperatura del líquido bombeado, el cual tiene el mismo efecto que una disminución en la presión absoluta del sistema, ya que, al aumentar la temperatura, la presión de vaporización es más alta y, por tanto, menor la diferencia entre la presión del sistema y esta.Por lo que respecta a una disminución de presión local, esta se produce debido a las condiciones dinámicas siguientes: a) Un incremento en la velocidad. b) Como resultado de separaciones y contracciones del flujo, fenómeno que se presenta al bombear líquidos viscosos . c) Una desviación del flujo de su trayectoria normal, tal como la que tiene lugar en una vuelta o una ampliación o una reducción todas ellas bruscas. 34
  • 35. 1.1.9.1 Signos de la Existencia de la Cavitación.La cavitación se manifiesta de diversas maneras, de lascuales las más importantes son:1. Ruidos y vibraciones.2. Una caída de las curvas de capacidad – carga y la eficiencia.3. Desgaste de las aspas del impulsor.Analizaremos un poco mas detenidamente cada uno deellos.1.1.9.2 Ruido y Vibración.El ruido se debe al choque brusco de las burbujas devapor cuando estás llegan a las zonas de alta presión, yes más fuerte en bombas de mayor tamaño.Cabe hacer notar que el funcionamiento de unasuele ser ruidoso, cuando trabaja con una eficienciabastante menor que la máxima, ya que el agua chocacontra las aspas.Cuando existe cavitación ésta se puede remediarintroduciendo pequeñas cantidades de aire en la succiónde la bomba de una manera similar a los tubos deaireamiento usados en tuberías. El aire actúa comoamortiguador además de que aumenta la presión en elpunto donde hay cavitación. Sin embargo, esteprocedimiento no se usa regularmente en las bombaspara evitar el “descebamiento”. 35
  • 36. 1.1.9.3 Caida de las Curvas de Carga-Capacidad.La forma que adopta una curva al llegar al punto decavitación varía con la velocidad específica de la bombaen cuestión. Con bombas de baja velocidad específica lascurvas de carga-capacidad, eficiencia y potencia sequiebran y caen bruscamente al llegar al punto decavitación.En bombas de media velocidad especifica el cambio esmenos brusco y en bombas de alta velocidad especifica esun cambio gradual sin que pueda fijarse un punto precisoen que la curva se quiebre.La diferencia en el comportamiento de bombas dediferentes velocidades especificas, se debe a lasdiferencias en el diseño del impulsor. En los de bajavelocidad especifica, las aspas forman canales de longitudy forma definidos. Cuando la presión en el ojo delimpulsor llega a la presión de vaporización, generalmenteen el lado de atrás de los extremos de entradas del aspa,el área de presión se extiende muy rápidamente a travésde todo el ancho del canal, con un pequeño incrementoen gasto y una disminución en la carga. 36
  • 37. Una caída posterior en la presión de descarga ya noproduce más flujo, porque éste está fijado por ladiferencia por la diferencia entre la presión existente en lasucción y la presión de vaporización que hay en la partemencionada del canal.Además en las bombas de baja y media velocidadespecífica, se observa que al bajar la carga, el gastodisminuye en vez de aumentar. Este se debe a unincremento de la zona de baja presión a lo largo delcanal del impulsor.En algunas pruebas se ha llegado a obstruir la succión, envez de la descarga como es usual, pero esto siempretiene la inconveniencia de la cavitación.1.1.9.4 Desgaste del Impulsor.Si un impulsor de una bomba se pasa antes y después dehaberse sometido al fenómeno de la cavitación, seencuentra que ha habido una disminución de peso. Tan esasí, que para grandes unidades el fabricante tiene queespecificar la cantidad máxima de metal que se perderápor año.Antiguamente se suponía que el aire o gases podían sermucho más activos en el instante de la liberación. Pero loque demuestra que solo hay acción mecánica, es que ellugar donde se produce el desgaste siempre está más alláde los puntos de baja presión donde se forman lasburbujas. 37
  • 38. Por lo que se refiere a los materiales con poca cohesiónmolecular éstos sufren mayor desgaste, ya que laspartículas desprendidas vuelven a ser lanzadas contra elmaterial, logrando llegar a incrustarse para despuésdesprenderse de nuevo.El desgaste por cavitación se debe distinguir del queproducen la corrosión y la erosión. El de corrosión locausa única y exclusivamente la acción química yelectrolítica de los líquidos bombeados. El segundo escausado por las partículas abrasivas tales como la arena,coke o carbón.Es fácil diferenciar estos tipos de desgaste; basta conobservar la apariencia de las partes atacadas y sulocalización a lo largo del trayecto del fluido. 38
  • 39. 1.1.9.5 Medios de evitar o reducir la cavitación.1. Tener un conocimiento completo de las características del fenómeno en nuestra bomba.2. Conocimiento de las condiciones de succión existentes en el sistema.3. Las condiciones de succión se pueden mejorar, eligiendo un tubo de succión de mayor diámetro, reduciendo su longitud y eliminando codos, así como todo aquello que pueda ocasionar pérdidas de carga.4. Una revisión completa de todas las secciones de la succión, impulsor y carcaza por donde va a pasar el líquido, cuidando de que no existan obstrucciones.5. Elementos de guía que conduzcan el líquido conveniente.6. Uso de materiales adecuados7. Introducción de pequeñas cantidades de aire para reducir el efecto. 39
  • 40. 1.1.10 Golpe de Ariete.El golpe de ariete es un choque hidráulico causado por latransformación brusca de la energía cinética del agua enenergía de presión (sobre presión).En un equipo de bombeo el golpe de ariete puede producirse: Si se para el motor de la bomba sin cerrar previamente la válvula de descarga. Si hay un corte imprevisto de corriente, en el funcionamiento de la bomba. En el paro de la bomba se debe tener precaución de cerrar antes la válvula de descarga. Si esto se hace manual, el cierre es lento la columna de líquido que llena la tubería se decelera gradualmente y el golpe de ariete no se produce.Los medios empleados para reducir el golpe de arieteson:a) Cerrar lentamente la válvula de descargab) Escoger el diámetro de la tubería de descarga grande, para que la velocidad en la tubería sea pequeña.c) Instalar en la tubería de descarga una válvula de retención para que en caso de corte de corriente el fluido no regrese y golpee el impulsor.d) Inyectar aire con un compresor para producir un muelle elástico durante la sobre presión. 40
  • 41. 1.1.11 Leyes de Afinidad de las Bombas.Las tres primeras leyes se refieren a la misma bomba yexpresan, la variación de las características de una mismabomba o de bombas iguales cuando varía el número derevoluciones. Q1 = N1 Q2 N2Primera Ley: Los caudales son directamenteproporcionales a los números de revoluciones. 2 H1 N1 H2 = ( N2 )Segunda Ley: Las alturas útiles son directamente proporcionales a los cuadrados de los números de revoluciones: 41
  • 42. Tercera Ley: Las potencias útiles son directamenteproporcionales a los cubos de los números derevoluciones. 3 BHP1 N1 BHP2 = ( N2 )Las tres siguientes se refieren a dos bombas geométricassemejantes, pero de diámetro distinto y expresa, lavariación de las características de dos bombasgeométricamente semejantes con el tamaño, si semantiene constante el número de revoluciones.Cuarta Ley: Los caudales son directamente proporcionalesa la relación de diámetros. Q1 = D1 Q2 D2 42
  • 43. Quinta Ley: Las alturas útiles son directamenteproporcionales al cuadrado de la relación dediámetros: 2 H1 D1 H2 = ( D2 )Sexta Ley: Las potencias útiles son directamenteproporcionales al cubo de la relación de diámetros. 3 BHP1 D1 BHP2 = ( D2 ) 43
  • 44. 1.2 ARRANQUE DE LA BOMBA.1.2.1 InstalaciónLa bomba deberá de ser instalada de modo que sea fácilinspeccionarla durante su operación, y a la vez deberá deponerse atención para que la disposición de las tuberíasde succión y descarga sea lo más sencillo posible. Labomba siempre debe ser instalada lo más cerca de lafuente de succión, para así poder mantener a un mínimolas pérdidas por fricción. Deberá dejarse amplio espacioarriba de la bomba para permitir el uso de una garrucha,o algún otro mecanismo similar, con suficiente capacidadpara levantar la parte más pesada de la unidad. 44
  • 45. 45
  • 46. 1.2.1.1 Cimentación.Los cimientos pueden ser de cualquier material queproporcione un soporte rígido y permanente a toda elárea de la bomba o el soporte de la unidad motriz y queabsorba las tensiones y choques que pudieranencontrarse durante el servicio.Los cimientos de concreto deben de construirse enterreno firme. Los tornillos de anclaje deben ser deltamaño apropiado y deberán de colocarse de acuerdo asu posición indicada en el dibujo certificado del arreglogeneral del equipo. Cada tornillo de anclaje debe de llevaruna camisa de tubo de dos o tres veces su diámetro. Lascamisas deberán sujetarse rígidamente, pero permitiendoque los tornillos de anclaje puedan moverse paraalinearse con los agujeros en la base del equipo. (Fig. 6) PERNO DE ANCLAJE CAMISA Figura 6 Perno de Anclaje 46
  • 47. 1.2.1.2 Alineamiento.Todas las unidades son alineadas directamente de fábrica. La base de la bomba y de la unidad motriz descansansobre una superficie lisa. Las patas de la bomba así comode la unidad motriz se fijan sobre las superficies planasde la base y son las que determinan una buena alineacióny nivelación del conjunto bomba-motor.Todas las bases son flexibles y están expuestas adeformaciones en tránsito de la fábrica, por tanto, esnecesario volver a efectuar el alineamiento en el lugar deinstalación final.El alineamiento correcto entre la flecha de la bomba y la flecha del motor es de virtual importancia para poder operar la unidad con éxito sea cual fuera el tipo de cople usado.NOTA IMPORTANTE: Debe rectificarse el alineamiento después de que se hallan conectado las tuberías a la bomba. Se utiliza un cople flexible para compensar los pequeños cambios de alineamiento que ocurra durante el servicio normal, y no para compensar un mal alineamiento inicial. 47
  • 48. Para alinear la bomba efectué las siguientesinstrucciones:1. Desconecte las dos mitades del cople quitando los tornillos que les une2. Por medio de cuñas y lainas en la base y la altura de cada tornillo de anclaje, nivele el conjunto en ambas direcciones. Rectifique para asegurarse que tanto la brida de succión como la descarga estén niveladas a plomo y a la debida altura. Apriete entonces los tornillos que sujetan la bomba a la base.3. Rectifique el claro entre las dos mitades del cople o sobre los mamelones del cople cuando sea apropiado, y comprobar estos con los datos del cople. Si fuera necesario algún ajuste, mueva la unidad motriz de preferencia y no la bomba.4. Se hará la comprobación del alineamiento angular y paralelo como se muestra en las figuras 7 y 8. Habrá que mover y alcanzar el accionador hasta que todas las lecturas angulares correspondan dentro de la tolerancia de 0.001” y todas las lecturas de paralelismo estén dentro de una tolerancia de 0.002”. 48
  • 49. Mamelón de Cople Lado Bomba Indicador de Mamelón de Cople Carátula . Lado Motor Figura 7. Método de Verificación del Alineamiento Angular Mamelón de Cople Lado BombaIndicador de Carátula . Mamelón de Cople Lado Motor Figura 8. Método de Verificación del Alineamiento Paralelo 49
  • 50. Importante: Debe hacerse una compensación porcambio en la elevación vertical del centro de la flecha dela bomba en caso de que ésta maneje líquido caliente. Deigual manera si la bomba va a manejar un líquido frió, siva a ser movida por una turbina, debe de hacerse unacompensación por el cambio de elevación vertical de laflecha de la turbina. Atorníllese la unidad motriz a su base y revise el alineamiento tal como se explica en el paso 4. En caso de que la bomba vaya a manejar líquidos fríos, siempre y cuando la unidad motriz no sea una turbina de vapor, taladre, rime y use pernos para fijar la bomba a la base. Después rectifique el alineamiento tal y como lo indica el paso 4. los pernos fijadores solo deberán de colocarse en las partes tanto de la unidad como la de la bomba, cercanas al cople. En caso de que la bomba vaya a manejar líquidos calientes o si la unidad motriz es una turbina de vapor, debe de instalarse toda la tubería y dejar que la bomba o la unidad motriz lleguen a su temperatura de operación normal, antes de instalar los pernos fijadores y rectificar el alineamiento final. 50
  • 51. En caso de que no sean necesarios mayores ajustes después de que la unidad haya llegado a su temperatura normal de operación, taladre, rime y use pernos para fijar la bomba y la unidad motriz del lado cople. Revise el alineamiento como se indica en el punto 4.1.2.1.3 Lechado.El propósito del lechado es evitar movimiento lateral dela base y no corregir irregularidades en los cimientos.Se recomienda el procedimiento que se describe acontinuación: (Ver figura 9) Barreno de Lechadeo Lechada Base CIMENTACION GRUESA Figura 9 51
  • 52. La mezcla típica para lechadear la base de una bomba secompone de una parte de cemento, dos partes de arenapara construcción con suficiente agua agregada paraprocurar que la mezcla fluya libremente bajo la base.La parte superior de la base de concreto debe desaturarse bien de agua antes de aplicar el lechado; debende fijarse unas tablas alrededor de la base en formaacajonada para evitar que escurra la mezcla. En algunoscasos se fijan las tablas al borde inferior de la base y enotros casos se ponen a cierta distancia del borde de lamisma. Se aplica el lechado hasta que todo el espaciobajo la base este lleno. Los agujeros respiraderos en labase sirven como vertedero y respiradores del lechado.Úsese un alambre rígido para picar el lechado y rompercualquier bolsa de aire.Después de que se haya vertido el lechado será necesariocubrir las superficies expuestas con costales o arcillamojada para que se lleve a cabo un secado lento, singrietas. Cuando se halla fraguado el lechado (más omenos 48 hrs.) quite las tablas mencionadas conanterioridad y alise la superficie si así lo desea. El lechadotarda aproximadamente 72 hrs. en endurecerse. 52
  • 53. 1.2.1.4 Tuberías de Succión y Descarga.Flexiones en las tuberías.No se puede lograr una operación satisfactoria si latubería ejerce una fuerza sobre la bomba. Las bombaspueden moverse de su lugar si se aprietan los tornillos delas bridas. Las bridas deben de ajustarse de tal maneraque asienten parejo sus caras antes de apretar lostornillos de estas.Las tuberías de succión, descarga y equipo debensostenerse y fijarse cerca, pero independiente de labomba de tal forma que no sea transmitida ningunaflexión a la carcaza . Las flexiones en la tubería soncausa común de desalineamiento, calentamiento derodamientos, coples gastados y vibración de lasunidades.En caso de que la bomba vaya a manejar líquido calientedeben de anclar firmemente las tuberías de succión ydescarga lo más posible a las bridas de succión ydescarga de la bomba. Se recomienda, si es que se van ausar codos cerca de las bridas que sean del tipo conbase integral o sea que forme parte del codo, para quese pueda anclar firmemente y permitir que cualquierexpansión en la tubería no se transmita a la bomba. 53
  • 54. 54
  • 55. 1.2.1.5 Tubería de Succión.La experiencia nos ha enseñado que una de las mayoresfuentes de problemas en las instalaciones de bombascentrifugas, a parte del desalineamiento, puede atribuirsea una línea de succión defectuosa. Debe de ponerse lamayor atención a esta parte de la instalación. La tuberíade succión debe de ser lo más directa posible y debe demantenerse su longitud a lo mínimo. Si se requiere unalínea de succión larga, auméntese el diámetro de latubería para mantener a un mínimo las pérdidas por lafricción.Hay que procurar que no haya puntos altos en la tubería,lo cual causa bolsas de aire que inevitablemente producenproblemas. Use solamente reducciones excéntricas con laparte recta hacia arriba.Antes del arranque inicial deben de taparse ambosextremos de la tubería y probarla hidrostáticamente paralocalizar posibles entradas de aire, después de hacer estohabrá que lavar perfectamente bien el interior de latubería antes de conectarla a la bomba.Se recomienda la instalación de una válvula de compuertaen la tubería de succión. 55
  • 56. 1.2.1.5 Tubería de Descarga.En muchas situaciones se requiere una válvula check ode retención y una válvula de compuerta en línea dedescarga. La válvula check, colocada entre la bomba y laválvula de compuerta, tiene por objeto proteger labomba de cualquier presión de retroceso a través de lacarcaza durante falla de corriente o de paro inesperadode la unidad motriz.1.2.1.6 Otras Tuberías.TUBERIA DE DRENAJE: Todas las conexiones yescurrimiento deben dirigirse a un punto conveniente dedescarga.1.2.1.7 Condiciones de Succión.En algunas ocasiones las condiciones de succión con lasque tiene que trabajar una bomba son en extremodesfavorables, y no permiten que trabaje la unidad atoda su capacidad.La carga o presión de succión deben de mantenersedentro de los límites para que los que fue vendida labomba, en caso de que por alguna razón sea necesariomodificar las condiciones de operación originales consultea su representante BIMSA más cercano. 56
  • 57. COLADORES: Se recomienda instalar un colador temporalen la línea de succión, para evitar que algún cuerpoextraño entre a los impulsores o material extraño seabombeado a la línea durante el arranque inicial.NOTA: El área neta del colador en todo caso debe de sercuatro veces el área del tubo de succión, se entiende porárea neta el área de abertura libre a través del colador.1.2.2 Cebado ó Purga.Por cebar una bomba centrifuga se entiende quitar elaire, gas o vapor de la línea de succión y carcaza de labomba.Las partes internas de la bomba que dependen del líquidopara su lubricación, pueden amarrarse en caso de que lacarcaza no esté completamente llena de líquido antes dearrancar la unidad. Especialmente el sello de la flecha(Sello Mecánico). 57
  • 58. 1.2.3 Arranque y Operación de la Bomba.Instrucciones Preeliminares:a) Compruebe el sentido de rotación del motor, con los tornillos afuera del cople, el sentido correcto de la rotación lo podemos ver en la figura 10. Vuelva a colocar en su sitio los tornillos del cople y lubrique los rodamientos.b) Arrancar la bomba manteniendo cerrada la válvula de descarga, comprobando que sube la presión en el manómetro correspondiente. Si el manómetro no marca ningún incremento de presión parar la bomba y cebarla.c) Abrir la válvula de descarga poco a poco hasta entrar la bomba en régimen. Rotación CCW Rotación CW Figura 10 Diferentes Rotaciones de las bombas (la rotación es vista del lado del cople) 58
  • 59. CAPITULO 2 MANTENIMIENTO PREDICTIVO2.1 Mantenimiento Preventivo2.1.1 Inspección.La operación de la bomba debe de revisarse a intervalosdurante el día para evitar problemas, aunque seconsidere necesario o no, que esto se llevo por escrito porel operario, este deberá estar alerta para observarirregularidades en el funcionamiento de la bomba. Eloperario deberá avisar inmediatamente de cualquiersíntoma de desperfecto que note. Deben de revisarseperiódicamente las temperaturas de los rodamientos y elfuncionamiento de la caja de empaques.Un cambio brusco de temperatura en los rodamientos,puede ser el indicativo de una avería, que una constantealta temperatura de operación. Un cambio en el ruido dela bomba al trabajar puede ser indicio de posiblesproblemas en el futuro. 59
  • 60. Reparación General.El tiempo que debe pasar antes de hacer una reparacióngeneral, dependerá de las horas totales que hayatrabajado la bomba, la severidad de las condiciones detrabajo, los materiales usados en la construcción de labomba y el cuidado que se haya tenido de la bombadurante su operación.No desarme su bomba para inspección a menos quetenga evidencia que indique pérdida excesiva decapacidad, haya indicios de problemas dentro de labomba o en sus rodamientos.2.1.2 Lubricación.La bomba está equipada con una aceitera de nivelconstante para controlar el nivel de aceite constante paracontrolar el nivel de aceite de lubricación. Ver figura 11.2.1.2.1 Preparaciones de Lubricación.Antes de colocar el aceite en la caja de rodamientos, esnecesario limpiarla con aceite ligero limpio o cualquierotro disolvente de seguridad, para posteriormente llenarlacon aceite hasta el nivel marcado por la copa metálica dela aceitera de nivel constante. Con objeto de mantener elnivel de aceite de la caja de rodamientos, es necesarioinspeccionarla y rellenarla periódicamente. 60
  • 61. Anillo Salpicador Aceitera Nivel de Aceite Figura 112.1.2.2 Cambio de Aceite.Todos los aceites requieren reemplazo a temperaturasnormales y más frecuentemente a altas temperaturas. Elaceite debido a la humedad, a la suciedad y al tiempo deutilización se va deteriorando y perdiendo sus cualidadeslubricantes, dejando unos residuos grasos en losrodamientos que llegan a producir el desgaste; paraevitar esto, habrá de cambiarse totalmente el aceite sinolvidar limpiar el interior de la caja de rodamientos.BIMSA recomienda hacer un cambio de aceite cada 10meses en condiciones normales; por alta temperatura serecomienda cambiarlo cada 6 meses o de acuerdo a lainspección del aceite mismo (análisis). 61
  • 62. 2.1.2.3 Lubricantes Recomendados. El lubricante ideal será un aceite mineral neutro, que no contenga ácido libre, así como cloruros, sulfuros; se sugiere la utilización de aceite de acuerdo con las siguientes características físicas, las cuales están basadas en prueba estándar estipuladas en el ASTM. (Ver tabla No. 1). Características Base náftenica Base Parafínica del aceite Punto de 300º F (mínimo) 360º F (mínimo) inflamación Viscosidad 150 segundos (mínimo) 140 segundosSaybolt a 100º F 200 segundos (máximo) 185 segundos Tabla No. 1 En la mayoría de los casos el aceite de motor SAE – 10 cumple con las especificaciones arriba descritas. El aceite debe ser adecuado para todas las partes que requieran lubricación. 62
  • 63. 2.1.3 Desensamble.Hay que tener mucho cuidado al desarmar la bomba paraevitar dañar las partes internas de la misma. Para facilitararmar la bomba posteriormente, vaya colocando laspiezas en un lugar en el orden en que se desarmaron.Evite que se dañen las partes maquinadas y protéjalascontra la oxidación.Cierre las válvulas de succión y descarga, las desuministro de agua de enfriamiento y de sello.Drene todo el producto del interior de la carcaza.Siga las instrucciones que a continuación se indican paradesarmar completamente la bomba.1. Quitar los tornillos del acoplamiento y espaciador2. Desconecte la tubería auxiliar en puntos de unión.3. Drene el aceite de la caja de rodamientos y quite la aceitera de nivel constante con su niple.4. Sujete el equipo de izamiento a la caja de rodamientos mediante un perno de ojo, como se muestra en la figura 12. 63
  • 64. 64
  • 65. 5. Saque las tuercas de los espárragos que fijan la caja del alojamiento de sello mecánico a la carcaza. Figura No. 136. Comience a separar la caja de alojamiento del sello mecánico de la carcaza, utilizando los dos tornillos de despegue o botadores que están localizados a 180º en el mismo círculo de las tuercas referidas en el punto 57. Cuando note que se mueve libremente el conjunto de la caja de alojamiento del sello mecánico deslice cuidadosamente hacia atrás hasta que el impulsor quede libre y gire el conjunto para que quede fuera de la carcaza y accesible para operaciones posteriores. Deseche junta de la carcaza y ponga una nueva al momento de volver a ensamblar el equipo. Los claros de los anillos de desgaste pueden ser revisados en este momento.8. Retirar el seguro de la tuerca del impulsor.9. Aflojar la tuerca del extremo de la flecha correspondiente al lado del impulsor.10. Retirar la cuña del impulsor y el impulsor. Colocar la bomba en posición vertical sobre bloques en la caja del alojamiento del sello mecánico. 65
  • 66. 66
  • 67. 11. Separe la brida del sello mecánico completo sin desarmar (cartucho, brida y camisa). Figura 14.12. Retire cuidadosamente la caja del alojamiento del sello mecánico.13. Retire la camisa de flecha al mismo tiempo que el sello mecánico y la brida de este mismo de la flecha (refiérase a las instrucciones del fabricante del sello mecánico). Descarte la junta de la camisa y ponga una nueva al reensamblar. Al llegar a este paso, la mayoría de las partes sujetas a desgaste quedan expuestas y accesibles para inspección y sustitución si fuera necesario. Nos referimos al impulsor, anillos de desgaste camisa de flecha y bujes. Si se desea desensamblar la caja de rodamientos, proceda como se explica a continuación.a) Saque el deflector radial (Figura 14).b) Saque el sello laberinto radial.c) Quite la tapa del rodamiento radial.d) Quite la tapa del ventilador. Esta pieza puede ser opcional para algunos equipos.e) Retire con cuidado la cuña que sujeta al ventilador y extraiga este sin forzarlo procurando no dañar la flecha. Pieza opcional para algunos equipos. 67
  • 68. 68
  • 69. f) Saque el deflector axial.g) Saque el sello laberinto radial. Quite la tapa de balero axial parte No. 20. Se sugiere este procedimiento para proteger los anillos de aceite cuando desensamble la bomba.h) Para evitar dañar los anillos salpicadores colocarlos como se muestra en la figura 15i) Sacar el conjunto de la flecha de la caja de rodamientos figura 15. PRECAUCION: No doblar los anillos salpicadores.j) Quitar arandela y tuerca de fijación de los rodamientos.k) Los rodamientos pueden ser retirados mediante una prensa o extractor.Examine cuidadosamente todas las partes de la bombaconforme esta va desensamblándose. En general cualquierpieza que se vea apreciablemente dañada debe de sersustituida. 69
  • 70. 70
  • 71. 2.1.4 Ensamble2.1.4.1 Procedimiento de Ensamble.Para ensamblar la bomba se sigue esencialmente unproceso inverso al de desensamble como a continuaciónse describe:a) Instale los anillos salpicadores de aceite con sus abrazaderas metálicas de acuerdo a la posición indicada en la figura 16.b) Monte los rodamientos de empuje en la flecha, asta llegar a su posición de tope, esto lo debe hacer con mucho cuidado procurando no dañar las pista ni el mismo rodamiento, coloque su roldana de seguridad junto con su tuerca de ajuste.c) Monte el rodamiento radial hasta llegar a su posición de tope, procure evitar dañar la flecha o el mismo rodamiento (referirse a la figura 16). 71
  • 72. 72
  • 73. d) Deslice el conjunto de la flecha dentro de la caja de rodamientos, procure evitar doblar los anillos salpicadores (referirse a la figura 17). 73
  • 74. e) Instale una nueva junta de la tapa de rodamiento radial.f) Coloque la tapa de rodamiento radial.g) Coloque el sello laberinto radial junto con sus sellos “O” Ring.h) Coloque el deflector radial junto con sus sellos “O” Ring. Ver figura 18. 74
  • 75. 75
  • 76. h) Instale una nueva junta de la tapa de rodamiento axial.i) Coloque la tapa de rodamiento axial.j) Coloque el sello laberinto axial junto con sus sellos “O” Ring..k) Coloque el deflector axial junto con sus sellos “O” Ring (Ver figura 19) 76
  • 77. 77
  • 78. l) Colocar el conjunto ensamblado en posición vertical debidamente apoyado y asegurado para instalar la caja del alojamiento de sello mecánico.l) Apriete los tornillos de la brida del alojamiento de rodamientos con el alojamiento de sello mecánico.m) Coloque el conjunto en posición horizontal, monte y fije el impulsor utilizando la tuerca de impulsor, no olvide apretar la tuerca con su seguro.Para correcto ensamble refiérase a la figura No. 20Monte el conjunto y deslícelo con mucho cuidado dentro de la carcaza, apriete las tuercas de los espárragos que unen el soporte y la carcaza, calibrando el par de apriete de acuerdo con los valores que se muestran en la tabla No. 2 78
  • 79. 79
  • 80. Tamaño de Par Cuerda Pies-Libras 10 - 24 8 1/4 - 20 12 5/16 - 18 20 3/8 - 16 35 1/2 - 13 85 5/8 - 11 130 3/4 - 10 220 7/8 - 9 340 Tabla No. 2 Valores de Par de Apriete para Tornillos y TuercasYa ensamblada la caja de rodamientos se debenverificar las siguientes características, ya que de ellodepende que nuestro equipo quede perfectamentealineado y ajustado, listo para trabajar. La desviación, con un reloj de carátula se verifica laperpendicularidad que existe entre la caja delalojamiento de rodamientos y la flecha, tal como semuestra en la figura No. 16, las tolerancias máximaspermitidas para estas lecturas son de 0.003” 80
  • 81. El Run Out, con esto verificaremos la concentricidadque existe entre la caja del alojamiento del sellomecánico con respecto a la flecha tal como se muestraen la figura No. 17, las tolerancias máximaspermitidas son de 0.002”. 81
  • 82. Una vez verificada la desviación y el Run Out y estandoestos dentro de las tolerancias permitidas, se continuacon el ensamble.1. Coloque una junta espirotallic en la carcaza y el alojamiento (figura 23).2. Monte el conjunto y deslícelo con mucho cuidado dentro de la carcaza, apriete las tuercas de los espárragos que unen el soporte y la cacaza (figura 23).3. Coloque el sello mecánico, recuerde que se deben de sustituir los anillos “O”, y fije la unidad rotatoria de acuerdo con los dibujos del fabricante del sello mecánico. Deslice el sello sobre la flecha, procurando que este no entre muy orzado o con interferencia, esto para evitar dañar la flecha y que el equipo no trabaje en optimas condiciones, ya que puede provocar que la bomba se amarre y pueda dañar el sello.El par recomendado de apriete lo podemos verificar de latabla No. 2, mostrada anteriormente. 82
  • 83. 83
  • 84. Ensamblada en su totalidad la bomba se debe verificar lo siguiente: Perpendicularidad, con un reloj de carátula colóquelo en la posición como se muestra en la figura No. 18, las tolerancias máximas permitidas son de 0.003”. Concentricidad, colocar el indicador de carátula como se muestra en la figura No. 19, las tolerancias máximas permitidas son de 0.005”. 84
  • 85. Una vez que se ha checado y se tengan resultadossatisfactorios con respecto a las lecturas de laconcentricidad y la perpendicularidad, se prosigue con elensamble.r) Coloque el ventilador, (opcional para algunos equipos).s) Coloque la tapa del ventiladort) Reconecte la tubería auxiliar.u) Llenar con aceite la cámara de la caja de rodamientos hasta el nivel indicado.v) Comprobar el alineamiento antes de acoplar la bomba con el motor. 85
  • 86. 2.1.5 Anillos de Desgaste.2.1.5.1 Mantenimiento de Anillos de Desgaste.Todas las bombas que se construyen de acuerdo con elestándar del API 610 9ª. Edic. están equipadas con anillosde desgaste renovables en la carcaza, la caja dealojamiento de sello mecánico y en el impulsor.Generalmente se recomienda que los anillos seanrenovados cuando el claro original se duplica. Unincremento en el claro del anillo debido al desgaste semanifiesta por una reducción en la capacidad de la bombaa la carga dada. De aquí que la reposición de los anillosdependerá de las condiciones de operación requeridas.2.1.5.2 Inspección.Para determinar el claro que existe entre los anillos dedesgaste mida el diámetro exterior de los anillos delimpulsor y el diámetro interior de los anillos estacionarios(de carcaza y alojamiento), verifique el valor que debetener este claro con respecto a los valores indicados en latabla No. 3. Si el claro encontrado es más o igual aldoble del valor indicado es momento de reponer susanillos de desgaste. 86
  • 87. Tabla No. 3 DIMENSIONES DE LOS ANILLOS DEDESGASTE DE ACUERDO AL DIAMETRO <2 0.010 2.000 – 2.499 0.011 2.500 – 2.999 0.012 3.000 – 3.499 0.014 3.500 – 3.999 0.016 4.000 – 4.499 0.016 4.500 – 4.999 0.016 5.000 – 5.999 0.017 6.000 – 6.999 0.018 7.000 – 7.999 0.019 8.000 – 8.999 0.020 9.000 – 9.999 0.021 10.000 – 10.999 0.022 11.000 – 11.999 0.023 12.000 – 12.999 0.024 13.000 – 13.999 0.025 14.000 – 14.999 0.026 15.000 – 15.999 0.027 16.000 – 16.999 0.028 17.000 – 17.999 0.029 18.000 – 18.999 0.030 19.000 – 19.999 0.031 20.000 – 20.999 0.032 21.000 – 21.999 0.033 22.000 – 22.999 0.034 23.000 – 23.999 0.035 24.000 – 24.999 0.036 25.000 – 25.999 0.037 87
  • 88. 2.1.5.3 Procedimiento de Reparación.BIMSA suministra como material de repuesto. Anillos de impulsor sobre medida. Anillos de alojamiento de sello. Anillos de carcaza.De estos los anillos de impulsor se suministra con sudiámetro exterior mayor al nominal, y los anillos dealojamiento y carcaza con su diámetro interiorcerrado.Nuestro procedimiento de reparación recomendadopara hacer el maquinado de los anillos es el siguiente:1. Remueva los anillos de la carcaza y los de la caja de sello mecánico, rompiendo los puntos de soldadura con un disco abrasivo, sáquelos con un extractor apropiado.2. Instale los anillos estacionarios de repuesto con el Diámetro Interno bajo medida, enfriándolos en hielo seco y llegándolos hasta su posición final con un mazo de latón o alguna herramienta adecuada.3. Ya puestos los anillos póngales puntos de soldadura. PRECAUCIÓN; la penetración de soldadura debe ser mínima para evitar que los anillos a medida final se distorsionen. 88
  • 89. 4. Remueva los anillos del impulsor torneándolos hasta que tengan un espesor de 0.002” – 0.040”.5. Rompa los puntos de soldadura con un disco abrasivo, caliente los anillo de repuesto a 150° - 200° C, introdúzcalos rápidamente al impulsor y déjelos que se enfríen.6. Por ultimo para verificar las dimensiones de los anillos referirse a la tabla No. 3.2.1.6 Rodamientos.2.1.6.1 Caja de Rodamientos.Escurra y limpie completamente los pasajes de aceite,verifique que no existan cuerpos extraños en el depósito.En caso de contar con enfriamiento cerciórese del estadoque guarda el cartucho de enfriamiento, que este notenga sus alabes doblados o dañados. Revise también elestado de los anillos laberinto y límpielos de cualquierimpureza. 89
  • 90. 2.1.6 Rodamientos.2.1.6.1 Caja de Rodamientos.Escurra y limpie completamente los pasajes de aceite,verifique que no existan cuerpos extraños en el depósito.En caso de contar con enfriamiento cerciórese del estadoque guarda el cartucho de enfriamiento, que este notenga sus alabes doblados o dañados. Revise también elestado de los anillos laberinto y límpielos de cualquierimpureza.2.1.6.2 Mantenimiento de Rodamientos.Los rodamientos antifricción son ordinariamentemontados con una prensa o en caliente y es necesario unextractor para retirarlos,. Las garras o dedos deben deapoyarse en la pista interior, por la parte de atrás, delrodamiento. Cuando hay partes que intervienen, elrodamiento puede apoyarse en un buje ranurado yejercer presión con la prensa para extraer la flecha.A menos que se retire con extremo cuidado el rodamientose daña a tal grado que no debe de utilizarsenuevamente, por tal motivo el rodamiento debe revisarseinmediatamente para ver el juego entre pistas y cualquierotra imperfección. Se recomienda que se sustituya elrodamiento por uno nuevo por que frecuentemente esdifícil detectar daños hasta que el equipo se pone enoperación. 90
  • 91. 2.1.6.3 Cambio de Aceite.La frecuencia con que se debe de efectuar el cambio deaceite depende principalmente de las condiciones defuncionamiento y de la cantidad del aceite.Cuando emplea lubricación por baño de aceite,generalmente es suficiente cambiar el aceite una vez alaño, con tal que la temperatura de funcionamiento noexceda de 50° C y de que haya poco riesgo decontaminación. Para temperaturas más elevadas, espreciso efectuar los cambios con más frecuencia. Porejemplo para temperaturas de funcionamiento próximas alos 100° C, deberá cambiarse el aceite cada tres meses.Para condiciones de funcionamiento más duras, tambiénes preciso cambiar el aceite con mayor frecuencia.2.1.6.4 Inspección y Limpieza.Como todas las piezas importantes de una máquina, losrodamientos de bolas deben limpiarse y examinarsefrecuentemente. Los intervalos entre tales exámenesdependen por completo de las condiciones defuncionamiento. Si se puede ejemplo , escuchando elrumor del mismo en funcionamiento y midiendo latemperatura o examinando el lubricante, normalmente essuficiente con limpiarlo e inspeccionarlo una vez por año(aros, jaula y elementos rodantes) junto con las demáspiezas anexas al rodamiento. 91
  • 92. 2.1.6.5 Almacenamiento de los Rodamientos.Antes de embalar, los rodamientos normalmente sontratados con un agente antioxidante y en esascondiciones pueden conservarse en su embalaje originaldurante años, siempre que la humedad relativa delalmacén no pase del 60%.En los rodamientos puede darse el caso de que laspropiedades de lubricación se hayan deteriorado despuésde estar almacenados largos períodos de tiempo.2.1.6.6 Montaje de los rodamientos.El montaje de rodamientos de bolas, es esencial que seaefectuado por personal competente y en condiciones derigurosa limpieza, para conseguir así un buenfuncionamiento y evitar un fallo prematuro.Como todos los componentes de precisión, lamanipulación de los rodamientos durante su montajedebe realizarse con sumo cuidado. La elección deherramientas apropiadas es de gran importancia.Siempre que sea posible, deberá efectuar el montaje enuna sala con atmósfera seca y sin polvo, alejada demáquinas de trabajar metales o de otras máquinas queproduzcan virutas, limaduras o polvo. Antes de montarlos rodamientos todas las piezas, las herramientas y losequipos necesarios deben estar a la mano. 92
  • 93. Es así mismo importante conservar los rodamientos en su empaque original hasta inmediatamente antes demontarlos para evitar que se ensucien. Normalmente, noes necesario quitar todo el recubrimiento antioxidanteque tienen los rodamientos nuevos-, bastará con quitarlode las superficies cilíndricas exterior y del agujero.Cuando monte el rodamiento en la flecha de la bombarecuerde que para una operación satisfactoria, la pistainterior del rodamiento debe quedar bien fija sobre laflecha para que no gire sobre ésta. También esimportante que el ajuste de la pista exterior evite quegire libremente en su alojamiento.Dos son los métodos más usados para montar losrodamientos en la flecha:1. Calentando el rodamiento para que se dilate la pista interna, montar en la flecha y dejar que se enfrié.2. Forzando el rodamiento sobre la flecha.El primer método es preferible, caliente el rodamientosumergido en aceite o en un horno eléctrico a unatemperatura de 94° C (200° F), ya estando calientemóntelo inmediatamente a la flecha. 93
  • 94. Cuando se utiliza el segundo método, aplique la fuerzapor medio de una prensa de husillo utilice una camisatubular, un anillo o bloques de igual espesor para aplicarla fuerza sobre la pista interna. Al forzar el rodamientosobre la flecha tenga cuidado que la pista no se amarre.Verifique la posición del rodamiento en la flecha con uncalibrador de hojas para asegurarse que se asienteuniformemente en el hombro de la flecha (Figura 26).Cuando se monten rodamientos de empuje “Duplex” Esmuy importante cerciorarse que la tuerca este bienapretada para asegurarse el contacto entre las pistasinternas de ambos rodamientos (Figura 27). 94
  • 95. 2.1 ANALISIS DE FALLAS MAS FRECUENTES2.2.1 Localización de Problemas.Los siguientes son los principales problemas que podemostener en un equipo de bombeo y sus posiblesconsecuencias que podrían traer consigo: El rotor roza a) Motor Sobrecargado b) Desgaste excesivo de rodamientos c) Sobrecalentamiento de rodamientos d) Vibraciones Flecha flexionada a) Motor Sobrecargado b) Desgaste excesivo de rodamientos c) Sobrecalentamiento de rodamientos d) Vibraciones Anillos de Desgaste a) Vibraciones b) Bomba no produce presión de diseño presió diseñ c) Bomba no da caudal de diseño diseñ 95
  • 96. Bomba gira en sentido contrario a) Bomba no produce presión de diseño presió diseñ b) Bomba no da caudal de diseño diseñ c) Bomba trabaja en vació vacióBomba no cebada a) Bomba trabaja en vació vacióAltura de presión del sistema mayor que la dediseño a) Bomba no produce presión de diseño presió diseñ b) Bomba no da el caudal de diseño diseñ c) Bomba trabaja en vacío vacíImpulsor dañado a) Vibraciones b) Bomba no produce presión de diseño presió diseñ c) Bomba no da el caudal de diseño diseñImpulsor no balanceado a) Desgaste excesivo de rodamientos b) Sobrecalentamiento de rodamientos c) VibracionesBaja velocidad a) Bomba no produce presión de diseño presió diseñ b) Bomba no produce caudal de diseño diseñ c) Bomba trabaja en vacío vacíAlta velocidad a) Motor Sobrecargado b) Cavitación Cavitació 96
  • 97. Existencia de aire o gas en el líquido a) Cavitación Cavitació b) Vibraciones c) Perdida del gasto después del arranque despuéLiquido más pesado que el requerido a) Motor sobrecargado b) Cavitación Cavitació c) Bomba no produce presión de diseño presió diseñ d) Bomba no produce caudal de diseño diseñLiquido más viscoso que el requerido a) Motor sobrecargado b) Cavitación Cavitació c) Bomba no produce presión de diseño presió diseñ d) Bomba no produce caudal de diseño diseñEntradas de aire en la succión a) Cavitación Cavitació b) Perdidas del gasto después del arranque despué c) Bomba no da el caudal de diseño diseñBolsa de aire en la succión a) Cavitación Cavitació b) Perdidas del gasto después del arranque despué c) Bomba no da el caudal de diseño diseñ d) Bomba trabaja en vacío vací 97
  • 98. Tubería de admisión no llena delíquido a) Cavitación b) Perdidas del gasto después del arranque c) Bomba no da el caudal de diseño d) Bomba trabaja en vacíoTubería de admisión taponeada a) Perdidas del gasto después del arranque b) Bomba no da el caudal de diseño c) Bomba trabaja en vacíoTubería de admisión no sumergida losuficiente a) Cavitación b) Perdidas del gasto después del arranque c) Bomba no da el caudal de diseño d) Bomba trabaja en vacíoInsuficiente altura de admisión a) Cavitación b) Perdidas del gasto después del arranque c) Bomba no da el caudal de diseño d) Bomba trabaja en vacío 98
  • 99. 2.2.2 Soluciones y prevención.De los problemas que pudiera tener el equipo de bombeo,descritos en el punto anterior, podemos tener su solucióny su prevención para evitar que nuestro equipo puedasufrir algún desperfecto. El rotor roza a) Verificar alineamiento b) Girar el equipo antes de ensamblar con el motor Flecha flexionada a) Revisar alineación del equipo Anillos de desgaste a) Revisar el claro entre anillos b) Cambiar anillos cuando sea necesario Bomba gira en sentido contrario a) Revisar sentido de giro de la bomba antes de poner en marcha el equipo. b) Revisar sentido de giro del motor eléctrico antes de ensamblar el equipo. Bomba no cebada a) Verificar que no exista entrada de aire al equipo b) Purgar el equipo antes de ponerlo en operación 99
  • 100. Altura de presión del sistema mayor que la de diseño.a) Verificar el sistema antes de operar el equipob) Verificar presión de succiónc) Verificar presión de descarga Impulsor dañadoa) Revisar caudal de diseñob) Revisar carga de diseñoc) Verificar presiones de succión y descarga Impulsor no balanceadoa) Verificar la vibración del equipob) Revisar alineación del equipoc) Revisar caudal de diseñod) Revisar carga de diseñoe) Verificar presiones de succión y descarga Baja velocidada) Revisar caudal de diseñob) Revisar carga de diseñoc) Verificar presiones de succión y descarga Alta velocidada) Verificar la vibración del equipob) Revisar alineación del equipo Existencia de aire o gas en el líquidoa) Verificar la vibración del equipob) Revisar caudal de diseñoc) Revisar carga de diseño 100
  • 101. Líquido más pesado que el requeridoa) Verificar el voltaje y el amperaje del motorb) Revisar caudal de diseñoc) Revisar carga de diseñod) Verificar presiones de succión y descarga Líquido mas viscoso que el requeridoa) Verificar el voltaje y el amperaje del motorb) Revisar caudal de diseñoc) Revisar carga de diseñod) Verificar presiones de succión y descarga Entradas de aire en la succióna) Verificar la vibración del equipob) Revisar caudal de diseñoc) Revisar carga de diseño Bolsas de aire en la succióna) Verificar la vibración del equipob) Revisar caudal de diseñoc) Revisar carga de diseño Tubería de admisión no llena de líquidoa) Verificar la vibración del equipob) Revisar caudal de diseño Tubería de admisión taponeadaa) Verificar la vibración del equipob) Revisar caudal de diseño 101
  • 102. Tubería de admisión no sumergida lo suficiente.a) Verificar la vibración del equipob) Revisar caudal de diseñoc) Revisar carga de diseño Insuficiente altura de admisióna) Verificar la vibración del equipob) Revisar caudal de diseñoc) Revisar carga de diseño 102
  • 103. CAPITULO 3 PROGRAMACIÓN Y CALIBRACIÓN3.1 ARRANQUE Y PAROLa programación de arranque y paro de los equipos debombeo tiene por objeto evitar que el proceso deproducción de la planta se detenga por la falla de los dosequipos.BIMSA recomienda que este proceso sea de la siguientemanera: a) Operar el equipo principal GA – 3151 A / GA – 3152 A por un período de 15 días b) Operar el equipo principal GA – 3151 B / GA – 3152 B por un período de 15 días. c) Operar el equipo de relevo GA – 3151 R / GA – 3152 R por un periodo de 15 días.Este proceso es con la finalidad de evitar manteneralguno de los equipos de manera estática durante unlargo periodo de tiempo ya que al estar un equipo paradopor tiempo indefinido puede traer serias consecuenciasque nos afectarían directamente al equipo como puedenser: 103
  • 104. a) Amarre de los equipos. Esto puede ocasionarse por las sedimentaciones o impurezas que se vienen arrastrando en el propio líquido, y las basuras que pudieran caerle al equipo del mismo medio ambiente por estar tanto tiempo parada.b) Daño a los rodamientos. Esto ocasionado por la falta de giro de los equipos, ya que los balines o balas del rodamiento al encontrarse en una sola posición, las pistas se van marcando y como consecuencia no deja girar libremente el rodamiento.c) Daño a los sellos mecánicos. Esto se puede dar por las sedimentaciones y por las impurezas que se pueden ir formando en el interior de la cámara del sello, provocando con esto un amarre y traer como consecuencia el daño a las caras del sello que son las principales. 104
  • 105. 3.2 FALLAS Y COMO CORREGIRLASDentro de las fallas que podemos tener ya se vieron enel punto 2.2.1 del capitulo anterior y sus posiblessoluciones.Proteja la bomba contra heladas. Si la bomba ha deestar fuera de servicio durante largo período detiempo, desmóntese, límpiese y lubrique todas laspartes del equipo. No instale el sello mecánico hastaque la bomba vaya a entrar en operación.Con respecto a los motores se tiene que revisar quela calibración de los elementos térmicos sea laadecuada para la potencia del motor, ya que con estaprotección estamos asegurándonos de que el motor nosufrirá daño alguno por sobrecargas que pudieran serprovocadas por un amarre en la bomba. 105
  • 106. 3.2.1 Fallas Principales en los Motores. Falla en Rodamientos. Revisar niveles de aceite en caja de rodamientos del motor y se recomienda hacer los cambios cada 12 meses. Fase a Tierra. Se debe revisar que las conexiones de las resistencias calefactoras de los motores se encuentren bien conectadas y operando correctamente. 106

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