Bombas Centrifugas (2)

JET Módulo 3 Bombas Centrífugas Provisional

TABLA DE CONTENIDO 1 2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.8 3.8.1 3.8.2 3.8.3 3.9 3.9.1 3.9.2 3.9.3 3.9.4 4 5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.3 5.4 5.4.1 5.4.2

Introducción Introducción a bombas centrífugas Componentes principales de bombas centrífugas Impulsor Placas de desgaste Anillos de desgaste Eje Voluta Cojinetes, armazón de cojinete y caja de empaquetaduras Sello de prensaestopas Empaquetadura de cuerda o empaquetadura de acuñamiento Sellos mecánicos Sistema de lubricación Empaquetadura autolubricante Aceite (RA45, RA56, RB23) Grasa Unidades de potencia Impulsores a Diesel Impulsores eléctricos Toma de fuerza (PTO) Impulsores hidráulicos Clases de bombas centrífugas Principios fundamentales y rendimiento de bombas Carga hidráulica del sistema Carga estática total Carga hidráulica total Formación de vórtices Caballaje y eficiencia Altura de succión positiva neta y cavitación Altura de succión positiva neta Cavitación

JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0 (Provisional)

pg 04 pg 05 pg 08 pg 08 pg 10 pg 11 pg 12 pg 13

pg 14 pg 15

pg 16 pg 17 pg 17 pg 17 pg 16 pg 17 pg 19 pg 19 pg 19 pg 19 pg 20 pg 21 pg 23 pg 24 pg 24 pg 25 pg 26 pg 27 pg 28 pg 28 pg 28

2

TABLA DE CONTENIDO

6 6.1 6.2 6.3 7 7.1 7.2 8 9 10 10.1 10.1.1 10.1.2 10.1.3 10.2 10.2.1 10.2.2 11 12 13 14 15

Operación de bombas Montaje Cebado de bombas centrífugas Bombeo con bombas centrífugas Operaciones en serie y paralelas Operación en paralelo Operación en serie Diseño de tuberías Mantenimiento preventivo de bombas centrífugas Servicio Procedimiento de Reempaquetadura Sellos de aceite tipo labio para bombas RA45 y RA56 Sellos de aceite tipo labio para la bomba RB23 Empaquetadura de cuerda para RB23 Rehabilitación de bombas centrífugas Desensamble de bombas centrífugas 4x5 y 5x6 Ensamble de bombas centrífugas 4x5 y 5x6 Búsqueda de Fallas Referencias Apéndice 1 - Curva característica Verifique su entendimiento Clave de las respuestas


pg 30 pg 30 pg 31 pg 32 pg 33 pg 34 pg 35 pg 36 pg 37 pg 39 pg 39 pg 39 pg 40 pg 40 pg 42 pg 43 pg 49 pg 53 pg 54 pg 55 pg 57 pg 59

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INTRODUCCIÓN 1.0.0 Este curso le introduce a una de las bombas de baja presión más comunes en la industria del petróleo: la bomba centrífuga.

Propósito A la conclusión de este curso, usted podrá: · explicar la función de una bomba centrífuga · identificar los diversos componentes de la bomba centrífuga · describir el funcionamiento de la bomba centrífuga · identificar diferentes modelos de bombas · efectuar el mantenimiento y servicio de la bomba centrífuga · determinar fallas en problemas comunes de bombas

Advertencia de seguridad: Se requiere supervisión apropiada durante la capacitación práctica. Pida ayuda de su supervisor si no está familiarizado con una operación o no se siente cómodo con la misma. Para prevenir posibles situaciones peligrosas durante las operaciones, toda persona involucrada en el servicio o en la reparación del equipo tendrá que asegurarse de la seguridad del personal. Cuando trabaje en la bomba, siga los procedimientos del Estándar de Seguridad número 4 de Well Services, Instalaciones y Talleres.


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INTRODUCCIÓN A BOMBAS CENTRÍFUGAS 2.0.0 Teoría de Operación Cuando hace girar una cubeta llena de agua, el agua se mantiene dentro de la cubeta mientras que la cubeta esté girando a una cierta velocidad. La misma fuerza que mantiene el agua en la cubeta se usa en las bombas centrífugas. Si la cubeta tiene hoyos en el fondo, el agua dispara de los hoyos a medida que gira la cubeta. Con el impulsor de una bomba centrífuga girando en el agua, el agua es forzada a salir entre los álabes al igual que hubiese fugado de la cubeta giratoria. La fuerza que ocasiona la salida del agua del impulsor (o cubeta) es la fuerza centrífuga, por A medida que extrae el fluido usando una paja, el fluido sube a la parte superior de la paja. lo cual se denominan bombas centrífugas. Luego más fluido entra por la parte inferior de la paja para reemplazar el fluido transportado a la parte superior. La misma operación ocurre en la bomba. El fluido sigue moviéndose hacia el borde externo del impulsor y luego sale de la voluta mientras fluido nuevo ingresa al vacío en el centro del impulsor. Mientras más rápido gire el impulsor, más rápido se moverá el fluido hacia afuera, aumentando la tasa de flujo. Colocando el impulsor en una voluta, guía la dirección del líquido hacia un destino controlado. Discharge

Una bomba centrífuga emplea una fuerza centrífuga para desarrollar una presión que mueve un fluido. Cuando la bomba está llena de fluido y el impulsor comienza a girar, el fluido sigue los álabes del impulsor. A medida que la velocidad del impulsor incrementa, la fuerza centrífuga mueve el fluido hacia el borde externo del álabe del impulsor. Cuando el fluido se aleja del centro del impulsor hacia el borde externo, crea un vacío en el centro del impulsor de manera parecida como cuando toma una bebida con una paja. JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0 (Provisional)

Impeller Volute

Suction eye

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Voluta

Impulsor Eje Cojinetes

Caja de empaquetadura

JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0(Provisional)

Armazón de cojinetes

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La mayoría de las aplicaciones de bombeo involucran el bombeo de un tanque ubicado más alto que el camión. Este tanque está usualmente a 10-12 pies de altura. Si perdemos 2 pies de altura hidráulica, tendremos solo 8-10 pies de altura para alimentar fluido a la bomba, disminuyendo así el rendimiento de la bomba. Cuando se bombea desde un tanque ubicado más bajo que la bomba, el rendimiento de la bomba disminuye significativamente. Tal como ilustra el ejemplo, subir fluidos con la bomba reduce la descarga en una cantidad equivalente a la distancia de elevación. Si el nivel de fluido está encima de la bomba, entonces la presión de descarga aumenta por una cantidad equivalente a la distancia encima de la bomba. Es importante mantener las conexiones del suministro de fluido a la bomba centrífuga lo más derechas y cortas posible. La viscosidad del fluido también afectará el rendimiento de la bomba. Por ejemplo, un fluido de fracturación se bombea a una tasa inferior que el agua.

92 ft

102 ft

Distancia 102 ft de elevación

112 ft

10 ft

10 ft

Tanque de fluido


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COMPONENTES PRINCIPALES DE LA BOMBA 3.0.0 IMPULSOR 3.1.0 El impulsor es el elemento rotatorio en una bomba centrífuga por el cual fluye el líquido. Se imparte energía al líquido en el impulsor.

·

Cerrados: Los impulsores cerrados tienen coronas a ambos lados para encerrar los conductos de líquido.

Se encuentran disponibles tres tipos de impulsores:

·

Abiertos: Los impulsores abiertos tienen álabes que forman parte de un cubo central con coronas relativamente pequeñas o sin coronas (también conocidas como paredes).

La siguiente tabla despliega ejemplos de impulsores con sus tasas de flujo y presiones correspondientes.

·

Semiabiertos: Los impulsores semiabiertos tienen una corona a un lado únicamente.


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La rotación del impulsor, en o en dirección siniestrógira, se establece por la rotación del eje mirando desde el extremo de entrada o sea el extremo impulsado del eje. Usted puede cambiar la dirección de rotación: · invirtiendo la voluta · instalando el impulsor opuesto · intercambiando las líneas hidráulicas al motor. Rotación dextrógina


Rotación siniestrógina

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PLACAS DE DESGASTE 3.2.0 Las placas de desgaste proporcionan una superficie de desgaste y sello entre la carcaza y el impulsor. Las placas de desgaste están ubicadas a ambos lados del impulsor y generalmente son placas de acero sólido o placas de acero recubiertas con goma.

Una placa desgastada ocasionará el desgaste rápido del impulsor porque el líquido fluye de manera descontrolada o turbulenta. Por lo tanto, reemplace las placas de desgaste cuando instale un impulsor nuevo. Para el rendimiento óptimo la holgura correcta entre el impulsor y las placas de desgaste es de 1/16 de pulgada. Las cuñas se usan para hacer ajustes precisos a la holgura entre la placa y el impulsor. Las cuñas son laminadas y consisten de capas. Para un ajuste preciso puede quitar o añadir algunas capas.

Para servicios de bombeo no abrasivo las placas de desgaste enteramente de acero son generalmente la mejor selección porque raras veces requieren reemplazo. Para los servicios de bombeo abrasivo, tales como la cementación, use placas de desgaste recubiertas de goma. Para bombear tolueno, xileno u otros productos derivados del petróleo, se requiere el uso de placas de desgaste enteramente de acero o placas de desgaste recubiertas con goma 70-durometer Buna N porque estos fluidos ocasionan la hinchazón de la goma de las placas de desgaste. Esta hinchazón ocasiona el paro del impulsor de la bomba o el descascaramiento de la capa de goma de las placas de desgaste.


NOTA: Al quitar cuñas el impulsor se acerca a la placa de desgaste. Añadiendo cuñas el impulsor se aleja de la placa de desgaste.

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ANILLOS DE DESGASTE 3.3.0 Los anillos de desgaste tienen el mismo propósito que las placas de desgaste pero se usan en las bombas centrífugas que contienen impulsores cerrados (tales como el RB 2x3x11). Los anillos de desgaste se fabrican usualmente de bronce.

.

JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0 Provisional)

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EJE 3.4.0 El eje de la bomba centrífuga soporta el impulsor. El eje mismo es soportado por cojinetes. El eje transmite el torque de una fuente de potencia al impulsor donde se le somete a las siguientes cargas:

Los ejes tienen camisas intercambiables en los lugares donde hay contacto. La condición del eje de gran manera afecta la vida de la empaquetadura. Los ejes estriados desgastan rápidamente la empaquetadura. Las bombas centrífugas vienen con dos estilos de impulsores: Enchavetados o ranurados. El eje enchavetado se extiende de la bomba y se usa para bombas impulsadas por eje, motor o acoplamiento. Los ejes ranurados no se extienden más allá de la brida de montaje de la bomba y se usan donde un motor hidráulico esta montado directamente en la bomba.

·

Las cargas radiales son ocasionadas por el peso del impulsor y las diferencias de presión alrededor del impulsor cuando se mueve en un líquido.

·

Las cargas axiales son ocasionadas por las diferencias de presión entre los lados de presión alta y baja del impulsor.

·

Las cargas de torque son ocasionadas por la fuerza reactiva de los fluidos en movimiento, por la inercia y la viscosidad y se transfieren del impulsor al eje por medio de un chavetero ranurado al eje y al impulsor.

Aún con todas estas cargas, la deflexión del impulsor tendrá que permanecer por debajo de la holgura mínima entre los componentes rotatorios y los estáticos.

NOTA: Las revoluciones de entrada de la bomba centrífuga no deberían exceder el valor máximo de revoluciones por minuto especificado por el fabricante, de lo contrario esto pudiera ocasionarse daño severo. JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0(Provisional)

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VOLUTA 3.5.0 La voluta de la bomba centrífuga rodea al impulsor. La voluta dirige el flujo de fluido de la toma de la bomba a su salida. La voluta convierte la energía de la velocidad a presión y también dirige el flujo del fluido.

La siguiente tabla proporciona una norma general para carcazas y su relación con la tasa de flujo y la presión.

NOTA: La voluta y la armazón generalmente se fabrican de hierro fundido. Por lo tanto, nunca deberían soldarse de ninguna manera porque el calor ocasionará la distorsión, la deformación o la rajadura de la voluta.

El diseño de la voluta depende de: · tasas y presiones de salida máximas · del sentido de rotación de la bomba o la dirección de rotación destinada. En algunas bombas, la voluta se puede usar para una rotación dextrógira (CW) y siniestrógira (CCW) como en las bombas centrífugas RA45, RA56, y RB23 . Se puede establecer el sentido de rotación observando la bomba desde el extremo de impulso del eje.


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COJINETES, ARMAZÓN DEL COJINETE, Y CAJA DE EMPAQUETADURAS 3.6.0 3.6.1 Cojinetes

Caja de empaquetadura

La función principal de los cojinetes es soportar el eje. El eje tendrá que estar sujeto y soportado con precisión. Si se permite que el impulsor haga contacto con la voluta esto pudiera resultar en la falla del impulsor, de la voluta, de las placas de desgaste, del eje y del chavetero. Los cojinetes se lubrican con un baño de aceite, tal como en RB 2x3x11, o con grasa por medio de una conexión de grasera en la carcaza, tales como en RA 4x5. Los cojinetes para RA56 y RB23 son los mismos, pero los de la RA45 son un poco más pequeños.

3.6.2 Armazón de cojinete y caja de empaquetaduras El armazón del cojinete contiene el sistema de lubricación del cojinete y los cojinetes que soportan el eje donde esta montado el impulsor. Armazón de cojinete


Un sello o empaquetadura contenido en la caja de empaquetaduras está ubicado entre la carcaza estática y el eje rotatorio. La caja de empaquetaduras puede estar incorporada a la carcaza de la bomba centrífuga, tal como la RB 2x3x11, o montada por separado, tal como la RA 4x5. La caja de empaquetaduras y el material de empaquetadura de una bomba centrífuga proporcionan un sello para prevenir fugas de la bomba a lo largo el eje. Líquidos pueden escapar de la bomba y aire puede introducirse a la bomba. Empaque la bomba correctamente para asegurar que la bomba funciona de manera óptima. Material de empaquetadura desgastado o incorrecto ocasiona la falla del sello y estría el eje.

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SELLOS DE PRENSAESTOPAS 3.7.0 El material de empaquetadura contrarresta los efectos del fluido tratando de escapar a lo largo del eje durante el bombeo. Sellos de prensaestopas

·

sellos de aceite de goma, también conocidos como automáticos o mecánicos.

3.7.1 Empaquetadura de cuerda o empaquetadura de acuñamiento La empaquetadura de cuerda se llama empaNOTA: Los sellos no son de goma pura puesto que la goma se expande y se degrada en la presencia de aceite y por lo tanto no creará un sello. Los sellos son normalmente de un compuesto de goma tal como el viton.

El material de empaquetadura puede ser empaquetaduras de sello o sellos de aceite. Los sellos se instalan en la caja de empaquetaduras para: · prevenir la fuga del fluido de bombeo de la cámara de bombeo a lo largo del eje · prevenir la fuga de fluido lubricante de la caja de empaquetaduras · prevenir la entrada de aire a la cámara de bombeo.

quetadura de acuñamiento porque se acuña en la caja de empaquetaduras y se ajusta periódicamente apretando las tuercas en un casquillo para preservar su capacidad de sello a medida que se desgasta gradualmente. La empaquetadura de cuerda se puede encontrar en las bombas Guinard y RB 2x3.

Empaquetadura de cuerda

Los materiales de empaquetadura tendrán las siguientes características: · coeficiente de fricción bajo · ausencia de efecto abrasivo en el eje · capacidad de prevenir fugas excesivas. Schlumberger usa dos tipos principales de materiales de empaquetadura: · empaquetadura de anillos de cuerda de trenzado cuadrado, también conocido empaquetadura tipo acuñado, que se usan en bombas autolubricadas JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0(Provisional)

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La empaquetadura de cuerda en una bomba centrífuga actúa como un sello alrededor del eje en movimiento, pero únicamente en la medida que estrangula fugas. Efectivamente, la empaquetadura es un cojinete y tendrá que estar lubricada como tal. La lubricación proviene de un leve escape a través de la empaquetadura o, en emergencias, de uno saturante en la empaquetadura misma. Si la empaquetadura se seca, se calienta, se endura, y luego estría el eje. La empaquetadura con apriete excesivo se quemará rápidamente y estriará el eje, por eso es importante empaquetar la caja de empaquetaduras apropiadamente. Típicamente, el anillo próximo al casquillo en una empaquetadura tipo acuñado hace la mayor parte del trabajo porque la presión mecánica en el casquillo es mayor que la fricción a lo largo de la barra. Existen otras consideraciones que afectan el sello, tales como la forma de la empaquetadura, el material utilizado y el diseño de la caja de empaquetaduras. Algunos materiales comunes de anillos de empaquetadura de cuerda son: · cuerda de asbesto · cuerda recubierta de Teflón · cuerda recubierta de grafito

3.7.2 Sellos Mecánicos Los sellos mecánicos funcionan con la presión del líquido en la cámara de sello forzando juntas las caras coincidentes y proporcionando una película delgada de lubricante entre ellas. El fluido sellado suministra la presión necesaria forzando la empaquetadura contra la cara de desgaste. PRECAUCIÓN: Precaución

No apriete excesivamente los sellos de aceite o de acuñamiento.


Usualmente, los sellos mecánicos se lubrican con aceite de un sistema de lubricación externo tal como una bomba Alemite. Sellos mecánicos

Ejemplos de bombas que usan sellos mecánicos son: · RA 4x5 · RA 5x6 · RB 2x3x11

NOTA: Donde se usan sellos mecánicos el ajuste de la tuerca del casquillo no tendrá efecto alguno en detener una fuga si es que ocurre. La tuerca del casquillo está ahí únicamente para ayudar a asegurar que los sellos mecánicos no se salgan de su ánima.

El mecanismo de sello no requiere ajuste de la tuerca del casquillo. Las bombas que usan sellos de aceite tienen sistemas de lubricación cerrados haciéndolos menos susceptibles a una pérdida de presión. La pérdida de presión puede ocurrir con sellos de acuñamiento a los cuales se les permiten fugas. Los sellos de aceite mantienen la presión de un lado únicamente y tiene una sola manera correcta de inserción.

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SISTEMA DE LUBRICACIÓN 3.8.0 Si la empaquetadura no esta lubricada, se quemará rápidamente y estriará el eje. Por lo tanto, la operación confiable de la lubricación de la empaquetadura es esencial para proteger la empaquetadura de la bomba. Durante un trabajo (uno de corta duración), la falla de cualquier parte del sistema de lubricación de la empaquetadura pudiera dañar las empaquetaduras de la bomba, ocasionando un incidente de trabajo y una pérdida. Schlumberger usa tres tipos de lubricación: empaquetadura autolubricante, aceite usado para las bombas RA45, RA56, RB23 y grasa.

3.8.1

Empaquetadura autolubricante

La empaquetadura autolubricante es adecuada para cualquier bomba que está bombeando un fluido no abrasivo limpio. Se tiene que permitir la fuga o flujo del fluido bombeado a través de la caja de empaquetaduras para enfriar y lubricar la empaquetadura. No corra la bomba sin fluido o con la descarga cerrada porque esto reducirá el flujo del fluido impidiendo que la empaquetadura se enfríe y se lubrique.

bombeo de fluidos abrasivos, tales como pastas de cemento. Para una vida óptima de la empaquetadura, es esencial lubricar apropiadamente la empaquetadura. La empaquetadura con lubricación inapropiada puede ser dañada completamente en segundos. La lubricación inadecuada también ocasiona la generación de calor, lo cual acorta la vida de la empaquetadura. El sistema de lubricación oleoneumático es un sistema de lubricación de alta confiabilidad, poco mantenimiento, destinado a reemplazar los sistemas Alemite convencionales en los servicios de cementación y estimulación. El propósito del sistema es usarlo en la construcción nueva y la modificación de equipo de bombeo existente. El sistema de lubricación oleoneumático se basa en la presión de aire para forzar el lubricante a la empaquetadura del émbolo. No hay partes movibles que se atasquen o fallen. Véase InTouch content ID 4027077 para más detalles sobre el sistema de lubricación oleoneumático.

La bomba tendrá que inspeccionarse periódicamente para asegurarse que la lubricación es continua. La lubricación ocurre con un goteo constante (2-3 gotas por segundo) de salida de la caja de empaquetaduras. Cualquier interrupción en el suministro de lubricación quema la empaquetadura en minutos ocasionando daño severo a la bomba.

3.8.2

Aceite (RA45, RA56, RB23)

El mejor uso de la lubricación de aceite es para bombas que tienen presión de descarga baja y que requieren un sistema de lubricación cerrado para prevenir la cavitación. Este sistema de lubricación cerrado permite el


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Una bomba neumática, bomba Alemite, proporciona el aceite lubricante a un bloque divisor, tal como el divisor de McCord, que a su vez divide y proporciona cantidades iguales de aceite a cada juego de empaquetadura.El divisor se usa en el sistema de lubricación para asegurar que cada bomba centrífuga tenga una alimentación medida de aceite. Un bloqueo en cualquiera de las líneas de descarga ocasiona la falla de todo el sistema de lubricación de la empaquetadura puesto que el divisor de McCord no funciona apropiadamente si cualquiera de sus puertos de salida están bloqueados. La descarga del bloque divisor está conectada por medio de una válvula de retención a cada caja de empaquetaduras, individualmente. De ahí el aceite fluye a la caja de empaquetaduras e ingresa al casquillo de linterna para la distribución equitativa a la empaquetadura. La bomba lubricante de empaquetaduras tiene dos secciones, la sección del motor neumático, que impulsa la bomba, y la sección de la bomba.

una placa base y válvulas dosificadoras. La válvula 12S es de una sola salida y la 24T es una válvula dosificadora de dos salidas.

3.8.3

Grasa

La lubricación con grasa es un medio de lubricación simple usado en bombas que tienen una tasa de descarga más elevada y baja presión. La grasa lubricante recomendada por Schlumberger tiene grafito o Moly para reducir la fricción y tiene un punto de fusión muy elevado. La grasa con un punto de fusión bajo se fundirá y se convertirá en aceite para luego fugarse por los sellos y los cojinetes.

Schlumberger usa dos tipos de bloques divisores de McCord: de tres salidas y de cuatro salidas. También es posible tener hasta seis salidas armando una configuración apropiada de válvulas. Cada bloque divisor consiste de Resumen de los tipos de lubricación


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UNIDADES DE POTENCIA 3.9.0 Schlumberger usa bombas centrífugas que tienen una variedad de mecanismos de impulso seleccionados, en su mayor parte, por motivos prácticos y económicos.

3.9.1

Impulsores a Diesel

Las bombas centrifugas accionadas por motor diesel se encuentran generalmente en patines de presurizador pequeños y mezcladoras.

3.9.3 Toma de fuerza (PTO) Las tomas de fuerza son mecanismos de impulso acoplados directamente a la transmisión del motor. Usualmente están montadas en unidades de cementación para impulsar las diversas bombas centrífugas, tales como RB23, RB45 o RB56 en el patín de cementación CPS-361.

La bomba está impulsada por un eje extendido, que está generalmente conectado Impulsores a Diesel Impulsores eléctricos

(para propósitos de alineación) con un acoplamiento conductor entre el motor y la bomba.

3.9.2

Dispositivo de toma de fuerza

Impulsores eléctricos

Las bombas centrífugas accionadas por motor eléctrico se usan costa afuera en mezcladoras de cemento de recirculación y mezcladores por cargas y generalmente toman la forma de bombas presurizadoras, tales como RA45 y RA56. El eje es usualmente extendido y, como un mecanismo de seguridad, se incorporan disyuntores de máxima a la alimentación principal. JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0(Provisional)

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3.9.4

Impulsores hidráulicos

Los impulsores hidráulicos impulsan las bombas centrífugas del presurizador, tales como RA45-RA56 en unidades de bombeo de cemento, mezcladores de recirculación, y mezcladores por cargas. Si bien muchos son impulsados por el sistema hidráulico de la unidad, algunos tienen una unidad de alimentación independiente. La bomba hidráulica de la unidad impulsa un motor hidráulico que está conectado a la bomba centrífuga usando un eje ranurado de acoplamiento estrecho como accionamiento directo. A menudo se instala el sistema con un mecanismo de alivio de sobrepresión que previene cualquier acumulación indeseada de presión hidráulica.

Impulsor hidráulico


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CLASES DE BOMBAS CENTRÍFUGAS 4.0.0 4.1

4x5 RA45 con impulsor abierto

La RA45 se usa en unidades de Schlumberger como una bomba de presurización y enroscado. Esta bomba centrífuga está diseñada con una succión de 5 pulgadas y una descarga de 4 pulgadas, para operaciones de bombeo de arena y cemento.

Si la voluta incrementa en una dirección sinestrógira, entonces es una bomba de rotación siniestrógira. Para cambiar una bomba de rotación siniestrógira a dextrógira invierta la voluta (el lado de succión ahora se convierte en el lado de montaje a la armazón), e instale un impulsor de rotación dextrógira.

El impulsor gira en dirección dextrógira

Tiene dos diseños usando ejes diferentes:

· ·

El impulsor gira en dirección siniestrógira

Eje estándar extendido para impulsor con vencional Eje corto con una ranura interna con motor hidráulico acoplado directamente a la armazón.

Este tipo es el más usado en unidades de Schlumberger. Este modelo generalmente usa sellos mecánicos de aceite. El impulsor puede girar en dirección dextrógira (CW) o en dirección siniestrógira (CCW). Para establecer la dirección de giro, observar desde el eje hacia la voluta.Si la voluta incrementa en tamaño, girando en derredor del impulsor en dirección dextrógira, entonces es una bomba de rotación dextrógira. JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0 (Provisional)

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4.2

5x6 RA56 con impulsor abierto

La bomba RA56 es similar a la RA45. Tiene una succión de 6 pulgadas y una descarga de 5 pulgadas y se usa en mezcladoras de recirculación y mezcladoras de paletas. También se usa como una bomba de presurización en CPS361 y Slurry Chiefs.

4.3 10x12 RA02 y RB02 con impulsor cerrado Las bombas RA02 y RB02 se usan en mezcladoras y PCM y tienen una descarga de 10 pulgadas y una succión de 12 pulgadas. La única diferencia entre RA02 y RB02 es la armazón y los adaptadores de succión.

La RB23 tiene dos diseños que usan: · un eje extendido estándar para impulsor convencional · un eje corto con una ranura interna usada para montar el motor hidráulico o el motor eléctrico La rotación de las bombas puede ser en dirección dextrógira o en dirección siniestrógira. PRECAUCIÓN: Precaución

No bombee fluidos abrasivos usando la RB23. Los sellos y el eje se dañarán. También puede

En la bomba RB02, la armazón se puede montar en la caja de engranajes de ángulo recto. El adaptador de succión acomoda la tubería de succión del tanque de mezcla de la mezcladora. En la bomba RA02, la armazón es de diseño estándar. El adaptador de succión es una brida

ocasionar daño entre las placas de desgaste y el impulso

PRECAUCIÓN: Precaución

No corra la bomba RB23 sin fluido. Para circular fluido continuamente, instale una tubería pequeña del punto más elevado de la voluta volviendo al ducto de succión, lo más alejado posible de la bomba. Esto ayudará a mantener fría la bomba y ayudará en el cebado de la bomba.

estándar ASA150 para montar como una bomba de cubierta en mezcladores.

4.4

2x3x11 RB23 con impulsor cerrado

La bomba RB23 se usa como una bomba de mezcla de baja presión en las unidades de cementación de Schlumberger. Tiene una succión de 3 pulgadas, descarga de 2 pulgadas e impulsor de 11 pulgadas.


NOTA: En la bomba impulsada por toma de fuerza, se tiene que apagar el motor principal antes de enganchar o desenganchar la toma de fuerza.

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PRINCIPIOS FUNDAMENTALES Y RENDIMIENTO DE LA BOMBA 5.0.0 El flujo desarrollado por la bomba centrífuga es controlado por la velocidad rotatoria del impulsor y la gravedad o densidad del fluido bombeado. Mientras más rápido gire el impulsor, mayor será la velocidad del fluido cuando sale del borde externo del impulsor. Esto significa que el fluido viajará más lejos antes de detenerse, que es el motivo por el que las presiones de descarga de bombas siempre se dan en pies de altura hidráulica. Pies de altura hidráulica significa que la bomba elevará una columna de fluido una distancia dada, en pies, hacia arriba, sea cual fuere el fluido bombeado. Por lo tanto, una bomba que tiene una altura de descarga de 140 pies elevará una columna de agua o cemento a una altura de 140 pies. La lectura de presión de descarga medida será diferente pero la altura de descarga, en pies, será la misma. Todas las bombas centrífugas están clasificadas o dimensionadas en base a una tasa de flujo y pies de altura hidráulica de descarga. Estas capacidades se miden en la descarga de la bomba, con agua, bajo condiciones ideales. La tabla a continuación proporciona algunos valores nominales típicos para bombas de Schlumberger. Estas no son las tasas o presiones máximas que produce la bomba. Cuando la bomba centrífuga está conectada a una línea de tratamiento, el rendimiento disminuye debido al número de mangueras, válvulas, codos y derivaciones en T usados para transportar el fluido de ida y vuelta a la bomba.

Pump Modelo de Model bomba RA45 RA56 LaBour RB23

Impeller Impulsor RPM (RPM)

Suction Cabezal de Head ft succión(ft)

2200 2200 2200 3200

+ 10 + 20 + 20 ----

Discharge Tasa de Rate GPM descarga (GPM) 298 500 270 65


Una manguera de succión de 4 pulgadas ocasiona una caída de presión de 2.3 pies de altura hidráulica por cada 100 pies de manguera a 5 bpm. Un solo codo de tubería de 4 pulgadas restringe el flujo de fluido una cantidad equivalente a 10 pies de manguera. Una válvula de mariposa completamente abierta tiene una restricción equivalente a 6.7 pies de manguera. Estos números pudieran parecer pequeños pero si los añadimos todos juntos se hacen significativos.

0‘ A G U A

5‘

10‘ La presión en cualquier punto en un líquido es ocasionada por una columna vertical de líquido que ejerce presión debido a su peso de agua.Esto está directamente relacionado a la altura de la columna, y se denomina la carga estática y se expresa en términos de pies líquidos. La carga estática correspondiente a cualquier presión específica depende del peso del líquido. A medida que la bomba imparte velocidad a un líquido, la energía de la velocidad se transforma en energía de presión a medida que el líquido sale de la bomba. Por lo tanto, la altura hidráulica producida es Cabezal Total Efficiency % Total (ft) Eficiencia (%) aproximadamente Head ft 102 equivalente a la energía 70 60 de la velocidad al borde 143 213 65 del impulsor. 460

----

23

CARGA HIDRÁULICA DEL SISTEMA 5.1.0 La Carga Hidráulica del sistema es la altura hidráulica que existe en una red de tuberías específica a una tasa de flujo específica. El rendimiento de la bomba se indica en la curva de capacidad de carga hidráulica total de esa bomba específica.

altura de descarga estática es la diferencia en elevación entre el nivel de líquido de descarga y la línea central de la bomba

Altura de succión

El punto en la curva de capacidad de carga hidráulica donde funciona la bomba depende de la carga hidráulica del sistema. Si se traza una curva de la carga hidráulica del sistema y también una curva de la capacidad de la

Altura de descarga estática

200

Altura de succión estática

Altura hidráulica

Altura hidráulica del sistema 2

Altura hidráulica del sistema 1

La altura de succión muestra cargas estáticas en un sistema de bombeo donde la bomba está ubicada encima del tanque de succión (altura de succión estática).

Capacidad de carga hidráulica

Presión hidrostática

Rango operativo

Altura de Succión Positiva 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

bomba, la intersección de estas dos curvas es el rendimiento de esa bomba. La carga hidráulica del sistema consiste de lo siguiente:

Altura de descarga estática Altura de descarga estática

Altura de descarga estática

5.1.1 Carga estática total La carga estática total es la diferencia entre los niveles de descarga y succión del líquido. La altura de succión estática es la diferencia en elevación entre el nivel del líquido de succión y la línea central de la bomba. Cuando el nivel de líquido está por debajo de la línea central de la bomba, la altura de succión estática se denomina altura de succión. La JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0(Provisional)

La altura de succión positiva muestra cargas estáticas en un sistema de bombeo donde la bomba está ubicada debajo del tanque de succión (altura de succión estática).

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Altura de presión

La altura de succión dinámica total es la altura de succión estática más la carga de velocidad en la brida de succión de la bomba menos la La altura de presión es la diferencia en carga de fricción. La altura de presión se resta presiones en las superficies del líquido: La altura de presión se añade o se resta de la si hay un vacío en el nivel del líquido de succión. La altura de presión se añade si hay carga hidráulica del sistema dependiendo de sus condiciones. Si hay un vacío en el nivel del una presión positiva en la superficie del líquido. líquido de succión o una presión positiva en el En un sistema actual, la altura de succión dinámica total es la lectura medida en la brida nivel de líquido de descarga, entonces estas de succión de la bomba, corregida a lpcm. cargas se añaden a la carga hidráulica del sistema. De igual manera, si hay una presión (presión absoluta = presión manométrica + positiva en el nivel del líquido de succión o un presión atmosférica) y convertida a pies de vacío en el nivel de líquido de descarga, líquido, más la carga de velocidad en el punto entonces estas cargas se restan de la carga de conexión del medidor. hidráulica del sistema. Estas presiones se convierten a pies. La altura de succión dinámica total es la altura de succión estática menos la carga de Carga hidráulica de fricción velocidad en la brida de succión de la bomba más la carga hidráulica de fricción en la tubería La carga de fricción es la carga requerida para de succión. La altura de presión se añade si sobrellevar la resistencia al flujo en la red de hay un vacío en la superficie del líquido; de lo ductos. contrario, la altura de presión se resta si hay Las pérdidas de toma y descarga también una presión positiva en la superficie del líquido. están incluidas en las consideraciones de En un sistema existente, la altura de succión carga hidráulica de fricción. dinámica total es la lectura medida en la brida de succión de la bomba, corregida a lpcm y Carga de velocidad convertida a pies de líquido, menos la carga de velocidad en el punto de conexión del medidor. La carga de velocidad es la energía de un líquido que resulta de su movimiento a una Para establecer la carga hidráulica total (carga cierta velocidad que es la carga requerida para hidráulica del sistema), conecte medidores de acelerar el fluido. presión en la descarga y succión inmediata de la bomba y siga los procedimientos anteriores 5.1.2 Carga hidráulica total para sistemas existentes. Usted puede usar la carga hidráulica total calculada para establecer La carga hidráulica total es el trabajo (a una la operación de las bombas comparándola con tasa de flujo específica) que una bomba tendrá la curva característica de la bomba. que efectuar en una red de bombeo para bombear el fluido por el sistema. Para cualquier flujo en cualquier momento dado en una red de ductos. La carga hidráulica total es igual a la carga hidráulica del sistema. En un sistema existente, la altura de descarga dinámica total se puede establecer con un manómetro en la línea de descarga.


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FORMACIÓN DE VORTICES 5.2.0 La formación de vortices ocurre cuando se usan bombas centrífugas y otros tipos de bombas. El fluido que se está succionando por el lado de succión de las bombas comienza a girar como un remolino. El mantener una altura de succión positiva neta (NPSH), eliminará los problemas de flujo (como la cavitación). La formación de vortices se hace visible cuando el nivel de fluido en el tanque es bajo. Durante la formación de vortices una columna de aire se introduce en la bomba. Luego el aire se acumulará en el punto más elevado después de la bomba ocasionando que la bomba pierda su cebado durante el bombeo. Para disminuir a un mínimo la formación de vortices, elija una de las siguientes opciones:

· · ·


instale crucetas en la succión de la bomba y del tanque flote una pieza de madera grande sobre la apertura de succión en el tanque disminuya la tasa de bombeo; sin embargo, esta opción no es siempre factible.

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CABALLAJE Y EFICIENCIA 5.3.0 El caballaje es el peso del líquido bombeado en un período de tiempo multiplicado por la carga hidráulica total.

La Potencia al Freno (BHP) es el caballaje actual impartido al eje de la bomba, definida de la siguiente manera:

Potencia Hidráulica (WHP) es la potencia hidráulica producida por la bomba, definida de la siguiente manera:

La Potencia al Freno siempre es mayor que la potencia hidráulica debido a la fricción en la bomba. La eficiencia de la bomba es la relación de estos dos valores.

en La en un

unidades Petrolíferas Estándar: constante (3,960) es el número de pies-libra un caballo (33,000) dividido por el peso de galón de agua (8.33 libras).

en Unidades Métricas:


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ALTURA DE SUCCIÓN POSITIVA NETA Y CAVITACIÓN 5.4.0 5.4.1 Altura de succión positiva neta (NPSH) Cuando se bombean líquidos hay pérdidas de presión a medida que el líquido entra al impulsor. Las pérdidas son ocasionadas por: · aumento en la velocidad del fluido · turbulencia producida por el impacto del líquido con el impulsor. NPSH es un análisis de las condiciones de energía en el lado de succión de una bomba, que establecerá si un líquido se vaporizará en el punto de presión más bajo de una bomba. La mayoría de los problemas con bombas IMPORTANTE: Si bien no se espera que usted calcule el NPSH disponible es importante entender esta característica de las bombas centrífugas a fin de evitar problemas durante el tendido y la conexión de mangueras y líneas de succión.

centrífugas son el resultado directo de menos de NPSH requerido para la bomba centrífuga. Si bien la mayoría de los factores de NPSH disponible es controlable, la pérdida por fricción es usualmente más fácil que los otros. Mantenga las líneas de succión lo más cortas y rectas posible. La tasa de flujo máxima para una manguera de succión de 4 pulgadas es 7 bpm para una manguera recta de 12 pies, bajo condiciones ideales. La tasa máxima puede disminuir con líneas largas, altura de impulsión elevada y muchas otras condiciones, que indicarían una tasa inferior.


Mientras mayor sea la tasa de flujo, mayor será la pérdida por fricción, que resulta en una separación de aire o vapor. Esto siempre se complica más aún con codos, derivaciones en T y otras alteraciones o restricciones del caudal, especialmente aquellas ubicadas cerca de la succión de la bomba donde pueden establecer patrones de flujo desiguales o separación de vapor, ocasionando el llenado desigual de los álabes del impulsor. Esto puede afectar el balance hidráulico del impulsor, conduciendo a posible cavitación, deflexión excesiva del eje o aún su rotura, y falla prematura de cojinetes y pernos de retención del impulsor.

5.4.2 Cavitación La cavitación es un problema frecuente cuando existe insuficiente NPSH. La cavitación ocurre en bombas cuando la presión del líquido bombeado se reduce a un valor igual o inferior a su presión de vapor, y burbujas pequeñas se desplazan a lo largo de los álabes del impulsor a un área de presión más elevada donde colapsan rápidamente e implosionan. Por lo tanto, si la presión encima del líquido es menor que su presión de vapor a esa temperatura, el líquido comienza a evaporarse. Esto se escucha usualmente como un gruñido o un ruido sordo, parecido al ruido que escucharía si estuviera bombeando grava. Los esfuerzos son a veces suficientemente elevados como para ocasionar pequeñas fallas de fatiga en la superficie de los álabes del impulsor. Esto es progresivo durante períodos de bombeo prolongados en estas condiciones y las picaduras y fallas de fatiga se conocen como erosión por cavitación

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lo cual puede ser a veces tan severo que ocasiona vibración y luego finalmente la falla del eje y del cojinete. La presión dentro de la bomba no podrá decaer por debajo de la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo. Si la presión de bombeo decae por debajo de la presión de vapor entonces el líquido comienza a hervir, ocasionando la cavitación. La única manera de prevenir los efectos indeseables de la cavitación es asegurarse que el NPSH disponible al sistema sea mayor que el NPSH requerido por la bomba. En resumen, siempre que un sistema ofrece insuficiente NPSH disponible, aumente el NPSH disponible o disminuya el NPSH requerido. Para aumentar el NPSH disponible, lleve a cabo lo siguiente: · eleve el nivel del líquido · baje la bomba · reduzca las pérdidas de fricción en los ductos de succión · use una bomba de refuerzo · enfríe el líquido para reducir la presión de vapor Pv. Para reducir el NPSH requerido, lleve a cabo lo siguiente: · disminuya la velocidad de la bomba · use un impulsor de doble succión · agrande el área del ojo del impulsor · use una bomba de sobretamaño · use un inductor corriente arriba del impulsor.


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OPERACIÓN DE BOMBAS 6.0.0 MONTAJE 6.1.0 Durante el montaje de una unidad de bombeo, considere la tasa, la distancia o la presión, y la viscosidad del fluido que va a bombear. La tasa máxima que se puede succionar de manera segura con una manguera de 4 pulgadas de diámetro es 7 BPM. Si la tasa de bombeo para el trabajo sobrepasa los 7 BPM, conecte más mangueras a la bomba. La tasa de bombeo máxima de cada bomba depende de la succión y de las presiones de descarga. Las tuberías de conexión a la bomba deberían de ser lo más rectas y cortas posible. Cada doblez o cambio de dirección del flujo se convierte en una restricción en la línea, disminuyendo la tasa de bombeo.

NOTA: Si la manguera de succión para la bomba centrífuga corre de una fosa o tanque sucio, coloque una malla sobre el extremo de succión de la manguera para prevenir la succión de cualquier material suelto. Los desechos pueden fácilmente obstruir o dañar la bomba.

Es importante que la bomba no succione aire al sistema. Una pequeña fuga de aire (4%) resulta en una gran disminución (43.5%) en el rendimiento de la bomba.

Engrase los cojinetes de la bomba y verifique el nivel de aceite de acuerdo con la lista de control STEM de la unidad. El sistema de lubricación de la empaquetadura tiene que estar lleno de lubricante y operativo. Para proporcionar el máximo sello, limpie todas las conexiones del lado de succión con una escobilla de alambre y lubrique las roscas. IMPORTANTE: Use únicamente mangueras suaves para la descarga y mangueras duras para la succión. Véase JET 1 -Equipo de Tratamiento, Sección 3.0 para mayor información.


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CEBADO DE BOMBA CENTRÍFUGA 6.2.0 Una bomba centrífuga se considera cebada y capaz de bombear cuando sus líneas de succión están llenas de fluido. Una bomba que tiene una toma de aire en la voluta o en las líneas gira sin desarrollar flujo alguno. Si no hay flujo entonces la presión no se puede desarrollar. Siempre cebe las bombas centrífugas en unidades de cementación o mezcladores por cargas primeramente, antes de iniciar cualquier trabajo para asegurarse que están listos para bombear.

Si el sistema de lubricación de la empaquetadura falla, es posible succionar aire dentro de la bomba a través de la empaquetadura o de los sellos. Esto puede ocasionar una pérdida de cebado en la bomba.

NOTA: El aire puede entrar a la manguera de succión por juntas flojas, un agujero en la manguera misma o un vórtice en el tanque ocasionando que la

Una bomba centrífuga se ceba automáticamente cuando succiona fluido de un tanque ubicado por encima de la bomba. La gravedad forza el fluido dentro de la bomba. Usted tendrá que cebar la bomba si el tanque de fluido se coloca a un nivel inferior. Para cebar la bomba, succione fluido usando una bomba triplex de desplazamiento positivo por el lado de descarga de la bomba centrífuga hasta llenar la voluta y las líneas de succión con líquido.


bomba pierda su cebado y eventualmente se dañe.

En un ensamble que usa más de una manguera de succión, es más fácil cebar una manguera a la vez en vez de todas las mangueras al mismo tiempo.

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BOMBEANDO CON BOMBAS CENTRÍFUGAS 6.3.0 Una vez la bomba está montada y cebada, está lista para bombear. Si la bomba tiene empaquetadura tipo acuñado, verificar el flujo apropiado del lubricante. Para verificar el flujo, asegúrese que hay lubricante de empaquetadura o que el fluido bombeado esté goteando de la caja de empaquetaduras. A diferencia de una bomba triplex, una bomba centrífuga puede estar cerrada al lado de descarga por un breve lapso de tiempo sin dañar la bomba o los ductos. Con las bombas RA45 y RA56 usted puede cerrar el lado de descarga para varios minutos. Sin embargo, usted puede cerrar el lado de descarga de la bombas RB23 y BJ solo por 15 segundos.

Mantenga la presión de descarga requerida. Cualquier velocidad de la bomba que produce más de la presión requerida resultará en el desgaste excesivo de la bomba y una vida útil más corta. Si la bomba tiene que mantenerse funcionando con el lado de descarga cerrado, ensamble un sistema de desvío que permite el retorno del fluido al tanque o al lado de succión de las bombas. Se recomienda retornar el fluido al tanque. El fluido se calentará si se retorna a la succión de la bomba aún a una tasa de flujo mucho menor.

Si las bombas están bombeando contra válvulas cerradas por mucho tiempo, el fluido dentro de la bomba se sobrecalienta y luego quema la empaquetadura o los sellos. Las bombas también pueden calentarse lo suficiente como para derretir la grasa de la caja de cojinetes y perderla. Los procedimientos operativos correctos no requieren que las bombas funcionen contra válvulas cerradas por largos períodos de tiempo. Las siguientes son algunas pautas para la operación de la bomba: Disminuya la velocidad la bomba si no se la necesita por unos cuantos minutos. Cuando la bomba esta succionando fluido de una fosa, déjela corriendo para mantener el cebado.


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OPERACIONES EN SERIE Y EN PARALELO 7.0.0 A veces es necesario operar dos o más bombas en forma conjunta. Las bombas estarán en paralelo o en serie dependiendo de los requisitos de la operación. Las bombas tendrán que ser similares respecto a la tasa y la presión a fin de operar en paralelo o en serie.


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OPERACIÓN EN PARALELO 7.1.0 Una operación se denomina en paralelo si los lados de descarga de dos bombas están conectados a la misma salida. El caudal total es la suma de las dos tasas individuales. La presión no cambia. En una operación en paralelo, la altura de descarga es igual a la de una bomba y el volumen es igual al total de las dos bombas. En este caso, asegúrese del flujo continuo por el múltiple de succión de las bombas centrífugas. La capacidad de descarga de cada bomba tendrá que ser la misma a fin de evitar que una bomba circule fluido de retorno por la segunda bomba.


EJEMPLO: Dos bombas funcionarán en paralelo. Cada una tiene la capacidad de 20 bpm a una carga hidráulica de 100 pies. Volumen: 20 BPM + 20 BPM = 40 BPM Altura de Descarga = 100 pies

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OPERACIÓN EN SERIE 7.2.0 La operación en serie ocurre cuando una bomba está bombeando a la succión de la otra bomba. La presión total es la suma de las presiones individuales. La tasa no cambia. El volumen está limitado a la capacidad de una bomba. La altura de descarga es igual a la suma de las tasas de descarga de las dos bombas.

Si bien teóricamente la carga hidráulica para una operación en serie es de 200 pies, la altura de descarga actual siempre es inferior. Esto se debe a la pérdida por fricción en el múltiple entre las bombas y los diferentes volúmenes y los arreglos del múltiple.

Debido a la elevada incidencia de fallas de sellos en la segunda bomba, este tipo de operación no es recomendado.

EJEMPLO: Si dos bombas serán operadas en serie y cada una tiene la capacidad de 20 BPM a una carga hidráulica de 100 pies. Volumen = 20 BPM Altura de descarga: 100 + 100 <200 pies


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DISEÑO DE TUBERÍAS 8.0.0 El diseño de un sistema de tuberías tiene un efecto importante en la operación exitosa de una bomba centrífuga. Criterios tales como el diseño de la bomba, el diseño de los ductos de succión, el tamaño de las tuberías de succión y de descarga, y los soportes de tubería tendrán que evaluarse cuidadosamente. El tamaño de la tubería de descarga es en su mayor parte un asunto económico. El costo de los diversos tamaños de tuberías tendrá que compararse al tamaño de la bomba y al costo energético requerido para vencer la carga hidráulica de fricción resultante.

Tienda la tubería desde la bomba hasta un punto a varios pies de distancia de donde se hace la conexión final para disminuir a un mínimo el esfuerzo excesivo de la tubería en las boquillas de la bomba. Siempre soporte los ductos fijando abrazaderas a la armazón principal del equipo. Esto reduce el peso que se requiere que soporte la bomba y el riesgo de trampas manuales al efectuar el mantenimiento de la bomba. Siempre alínee la tubería y las bridas de la bomba.

El diseño de los ductos de succión y su dimensionamiento son de importancia primordial para el rendimiento de la bomba. La tubería de succión nunca podrá ser más pequeña que la toma de succión de la bomba, y en la mayoría de los casos debería ser un tamaño más grande. Las tuberías de succión deberían ser lo más cortas y rectas posible. Velocidades mayores de 5 a 8 pies por segundo aumentan las pérdidas de fricción y pueden resultar en una separación problemática de aire o de vapor. Los codos y las derivaciones en T complican más aún este proceso, resultando en patrones de flujo desiguales, vibración, cavitación, y deflexión del eje. El resultado final es la rotura del eje o la falla prematura del cojinete. En las instalaciones de bombas con una altura de succión, la tubería de succión debería ser horizontal con un leve declive hacia arriba. Asegúrese que no hay áreas donde se puedan crear bolsillos de aire y que pueden ocasionar la pérdida de cebado de la bomba.


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MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE LA BOMBA 9.0.0 El mantenimiento apropiado y la reparación · son necesarios para la operación confiable y segura de todo el equipo de Schlumberger. Para prevenir posibles incidentes de calidad de servicio o situaciones peligrosas durante operaciones, todos los empleados tendrán que acatar las Normas de Seguridad de Well Services para asegurar la seguridad personal.

Manteniendo la empaquetadura lubricada y ajustada El sistema de lubricación de la empaquetadura · tendrá que estar funcionando apropiadamente. El uso de sellos mecánicos o de tipo labio reduce el mantenimiento. Haga lo siguiente para extender la vida de empaquetadura tipo acuñado: ·

·

·

Asegúrese que hay lubricación adecuada. En el caso de una bomba centrífuga con una empaquetadura de trenzado cuadrado, asegúrese que el fluido bombeado gotea continuamente a través de la empaquetadura. Cualquier interrupción del flujo de lubricación quema la empaquetadura y estría el eje. No apriete excesivamente la tuerca de la empaquetadura. El apriete excesivo resulta en una vida más corta de la empaquetadura. Para apretar un casquillo de empaquetadura, apriete las dos tuercas hexagonales 1/6 de vuelta luego espere más o menos diez minutos para darle tiempo a la empaquetadura para que se reajuste y reduzca fugas excesivas. Si las fugas excesivas persisten después de diez minutos, apriete nuevamente las dos tuercas. Asegúrese de apretar las dos tuercas la misma distancia para distribuir uniformemente la carga.


Afloje el casquillo de empaquetadura en caso de que se vaya a apagar la bomba centrífuga por cualquier período de tiempo. Esto permite que la empaquetadura esté completamente saturada del fluido de bombeo cuando arranque nuevamente y antes de ser ajustada, disminuyendo de esta manera la posibilidad de falla de la empaquetadura y ejes estriados. Drene el sistema de lubricación de la empaquetadura y limpie el depósito periódicamente para prevenir la succión de cualquier objeto al interior del sistema. Periódicamente añada una pequeña canti dad de grasa de chásis de alta calidad para lubricar los cojinetes. El Zerk de grasa posterior (el más alejado del impulsor) está distorsionado para permitir el escape del aire. Engrase la caja hasta que la grasa salga por el zerk posterior. NOTA: Se recomienda el uso de sellos mecánicos o sellos de labio. La empaquetadura de cuerda se usa únicamente en situaciones de emergencia, donde los sellos mecánicos no se encuentran fácilmente disponibles.

·

Voltee los labios de los sellos del cojinete hacia adentro para retener la grasa en la caja. Cuando se instalen cojinetes blinda dos nuevos, quite el blindaje antes de ensamblar los cojinetes en el eje. El

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blindaje previene la lubricación futura apropiada de los cojinetes. El engrasamiento excesivo también puede dañar los sellos y causar la falla prematura del cojinete. La única manera de inspeccionar y lubricar apropiadamente las ranuras del impulsor es quitando el motor hidráulico.

La estrangulación excesiva acorta la vida de la bomba Nunca opere una bomba centrífuga continuamente cerca de su cierre o capacidad cero. Acortará la vida de la bomba y aumentará la interrupción y el mantenimiento. La diferencia entre la potencia de entrada y la potencia hidráulica se transfiere como calor al líquido en la bomba. Cuando solo se permite un pequeño porcentaje del caudal por la bomba, la carcaza es incapaz de disipar el calor generado, lo cual incrementa peligrosamente la temperatura del líquido y de la bomba.

Si se requiere estrangulación excesiva en la válvula de descarga con la línea de desvío abierta, seleccione una capacidad nominal nueva para la carga hidráulica actual del sistema y los requisitos de capacidad.

La estrangulación acelera la erosión cuando se bombean abrasivos El bombeo de líquido que contiene partículas abrasivas, tal como la pasta de cemento, ocasiona la erosión en el impulsor y otras partes de la bomba. También acorta la vida de la bomba. Una bomba se puede dañar cuando bombea fluido que contiene partículas abrasivas y se estrangula para operar continuamente cerca del cierre. La erosión se acelera de gran manera debido a la recirculación interna. Si las partículas estuviesen en un fluido que circula en una bomba que funciona cerca de su punto de eficiencia, las partículas fluyen una vez por el impulsor y luego se descargan.

El impulso hidráulico radial se desbalancea cuando la bomba está en operación cerca del cierre y ocasiona una deflexión irregular en el eje.

Cuando una bomba se estrangula para operar cerca del cierre, el fluido con partículas abrasivas recircula dentro del impulsor e impacta las superficies del álabe de metal La bomba se hace ruidosa y comienza a vibrar muchas veces antes de ser descargado. Esta excesivamente, lo cual pudiera conducir a la recirculación interna erosiona rápidamente las falla catastrófica del eje. puntas de los álabes del impulsor. Una vez Para aliviar la bomba de esfuerzo innecesario, dañado el impulsor las holguras de fuga incrementan rápidamente. extienda una línea de desvío de la descarga de la bomba de vuelta a la fuente de fluido. Coloque a válvula de estrangulación o una placa de orificio en la línea de desvío. Devuelva suficiente flujo a la bomba de tal manera que funcionará a una capacidad razonablemente cerca de su capacidad nominal. No devuelva el líquido desviado a la línea de succión inmediatamente corriente arriba de la bomba. Devuelva el fluido de descarga a la fuente de suministro por debajo del nivel del líquido a fin de evitar el arrastre de aire.


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SERVICIO 10.0.0 PROCEDIMIENTO DE REEMPAQUETADURÍA 10.1.0 Para que la empaquetadura trabaje eficientemente, la camisa, el eje, los cojinetes, y la caja de empaquetaduras tendrán que estar en buenas condiciones. Reemplace cualquier eje doblado. Si el diámetro de la caja de empaquetaduras está dañado debido a picaduras, un sello libre de fugas es difícil de obtener entre el diámetro externo del sello y la carcaza de la caja de empaquetaduras. Use el tipo correcto de empaquetadura para la aplicación.

10.1.1 Sellos de aceite tipo labio para bombas RA45 y RA56 Para quitar y reemplazar los sellos de aceite tipo labio para las bombas RA45 y RA56, complete los siguientes pasos:

PASO 01

Quite la empaquetadura o sellos de aceite antiguos de la caja de empaquetaduras.

PASO 03

Instale los dos sellos de aceite con los labios de cara al impulsor (10 x 12 tendrá 3 sellos antes del casquillo de linterna)

PASO 05

Instale el siguiente sello con el labio en dirección opuesta al impulsor. Este sello previene la entrada de aire a la caja de empaquetaduras y a la bomba y permite que la lubricación fluya al otro lado de su labio para lubricar el sello final.

PASO 07

Instale el casquillo de empaquetadura o la tuerca de la caja de empaquetaduras y apriete.

PASO 09

Arranque la bomba y circule el agua durante cinco minutos.

PASO 02

Inspeccione la caja de empaquetaduras por limpieza y desgaste. Limpie como se requiera.

PASO 04

Instale el casquillo de linterna. Asegúrese que la ranura del casquillo de linterna se alinea con el hoyo de aceite en la caja de empaquetaduras. Instale el último el sello con el labio de cara al impulsor de la misma manera como se instalaron los primeros sellos. Algunas bombas requieren un pequeño espaciador detrás del último el sello. Use un espaciador si el último el sello no está al ras con la parte posterior de la caja de empaquetaduras.

PASO 06

PASO 08 PASO 10

Asegúrese que el lubricador esté funcionando apropiadamente. Inspeccione por fugas y asegúrese que el lubricador se enciende y se apaga mientras la bomba está corriendo.

NOTA:

No se requieren ajustes adicionales durante la vida de los sellos.


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10.1.2 Sellos de aceite tipo labio para la bomba RB23 Para quitar y reemplazar los sellos de aceite tipo labio de la bomba RB23, complete los siguientes pasos:

PASO 01

Quite la empaquetadura o sellos de aceite antiguos de la caja de empaquetaduras.

PASO 03

Instale dos sellos de aceite con el labio de cara al impulsor.

PASO 05

PASO 07

Instale 2 sellos de aceite adicionales, con los labios de cara al impulsor tal como se instalaron los dos primeros sellos. Véase el Paso 3. Step 3. Instale el casquillo de empaquetadura con el lado plano hacia el espaciador.

PASO 09

Asegúrese que el lubricador está funcionando.

PASO 11

No se requieren ajustes adicionales durante la vida del sello.

PASO 02

Inspeccione la caja de empaquetaduras por limpieza y desgaste. Limpie la caja de empaquetaduras como se requiera.

PASO 04

Instale el casquillo de linterna y asegúrese que se alinea con el hoyo de aceite en la caja de empaquetaduras.

PASO 06

Instale el espaciador.

PASO 08

Apriete las tuercas de 8 a 12 pies-lb.

PASO 10

Encienda la bomba y circule el agua durante 5 minutos. Inspeccione por fugas y asegúrese que el lubricador se enciende y se apaga durante el funcionamiento de la bomba.

10.1.3 Empaquetadura de cuerda para la bomba RB23 Para quitar y reemplazar la empaquetadura de cuerda de la bomba RB23, complete los siguientes pasos:

PASO 01

Quite la empaquetadura antigua. Apunte el gancho de la empaquetadura en el diámetro de la caja de empaquetaduras para que no raye el eje. Limpie completamente de tal manera que la nueva empaquetadura no cuelgue.


PASO 02

Inspeccione por eje doblado, ranuras, o bordes. Si la holgura del buje del cuello en el fondo de la caja es grande, use un anillo de fondo más duro o reemplace el buje del cuello.

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Instale un micrómetro de carátula en el eje y gírelo para verificar por cualquier curvatura. Si el descentramiento excede 0.003 de pulgada, enderece o reemplace el eje. Inspeccione la condición de los cojinetes y el balance del impulsor. De existir cualquiera de estas condiciones, la bomba vibra y la empaquetadura falla prematuramente. Bobine suficiente empaquetadura para llenar la caja de empaquetaduras alrededor de una barra del mismo tamaño que el eje. Soportando la barra en una prensa facilita esta tarea. Corte cada vuelta de la empaquetadura mientras está enrollada alrededor de la barra. Coloque cada vuelta sobre un papel limpio y luego arróllela con una tubería tal como lo haría con una masa de repostería. Deslice el anillo de la la barra de costado, especialmente los tipos metálicos y rellenos de plomo, para evitar deformar la circunferencia moldeada rompiendo el anillo en la abertura.

PASO 04

PASO 03

Para establecer el tamaño correcto de empaquetadura a instalar, mida el diámetro de la caja de empaquetaduras y reste el diámetro del eje, luego divida por 2.

Para obtener anillos de empaquetadura con extremos paralelos, corte la empaquetadura mientras está envuelta alrededor de la barra. Cuando la empaquetadura se corta mientras está estirada en línea recta los extremos y la abertura estarán a un ángulo, creando un problema al instalar la empaquetadura. A fin de instalar empaquetadura que se ha cortado a un ángulo, métala al tope de la abertura y del anillo y previniendo su cierre.

PASO 05

PASO 06

PASO 07

PASO 08

Escalone las juntas de los anillos de empaquetadura para asegurar que no están alineadas juntas para asegurar que el aceite no fluya a través de la empaquetadura una vez instalada. Ajuste la tuerca del casquillo usando una llave de empaquetadura. Retroceda y reajuste la tuerca del casquillo apretando manualmente. Permita que la empaquetadura gotee durante 15 minutos al correr la bomba por primera vez. Apriete la empaquetadura despacio para permitir que se asiente antes de reajustar para lograr un flujo de lubricación de 2 -3 gotas por segundo por la empaquetadura.

PASO 10

PASO 09

PASO 11

Usando un buje dividido de madera, instale la primera vuelta de empaquetadura luego fuércela al fondo de la caja apretando el collarín contra el buje. Instale la empaquetadura de tal manera que el anillo de linterna se alinee con la apertura del líquido de lavado o de enfriamiento. Recuerde que este anillo se mueve hacia atrás en la caja a medida que se comprime la empaquetadura. Deje espacio para que entre el collarín.

Apriete cada tuerca hexagonal y espere diez minutos para que la empaquetadura se reajuste antes de apretar más las tuercas. La empaquetadura debería gotear 2-3 gotas por segundo con el eje de la bomba corriendo cerca a su óptima velocidad

PASO 12

Para prepararse a bombear látex u otro fluido donde no se pueden tolerar fugas, use la empaquetadura especial de grafito. Apriete la empaquetadura despacio, hasta que la fuga cese. Si el látex escapa al área de la empaquetadura, continúe apretando la empaquetadura hasta que la fuga pare. Esto pudiera causar que la empaquetadura humee. No se alarme, puesto que la empaquetadura esta clasificada a 800 degF, y tan pronto el látex se queme de la superficie de sello, el humo cesará. JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0(Provisional)

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REHABILITACIÓN DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS 10.2.0 Para efectuar reparaciones de las bombas centrífugas de manera segura, asegúrese que use el siguiente equipo de seguridad personal: · · · · · ·

botas de punta de acero casco de seguridad overoles Nomex guantes gafas de seguridad o gafas protectoras máscara contra polvo (si se requiere)

Usted necesitará las siguientes herramientas: · · · · · · · · ·


2 destornilladores pesados o palancas delgadas mazo de goma juego de llaves juego de llaves Allen juego de espaciadores Llave de tubos de 12 pulgadas cincel o punzón martillo pequeño alicates

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10.2.1 Desensamble de bombas centrífugas 4x5 y 5x6 Para desmontar las bombas centrífugas 4x5 y 5x6 , complete los siguientes pasos: Quite los pernos de retención del motor que fijan el motor hidráulico al armazón de la bomba. Para modelos impulsados por eje, quite los pernos de brida del eje motriz o los tornillos de fijación del acoplador.

PASO 01

PASO 03

PASO 05 PASO 06

Amarre el motor o el eje motriz seguramente a la armazón de la unidad fuera del paso para evitar que se caiga. Quite los pernos que fijan la base de soporte a la armazón.

PASO 02

PASO 04

Cuidadosamente jale el motor hidráulico de la armazón. No quite las mangueras hidráulicas. Si se tienen que quitar las mangueras, marque y tape las mangueras con tapones. Para modelos impulsados por eje, cuidadosamente jale el eje motriz o la parte trasera del acoplador de la bomba. Quite la línea del lubricador y póngala a un lado. Coloque un casquete en el lubricador para prevenir cualquier fuga.

Quite los pernos que retienen la carcaza de la bomba a la voluta y marque la carcaza de la bomba y la voluta de tal manera que puedan re-instalarse en la misma posición.

PRECAUCIÓN: Precaución

Los álabes del impulsor pueden estar EXTREMADAMENTE filos debido a fluidos de abrasivos finos. ¡Use suma precaución!


43

Quite el ensamble de la bomba de la voluta y colóquelo en la mesa de trabajo. Tal vez sea necesario el uso de palancas para palanquear igualmente la placa de desgaste fuera de la voluta.

PASO 07

Quite el tornillo de fijación antirotatorio del espárrago de sujeción insertando una llave Allen y dándole 3-4 vueltas hasta que ya no haga contacto con el impulsor.

PASO 08

IMPORTANTE: No use un martillo para quitar el ensamble de la bomba.

PASO 09

Quite el perno de retención del impulsor y el seguro del impulsor.

PASO 10

Quite el impulsor de su posición de ajuste suave en el eje. La acumulación de cemento pudiera dificultar esto. Si es necesario, introduzca dos palancas por debajo el impulsor, 180 grados aparte.

Precaución

PRECAUCIÓN: Cuídese de no desgarrar el recubrimiento engomado de la placa de respaldo. Si no se puede quitar el impulsor, quite los pernos de sujeción del cojinete, luego deslice el ensamble hacia arriba para crear una abertura entre la placa de respaldo y el impulsor. Introduzca dos barras de acero del mismo grosor entre el impulsor y la placa de respaldo.


44

PASO 10, continuación Advertencia

PASO 11

ADVERTENCIA : No trate de sostener el impulsor sin guantes.

Quite el chavetero y las dos tuercas de la parte posterior de la placa de desgaste posterior, y use dos destornilladores pesados para separar la placa de desgaste del armazón de la bomba.


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PASO 12

PASO 14

Quite el accesorio lubricador de la caja de empaquetaduras y marque la caja de empaquetaduras a la armazón.

Use un martillo y un punzón para quitar el casquete del ensamble de bloqueo, aplicando leve presión al casquete.


PASO 13

Levante la caja de empaquetaduras fuera de la armazón.

PASO 15

Quite los cuatro pernos y tuercas de las barras de retén del cojinete del frente.

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PASO 16

Usando un martillo, golpee suavemente el eje y el ensamble de cojinete para sacarlos de la caja. Las cuñas caerán al piso. Las cuñas se utilizarán después para proporcionar el espacio apropiado del encabezado en el impulsor.

Para reemplazar los cojinetes, apalanque el extremo de la arandela de seguridad fuera de la ranura en la tuerca de retención del cojinete.

PASO 17


Desarme con prensa el extremo posterior del eje. Limpie e inspeccione el eje por cualquier señal de daño. Reemplace los ejes que tengan cualquier ranura o áreas desgastadas más de 0.01 de pulgada (0.254-mm) de profundidad.

PASO 18

47

Quite los sellos de aceite, casquillo de linterna, espaciador y anillo sujetador del interior de la caja de empaquetaduras. Cuidadosamente limpie e inspeccione el interior de la caja de empaquetaduras por indicios de daño. Las asperezas pueden ocasionar fugas en los sellos, vibración, y aún falla del eje y del cojinete.

PASO 19


48

10.2.2 Ensamble de bombas centrífugas 4x5 y 5x6 Para ensamblar las bombas centrífugas 4x5 y 5x6, complete los siguientes pasos:

PASO 01

Si está instalando nuevos cojinetes con blindajes de grasa, quite los blindajes de grasa.

PASO 02

Lubrique levemente el eje con aceite y presione los nuevos cojinetes y espaciador en el mismo.

PASO 03

Instale el cierre y tuerca. Use una pequeña cantidad de hilo de enclavamiento de nylon en las roscas.

PASO 04

Cuidadosamente apriete la tuerca del cojinete sin dañar el

nuevo eje. Un impulsor viejo prensado a la mesa de trabajo funciona bien para sujetar e impedir el giro del eje. Introduzca el ensamble del eje dentro del armazón de la bomba.

Coloque las cuñas que se quitaron durante el desensamble debajo del anillo sujetador del cojinete del frente, y deslice el casquete del cojinete del frente con el sello al eje.

PASO 05

PASO 06

Mida las cuñas con un calibrador de cuadrante para asegurar que ambos lados tienen la misma altura de apilamiento.

Instale barras de retén y pernos del cojinete. No es necesario apretar completamente estos pernos hasta después de instalada la bomba y luego del ajuste de holgura entre el impulsor y la placa frontal de desgaste

PASO 07

ET 3 - Bombas Centrífugas v1.0(Provisional)

49

Instale la nueva empaquetadura en la caja de empaquetaduras en el siguiente orden: a) espaciador (no usado con el nuevo esti lo de caja de empaquetaduras)

PASO 08

NOTA:

Con el nuevo estilo de caja de empaquetaduras, que no usa un anillo con espirales de cierre, no se instala el primer espaciador.

b) c) d)

e)

IMPORTANTE: Para instalar apropiadamente la caja de empaquetaduras y la empaquetadura en el eje, asegúrese de usar una herramienta de instalación de empaquetadura para prevenir daño a los labios de los sellos.

dos sellos de aceite (6679) con sus labios de cara al impulsor anillo de linterna un sello de aceite (6679) con el labio en dirección opuesta al impulsor para pre venir la introducción de aire en derredor del eje un último sello de aceite (6679) con el labio de cara al impulsor.

PASO 09

Ensamble la caja de empaquetaduras y golpéela ligeramente con un pequeño botador. Al instalar la caja de empaquetaduras, asegúrese que el hoyo de lubricación con los dispositivos de engrase en la armazón de la bomba esté en la misma posición que antes.


50

Arme nuevamente el ensamble de bloqueo y apriete el casquete con la llave para tubos pequeños. Instale el borde puntiagudo del cierre hacia el lado derecho de la tuerca de la caja de empaquetaduras. Esto sellará la tuerca en posición.

PASO 10

PASO 13

PASO 11

Aplique una capa muy liviana de aceite a la parte posterior de la placa de desgaste y de la carcaza.

Alinee la placa de desgaste posterior con los dos pernos para las tuercas de retención y apriete a mano las tuercas. Esto permitirá centralizar la placa de desgaste cuando el ensamble giratorio se introduzca nuevamente en la voluta.

PASO 12

Instale el impulsor, llave, arandela ranurada y cierre (perno). Asegúrese que la llave sobresalga 1/8 de pulgada para retener la arandela ranurada en posición, luego instale el perno. Use una pequeña cantidad de compuesto de enclavamiento de roscas para asegurarse que el perno quede enclavado.


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PASO 14

Aplique torque al tornillo de fijación al valor indicado:

PUMP

Pies lb

ft lb

NM NM

4x5

75 ± 10

100 ± 15

5x6

150 ± 20

200 ± 25

Bomba

Instale el tornillo de fijación para asegurar que el enclavado (perno) permanece seguro en su lugar durante la operación. Use una pequeña cantidad de compuesto de enclavamiento de roscas. El tornillo de fijación debería asentarse en una indentación de la arandela del perno del impulsor. Tal vez sea necesario girar la arandela 180 grados si es que no se alinea con la indentación al torque apropiado.

PASO 15


52

BÚSQUEDA DE FALLAS 11.0.0 La siguiente tabla incluye varias soluciones a quejas que resultan del rendimiento imperfecto de una bomba centrífuga.

BÚSQUEDA DE FALLAS SÍNTOMA

SOLUCIÓN

No se puede cebar la bomba

a. La bomba está ubicada demasiado elevada por encima de la fuente de fluido. b. Los sellos o empaquetadura están recibiendo aire alrededor del eje. c. Demasiada holgura entre el impulso y la placa de desgaste frontal. d. La velocidad de la bomba es demasiado baja. e. Hay una restricción o bloqueo en la succión. f. Hay partes usadas, impulsor, placas de desgaste o voluta. g. El impulsor está flojo en el eje o la llave está rota.

Presión baja de descarga

a. b. c. d.

Hay partes usadas, impulsor, placas de desgaste o voluta. Hay una restricción en la succión. La velocidad de la bomba es demasiado baja. Hay mucha holgura entre el impulsor y las placas de desgaste frontales.

a. b. c. d. e. f. g. h.

Cavitación Cojinetes desgastados Fuera de balance Pernos de montaje flojos Acoplamiento desalineado Velocidad demasiado elevada Álabe del impulsor está roto Aireación

Bomba ruidosa o vibra

Bomba tiene fugas en derredor de los pernos de la voluta

a. b.

La bomba no bombea pasta

Las bombas de lodo a veces mantienen una presión de descarga normal, y en bombas de impulso hidráulico, la presión hidráulica será normal al bombear agua. A medida que el peso del lodo o de la pasta incrementa las presiones de la bomba e hidráulicas se tornan erráticas, la bomba deja de bombear súbitamente, y la presión hidráulica usualmente decae a 25% de lo normal. Esta condición casi siempre puede rastrearse a sellos de eje defectuosos en la bomba o a sellos instalados incorrectamente con todos los labios del sello de cara al impulsor. El penúltimo sello en un arreglo mecánico de sellos siempre tiene que estar en dirección opuesta al impulsor para prevenir el ingreso de aire en derredor del eje.

Las placas de desgaste no se están sellando en la voluta. Hay holgura excesiva entre la voluta y la armazón.

Para establecer si el problema es un problema de sellos o hidráulico, instale la bomba (solo en una unidad de impulso hidráulico) y observe la presión hidráulica. Si es normal (normalmente en el rango de 2600-2800 lpc), entonces el problema reside en los sellos y no en el sistema hidráulico.


53

REFERENCIAS 12.0.0 Normas de Seguridad para las Operaciones de Well Services (InTouch ID# 3038426)

Estándar de Seguridad número 4 de Well Services - Instalaciones y Talleres

Estándar de Seguridad número 5 de Well Services - Seguridad del Sitio

Estándar de Seguridad número 15 de Well Services - Etiqueta de Cierre de Acceso

Manual de Rendimiento de la Bomba Centrífuga (Versión de Ingeniería) (InTouch ID 3015892)


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APÉNDICE 1 -CURVA El rendimiento de una bomba centrífuga se puede indicar gráficamente en una curva característica que muestra la interrelación de la altura dinámica total, la potencia al freno (BHP), la eficiencia, y la altura de succión positiva neta (NPSH) para un impulsor y carcaza específicos. La curva de capacidad muestra la relación entre la capacidad y la carga hidráulica total mientras que una curva de altura del sistema se obtiene combinando la carga hidráulica de fricción con la carga estática y cualquier diferencia de presión en el sistema de bombeo.

CARACTERÍSTICA 13.0.0

Flujo Mixto · ·

la curva de altura hidráulica es empinada la potencia al freno permanece constante.

Axial La altura hidráulica y la potencia al freno ambos aumentan dramáticamente cerca del cierre. El siguiente es un problema hipotético de ingeniería para ilustrar el uso de las curvas de rendimiento.

Ejemplo Supóngase que tenemos una red de ductos que requiere un flujo de 700 gal/min a una altura hidráulica total de 140 pies de agua. Las alturas hidráulicas máxima y mínima del sistema son 500 gpm a 143 pies y 1,050 gal/min a 125 pies, respectivamente.

Estas curvas son importantes para establecer el tipo de la bomba que necesitará para ciertas aplicaciones y puede mostrar las diferencias entre las clases de bombas más importantes:

Radial o Voluta · ·

la altura hidráulica disminuye gradualmente a medida que incrementa el flujo la potencia al freno incrementa gradualmente por el rango de flujo con un máximo normalmente en el punto de flujo máximo.


55

Se traza una línea vertical desde el eje de la abscisa a 700 gal/min. Se traza una línea horizontal desde el eje de la ordenada izquierda a 140 pies. El punto de operación de la bomba es la intersección de estas dos líneas. Mirando la figura adjunta, la intersección de estas dos líneas cae en el punto de la curva de capacidad de 2,200 rpm (Curva de Altura Hidráulica Total). Por lo tanto, la bomba será especificada para operar a 2,200 rpm.

bomba. Por lo tanto, se especifica un mecanismo impulsor de 50 BHP. El dato final que obtenemos de la curva de rendimiento es la eficiencia. Se puede usar la eficiencia cuando tiene que elegir entre varias bombas diferentes. Cada curva de rendimiento muestra el límite de la curva rotulado eficiencia. Para nuestra bomba, la eficiencia incrementa de 52% al punto de operación mínimo al 74% al punto de operación máximo.

También necesitamos conocer el rango operativo de la bomba, que es la totalidad de la curva de capacidad. En la mayoría de los casos, las limitaciones de diseño tales como las alturas hidráulicas del sistema de tuberías, establecerán el rango operativo. Para este ejemplo, hemos calculado las alturas hidráulicas máxima y mínima que establecerán el rango operativo de la bomba. Se trazaron líneas verticales del eje de la abscisa a 500 gal/min y 1050 gal/min a 143 y 125 pies. Estas líneas deberían cortar la curva de capacidad de 2,200 rpm. En vista a que el rango operativo de la bomba es conocido, elegimos el BHP requerido para el punto máximo de operación que se encontrará, que es 1050 gpm a 125 pies de altura hidráulica. Buscamos la línea BHP que esté por encima de nuestro rango operativo (es decir, que no corta la curva de capacidad de 2,200 rpm). En este caso, la línea de 50 BHP contiene completamente el rango operativo de nuestra


56

VERIFIQUE SU COMPRENSIÓN 14.0.0 P 01

¿Cuál de los siguientes es el elemento rotatorio por el cual el líquido pasa en una bomba centrífuga?:

convierten las bombas centrífuP 06 ¿Cómo gas la energía mecánica a energía hidráulica? Introduciendo Introduciendo Introduciendo Introduciendo

Anillo de desgaste Impulsor Empaquetadura Placa de desgaste

P 02

Los anillos de desgaste desempeñan la misma función que las placas de desgaste. Cierto Falso

P 07

¿Cuál de lo siguiente se usa para hacer ajustes finos a la holgura entre las placas y el impulsor?: Placas de desgaste Cojinetes Cuñas Empaquetadura

P 04

Los cojinetes soportan el eje.

¿Cuál de los siguientes mecanismos de impulso se usan en Schlumberger para las bombas centrífugas? (Seleccione todos los que aplican): Toma de fuerza Hidráulico Eléctrico Diesel Agua


La carga hidráulica total se puede aumentar incrementando las rpm. Cierto Falso

P 09

Los cojinetes soportan el eje. Cierto Falso

P 10

¿Cuáles de los siguientes lubrican los cojinetes? (Seleccione todos los que aplican). Baño de aceite Gel Grasa Agua

P 11

Una bomba centrífuga es autocebante.

Cierto Falso

P 05

¿Cómo afecta la voluta la energía de velocidad del líquido? La convierte en presión La convierte en calor

P 08 P 03

aire en el sistema fluido en el sistema lodo en el sistema gas en el sistema

Cierto Falso

P 12

Empaquetaduras desgastadas pueden ocasionar la falla del sello Cierto Falso

57

P 13

La empaquetadura de cuerda se usa en las bombas centrífugas RB23.

Una operación se llama paralela cuando

P 19 los lados de descarga de dos bombas están conectados a la misma salida.

Cierto Falso

P 14

P 15

Las bombas centrífugas que usan sellos mecánicos son (seleccione todas las que aplican): RA 4x5 RA 5x6 RB10x12 RB 2x3x11 La altura de succión total es la diferencia entre los niveles de descarga y el líquido de succión. Cierto Falso

P 16

P 17

Para disminuir a un mínimo la formación de vortices, instale crucetas en la succión de la bomba y del tanque Aumente la tasa de bombeo Disminuya la tasa de la bomba Flote a pieza de madera grande sobre la apertura de succión en el tanque

puede operar las bombas centrífuP 20 Usted gas continuamente cerca del cierre o cero capacidad. Cierto Falso bombeo de líquido que contiene P 21 El partículas abrasivas no causa erosión. Cierto Falso aire se mezcla con el líquido bombeaP 22 El do debido a (seleccione todos los que aplican): Líneas de succión con fugas Caja de empaquetaduras ensamblada incorrectamente Sellos inadecuados en la conexión de la altura de succión Todos los anteriores

P 23

Las operaciones en serie no son recomendadas debido a elevada incidencia de fallas de sellos en la segunda bomba. Cierto Falso

P 24

Para el montaje de la bomba centrífuga tome en cuenta (seleccione todo lo que aplica):

La presión en la bomba no podrá decaer por debajo de la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo. Cierto Falso

P 18

Cierto Falso

Para aumentar NPSH-A (seleccione todo lo que aplica): Eleve el nivel del líquido Baje la bomba Use una bomba de sobretamaño Use una bomba de refuerzo


Tasa Distancia Presión Viscosidad del fluido Todo lo anterior

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CLAVE R 01 R 02

Impulsor

R 03 R 04 R 05

Cuñas

R 06 R 07 R 08 R 09 R 10 R 11 R 12 R 13 R 14 R 15

R 16

Instale crucetas en la succión de la bomba y del tanque Disminuya la tasa de la bomba Flote una pieza de madera grande sobre la apertura de succión en el tanque

R 17

Cierto

R 18

Eleve el nivel del líquido Baje la bomba Use una bomba de refuerzo

R 19 R 20 R 21 R 22 R 23 R 24

Cierto

Cierto

Cierto Toma de fuerza Hidráulico Eléctrico Diesel

Introduciendo fluido en el sistema La convierte en presión Cierto Cierto Aceite Grasa Falso

DE RESPUESTAS 15.0.0

Falso Falso Todos los anteriores Cierto Todos los anteriores

Cierto Cierto RA 4x5 RA 5x6 RB 2x3x11 Cierto

RESPUESTAS JET 3 - Bombas Centrífugas v1.0 (Provisional)

59

Bombas Centrifugas (2)

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