MANTENIMIENTO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

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Mantenimiento Industrial

UNIDAD XV

MANTENIMIENTO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS Mantenimiento de los componentes principales de las bombas Por el tipo de trabajo de mantenimiento a realizar, los grupos principales de componentes se dividen en tres grupos (figura 1):   

La caja ____ y el impulsor ____ La cámara de sellado ____ y el sello ____ El soporte ____ y el eje ____

Figura 1: Partes de la bomba centrífuga

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1. CAJA E IMPULSOR La caja y el impulsor debe inspeccionarse si tiene excesivo desgaste, corrosión o picaduras (figura 2).

Figura 2

1.1

INSPECCIONES EN EL IMPULSOR En el impulsor, las áreas más susceptibles se indican por las flechas (de a hasta d en la figura 3): a. Inspeccionar los álabes del impulsor si están dañados. Cambiar si tienen ranuras más profundas de 1/16” (1.6 mm) o si está desgastado uniformemente más de 1/32” (0.8 mm). (Área a). b. Inspeccionar las gualderas si están dañadas. Cambiar si están desgastadas o dobladas más de 1/32” (0,8 mm). (Área b). c. Inspeccionar los bordes de ataque y posterior de los álabes si tienen picaduras, y daños de erosión o corrosión. Cambiarlos como en el No. 1. (Área c). d. Limpiar y verificar el diámetro interior del agujero del impulsor. e. Verificar el balanceo del impulsor. Debe volver a balancear si excede el criterio del ISO G1.0.

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Figura 3: Impulsor

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1.2


INSPECCIONES EN LA CAJA En la caja las áreas más susceptibles se indican por las flechas (e y f en la figura 4): a. Desgaste

o ranuras localizadas, mayores de 1/8” (3,2 mm) de profundidad. b. Picaduras mayores de 1/8” (3,2 mm) de profundidad. c. Irregularidades en las que la superficie de asiento de la junta pueda dificultar o impedir el sello.

1.3

Figura 4: Caja

INSPECCIONES EN EL ANILLO DE DESGASTE Las bombas están equipadas con anillo en la caja y en la mayoría de los casos en el impulsor y la cámara de sellado (figuras 4, 5 y 6). El desgaste excesivo entre los anillos o cuando aumentan excesivamente la holgura, el rendimiento hidráulico de la bomba disminuye significativamente.

Figura 5: Holgura en los anillos de desgaste

a.

Medir los diámetros de los anillos de desgaste (figura 5 y 6). Revise picaduras y corrosión.

b.

Calcular las holguras diametrales 2H (figura 5). Los mínimos huelgos diametrales deben corresponder a los recomendados en los manuales de mantenimiento del fabricante (Tabla 1).

c.

Cambiar los anillos de desgaste cuando las holguras diametrales excedan dos veces el huelgo mínimo o cuando el rendimiento hidráulico ha disminuido a niveles inaceptables.

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Figura 6: Anillos de desgaste de la cámara, del impulsor y de la caja

Consultar el manual de mantenimiento del fabricante para ver las instrucciones del cambio de los anillos de desgaste. Tabla 1: Ejemplo de las holguras establecidas por el fabricante de la bomba.

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Preguntas de repaso 

¿Cómo corregir la excesiva holgura entre los anillos de desgaste?; según lo mostrado en la figura 5, solo el impulsor tiene anillo y su diámetro aproximado mide 180mm; cuál sería las correcciones a realizar: _________________________________________________________________



¿Cómo está constituido los anillos de desgaste en una bomba con impulsor abierto?; según las figuras 8 y 9, y cuáles serían las actividades de mantenimiento que se deben realizar: _________________________________________________________________

Figura 7

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Figura 8: montaje del impulsor abierto

Figura 9: montaje del plato lateral de succión

2. UNIDAD DE SELLADO La unidad de sellado cumple la función de controlar la fuga del medio de bombeo presurizado dentro de la caja de la bomba; justo en la zona por donde ingresa el eje a la caja de la bomba. Las bombas son selladas de dos formas (figura 10):  Sellado por Prensaestopas  Sellado por Sello mecánico Además se presentan dos tipos especiales de unidad de sellado que son:  Sellado Dinámico  Bombas sin sello

Figura 10

a) Sellado con Prensaestopas El prensaestopas está formado un grupo de empaquetaduras de forma de aros de sección cuadrada empacadas dentro de la cámara y trabaja friccionando directamente en la superficie de la camisa del eje (figuras 11 y 12). La empaquetadura se suministra en forma de soguilla en carrete. El material de la empaquetadura que se utiliza debe ser adecuado para el líquido bombeado.

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Figura 11: Empaquetadura

1. ______________________________ 2. ______________________________ 3. ______________________________ 4. ______________________________ 5. ______________________________ 6. ______________________________ 7. ______________________________ 8. ______________________________ 9. ______________________________

Figura 12: Prensaestopas

La instalación de las empaquetaduras se debe realizar empacando en el mismo lugar (figura 13), justo antes de hacer funcionar la bomba. En la instalación se incluirá opcional de ser necesario el anillo de cierre hidráulico.

Figura 13

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Inspecciones  Examine la camisa del eje para determinar si está gastada o rayada; reemplácela si es necesario (figura 14).  Asegúrese de que la tapa del prensaestopas y cámara del sello estén limpias. Reemplácelas si tienen picaduras o desgaste de más de 1/8” (3.2mm) de profundidad (Figuras 15 y 16).

Figura 14: Desmontaje de la cámara de sellado

Figura 15: Juego de la empaquetaduras

Figura 16: Inspecciones en la cámara

Instrucciones para la instalación de la empaquetadura a. Lave todo el sistema, Cierre el paso de corriente al motor. Cierre las válvulas. Descargue toda la presión. Utilice ropa de seguridad y protéjase la vista. b. Retire todo el juego de empaques usados de la caja con el gancho extractor. Limpie la caja y la camisa del eje. Con un espejo revise la caja para descartar desgastes, picaduras o estrías. Reemplace la camisa si el desgaste es excesivo. Mueva el eje para detectar desgaste en el rodamiento. Reemplace el rodamiento si es necesario (figura 17).

Figura 17

c. Seleccione el tamaño apropiado de empaque (espesor o sección) y la cantidad de anillos de empaques (figura 18).

Sección  Cantidad 

B A 2 De Sección 292

Figura 18

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d. Corte la empaquetadura sin torcer. Use un manguito del mismo diámetro de la camisa para realizar el corte. No estire. no aplane y mantenga limpio el empaque (figura 19 y 20). e. Instale uno por uno cada anillo de empaque. Lubrique con lubricante compatible la caja, la camisa y el empaque. Instale el eje en forma de “S” (figura 21 y 22). Presione cada anillo en la cavidad de la caja y asiente bien con la herramienta de presionar o con la brida del prensaestopas (figura 23).

Figura 19 Figura 20

Figura 22 Figura 21

Figura 23

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f. La instalación del anillo de sierre hidráulico es opcional, si es necesario se debe instalar. Posicione con ligeros golpes para alinear con el orificio de lavado (figura 24). g. Hermetice ligeramente la cámara del prensaestopas. La pestaña de la brida debe ingresar unos 3mm dentro de la cavidad. Gire el eje con la mano (figura 25). Figura 24

Figura 25

h. No arrancar en seco. Conectar el motor, hacer circular agua en toda la cámara y abrir las válvulas. Cebar la bomba y purgar el aire. i.

Al principio deje que el prensaestopas tenga goteo abundante y gradualmente restrinja el escape en la cámara hasta llegar al rango de goteo permitido.

j. Reemplace la empaquetadura cuando el escape no puede ser controlado al goteo recomendado para la cámara. k. Disponer el uso de la empaquetadura de acuerdo con las regulaciones establecidas o normadas. Rango de escape o goteo recomendado  del eje en mm Hasta

25 50 75 100 150 200 250

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goteo en funcionamiento 3 cc/min. 6 cc/min. 9 cc/min. 12 cc/min. 18 cc/min. 24 cc/min. 30 cc/min.

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l.


Las herramientas para el desmontaje se solicitan por número del 1 al 5, de acuerdo al tamaño del empaque (figura 26).

Herramienta Gancho N° de tamaño

Figura 26

1 2 3 4 5

Para tamaño de empaque ¼” – 5/16” 3/8” 7/16” – ½” 9/16” – 5/8” 1 1/16” – 1”

b) Sellado con Sello mecánico Las configuraciones y las opciones de sellos mecánicos son tan extensas como los modelos y diseños de bombas. Cada sello mecánico tiene unos límites de operación determinados por sus características constructivas y los materiales empleados (figura 27). La consideración de todos los parámetros de la aplicación y las características del comportamiento del fluido dará lugar aun largo servicio del sello mecánico libre de averías y mejorará el rendimiento de la bomba y del proceso (Figura 28 y 29).

Figura 27: Ejemplo de los límites de aplicación de un determinado tipo de sello mecánico

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Figura 28: Sello mecánico simple monoresorte


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Figura 29: Ejemplo de un sello mecánico modular para aplicaciones variantes como son en: agua, hidrocarburos, cáusticos y ácidos.

c) Sellado con Sello dinámico Una tercera opción de sello dinámico para las aplicaciones exigentes, donde el sello mecánico o el prensaestopas requieren un lavado externo y/o una atención constante y costosa; por ejemplo para el bombeo de lodos sin lavado, como son la pulpa de papel. La opción de sello dinámico está idealmente adaptada para manejar las aplicaciones exigentes como es el bombeo de lodos; donde los sellos mecánicos o empaquetaduras convencionales, requieren un lavado exterior y/o atención constante costosa (figura 30). Está conformado por un repelente (expulsor) ubicado entre la cubierta de la caja y la cámara de empaquetadura; además está provisto de un disco flexible que previene las perdidas cuando la bomba no esta operando.

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Figura 30: Ejemplo de una bomba con sello dinámico

Figura 31: Bomba con sellado dinámico en funcionamiento

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Figura 32: Bomba con sellado dinámico sin funcionamiento (máquina parada)

3. SOPORTE DE RODAMIENTOS Los soportes de rodamientos (figura 33) deben ser inspeccionados para verificar que no haya contaminación o daños. La condición de los rodamientos proporcionará información útil sobre las condiciones de funcionamiento del soporte de rodamientos. Los daños de los rodamientos deben investigarse para determinar la causa. Si la causa no es el desgaste normal, debe corregirse antes de colocar a la bomba nuevamente en servicio.

Figura 33

Debe evaluarse la condición de los residuos del lubricante usado; a menudo es útil realizar un análisis del aceite.

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Inspecciones y verificaciones en el soporte a. Inspeccione visualmente el soporte (figura 34) para detectar grietas. Inspeccione las superficies interiores del soporte para detectar herrumbre, incrustaciones o residuos. Quite todo el material suelto y ajeno. b. Inspeccione el alojamiento para los rodamientos de acuerdo con la tabla de identificación y corrección de problemas de alineamiento y de dimensiones fuera de tolerancia. c. Si el soporte se ha expuesto al líquido bombeado, inspeccione para verificar que no haya corrosión o picaduras. Asegúrese de que los pasajes de lubricación estén despejados.

Figura 34: Puntos en los cuales deben realizarse inspecciones y verificaciones en el soporte

Inspecciones y verificaciones en el eje a. Verifique los ajustes en los apoyos de los cojinetes. Si alguno está fuera de la tolerancia, reemplace el eje (Figura 35 y 36). b. Verifique la rectitud del eje. Reemplace el eje si el descentramiento excede los valores recomendados por el fabricante (Figura 36). c. Revise la superficie del eje y la camisa para detectar ranuras o picaduras. Reemplácelos si se identifica alguna (Figura 37).

Figura 35: El eje debe ser desarmado completamente para inspeccionar los apoyos

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Figura 36: Puntos en los cuales deben realizarse inspecciones y verificaciones en el eje

Figura 37: Puntos en los cuales deben realizarse inspecciones y verificaciones en la camisa del eje

4. VERIFICACIONES EN LA BOMBA 4.1

DESMONTAJE Y MONTAJE DE LA BOMBA El desmontaje y montaje de la bomba debe ser llevado a cabo siguiendo las instrucciones y recomendaciones del fabricante de la bomba. En el proceso mismo de montaje de la bomba están incluidos verificaciones y regulaciones que se van realizando conforme se esta armando la bomba y que termina con la puesta en marcha de la bomba. A continuación se indican las instrucciones de reemplazos de partes, de las regulaciones y verificaciones corrientes a realizar; que variará según el diseño y las condiciones de funcionamiento de la bomba: a. b. c. d. e. f. g.

Instrucciones de la instalación de los rodamientos apareados Procedimiento de reemplazo de la camisa del eje Ajuste del espaciamiento del impulsor Verificaciones en el soporte con respecto al el eje, la cámara de sellado y el impulsor Instalación del sello mecánico según las instrucciones del mismo el fabricante Instrucciones de la instalación de los sellos en las tapas del soporte de rodamientos Instrucciones de la Instalación del acoplamiento

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h. i. 4.2


Cambio del lubricante en el soporte de rodamientos Alineamiento de la bomba con el motor

VERIFICACIONES DURANTE EL MONTAJE DE LA BOMBA Las verificaciones durante el proceso de montaje se realizarán siguiendo estrictamente las instrucciones impertidas por el fabricante; estas verificaciones están determinadas por la condición de funcionamiento, por el tamaño, por el medio de bombeo, entre otros. Ejemplo de verificaciones en el soporte Verifique en el soporte la desviación en el asiento para el bastidor de la cámara de sellado. Gire el eje 360°. Si la lectura total en los relojes es superior a 0.005” (0,13mm), determine la causa y corrija el problema antes de continuar (figura 38). Preguntas: ¿Qué herramientas utilizaría para esta verificación?: __________________________________ __________________________________

Indique dos causas probables que pudieran originar una excesiva desviación en el asiento para el bastidor. __________________________________ __________________________________

¿Cuáles serían las dos alternativas de corrección para una desviación excesiva en el asiento para el bastidor de la cámara? __________________________________ __________________________________

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Figura 38: Verificación durante el montaje, establecida por el fabricante


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PREGUNTAS SOBRE VERIFICACIONES Comprenda la verificación que muestra la figura 39: A. ¿Qué verificación está ______________________________

mostrando

la

figura?

B. ¿Cuánto es el valor recomendado según la tabla, si se tratara de un rodamiento doble? ___________ C. ¿Qué significaría MTX? ____________________ D. ¿Los valores de la tabla se pueden aplicar a todas las bombas centrífugas? ¿por qué? _______________________________________________________________ E. ¿Cómo actuar en el eje para obtener el valor de la medición en el reloj comparador? ____________________________________________

Figura 39: Ejemplo de una verificación durante el montaje de la bomba

Tabla 2

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