UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE MECÁNICA
ESTUDIO Y ADAPTACIÓN DE LA ÚLTIMA EDICIÓN EDICIÓ N DE LAS NORMAS APLICABLES A BOMBAS CENTRÍFUGAS
Por: Marcos Daniel García Badaracco
INFORME DE PASANTÍA Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico
Sartenejas, Abril de 2013
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE MECÁNICA
ESTUDIO Y ADAPTACIÓN DE LA ÚLTIMA EDICIÓN EDICI ÓN DE LAS NORMAS APLICABLES A BOMBAS CENTRÍFUGAS
Por: Marcos Daniel García Badaracco
Realizado con la asesoría de: Tutor Académico: Ing. Antonio Vidal Tutor Industrial: Ing. Víctor Barreto
INFORME DE PASANTÍA Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico
Sartenejas, Abril de 2013
ESTUDIO Y ADAPTACIÓN DE LA ÚLTIMA EDICIÓN DE LAS NORMAS APLICABLES A BOMBAS CENTRÍFUGAS
RESUMEN En los proyectos de ingeniería es común el uso de bombas centrifugas para una gran variedad de servicios, por lo que a menudo es necesario realizar un proceso de selección de bombas. Inicialmente se parte de una amplia gama de bombas centrífugas con características distintas, las cuales son analizadas y evaluadas para determinar si pueden funcionar correctamente, y finalmente cuál de éstas es la opción que mejor se adapta al proyecto en cuestión. El proceso de selección de bombas junto con la posterior evaluación, permiten conocer si los equipos elegidos cumplen con los requerimientos del proceso; ambos procedimientos se deben realizar bajo los estándares internacionales y las prácticas comunes de las empresas de gran experiencia en el área, con la finalidad de garantizar la funcionalidad y la calidad de los equipos. Buscando mantener estos estándares actualizados, se debe realizar un monitoreo continuo de cada uno de ellos, es por esta razón que se lleva a cabo el presente proyecto de pasantía en donde, en primer lugar, se realizó un análisis de las diferencias en las secciones fundamentales de la última edición de las normas utilizadas por la empresa: API 610, ANSI B73.1 y HI. Posteriormente, se elaboraron documentos técnicos donde se establecen los requerimientos más resaltantes para el diseño, selección y evaluación de las bombas centrífugas, aplicables a los diferentes servicios de proyectos industriales. Al contar con documentos técnicos actualizados, como la Hoja de Datos y la Especificación Técnica, se asegura que la utilización de las bombas sea adecuada y cumpla de forma eficiente con los requerimientos establecidos.
iv
AGRADECIMIENTOS
A mis padres y hermano, María E lena B adaracco, Jorge García y Jorge David García, por ser una inmensa fuente de amor, conocimiento y apoyo, durante toda mi vida. A mi novia, Clari ssa Cuomo, por ser una persona grandiosa que me ha acompañado por siete años llenos de felicidad. A la universidad, profesores y compañeros, por bri ndarme todas las herr amientas que me han ayudado a crecer como profesional y como ser humano. A mis tutores, Víctor B arr eto y Antonio Vidal, por prestarme su ayuda durante la realización de este proyecto. A mi familia y todos los que directa o indir ectamente han hecho esto posible.
v
ÍNDICE GENERAL
RESUMEN ..................................................................................................................................... iv AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................... v ÍNDICE GENERAL ....................................................................................................................... vi ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................... x ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................................... xii LISTA DE SÍMBOLOS ............................................................................................................... xiii LISTA DE ABREVIATURAS..................................................................................................... xiv INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 1 Antecedentes ................................................................................................................................ 1 Justificación e importancia .......................................................................................................... 2 Alcance y limitaciones................................................................................................................. 3 Planteamiento del problema ........................................................................................................ 3 Objetivo general .......................................................................................................................... 4 Objetivos específicos ................................................................................................................... 4 CAPÍTULO 1 .................................................................................................................................. 5 DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA ........................................................................................... 5 1.1
Historia de PENTECH Ingenieros 05 C.A. ..................................................................... 5
2.1.1
Estructura Organizacional de PENTECH.................................................................. 6
2.1.2
Departamento de Mecánica de Equipos de PENTECH............................................. 7
1.2
Visión, Misión y Valores Fundamentales........................................................................ 7
1.2.1
Visión ........................................................................................................................ 7
1.2.2
Misión ........................................................................................................................ 8
1.2.3
Valores Fundamentales.............................................................................................. 8
CAPÍTULO 2 ................................................................................................................................ 10 vi
MARCO TEÓRICO .................................................................................................................. 10 2.1.
Bombas .......................................................................................................................... 10
2.1.1
Concepto general de una bomba .............................................................................. 10
2.1.2
Clasificación de las bombas .................................................................................... 10
2.1.2.1.
Bombas de desplazamiento positivo ................................................................ 12
2.1.2.2.
Bombas dinámicas............................................................................................ 12
2.1.3
Bombas centrífugas ................................................................................................. 12
2.1.3.1.
Partes principales.............................................................................................. 13
2.1.3.1.1. Impulsor ...................................................................................................... 14 2.1.3.1.2. Carcasa ........................................................................................................ 14 2.1.3.1.3. Eje ............................................................................................................... 14 2.1.3.1.4. Sellos o Estoperas ....................................................................................... 15 2.1.3.1.5. Cojinetes ..................................................................................................... 15 2.1.3.2.
Clasificación de Bombas Centrífugas .............................................................. 15
2.1.3.2.1. Según el tipo de succión ............................................................................. 15 2.1.3.2.2. Según su dirección de flujo ......................................................................... 15 2.1.4
Conceptos fundamentales ........................................................................................ 16
2.1.4.1.
Caudal............................................................................................................... 16
2.1.4.2.
Densidad ........................................................................................................... 16
2.1.4.3.
Viscosidad dinámica ........................................................................................ 16
2.1.4.4.
Viscosidad cinemática ...................................................................................... 17
2.1.4.5.
Presión de vapor ............................................................................................... 17
2.1.4.6.
Altura Total Dinámica ...................................................................................... 17
2.1.4.7.
Potencia ............................................................................................................ 18
2.1.4.8.
Rendimiento ..................................................................................................... 19
2.1.4.9. Net positive suction head (NPSH) ................................................................... 19 vii
2.1.4.10.1. NPSH disponible....................................................................................... 19 2.1.4.10.2. NPSH requerido ........................................................................................ 19 2.1.4.10. Velocidad específica ........................................................................................ 20 2.1.4.10.1. Velocidad específica del impulsor ............................................................ 20 2.1.4.10.2. Velocidad específica de succión ............................................................... 21 2.1.4.11. Curvas características ...................................................................................... 21 2.1.4.12. Leyes de afinidad ............................................................................................. 24 2.2.
Estándar ANSI/API 610 ................................................................................................ 26
2.3.
Estándar ANSI/ASME B73.1 ........................................................................................ 29
2.4.
Estándar ANSI/HI ......................................................................................................... 29
2.5.
Hoja de Datos de Bombas Centrífugas API .................................................................. 30
2.6.
Especificaciones de Bombas Centrífugas API .............................................................. 30
CAPÍTULO 3 ................................................................................................................................ 30 METODOLOGÍA...................................................................................................................... 30 3.1
Fase 1: Inducción a la empresa ...................................................................................... 30
3.2
Fase 2: Investigación ..................................................................................................... 33
3.3
Fase 3: Revisión de normas ........................................................................................... 34
3.4
Fase 4: Elaboración de especificaciones técnicas para bombas .................................... 37
3.5
Fase 5: Elaboración de procedimientos ......................................................................... 38
CAPÍTULO 4 ................................................................................................................................ 39 RESULTADOS ......................................................................................................................... 39 4.1
Resultados Fase 1: Inducción a la empresa ................................................................... 39
4.2
Resultados Fase 2: Investigación ................................................................................... 42
4.3
Resultados Fase 3: Revisión de normas ........................................................................ 45
4.4
Resultados Fase 4: Elaboración de especificaciones técnicas para bombas .................. 51
4.5
Resultados fase 5: Elaboración de procedimientos ....................................................... 52 viii
CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES ............................................................................... 58 REFERENCIAS ............................................................................................................................ 61 APÉNDICE A ............................................................................................................................... 61 APÉNDICE B ................................................................................................................................ 86 APÉNDICE C ................................................................................................................................ 95 APÉNDICE D ............................................................................................................................. 103
ix
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Emblema de PENTECH Ingenieros 05 C.A. ................................................................. 5 Figura 1.2 Estructura Organizacional de PENTECH. ..................................................................... 6 Figura 2.2 Esquema de bomba centrífuga ..................................................................................... 13 Figura 2.3. Partes principales de una bomba centrífuga ................................................................ 13 Figura 2.4. Tipos de impulsores (a) cerrado (b) semiabierto (c) abierto. ...................................... 14 Figura 2.5 Clasificación de impulsores en función de la velocidad específica. ............................ 21 Figura 2.6 Curva característica para bomba de flujo radial. .......................................................... 22 Figura 2.7 Curva característica para bomba de flujo mixto. ......................................................... 23 Figura 2.8 Curva característica para bomba de flujo axial. ........................................................... 23 Figura 2.9 Composición de curvas características de funcionamiento. ......................................... 24 Figura 2.10 Tipos de bombas y designaciones según la norma API 610 ...................................... 28 Figura 3.1 Fases y objetivos específicos del Proyecto de Pasantía. .............................................. 30 Figura 3.2. Actividades correspondientes a la Fase 1.................................................................... 32 Figura 3.3. Actividades correspondientes a la Fase 2.................................................................... 33 Figura 3.4. Actividades correspondientes a la Fase 3.................................................................... 35 Figura 3.5. Actividades correspondientes a la Fase 4.................................................................... 37 Figura 3.6. Actividades correspondientes a la Fase 5.................................................................... 38 Figura 4.1 Diagrama de procedimientos operativos de Mecánica de Equipos .............................. 41 Figura 4.2. Tipos de bombas comerciales. .................................................................................... 43 Figura 4.3. Rango de funcionamiento de las bombas. ................................................................... 44 Figura 4.4. Rangos de aplicación de bombas para líquidos de baja viscosidad ........................... 44 Figura 4.5 Parámetros de selección de bombas. ............................................................................ 45 Figura 4.5 Selección de unidades en sistema internacional de la hoja de datos API 610 ............. 53 Figura 4.6 Selección de unidades en sistema inglés de la hoja de datos API 610 ......................... 53 x
Figura 4.7 Ejemplo de una celda con lista desplegable en la hoja da datos API 610 .................... 53 Figura 4.8 Ejemplo de un cuadro emergente en la hoja de datos API 610 .................................... 54 Figura 4.9 Información correspondiente a las listas desplegables mostradas en el mapa de la hoja de datos API 610 ........................................................................................................................... 54 Figura 4.10 Referencias para los cuadros emergentes mostradas en el mapa de la hoja de datos API 610 .......................................................................................................................................... 55
xi
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 4.1 Cronograma del primer día de inducción en PENTECH. ............................................. 39 Tabla 4.2 Cronograma del segundo día de inducción en PENTECH. ........................................... 41 Tabla 4.3 Estándares del Instituto Hidráulico aplicables a bombas centrífugas ........................... 46 Tabla 4.4 Comparación de las normas aplicadas a bombas centrífugas ....................................... 49
xii
LISTA DE SÍMBOLOS
A
Área de la sección transversal por donde pasa un fluido [m2]
BHP
Potencia al freno [HP]
g
Aceleración de la gravedad [m/s2]
hs
Altura total dinámica de succión [m]
hd
Altura total dinámica de descarga [m]
H@BEP
Altura en el punto de máxima eficiencia [m]
H@Shutoff
Altura de la bomba a caudal cero [m]
m
Masa [Kg]
N
Velocidad de giro [rpm]
Ns
Velocidad específica del impulsor
Nss
Velocidad específica en la succión
NPSHd
NPSH disponible [m]
NPSHr
NPSH requerido [m]
Ph
Potencia hidráulica [HP]
Q
Caudal [m3/h]
Q@BEP
Caudal en el punto de máxima eficiencia [m3/h]
Q@EOC
Caudal en el final de la curva [m3/h]
Qrated
Caudal en el punto de diseño de la bomba [m3/h]
SG
Densidad relativa o Gravedad Específica
TDH
Altura total dinámica de la bomba [m]
v
Velocidad [m/s]
V
Volumen [m3]
Diámetro externo del impulsor de la bomba [mm]
máx
Diámetro máximo del impulsor de la bomba [mm]
mín
Diámetro mínimo del impulsor de la bomba [mm]
η
Eficiencia de la bomba
μ
Viscosidad dinámica [Kg/m.s]
ν
Viscosidad cinemática [m2/s]
ρ
Densidad [Kg/m3] xiii
LISTA DE ABREVIATURAS
ANSI
American National Standards Institute (Instituto Nacional Americano de Estándares)
API
American Petroleum Institute (Instituto Americano del Petróleo)
BEP
Best Efficiency Point (Punto de Máxima Eficiencia)
EOC
End of curve (Final de la curva)
HI
Hydraulic Institute (Instituto Hidráulico)
IPC
Ingeniería, Procura y Construcción
ISO
International Organization for Standardization (Organización Internacional para la Estandarización)
NPSH
Net Positive Suction Head (Altura neta positiva a la succión)
xiv
1
INTRODUCCIÓN
Para el desarrollo de proyectos dentro de una empresa de ingeniería, es necesario que cada una de las disciplinas involucradas en el proceso, generen un conjunto de propuestas acorde a las necesidades del cliente, de una forma ordenada, rápida, y asegurando siempre la calidad. Posteriormente estás propuestas se someten a un consenso entre los líderes del proyecto que deciden los lineamientos y planteamientos finales. Actualmente en el ramo de ingeniería, procura y construcción se encuentran numerosas empresas, lo cual incrementa la competencia en esta área, por lo que es necesario que la compañía cuente con herramientas simples, eficientes y actuales, que aceleren los procesos a desarrollar, para así garantizar la entrega oportuna de los trabajos solicitados en los tiempos establecidos, ya que de lo contrario se generan problemas e inconvenientes entre la empresa y el cliente. Para este trabajo, se mostrarán las actividades desarrolladas en el Departamento de Mecánica de Equipos de la compañía PENTECH, asociadas a la actualización de procedimientos aplicados a bombas centrífugas. En el primer capítulo de este informe se presenta una breve descripción de PENTECH Ingenieros 05 C.A., a fin de conocer el contexto empresarial en el que se lleva a cabo este proyecto de pasantía. En el segundo, se desarrollan los conceptos teóricos referentes a las bombas centrífugas, y se explican brevemente las normas internacionales utilizadas para el proyecto, API 610, ANSI B73.1 y ANSI/HI. Luego se da una definición corta de lo que es la hoja de datos y la especificación técnica. Posteriormente, en el tercero se muestra la metodología a seguir para el desarrollo de este proyecto. Por último, en el cuarto capítulo se encuentran los resultados obtenidos a lo largo del mismo.
Antecedentes El Departamento de Mecánica de Equipos de PENTECH es el encargado de evaluar y seleccionar los equipos mecánicos que van a ser adquiridos por la empresa para la ejecución de
2 un proyecto de ingeniería, entre los trabajos que se llevan a cabo en este departamento, se encuentran las hojas de datos, las requisiciones, especificaciones técnicas y cursos con información relevante para los integrantes del departamento. Para el correcto desempeño de las funciones del área de mecánica, se requiere que todos los documentos y procedimientos empleados en los proyectos estén actualizados con la última información disponible en el tema. Como parte de las políticas de la empresa, esta actualización es necesaria para ser competitivos en el mercado y asegurar que se esté cumpliendo con la normativa internacional. En el año 2006, se realiza una especificación técnica en el departamento, basada en la noma API 610 a fin de ser utilizada en un proyecto de generación eléctrica, esta especificación lleva por nombre “Centrifugal pumps for heavy duty services specifications” y es un documento de
Microsoft Word el cual está comprendido por un compendio de requerimientos extraídos de la norma junto con otras exigencias establecidas por la empresa. Esta especificación contiene los puntos de la décima edición del estándar API 610 que son de mayor importancia para la empresa, de esta forma, dicho documento sirve como base para el presente proyecto, sobre éste se actualizan los puntos previamente escogidos que posean alguna actualización en la onceava edición de la norma. Adicionalmente, en el año 2012, se crean las hojas de datos de distintos equipos de la empresa PENTECH, como por ejemplo el documento que lleva por título “Hoja de Datos de Paquete Hidroneumático”. Esta hoja es un archivo de Microsoft Excel que contiene los datos que deben
ser enviados al fabricante del equipo de forma que este pueda realizar el diseño que cumpla con los requerimientos establecidos en el proyecto. De dicho documento se toma el formato que identifica a la empresa y que contiene los campos necesarios para llevar el control de la hoja de datos dentro de la empresa y el proyecto.
Justificación e importancia Con la finalidad de que PENTECH sea una empresa capaz de realizar proyectos ambiciosos, tanto en el mercado nacional como internacional, la compañía cuenta con la certificación de
3 “Bureau Veritas” por el sistema de Gestión de la Calidad de las normas ISO 9001:2008. Esta
última es una compañía multinacional que ofrece servicios de inspección, certificación, consultoría ambiental e ingenieril. La certificación ISO 9001 exige que cada producto generado por la organización cumpla con los códigos y estándares de diseño que permiten prevenir no conformidades y cumplir con los requerimientos de cada cliente (PENTECH Ingenieros 05 C.A., 2012). Para hacer seguimiento de los procesos que son utilizados por cada uno de los departamentos de la compañía y evaluar la eficacia del Sistema de Gestión de la Calidad, la empresa realiza auditorías periódicas, por lo que resulta de suma importancia contar con todos los procedimientos actualizados y en cumplimiento con las normas más recientes a fin de mantener la certificación de calidad.
Alcance y limitaciones El presente proyecto de pasantías consiste en el estudio y revisión de las últimas ediciones de las normas aplicadas a bombas centrifugas, API 610, ANSI B73.1 y HI 1.1-1.5, así como la elaboración de documentos comparativos y técnicos, basados en estas normas, específicamente la especificación técnica aplicada a las bombas del tipo API. Para este trabajo sólo se consideran los requerimientos de las normas que sean de utilidad en los procesos de selección y evaluación de bombas. En este estudio no se le dio importancia a los aspectos de la norma que van dirigidos a los fabricantes, ya que no son de interés para las empresas de proyectos de ingeniería como es el caso de PENTECH. Los procedimientos que se elaboran durante este proyecto de pasantía, así como las normas a revisar para realizar los mismos, son de utilidad únicamente para bombas que manejen servicios químicos, de petróleo y de gas
Planteamiento del problema En la actualidad, los documentos relacionados a bombas centrífugas con los que cuenta el Departamento de Mecánica de Equipos son, en su mayoría, del año 2009. Estos contienen
4 información basada en los requerimientos de los estándares internacionales vigentes en el momento de la creación de los archivos. Desde entonces han ocurrido cambios en algunas de las normas, debidos a las revisiones reglamentarias que realizan los institutos encargados. Generalmente entre cada cinco (5) y siete (7) años las normas deben ser examinadas, revisadas y reafirmadas, con el objetivo de que estas sigan siendo efectivas a la par de los cambios que se dan en la tecnología y/o en la teoría del diseño de las bombas centrífugas. En vista que se generan estas modificaciones periódicas en los estándares internacionales, y que los documentos del Departamento de Mecánica de Equipos dependen de estos, es necesario hacer una revisión de la última edición de las normas manejadas en PENTECH, para determinar sí existen cambios importantes que afecten los procedimientos utilizados por la empresa. El estudio de los diferentes estándares aplicados a bombas centrífugas en sus últimas ediciones, permite, con el conocimiento y la información extraída, una posterior revisión y actualización de los documentos con los que cuenta el departamento, para incluir efectivamente los cambios que sean relevantes y mejorar así los procedimientos de selección de bombas de la empresa PENTECH.
Objetivo general Elaborar documentos técnicos, especificaciones y/o procedimientos técnicos, que muestren los cambios de la última edición de las normas aplicables a bombas centrífugas.
Objetivos específicos 1. Recibir inducción de los procedimientos de la empresa. 2. Investigar acerca de los usos y las aplicaciones principales de bombas centrífugas. 3. Revisar las normas aplicables a bombas centrífugas utilizadas por la empresa. 4. Elaborar la especificación técnica de bombas centrífugas basada en la norma API-610. 5. Elaborar procedimiento de selección de bombas centrífugas para uso en proyectos.
CAPÍTULO 1 DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA En el presente capítulo se realiza una breve reseña de PENTECH Ingenieros 05 C.A., empresa en la cual se desarrolla el proyecto de pasantías. En éste se describen aspectos claves tales como su historia, estructura, visión, misión y valores, los cuales permiten obtener una visión clara del contexto empresarial en el que se desenvuelve el estudiante durante su pasantía.
Figura 1.1 Emblema de PENTECH Ingenieros 05 C.A. Fuente: PENTECH Ingenieros 05 C.A.
1.1 Historia de PENTECH Ingenieros 05 C.A. PENTECH es una empresa de clase mundial en la prestación de servicios Ingeniería, Procura y Construcción (IPC), cuya base principal de operaciones es Venezuela y está constituida por un equipo gerencial con amplio conocimiento y experiencia en el manejo de proyectos multidisciplinarios junto a grandes empresas multinacionales de la ingeniería y construcción, un talentoso equipo de profesionales altamente calificados y reconocidos por haber completado con éxito proyectos de poca a alta complejidad para los sectores energético, industrial y de infraestructura y también la integran técnicos y personal de apoyo administrativo que tienen todas las condiciones para desempeñarse en equipo apoyándose en herramientas tecnológicas de última generación. La experiencia media del personal de PENTECH supera los 20 años de continua prestación de servicios de ingeniería, procura, construcción y arranque con soluciones "llave en mano" de una importante diversidad de instalaciones. (PENTECH Ingenieros 05 C.A., 2012)
6
2.1.1
Estructura Organizacional de PENTECH
La empresa está estructurada en seis (6) divisiones: Comercial, Producción, Control y Gestión, Proyectos, Administración y Finanzas, y Sistemas Corporativos. La división de Producción a su vez está conformada por cinco (5) gerencias, dentro de las cuales se encuentra Ingeniería, la cual se subdivide en siete (7) departamentos, siendo uno de ellos Mecánica de Equipos, donde tiene lugar el presente proyecto de pasantía. En la Figura 1.2 se encuentra un organigrama que resume los departamentos mencionados anteriormente.
Ambiental y Riesgo
Civil
Electricidad
Ingeniería
Instrumentación
Comercial
Procura
Mecánica de Equipos
Producción
Construcción
Mecánica de Tuberías
Control y Gestión
Comisionamiento y Arranque
Procesos
Proyectos
Control de Calidad
Presidente
Administración y Finanzas Sistemas Corporativos
Figura 1.2 Estructura Organizacional de PENTECH.
7
2.1.2
Departamento de Mecánica de Equipos de PENTECH
La principal función del Departamento de Mecánica de Equipos es prestar apoyo a proyectos multidisciplinarios en el desarrollo de la ingeniería básica y detallada asociada, en las áreas de equipos rotativos, estáticos, térmicos y unidades paquetes, además debe asegurar que en cada trabajo se incorpora la mejor tecnología aplicable y la experiencia obtenida en la ejecución de proyectos anteriores. Entre las actividades que realiza el departamento, es de mucha importancia la elaboración de documentos tales como: hojas de datos para equipos; ofertas, especificaciones y requisiciones técnicas; evaluaciones técnicas de ofertas; entre otros. Estos deben ser realizados en base a las últimas ediciones de los estándares nacionales e internacionales que apliquen para cada caso.
1.2 Visión, Misión y Valores Fundamentales A continuación se presentan la visión, la misión y los valores fundamentales por medio de los cuales se rige PENTECH.
1.2.1
Visión
PENTECH se visualiza como una empresa multinacional de ingeniería, procura y construcción con operaciones en el mercado energético, industrial e infraestructura de América Latina y Medio Oriente, por lo tanto su misión está compuesta por los siguientes puntos (PENTECH Ingenieros 05 C.A., 2012):
“Prestaremos servicios de alta calidad en los diferentes países para ser considerados como
factor clave del éxito de nuestros Clientes y Aliados.”
“Responderemos a las necesidades del mercado manteniendo e innovando en nuestros
sistemas productivos.”
“Aseguraremos una alta motivación de nuestro personal para lograr su crecimiento
personal y profesional.”
8
“Seremos factor de desarrollo en las áreas donde se ejecutarán nuestros proyectos.”
1.2.2
Misión
Para PENTECH es de gran importancia ser reconocidos en el mercado internacional como una empresa altamente confiable, por lo tanto su misión es la siguiente (PENTECH Ingenieros 05 C.A., 2012): “Ser una Empresa Multinacional de Ingeniería, Procura y Construcción para los sectores
energético, industrial e infraestructura basada en el conocimiento, la experiencia y capacidad de innovación de nuestro personal y orientada al cumplimiento de los compromisos y expectativas de los clientes.”
1.2.3
Valores Fundamentales
Las políticas, operaciones y decisiones de la empresa se guían por los valores que se detallan a continuación (PENTECH Ingenieros 05 C.A., 2012):
“Excelencia: Cada actividad que realizamos es por la satisfacción de nuestro cliente y el
éxito del negocio, aportando las soluciones efectivas, buscando constantemente nuevos y mejores procesos y prácticas de gestión de calidad, alentando a todos al logro de la excelencia profesional.”
“Motivación: Mantener la motivación de nuestro personal permite enfrentar los retos profesionales y superar las expectativas, con una actitud de que “es posible”.”
“Equipo de Trabajo: El mejor rendimiento se logra trabajando como un equipo integrado,
apoyándonos y colaborando para lograr los objetivos comunes y en armonía. Un equipo con diversidad de talentos y personas calificadas es nuestro recurso más valioso.”
9
“Conciencia de Costo: Proporcionar las mejores soluciones sin importar el tamaño del
desafío. Nuestro reto es la entrega del trabajo a tiempo, dentro del presupuesto y cumpliendo con los requerimientos de calidad.”
“Rendición de Cuentas: Estamos totalmente comprometidos a garantizar el éxito de las
tareas asignadas, asumiendo con responsabilidad nuestras decisiones y acciones; aceptando tanto individualmente como en grupo las consecuencias y recompensas.”
“Seguridad: Como parte esencial de todas nuestras operaciones estamos comprometidos a
proporcionar y mantener un ambiente seguro y sano para nuestros empleados, clientes, aliados y comunidades adyacentes, implementando medidas de seguridad para proteger la vida y la propiedad, en conformidad con las normas locales e internacionales.”
“Responsabilidad Social: Conducir nuestro negocio con responsabilidad, para brindar
beneficios al entorno y a nuestro personal y ganarnos la lealtad y respeto de las comunidades donde operamos.”
“Flexibilidad: Tenemos capacidad para adaptarnos a las necesidades de nuestros clientes,
revisando nuestros procesos productivos, así como manejando responsablemente los riesgos asociados.”
CAPÍTULO 2 MARCO TEÓRICO El presente capítulo contiene las teorías que sirven como base para la elaboración del presente trabajo. En este se definen los conceptos fundamentales de bombas, las partes que la componen, los distintos tipos y clasificaciones existentes. Posteriormente se hace una explicación breve de los estándares utilizados, así como los términos y las definiciones manejados en los mismos. Luego se desarrolla el tema de los documentos técnicos que se van a elaborar en este proyecto y que forman parte los procedimientos de trabajo de la empresa, tales como la hoja de datos y las especificaciones. Para finalizar, se describen los archivos empleados actualmente en el Departamento de Mecánica de Equipos de PENTECH.
2.1.
Bombas
2.1.1
Concepto general de una bomba
Bomba es una máquina que absorbe energía mecánica y restituye al líquido que la atraviesa energía hidráulica. Las bombas se emplean para impulsar toda clase de líquidos (agua, aceites de lubricación, combustibles, ácidos; líquidos alimenticios: cerveza, leche, etc.; estas últimas constituyen el grupo importante de las bombas sanitarias). También se emplean las bombas para bombear líquidos espesos con sólidos en suspensión, como pastas de papel, melazas, fangos, desperdicios, etc. (Mataix, 1986).
2.1.2
Clasificación de las bombas
Las bombas comerciales son usadas en una inmensa variedad de aplicaciones y para esto existen muchas configuraciones de diseños diferentes que son usados para satisfacer estos requerimientos.
11 Los diferentes diseños se pueden clasificar como se indica en la figura 2.1 mostrada a continuación. La primera distinción es la manera en que la máquina entrega energía y mueve el líquido.
Figura 2.1 Tipos de bombas según el Instituto Hidráulico
12
2.1.2.1.
Bombas de desplazamiento positivo
Las Bombas de desplazamiento positivo agregan energía capturando el líquido en un espacio confinado y forzándolo a moverse hacia afuera de la bomba y dentro de la tubería de descarga. Esta acción de bombeo se logra por uno de los siguientes métodos (Hydraulic Institute, 2000): -
Acción reciprocante de émbolos, pistones, fuelles o diafragmas.
-
Arreglos de cámara de impulsión usando aire presurizado para desplazar líquido.
-
Acción rotativa de dispositivos mecánicos tales como engranajes, tornillos, paletas, etc.
2.1.2.2.
Bombas dinámicas
Las bombas dinámicas o cinéticas agregan energía a través de ruedas o impulsores girando a altas velocidades, estas pueden estar dentro de las siguientes categorías (Hydraulic Institute, 2000): -
Centrífugas, tanto del tipo horizontal como vertical.
-
Turbinas regenerativas.
-
Efecto especial.
2.1.3
Bombas centrífugas
Las bombas centrífugas comprenden una amplia categoría de bombas que mueven líquido a través del movimiento rotacional de uno o más impulsores. Su flujo es uniforme y normalmente libre de pulsaciones. Una bomba centrífuga produce presión acelerando un fluido a una alta energía cinética (velocidad), y convirtiendo esa energía en presión. El fluido circula dentro del ojo del impulsor y es expulsado por la rotación a través de los álabes del impulsor, luego disminuye su velocidad convirtiendo la energía en presión gracias a la voluta que actúa como difusor. A continuación en la figura 2.2 se muestra un esquema de una bomba centrífuga típica:
13
Figura 2.2 Esquema de bomba centrífuga Fuente: Parrondo, Velarde, & Santolaria, 1998
2.1.3.1.
Partes principales
Las partes de una bomba centrífuga dependen de su construcción y tipo. Por esta razón, existe una gran cantidad de piezas, a continuación se enumeran las piezas más comunes y se ilustran en la figura 2.3 mostrada a continuación (Viejo & Álvarez, 2004):
Figura 2.3. Partes principales de una bomba centrífuga Fuente: PENTECH Ingenieros 05 C.A., 2011
14
2.1.3.1.1. Impulsor Es el elemento que gira solidario con el eje de la bomba y consta de un cierto número de álabes, los cuales, gracias al movimiento rotatorio, imparten energía al fluido en forma de energía cinética. Los impulsores se clasifican principalmente en tres tipos: cerrados, semiabiertos y abiertos. En la figura 2.4 se presenta un esquema de cada una de los tres tipos. (Mataix, 1986)
Figura 2.4. Tipos de impulsores (a) cerrado (b) semiabierto (c) abierto. Fuente: Mataix, 1986
2.1.3.1.2. Carcasa La función de la carcasa en una bomba es convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulso en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área (Viejo & Álvarez, 2004).
2.1.3.1.3. Eje El eje de una bomba es el soporte de todos los elementos que giran en ella, transmitiendo además el movimiento que imparte el eje del motor. En el caso de una bomba centrífuga horizontal, el eje es una sola pieza a lo largo de toda la bomba. En el caso de bombas de pozo profundo, existe un eje de impulsores y después una serie de ejes de transmisión unidas por un acople, que completan la longitud necesaria desde la voluta hasta el cabezal de descarga (Viejo & Álvarez, 2004).
15
2.1.3.1.4. Sellos o Estoperas La función de éstos es evitar el flujo hacia afuera, del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa el eje de la bomba, y el flujo de aire hacia el interior de la bomba (Viejo & Álvarez, 2004).
2.1.3.1.5. Cojinetes El objeto de los cojinetes es soportar el eje de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Por medio de un correcto diseño soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba (Viejo & Álvarez, 2004).
2.1.3.2.
Clasificación de Bombas Centrífugas
2.1.3.2.1. Según el tipo de succión Las bombas, de acuerdo a su tipo de succión, se pueden clasificar en (Viejo & Álvarez, 2004): −
Simple succión.
−
Doble succión (ambos lados del impulsor).
−
Succión negativa (nivel del líquido inferior al de la bomba).
−
Succión positiva (nivel del líquido superior al de la bomba).
−
Succión a presión (la bomba succiona el líquido de una cámara hermética donde se encuentra ahogada y a donde llega el líquido a presión).
2.1.3.2.2. Según su dirección de flujo De acuerdo con la dirección del flujo las bombas se dividen en (Viejo & Álvarez, 2004): −
Bombas de flujo radial.
−
Bombas de flujo mixto.
−
Bombas de flujo axial.
16
2.1.4
Conceptos fundamentales
2.1.4.1.
Caudal
Caudal es definido como el volumen de fluido por unidad de tiempo que circula por un área
transversal a la corriente de dicho fluido. Siendo la velocidad media normal a la sección , se tiene que el caudal es (Mataix, 1986):
2.1.4.2.
Densidad
Es una magnitud escalar que se refiere a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia cualquiera. Relaciona la masa con el volumen del cuerpo en estudio. La densidad absoluta es función de la presión y temperatura del fluido, y para líquidos ésta varía muy poco con el cambio de ambos parámetros, con una diferencia prácticamente despreciable (fluidos incompresibles). Para el cálculo de densidad se aplica la ecuación 2.2 (Menon, 2005).
La densidad relativa también conocida como gravedad específica, se refiere a la relación entre la densidad de un fluido cualquiera, con otro fluido que se toma como base. En el caso de líquidos, el fluido que se toma como base es el agua a condiciones atmosféricas, a su vez, para los gases, el fluido base viene siendo el aire. La gravedad específica es un factor adimensional, puesto que es la división de dos densidades, como se muestra a continuación (Menon, 2005).
2.1.4.3.
Viscosidad dinámica
Un fluido posee moléculas, y entre ellas existen fuerzas moleculares llamadas fuerzas de cohesión. Cuando se desplazan unas moléculas con relación a otras se produce entre ellas una fricción. El coeficiente de fricción generado internamente en un fluido (entre sus moléculas) es conocido como viscosidad dinámica (Westaway & Loomis, 1984).
17
2.1.4.4.
Viscosidad cinemática
La viscosidad cinemática es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad de un fluido, como se muestra en la ecuación 2.2. Este parámetro relaciona las fuerzas debido a la fricción interna de las moléculas del fluido (por la presencia de la viscosidad dinámica), con las fuerzas de inercia que dependen de la densidad (Mataix, 1986).
2.1.4.5.
Presión de vapor
La propiedad del fluido que determina las condiciones en que se forma burbujas de vapor en un fluido, es la presión de vapor. Cuando en un fluido existe equilibrio entre el vapor y el líquido, es debido a un balance del vapor que sale del líquido por causa de la energía térmica y la condensación de vapor en el líquido, provocado a su vez por la fuerza de atracción entre las moléculas. En estas condiciones, la presión del líquido se denomina presión de vapor (Mott, 2006).
2.1.4.6.
Altura Total Dinámica
Altura total dinámica de succión (hs) es la altura de succión estática más la altura de velocidad en la brida de succión de la bomba menos la suma de las pérdidas por fricción en la línea de succión. La altura total dinámica de succión, según se determina en la prueba de la bomba, es la lectura del medidor de presión en la brida de succión, convertido en metros de líquido y corregido respecto a la línea central de la bomba, más la altura de velocidad en el punto donde se encuentra el medidor. Altura total dinámica de descarga (hd) es la altura de descarga estática más la altura de velocidad en la brida de descarga de la bomba más la suma de las pérdidas por fricción en la línea de descarga. La altura total dinámica de descarga, según se determina en la prueba de la bomba, es la lectura del medidor de presión en la brida de descarga, convertido en metros de líquido y corregido respecto a la línea central de la bomba, más la altura de velocidad en el punto donde se encuentra el medidor.
18
Altura total dinámica o altura total (TDH) es la altura total dinámica de descarga menos o más la altura total dinámica de succión, dependiendo de la configuración del sistema, succión positiva o negativa (PENTECH Ingenieros 05 C.A., 2011).
2.1.4.7.
Potencia
El trabajo realizado al bombear o mover un líquido depende del peso del líquido que se maneja en un momento dado en contra de la altura total (en pies de líquido) o la presión diferencial (en psi) que se esté desarrollando (Westaway & Loomis, 1984). Como un caballo de fuerza es igual a 3300 libras pies por minuto, la potencia útil o teórica,
será igual a:
normalmente llamada la potencia hidráulica (
Dado que la expresión anterior aplica a ambos tipos de bombas, tanto centrífugas como reciprocantes, los cálculos de potencia pueden simplificarse si el peso del líquido manipulado (capacidad) se expresa en términos de galones por minuto (gpm) y la presión diferencial (TDH) en términos de cabezal, en pies de líquido para bombas centrífugas, y libras por pulgada cuadrada (psi) para bombas reciprocantes, tal como se muestra a continuación:
19
2.1.4.8.
Rendimiento
La eficiencia de un equipo es la relación entre la energía que produce y lo que cuesta producirla. Es un indicador de que tan eficiente es el equipo convirtiendo energía. En el caso de una bomba se produce energía hidráulica suministrando energía mecánica para su accionamiento, el proceso de transferencia de energía no es ideal ya que existen las llamadas perdidas de energía ya sean hidráulicas, mecánicas o eléctricas (PENTECH Ingenieros 05 C.A., 2011).
2.1.4.9.
Net positive suction head (NPSH)
La altura neta positiva a la succión (llamada NPSH por sus siglas en inglés), es el cabezal total a la succión de una bomba, menos la presión de vapor absoluta del fluido que será bombeado. Es un parámetro sumamente importante en cualquier sistema de bombeo, si la presión del sistema resulta menor a la presión de vapor del fluido, entonces se entrará en un régimen de cavitación, lo que provoca grandes daños en los elementos del circuito. Se tienen en sistemas de bombeo dos tipos de NPSH; el requerido y el disponible. El NPSH requerido, depende del tipo de bomba que se utilizará, a su vez, el NPSH disponible depende del sistema en el que se instalará dicha bomba (Westaway & Loomis, 1984).
2.1.4.10.1.
NPSH disponible
Se refiere al cabezal que se tiene en la succión de la bomba a instalar. Viene dado por el sistema, toma en cuenta el arreglo de tuberías en el que se instalará la bomba, el fluido que se va a manejar y las caídas de presión (Westaway & Loomis, 1984).
2.1.4.10.2.
NPSH requerido
Es determinado por el fabricante de la bomba, y depende de varios factores, como el tipo de propulsor, velocidad de giro, caudal que se maneje, entre otros. Por lo general el NPSH requerido, es dado de forma gráfica en la caracterización de la bomba entregada por el fabricante (Westaway & Loomis, 1984).
20
2.1.4.10.
Velocidad específica
Al trabajar con bombas centrífugas es útil tener una comprensión de la velocidad específica para determinar si el diseño de la bomba que se propone está dentro de ciertos límites establecidos para las condiciones de servicio en la que se opera (Westaway & Loomis, 1984). En la terminología usada en bombas centrífugas hay dos consideraciones de la velocidad específica, en primer lugar la velocidad específica del impulsor y en segundo lugar la velocidad específica de succión (Westaway & Loomis, 1984).
2.1.4.10.1. Velocidad específica del impulsor Es un indicador de diseño hidráulico y está definido como la velocidad a la que un impulsor, geométricamente similar al que está en consideración, funcionaría si se redujese en tamaño para entregar un galón por minuto a un pie de altura. Matemáticamente se expresa como (ITT Goulds Pumps , 2006):
La velocidad específica del impulsor es un indicador del tipo de impulsor, cuando los factores implicados en la fórmula corresponden a su punto óptimo o punto de máxima eficiencia. Es una herramienta útil para que al momento de diseñar los impulsores, éstos cumplan condiciones variables de altura, capacidad, succión y velocidad (Westaway & Loomis, 1984). Dependiendo del tipo del impulsor, la velocidad específica puede estar en un rango desde 400 hasta 20.000 (en unidades inglesas), para diseños comerciales. De acuerdo a los valores de velocidad específica, los impulsores y las bombas se pueden clasificar como se muestra en la figura 2.5.
21
Figura 2.5 Clasificación de impulsores en función de la velocidad específica. Fuente: ITT Goulds Pumps , 2006
2.1.4.10.2. Velocidad específica de succión La velocidad específica en la succión al igual que la velocidad específica del impulsor es un parámetro o indicador, del diseño hidráulico excepto que éste esencialmente describe las capacidades y características de la primera etapa de un impulsor dado. Se expresa como:
Una velocidad específica en la succión alta puede indicar que el ojo del impulsor es de alguna manera mayor de lo normal y como consecuencia la eficiencia puede estar comprometida para obtener un bajo NPSHr. Altos valores de este indicador pueden también requerir diseños especiales y además crear cierto grado de cavitación durante la operación, para evitar esto se debe consultar a los fabricantes de bombas para tener la certeza de que el diseño del impulsor cumpla con los requerimientos de succión (Westaway & Loomis, 1984).
2.1.4.11.
Curvas características
El funcionamiento de una bomba centrífuga puede ser mostrado gráficamente en una curva característica. Una curva característica típica muestra la altura total dinámica, potencia al freno, eficiencia y NPSHr, todo en función del rango de capacidad de la bomba. Las figuras 2.6, 2.7 y 2.8 son curvas adimensionales que indican la forma general de una curva característica de varios tipos de bombas. Estas muestran la altura, la potencia al freno y la
22 eficiencia, todas graficadas como un porcentaje de sus valores de diseño o del punto de mejor eficiencia de la bomba. La figura 2.6 muestra que la curva de la altura para una bomba de flujo radial es relativamente plana y que la altura decrece gradualmente a medida que el flujo aumenta. También la potencia al freno aumenta gradualmente sobre el rango de flujo con su máximo normalmente en el punto de máximo flujo.
Figura 2.6 Curva característica para bomba de flujo radial. Fuente: ITT Goulds Pumps , 2006 Las bombas centrífugas de flujo mixto y flujo axial tienen características bastantes diferentes, como se observa en la figura 2.7 y 2.8. La curva de altura para una bomba de flujo mixto es más pronunciada que en una bomba de flujo radial. La altura de cierre es usualmente de 150% a 200% de la altura de diseño. La potencia al freno permanece prácticamente constante en todo el rango de flujo. Para una típica bomba de flujo axial, el cabezal y la potencia al freno se incrementan drásticamente cerca del punto de cierre como se muestra en la figura 2.8. Las distinciones entre estas tres clases de bombas no son absolutas, y existen muchas bombas con características que pueden ubicarse en un punto intermedio entre estas tres. Por ejemplo, el impulsor Francis tiene características que se encuentran entre el tipo radial y el de flujo mixto.
23
Figura 2.7 Curva característica para bomba de flujo mixto. Fuente: ITT Goulds Pumps , 2006
Figura 2.8 Curva característica para bomba de flujo axial. Fuente: ITT Goulds Pumps , 2006
24 La figura 2.9 muestra una curva de bomba típica entregada por un fabricante. Ésta es una composición de curvas que indica a simple vista las características de funcionamiento de una bomba a una velocidad dada y para pa ra varios diámetros del impulsor, desde el máximo máx imo al mínimo. También cuenta con líneas de valores constantes de potencia, eficiencia y NPSHr superpuestas sobre las curvas de altura. Este gráfico se hace a partir de pruebas individuales para diferentes diámetros de un impulsor.
Figura 2.9 Composición de curvas características de funcionamiento. Fuente: ITT Goulds Pumps , 2006
2.1.4.12.
Leyes de afinidad
La mayoría de las bombas centrífugas se operan a velocidades distintas para obtener capacidades variables. Además, una carcasa de bomba de tamaño dado es susceptible a dar acomodo a impulsores de diámetros diferentes. Es importante entender la manera en que varían la capacidad, la carga y la potencia, cuando se modifica la velocidad o el diámetro del impulsor. A continuación se presenta una lista de estas relaciones, denominadas leyes de afinidad. El símbolo N se refiere a la velocidad de rotación del impulsor, por lo general en revoluciones por minuto (Mott, 2006).
25 Cuando la velocidad varía: −
La capacidad varía en forma directa con la velocidad:
−
La capacidad de carga total varía con el cuadrado de la velocidad:
−
La potencia que requiere la bomba varía con el cubo de la velocidad:
Cuando el diámetro varía en forma directa con el diámetro del impulsor: −
La capacidad varía en forma directa con el diámetro del impulsor:
−
La carga total varía con el cuadrado del diámetro del impulsor:
−
La potencia que requiere la bomba varía con el cubo del diámetro del impulsor:
26
2.2.
Estándar ANSI/API 610
El Instituto Americano de Petróleo (API por sus siglas en inglés) es la única asociación comercial nacional que representa todos los aspectos de la industria de petróleo y de gas natural de Estados Unidos. Desde 1924, la API ha sido el líder en el desarrollo de equipos y normas de funcionamiento para la industria de petróleo y gas natural. Cada año API trabaja con líderes en la industria, expertos en la materia, para mantener un inventario de más de 600 estándares y prácticas recomendadas (American Petroleum Institute). Entre los estándares publicados por este instituto se encuentra el API 610 titulado “Centrifugal “Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries”, esta norma internacional
especifica los requerimientos de las bombas centrífugas, incluyendo bombas funcionando en sentido inverso, como turbinas hidráulicas de generación de potencia, para su uso en los procesos de las industrias petroleras, petroquímicas y de gas (American Petroleum Institute, 2011). Este estándar es aplicable a las bombas en voladizo, bombas entre cojinetes y bombas verticalmente suspendidas. En la figura 2.10 se representan los diversos tipos de bombas y las designaciones asignadas a cada tipo específico. La norma API 610 en su 11va edición publicada en el año 2010, la última hasta el momento, está estructurada en diez (10) capítulos y quince (15) apéndices. Los capítulos se explican brevemente a continuación (American Petroleum Institute, 2011): 1. Alcance: define las condiciones límites en las que se recomienda utilizar bombas regidas bajo esta norma. 2. Referencias de Normas: cita los documentos indispensables necesarios para la aplicación de la API 610, donde se incluyen estándares tanto de esta institución como de otras. 3. Términos y definiciones: define los conceptos que son empleados dentro de la norma. 4. General: muestra los tipos de bombas cubiertos por el estándar así como la responsabilidad del vendedor por cumplir con los requerimientos de la norma. 5. Requerimientos: especifica que el sistema de unidades debe ser exigido por el comprador en sistema internacional o inglés. También aclara que sí existe algún conflicto
27 entre esta norma y algún estudio, ó entre los puntos generales y los puntos específicos del tipo de bomba, la segunda opción regirá en ambos casos. 6. Diseño básico: este capítulo se divide en varias secciones relacionadas a diferentes partes de las bombas, cada uno de esta compuesta por una serie de requisitos que deben cumplirse al diseñar las bombas según la API 610. 7. Accesorios: describe como debe ser cada uno de los accesorios que acompañan a las bombas centrífugas. 8. Inspección, pruebas y preparación para envíos: detalla los procedimientos a seguir durante las inspecciones y pruebas, los parámetros bajo los cuales se deben realizar estos procedimientos y las medidas de seguridad a tomar para realizar los envíos de los equipos. 9. Tipos específicos de bombas: añade para cada tipo de bomba los requisitos específicos de cada una. 10. Datos del vendedor: comprende la información y los datos que deben ser entregados por el vendedor incluyendo dibujos, información técnica, curvas, manuales, entre otros. Posterior a esto se encuentran los apéndices de la norma, entre los que se destaca la guía para la selección de materiales y la hoja de datos, todos estos se enumeran a continuación: Anexo A. Velocidad específica y velocidad específica en la succión Anexo B. Esquemas de sistemas de lubricación y de agua de enfriamiento Anexo C. Turbinas hidráulicas de generación de potencia Anexo D. Placas bases normalizadas Anexo E. Lista de verificación del inspector Anexo F. Criterios para el diseño de tuberías Anexo G. Guía para la selección de materiales Anexo H. Materiales y especificación de materiales para partes de bombas Anexo I.
Análisis lateral
Anexo J.
Determinación del desbalance residual
Anexo K. Rigidez del eje y vida útil del sistema de rodamientos Anexo L. Dibujos de vendedores y requerimientos de datos Anexo M. Resumen de datos de pruebas Anexo N. Hoja de datos e intercambio de datos electrónico Anexo O. Anexo regional API
28
Figura 2.10 Tipos de bombas y designaciones según la norma API 610
29
2.3.
Estándar ANSI/ASME B73.1
El Instituto Nacional de Normalización Estadounidense (ANSI por su sigla en inglés) es una organización privada sin fines de lucro que administra y coordina la normalización voluntaria y las actividades relacionadas a la evaluación de conformidad en los Estados Unidos. La norma ANSI B73.1 en su última edición del año 2001, aplica para bombas horizontales de succión al extremo, de una etapa y de descarga al centro. Ésta incluye requerimientos dimensionales que obligan a que exista intercambiabilidad entre las bombas diseñadas bajo este estándar, con la finalidad de facilitar la instalación y el mantenimiento. La intención de esta Norma es que las bombas con la misma designación de dimensión de cualquier fuente deben ser intercambiables con respecto a la dimensión de montaje, tamaño y localización de boquillas de succión y descarga, ejes, placa base y pernos en la fundación. Estas bombas son soportadas en el pie y con un rating de presión en las bridas clase 150 según ANSI B16.5 (The American Society of Mechanical Engineers, 2002).
2.4.
Estándar ANSI/HI
Desde 1917, el Instituto Hidráulico (HI por sus siglas en inglés) ha servido a las empresas asociadas y a usuarios de bombas, proporcionando normas de productos y un foro para el intercambio de información de la industria. HI se ha consolidado como el principal portavoz de la industria de bombas norteamericana (Hydraulic Institute). El propósito y objetivo del instituto es promover el continuo crecimiento y las buenas prácticas de los fabricantes de bombas, así como los intereses del público en aquellos asuntos en los que se involucre la fabricación, ingeniería, distribución, seguridad, transporte y otros problemas de la industria, para con este fin, el instituto realiza las siguientes actividades (Hydraulic Institute, 2000): −
Desarrollar y publicar estándares de bombas.
−
Recolectar y diseminar información valiosa a los miembros y al público.
−
Incrementar la calidad y la cantidad de servicios de bombas para el público.
30 −
Apoyar las actividades de investigación y educación.
Las normas HI que aplican para bombas centrífugas van desde la 1.1 a la 1.5 y sirven como guía para la aplicación de bombas centrífugas en distintos servicios así como: turbinas regenerativas del tipo industrial y comercial, exceptuando las bombas verticales de etapas simples y múltiples con difusor. Estas incluyen: nomenclaturas y definiciones; diseño y aplicaciones; instalación, operación y mantenimiento.
2.5.
Hoja de Datos de Bombas Centrífugas API
La Hoja de Datos API 610 es un documento técnico que contiene toda la información de las bombas centrífugas para uso en la industria de petróleo, petroquímica y gas (tipo de bomba, condiciones de operación, condiciones del sitio, construcción, sellos mecánicos, accesorios, etc.). El cliente debe llenarla y enviarla al fabricante, de tal forma que éste último conozca las especificaciones del equipo deseado.
2.6.
Especificaciones de Bombas Centrífugas API
La Especificación Técnica es el documento en el cual se definen las normas, exigencias y procedimientos a ser empleados y aplicados en todos los trabajos de construcción de obras, elaboración de estudios y fabricación de equipos. Para el caso de las bombas centrífugas, la especificación debe contener los requerimientos técnicos que establezcan las condiciones que deben ser cumplidas por el vendedor y por el fabricante, al momento de ofrecer una bomba de este tipo, en función de las exigencias de la empresa. Al tratarse de una especificación técnica para bombas API, ésta debe estar compuesta en su mayoría por los requerimientos establecidos en la norma API 610, con algunas modificaciones, excepciones y adiciones de otros requisitos, de acuerdo a las consideraciones que establezca la empresa y de esta forma adaptar el documento a las políticas la misma. Este tipo de especificación técnica, elaboradas bajo un estándar con adiciones y excepciones es común en las empresas consultoras o de IPC como es el caso de PENTECH.
CAPÍTULO 3 METODOLOGÍA En el presente capítulo se detalla la metodología a emplear para la realización del proyecto de pasantía en el Departamento de Mecánica de Equipos de PENTECH Ingenieros 05 C.A. Ésta se divide en cinco (5) fases: inducción a procedimientos de la empresa, investigación, revisión de normas, elaboración de especificaciones técnicas para bombas y finalmente la elaboración del informe. En la Figura 3.1 se detallan estas fases con sus respectivos objetivos específicos.
Fase 1.Inducción.
Objetivo 1: Recibir inducción de los procedimientos de la empresa.
Fase 2. Investigación.
Objetivo 2: Investigar acerca de los usos y las aplicaciones principales de bombas centrífugas.
Fase 3. Revisión de normas. Fase 4. Elaboración de especificaciones técnicas para bombas. Fase 5. Elaboración de procedimiento.
Objetivo 3: Revisar las normas aplicables a bombas centrífugas utilizadas por la empresa. Objetivo 4: Elaborar la especificación técnica de bombas centrífugas basada en la norma API-610. Objetivo 5: Elaborar procedimiento de selección de bombas centrífugas para uso en proyectos.
Figura 3.1 Fases y objetivos específicos del Proyecto de Pasantía.
3.1 Fase 1: Inducción a la empresa La primera fase tiene como objetivo recibir la inducción de los procedimientos de trabajo que son utilizados en la empresa. Para llevar a cabo esto, se siguen las actividades que se presentan en la Figura 3.2.
32 • Inducción general realizada por PENTECH para los nuevos ingresos
de la empresa. Actividad 1
• Revisión de procedimientos operativos del area de ingeniería y del
departamento de Mecánica de Equipos. Actividad 2
• Revisión de procedimientos aplicables a equipos rotativos.
Actividad 3
Figura 3.2. Actividades correspondientes a la Fase 1. Siguiendo las actividades delimitadas en la Figura 3.2, el primer paso consiste en la realización de una inducción general por parte de PENTECH, la misma está dirigida a los nuevos ingresos de la empresa y tiene como objetivo impartir los conocimientos básicos necesarios para desenvolverse dentro de la compañía. Esta primera inducción es realizada durante dos (2) días en los que se tratan varios temas, una parte de ellos se enfocan en el llenado de documentos exigidos por recursos humanos, otra parte consiste en una explicación de los sistemas tecnológicos y sistemas de gestión de la calidad que emplea la empresa. Seguidamente se imparten los conocimientos necesarios para manejar las herramientas de uso diario de la empresa, como los son: el sistema de gestión de la calidad y la hoja de tiempo, esta última es la base de datos que permite organizar el trabajo semanal, asignando horas empleadas en distintas actividades para cubrir el total de las horas laborales de la semana en cuestión. Como segunda actividad, se realiza una inducción a los procedimientos operativos de la compañía, en la cual se revisan los documentos utilizados en la división de ingeniería, donde se detallan las funciones que deben cumplir cada uno de los empleados así como la manera de llevarlas a cabo.
33 Finalmente, la tercera actividad de esta fase consiste en la inducción de los procedimientos aplicados específicamente a equipos rotativos, en la cual se procede a examinar una serie de documentos internos del Departamento de Mecánica de Equipos que explican la forma en que se debe proceder al trabajar en esta área, los cuales son útiles al momento de generar hojas de datos, requisiciones, listas de verificación y especificaciones.
3.2 Fase 2: Investigación Una vez estudiados los procesos utilizados por PENTECH, comienza un estudio enfocado en la teoría de las bombas, pasando desde los conceptos básicos hasta los criterios de evaluación de las bombas centrífugas aplicados en la industria, para lograr este objetivo se realizan las actividades que se describen en la Figura 3.3.
• Revisión de la teoría de bombas.
Actividad 1
• Revisión de la clasificación de las bombas.
Actividad 2
• Estudio de usos y aplicaciones de las bombas centrífugas en la
industria. Actividad 3
• Análisis de parámetros de diseño y evaluación de las bombas
Actividad 4
centrífugas.
Figura 3.3. Actividades correspondientes a la Fase 2.
34 El primer paso en la investigación, es la lectura de una serie de cursos y libros que contienen los conceptos de las turbomáquinas hidráulicas, a partir de estos se obtienen los conocimientos requeridos para el posterior estudio de las normas aplicadas a bombas centrífugas. Para esto se examinan los archivos con los que cuenta empresa para determinar cuáles son de utilidad para el proyecto, luego se lleva a cabo una revisión exhaustiva de este material y se extraen los conocimientos fundamentales para el correcto trabajo con bombas. Una vez entendidos los puntos claves, se procede con la segunda actividad en la cual se analizan los distintos tipos de bombas, cómo se clasifican y las diferencias que existen entre cada una. Esta actividad permite establecer los límites que presenta cada bomba y conocer las áreas en las que se desempeña cada una. Adicionalmente, se profundiza el concepto de bomba centrífuga para ir conociendo con mayor detalle las características de este tipo de bombas. En la tercera actividad, la revisión se enfoca en las aplicaciones típicas de las bombas centrífugas en la industria en base a la experiencia y a las lecciones aprendidas en diferentes proyectos en los que ha trabajado la empresa. Para esto se estudian artículos y cursos que ayudan a tener una idea general de cuál tipo de bomba debe usarse dependiendo del proceso para el cual va a ser utilizada. En esta etapa también se revisaron varias bombas que fueron seleccionadas en proyectos anteriores de la empresa y que actualmente se encuentran instaladas y prestando servicio correctamente. En la última actividad de esta fase, se estudian los parámetros de diseño y evaluación que generalmente son revisados por el Departamento de Mecánica de Equipos cuando se recibe una oferta de una bomba centrífuga. El estudio se basa en la revisión de la teoría que es utilizada como base para establecer estos parámetros, tales como las propiedades del líquido, el diseño mecánico, entre otros.
3.3 Fase 3: Revisión de normas La Fase 3 tiene como objetivo hacer una revisión detallada de algunas normas aplicables a bombas centrífugas utilizadas por la empresa. Para lograr este objetivo se siguen los pasos descritos en la Figura 3.4.
35
Actividad 1
Actividad 2
• Revisión de la Norma API 610 11va edición, "Bombas Centrífugas para la Industria de Petroleo, Petroquímica y Gas Natural"
• Revisión Norma ANSI B73.1, "Especificaciones para Bombas Centrífugas Horizontales"
• Revisión de Normas del Instituto Hidráulico aplicadas a bombas
Actividad 3
centrífugas.
• Estudio comparativo de diferentes ediciones de Normas.
Actividad 4
• Elaboración de documento final comparativo.
Actividad 5
Figura 3.4. Actividades correspondientes a la Fase 3. Como primera actividad se realiza una revisión exhaustiva del estándar API 610 en su última edición número once (11). Para esta revisión, se descarga la norma del portal de documentos de la empresa y se comienza la lectura de la misma. A medida que se examina el documento, se resaltan los puntos más importantes que, según la norma, debe ser obligatorio su cumplimiento por parte del fabricante al momento de diseñar una bomba y las recomendaciones que establece esta norma para que al trabajar con bombas, éstas funcionen a su máximo rendimiento. Una vez seleccionados los puntos más resaltantes, se elabora una presentación que condensa esta información con la ayuda de ejemplos y figuras que facilitan el entendimiento de la norma.
36 Dentro de la presentación, se explica cómo está estructurada la norma y qué significado tiene cada uno de los puntos importantes extraídos anteriormente. En la segunda actividad, se revisa la norma ANSI B73.1 siguiendo el mismo procedimiento que se emplea para examinar la norma anterior, en donde se lee el estándar en su totalidad, se extraen los puntos más importantes, así como las tablas que sirven para consultar a la hora de evaluar si una bomba cumple con el estándar o no. Seguidamente, se examinan las normas del instituto hidráulico aplicadas a bombas centrífugas, lo que corresponde a la tercera actividad. Para este análisis, primero se revisan las distintas normas para así conocer los temas que abarca cada una de ellas, entre los que se destacan: nomenclatura y definiciones, diseño y aplicaciones, instalación, operación, mantenimiento y pruebas. Como en las actividades anteriores, se extraen los aspectos relevantes de la norma usando como guía los temas examinados en las dos (2) normas analizadas previamente. En la actividad cuatro (4), se tiene como objetivo la elaboración de un estudio comparativo de las diferentes ediciones de las normas analizadas en las actividades anteriores de esta fase. Para esto se revisan los documentos con los que cuenta la empresa y cuál fue la edición de la norma utilizada para la elaboración de estos archivos. Posteriormente, se chequea si esta edición es la más reciente, si no se debe hacer el estudio comparativo de las diferentes ediciones de la norma, tanto la usada en la elaboración del documento como la más reciente en el mercado, para actualizar los procedimientos que lo requieran. Para finalizar, en la quinta actividad se realiza un documento comparativo donde se consolidan los puntos extraídos de cada una de las normas estudiadas, clasificándolos por áreas de manera que se pueda realizar una fácil comparación de lo que establece cada norma para un mismo tema. También se elabora una tabla compuesta por las áreas establecidas en la actividad anterior y los puntos que establece cada norma sobre cada una de ellas. De esta forma, se obtiene un rápido acceso al contenido de cada norma y permite verificar en que difiere o se asemeja al resto de los estándares que tratan el mismo tema. Adicionalmente, este resumen ayuda a visualizar cuál de los estándares es más estricto y abarca una mayor cantidad de puntos.
37
3.4 Fase 4: Elaboración de especificaciones técnicas para bombas En la Fase 4 se tiene como objetivo generar una especificación técnica para bombas centrífugas construidas bajo la API 610 a ser utilizada por el Departamento de Mecánica de Equipos de PENTECH. Para lograr esto se siguen las actividades descritas en la Figura 3.5.
• Revisión de otras especificaciones de Bombas API 610.
Actividad 1
• Elaboración de especificación técnica de bombas con últimos
Actividad 2
cambios en norma API 610.
Figura 3.5. Actividades correspondientes a la Fase 4.
En esta fase, la primera actividad consiste en la revisión de una especificación técnica de un proyecto anterior de PENTECH realizado en el año 2010 y que tiene como título “Especificación de Bombas Centrífugas para Servicios de Carga Pesada”. Este documento está basado en la norma API 610 en su décima (10°) edición. Seguidamente, la segunda actividad es la elaboración de esta especificación técnica, con el objetivo de actualizar el documento de la empresa bajo la última edición del estándar API 610 (11° edición) y preparar la misma para cualquier proyecto que pueda surgir en el futuro. Para llevar a cabo esta actividad, en primer lugar, se actualiza cada uno de los puntos de la especificación que hacen referencia a la norma, luego se eliminan aquellos requerimientos que pertenecen al proyecto anterior y que ya no aplican para trabajos futuros, así como los que, en la nueva edición de la norma, no existen o ya están incluidos en un nuevo punto. Por último, con los conocimientos adquiridos en la tercera fase, se incluyen las partes más importantes de la norma que deben estar contenidas en una especificación técnica.
38
3.5 Fase 5: Elaboración de procedimientos En la Fase 5 se tiene como finalidad elaborar los documentos y procedimientos de selección de bombas, útiles para los procesos de trabajo de la empresa y necesarios para su uso en proyectos. Para lograr esto se siguen las actividades descritas en la Figura 3.6.
• Elaboración de procedimientos de selección de bombas para uso
en proyectos.
Actividad 1
• Elaboración de informe final de pasantía.
Actividad 2
Figura 3.6. Actividades correspondientes a la Fase 5. Para completar esta fase del proyecto de pasantía se realiza una hoja de datos API 610 y un documento con criterios de selección, ambos procedimientos son útiles para su uso en proyectos por el Departamento de Mecánica de Equipos de PENTECH. La elaboración de la hoja de datos tiene como objetivo sustituir el modelo anterior, para implementar los últimos cambios de la norma dentro de los procedimientos de trabajo de la empresa. Por otra parte, los criterios de evaluación de bombas centrífugas son aplicados al momento de seleccionar una bomba y por lo tanto deben estar actualizados para los equipos presenten máxima confiabilidad. Para la realización de la hoja de datos se utilizó como base el anexo N del estándar API 610, onceava edición, ésta presenta un formato que muestra cómo debe ser la hoja de datos de bombas centrifugas en cuanto a su forma y contenido. La hoja de datos se debe elaborar en una hoja de datos de Microsoft Excel, ya que debe estar programada con valores predeterminados los cuales están escritos en la norma. Como segunda parte de esta primera actividad se actualiza un documento con los criterios de evaluación de bombas centrífugas considerados más importantes para el Departamento de Mecánica de Equipos, los cuales deben ser aplicados a las bombas preseleccionadas de cada
39 proyecto para determinar cuál de las máquinas es la más adecuada para el servicio y cuál cumple con los requerimientos exigidos por las normas estudiadas anteriormente. En este documento deben estar incluidos los puntos principales extraídos de las normas API 610, ANSI B73.1 y HI. Finalmente, como última actividad de esta fase se procede a elaborar el informe final del proyecto, en donde se recopila toda la información que se obtuvo durante el periodo de pasantía en la empresa PENTECH Ingenieros 05 C.A.
CAPÍTULO 4 RESULTADOS En el presente capítulo se exponen los resultados obtenidos luego de aplicar la metodología explicada en el capítulo tres (3): inducción, investigación, revisión de normas, elaboración de especificación técnica de bombas y elaboración de procedimientos de selección de bombas centrífugas para la empresa PENTECH.
4.1 Resultados Fase 1: Inducción a la empresa Esta fase tiene como objetivo recibir la inducción de los procedimientos de trabajo que son utilizados en la empresa. El primer paso consiste en la realización de una inducción general programada por PENTECH, ésta comienza el primer día en que se entra a la compañía y es dictada por distintas personas pertenecientes a cada departamento de la empresa. Para ésto se llevan a todos los nuevos ingresos a una sala en donde se les entrega el cronograma de la inducción que se muestra en la tabla 4.1 y 4.2. Luego se inician cada una de las actividades programadas para ese día, entre las que se destacan, llenar los documentos exigidos por recursos humanos, recibir una explicación de los sistemas de tecnología e información y de los sistemas de gestión de la calidad empleados por empresa.
Tabla 4.1 Cronograma del primer día de inducción en PENTECH.
41 En el segundo día se llevan a cabo otra serie de actividades, entre las que destaca la inducción de la hoja de tiempo. Este proceso es muy importante, ya que esta herramienta es utilizada todas las semanas para llevar un control del tiempo empleado, en cada trabajo que se realiza, durante la jornada laboral y así conocer el total de las horas hombres requeridas por proyectos.
Tabla 4.2 Cronograma del segundo día de inducción en PENTECH.
Una vez concluida la inducción general se procede a ir al lugar de trabajo, donde una persona asignada por la gerencia, en este caso el tutor industrial de la pasantía, ofrece una explicación sobre las actividades que forman parte de la rutina del departamento. Para esto se revisan los procedimientos operativos de la compañía, donde se detallan las funciones que se llevan a cabo en el Departamento de Mecánica de Equipos, y se explican las tareas asignadas a cada uno de los integrantes del mismo. A continuación la figura 4.1 muestra de forma general los procedimientos operativos específicos del departamento. Ingeniería Básica
Diseñar los equipos y elaborar las hojas de datos
Ingeniería Conceptual
Elaborar especificaciones de materiales
Ingeniería de Detalle Actualizar/Diseñar los equipos y elaborar las hojas de datos Elaborar •Especificaciones técnicas •Computos métricos •Requisiciones de
materiales y equipos •Evaluar ofertas técnicas •Revisar planos y
documentos de vendedores
Figura 4.1 Diagrama de procedimientos operativos de Mecánica de Equipos
42 Por último para concluir con la fase de inducción se estudian los procedimientos de trabajo, particularmente los aplicados a equipos rotativos. Para esto la empresa cuenta con un sitio web que contiene todos los documentos internos del Departamento de Mecánica de Equipos, en los cuales se explica la forma en que se debe proceder al trabajar en esta área. Estos procedimientos deben ser usados como guías al momento de generar cualquier documento, como por ejemplo hojas de datos, requisiciones, listas de verificación y especificaciones.
4.2 Resultados Fase 2: Investigación El objetivo de la segunda fase es investigar acerca de los usos y las aplicaciones principales de bombas centrífugas. Para ésto, se estudia la teoría de las bombas, pasando desde los conceptos básicos hasta los criterios de evaluación de las bombas centrífugas aplicados en la industria. El estudio de la teoría comienza con la revisión de varios archivos entregados por el tutor industrial, de los cuales se selecciona aquellos que sean de utilidad para el proyecto. De esta revisión se eligen dos (2) cursos pertenecientes a la compañía, los cuales abarcan todos los conceptos básicos relacionados con bombas así como la selección de las mismas, estos cursos se titulan “Selección y aplicación de bombas parte I” y “Selección y aplicación de bombas parte II”.
El primer curso trata los siguientes temas relacionados a bombas: -
Definición
-
Clasificación, características y aplicaciones
- Normas -
Cálculos hidráulicos
-
Selección
En la segunda parte del curso, se estudian los siguientes puntos: -
Aspectos constructivos de las bombas
-
Diseño de las estación de bombeo
-
Especificaciones
-
Evaluaciones y ofertas
-
Coordinación interdisciplinaria en la ejecución de proyectos
43 Para más detalle sobre los conocimientos extraídos de ambos cursos, consultar la sección 2.1 del Capítulo 2 del presente informe. Una vez estudiados los conceptos fundamentales relacionados con bombas, se extraen los aspectos claves que permitan al estudiante dominar el tema en el que se desempeña y conocer el alcance de las bombas centrífugas que son el foco de este proyecto. Entre las actividades de investigación se analizan los distintos tipos de bombas que se encuentran en el mercado, se estudian las clasificaciones que existen de estas máquinas y se determinan los límites que presenta cada tipo de bomba junto con las áreas donde se desempeña cada una. Las bombas comúnmente ofrecidas por los fabricantes, se muestran en la figura 4.2, mientras que el rango de aplicación de las mismas se presenta en la figura 4.3.
Figura 4.2. Tipos de bombas comerciales.
44
Figura 4.3. Rango de funcionamiento de las bombas. Fuente: PENTECH Ingenieros 05 C.A., 2011 Las bombas comerciales están disponibles para la mayoría de las aplicaciones de líquidos de baja viscosidad. La figura 4.4 es un diagrama de cabezal contra capacidad, donde se ilustra el rango de las bombas centrífugas de etapa simple y succión al extremo disponibles comercialmente, así como diseños de bombas de carcasa partida axialmente (doble succión).
Figura 4.4. Rangos de aplicación de bombas para líquidos de baja viscosidad Fuente: Krebs, 1999
45 Al momento de seleccionar una bomba se deben revisar, además del área de operación, los parámetros de diseño de la bomba y del sistema. Estos parámetros, que generalmente son evaluados por el Departamento de Mecánica de Equipos al momento de seleccionar una bomba centrífuga, se basan en los requerimientos del sistema donde esta va a ser instalado el equipo y en las condiciones en las cuales va a operar el mismo. A continuación en la figura 4.5 se encuentran los parámetros más resaltantes a considerar en la selección de una bomba. Requerimientos de la bomba y el sistema Consideraciones ambientales
Propiedades del líquido
Diseño Hidráulico
Diseño Mecánico
Lugar (temporal o permanente)
Nombre del químico
Capacidad (mín/máx)
Tiempo de espera medio entre fallas
Peligros (eléctrico, mecánico o vapor)
Porcentaje de sólidos (rango de tamaño)
Altura estática (succión y descarga)
Tiempo de vida de los rodamientos
Sitio (inundaciones o equipos de protección)
Viscosidad
NPSHd
Servicio (continuo o intermitente)
Gravedad específica
Capacidad de diseño y altura total dinámica
Temperaturas
Diseño de materiales
Consideración para desgaste abrasivo o erosivo
Tolerancia a la corrosión Preocupación a las fallas de peligro
Accionamiento y control
Motor eléctrico o de combustión
Neumático o hidráulico Velocidad (variable o constante)
Velocidad (variable o constante)
Control de flujo o presión
Pruebas de presión hidrostática
Válvulas, sensores y actuadores
Presión de vapor
Figura 4.5 Parámetros de selección de bombas.
4.3 Resultados Fase 3: Revisión de normas La tercera fase tiene como finalidad hacer una revisión detallada de algunas normas aplicables a bombas centrífugas utilizadas por la empresa y generar un documento final comparativo de los principales estándares examinados durante este proyecto de pasantía.
46 Para cumplir con este objetivo, en primer lugar se realiza una presentación que incluye todos los puntos importantes extraídos de la norma API 610 11va edición, luego del estudio de los requerimientos o recomendaciones de la norma que pueden afectar el desempeño de una bomba centrífuga y por lo tanto deben ser evaluados al momento de seleccionar un equipo diseñado bajo este estándar. La presentación es realizada en Microsoft PowerPoint y lleva por título “Puntos Importantes de
la norma API 610”, en la misma se da una breve reseña del estándar y su estructura, luego se muestra cada punto extraído y se acompaña de una aclaratoria, explicación o ejemplo en el caso de que lo requiera. Este documento comprende la totalidad de la norma y contiene aspectos resaltantes del alcance, diseño general, accesorios, inspección, pruebas, preparación para el envío, tipos específicos de bombas y algunos apéndices. Una vez hecho esto, ya se cuenta con un resumen de las secciones más importantes correspondientes a la norma API 610. Seguidamente, como segundo paso, se hace algo semejante para el estándar ANSI B73.1 y se extraen los puntos que se consideran importantes para el diseño de las bombas centrífugas, así como las tablas que sirven para consultar a la hora de evaluar si una bomba cumple con el estándar o no. Como tercer paso, se realiza la revisión de las normas del instituto hidráulico, para esto se revisan las normas aplicadas a bombas en general y se toman las que sean más relevantes relacionadas a bombas centrífugas, las cuales se muestran en la tabla 4.3. Tabla 4.3 Estándares del Instituto Hidráulico aplicables a bombas centrífugas ESTÁNDAR
AÑO
TÍTULO
ANSI-HI 1.1-1.2
2000
BOMBAS CENTRÍFUGAS - NOMENCLATURA Y DEFINICIONES
ANSI-HI 1.3
2000
BOMBAS CENTRÍFUGAS - DISEÑO Y APLICACIÓN
ANSI-HI 1.4
2000
BOMBAS CENTRÍFUGAS - INSTALACIÓN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
ANSI-HI 1.6
2000
PRUEBAS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS
ANSI-HI 9.6.1
1998
BOMBAS CENTRÍFUGAS Y VERTICALES – MARGEN DE NPSH
ANSI-HI 9.6.2
2001
BOMBAS CENTRÍFUGAS Y VERTICALES - CARGAS DE BOQUILLAS ADMISIBLES
ANSI-HI 9.6.3
1997
BOMBAS CENTRÍFUGAS Y VERTICALES – REGIÓN DE OPERACIÓN ADMISIBLE
ANSI-HI 9.6.4
2000
BOMBAS CENTRÍFUGAS Y VERTICALES – MEDICIONES DE VIBRACIÓN
47 Debido a la magnitud de estas normas que conforman los lineamientos relacionados a bombas centrífugas del instituto hidráulico, el estudio de las mismas se hace en base a los puntos extraídos anteriormente de las normas API 610 y ANSI B73.1. De esta forma, se revisa si dentro del contenido de las normas del HI se tratan los aspectos relativos al diseño, pruebas, materiales y otros temas comunes en estos estándares. Una vez que se cuenta con los puntos importantes de cada una de las normas estudiadas, se procede a revisar los documentos del Departamento de Mecánica de Equipos que están basados en alguna de estas norma a fin de verificar si fueron elaborados bajo la última edición de dicho estándar, para este caso, se revisan las hojas de datos, las especificaciones técnicas y los procedimientos de selección y evaluación de bombas centrífugas. Al realizar esta revisión, se encuentra que los documentos de la empresa están elaborados basándose en la norma API 610 en su 10ma edición que data del año 2004, encontrándose que la última edición de dicha norma es la 11va. Por esta razón, los documentos requieren de una actualización de los puntos que hayan sufrido cambios por la nueva edición. Los archivos que requieren modificaciones para mantener su vigencia son específicamente la hoja de datos API 610 y la especificación técnica aplicada a bombas del mismo tipo. Para conocer los cambios en la norma, producto de la nueva publicación de la misma, se compara punto a punto ambas ediciones de la API 610, 10ma y 11va, encontrándose una gran cantidad de diferencias en la forma. Esto es debido a una nueva estructuración del estándar, adicionalmente, se hallan modificaciones en algunos de los requerimientos. Las diferencias encontradas entre las ediciones de esta norma durante este estudio, se colocan detalladamente en una presentación de Microsoft PowerPoint titulada “Principales Cambios de la norma API 610”, donde se indican los puntos eliminados, modificados o nuevos de la última edición de esta norma. En la figura 4.4 se muestra una lámina de esta presentación que refleja los cambios en la estructura de las diferentes ediciones de las normas.
48
Figura 4.4 Cambios de estructura entre la 10ma y 11va edición de la norma API 610 En cuanto a las últimas ediciones las normas ANSI y HI, se encuentra que las mismas no han sido modificadas desde el año 2001, por lo que no es necesario realizar una comparación entre ediciones, ya que los documentos de la empresa están al día con respecto los requerimientos de los estándares internacionales. Finalmente, se consolidan en un documento de Microsoft Word todos los puntos, tablas y figuras tomados durante la revisión de los tres estándares y se genera un resumen que facilita la comparación de las normas estudiadas, el mismo se presenta en el apéndice A de este informe. Con la ayuda de este resumen se crea, dentro del mismo documento, una tabla comparativa, que contiene las diferencias o similitudes que existen entre las normas API 610, ANSI B73. 1 y HI. Esta se muestra a continuación en la tabla 4.4.
49 Tabla 4.4 Comparación de las normas aplicadas a bombas centrífugas.
Servicio Tipos Bombas
Características Potencia Condiciones de Uso
Mínimo Servicio
Incremento en Cabezal
Velocidad específica en la succión Para Fluidos Viscosos
API 610, 2010
ANSI B73.1, 2001
HI, 1997 - 2001
BOMBAS CENTRIFUGAS PARA LA INDUSTRIA DE PETROLEO, PETROQUÍMICA Y GAS NATURAL
ESPECIFICACIONES PARA BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALES END SUCCION PARA PROCESOS QUÍMICOS
1.1-1.5
Petróleo, petroquímica y gas. Horizontal, Vertical, Entre Cojinetes, montadas al centro
Procesos químicos
Más robustas y pesadas 7.1.4 Mínimo 5 Hp 1 Cuando exceda cualquiera de las siguientes condiciones: -Descarga 275 psig -Succión 75 psig -Temperatura de bombeo 150 °C -3600 rpm -TDH 120 m (400 ft) -Øimpeller, voladizo 330 mm (13 in) 6.1.1 20 años y 3 años operación ininterrumpida 6.1.4 Debe abarcar al menos 5 % de incremento cabezal a condiciones de diseño 6.1.9 Debe ser calculada de acuerdo al anexo A y limitada 6.1.10 Dar Correcciones según HI
Más livianas
Horizontal montadas al pie
CENTRIFUGAL PUMPS 1.6 CENTRIFUGAL PUMP TESTS 9.6.1-9.6.4
CENTRIFUGAL AND VERTICAL PUMPS 9.8 PUMP INTAKE DESIGN Industrial y Comercial Horizontal, Vertical, Entre Cojinetes, montadas al centro y al pie Depende del tipo
Menores De 100 Hp 4.1.2 Temperatura máxima 260°C
Todos los tamaños 1.3.4.11 Para Cast Gray Iron hasta 175°C
No establece nada
No establece nada
No establece nada
No establece nada
No es un requerimiento
1.3.4.1.15
No dice nada
9.6.7
50 Curva
Región Operación de Diseño Rating de Bridas
Bridas
Conexiones Auxiliares
Ajuste de Impulsores Holguras corrida
Anillos de Desgaste Sellos
6.1.11 Impone que la
curva sea estable. Al menos un 10% de incremento de cabezal al shutoff en paralelo 6.1.12 80% a 110% del BEP. 6.3.5 Bombas axial split
125#/150# bomba overhung 300# 6.4.2.5 Full faced or spot faced on back 6.4.3.1 Brida integral,
soldadura de tubo o soldadura a tope. No permite sello soldado a conexiones roscadas. 6.6.3 Ajuste por chaveta al eje 6.7 Tabla 6
6.7.1 En la carcasa y en
el impulsor. 6.8.1 Sellos mecánicos según API 682 y de cartucho Cámara de sellos 6.8.3 Figura 26 y Tabla 7 Vida de Cojinetes 6.10.1.5 L10h = 17500h (en la región de diseño) Caja de cojinetes Materiales Diseño Bases
6.10.2.1 Permite
No es mandatorio pero se puede exigir
No establece nada
5.1.6 Mínimo flujo
9.6.3.1
continuo a 110% del BEP. 4.2 150# y en casos especiales 300#
No es específico pero se puede usar 150# y 300#
4.2 Back at 3
1.4.3.5.3
degrees maximum on parallelism 4.3.2 Roscado NPT
Usualmente Flat faced No establece nada
4.4.4 Enchavetados
Enchavetados o Roscados al eje No establece nada
o Roscados al eje 4.5.5 ser suficiente para prevenir el contacto de roce interno en la región de diseño Ocasional
No establece nada
4.6.1 Sellos
1.3.4.7.6
mecánicos o empaquetaduras Figura 5 y 6
1.3.4.7.6
4.7.2 L10h = 25000h
9.6.3.3.2 L10h =
(Condiciones de diseño) N/A
17500h (en la región permisible) No establece nada
remplazo sin perturbar 6.12.1 Con codificación No es mandatorio Tabla H-1 esta codificación 7.3.2 Debe extenderse 4.11 Tabla 2 debajo de la bomba y el tren del motor
9.3.2.4 1.3.5 Establece
mínimos criterios de Diseño
51 Requerimientos Dimensionales Análisis Torsional
Vibraciones
Tolerancias
Rating de Motor
Tolerancias de Pruebas
No es tan específico
4.11 Tabla 1
No especifica
6.9.2 Requerimiento de
Menos estrictos
9.6.4.2 (Opcional)
5.1.4 El nivel de
9.6.4.4
análisis torsional y lateral para bombas multietapas. 6.9.3 Estricto análisis de vibraciones. La región permisible de operación debe ser establecida. Las tolerancias son bien especificadas. 7.1 Tabla 12
8.3 Tabla 16
vibración medido no debe exceder el doble del límite mostrado en la Fig. 9.6.4.4 de HI 9.6.4. Establece requerimientos mínimos No aplica, pero se puede usar.
1.3.5.4 Tabla 1.3.9 y
Tabla 1.3.10 1.3.4.10.1
Hace referencia al estándar NEMA
5.2.2 De acuerdo a
1.6.5.3 Tiene dos
HI 1.6, nivel A.
niveles de aceptación A y B A) Para bombas diseñadas a condiciones específicas B) Para bombas producidas en masa
4.4 Resultados Fase 4: Elaboración de especificaciones técnicas para bombas El objetivo de la cuarta fase es generar una especificación técnica para bombas centrífugas construidas bajo la API 610 11va edición. La elaboración de la especificación técnica comienza con la revisión de otra especificación realizada en el año 2010. De ésta se toma el formato, así como muchos de los puntos de la norma que la empresa considera importantes para indicar a los proveedores las características de funcionamiento de las bombas, las cuales deben ser conocidas para su fabricación.
52 Sobre este documento base se hacen las modificaciones necesarias para actualizar el documento de acuerdo a la 11va edición de la norma API 610. Primero se actualiza la numeración de los puntos de la norma, para que los requerimientos de la especificación técnica correspondan con los de la última edición, posterior a esto se eliminan aquellos requerimientos que ya no sean vigentes y se agregan otros que no pertenecen a la norma pero son exigencias de la empresa. Cabe destacar que esta es una especificación técnica general y se elabora colocando adiciones y excepciones al estándar API 610 en su undécima edición. Todas estas observaciones, aclaraciones y excepciones se señalan en el documento para tener la referencia específica del párrafo o artículo de la norma que aplica para cada una. Los párrafos de la API 610, a los que no se hace referencia en la especificación siguen siendo plenamente aplicables. En el apéndice B se encuentra un extracto del documento realizado en este proyecto de pasantía.
4.5 Resultados fase 5: Elaboración de procedimientos Para completar el último objetivo del proyecto de pasantía, el cual consiste en elaborar documentos y procedimientos de selección de bombas para los procesos de trabajo de la empresa, se realiza una hoja de datos API 610 según la 11va edición de este estándar y un documento con los criterios extraídos del estudio de las normas, para aplicarlos en el proceso de evaluación de las bombas centrífugas. La elaboración de la hoja de datos se lleva a cabo con la ayuda de Microsoft Excel, el uso de este programa es necesario para obtener un documento electrónico, que permita cumplir con los requerimientos de la norma API 610 en última edición, tales como: 1) La selección de las unidades: la hoja de datos debe permitir cambiar automáticamente todas las unidades dentro del documento al sistema de unidades requerido, puede ser el sistema internacional o el inglés, teniendo en cuenta que este cambio no afecta los valores de los datos ingresados. Esta opción es programada en una celda específica del documento y permite realizar las dos transformaciones de unidades. La figura 4.5 muestra la selección de las unidades en sistema internacional y la figura 4.6 presenta el cambio al cambiar esta opción.
53
Figura 4.5 Selección de unidades en sistema internacional de la hoja de datos API 610
Figura 4.6 Selección de unidades en sistema inglés de la hoja de datos API 610 2) Listas desplegables: esta nueva hoja de datos debe contar con numerosas celdas que contenga datos precargados para seleccionarlos con la ayuda de una lista desplegable, esta información no es mostrada hasta que la persona que realiza el llenado de la hoja de datos selecciona alguna de estas celdas y automáticamente se abre una lista con las opciones que aplican para ese campo. Estas casillas deben ir en color verde según los requerimientos de la norma para poder identificar las celdas que cuentan con esta función, la cual se inserta a través de la opción “Lista” de Excel. Un ejemplo del uso de esta
función se encuentra en la figura 4.7.
Figura 4.7 Ejemplo de una celda con lista desplegable en la hoja da datos API 610
54 3) Referencias cruzadas: sí un campo de la hoja de datos hace referencia a un punto específico de la norma o viceversa, al seleccionar ese campo, debe aparecer un cuadro emergente indicando el número del párrafo de referencia y una parte o todo el contenido del mismo. Las celdas de este tipo se presentan en gris y tienen como agregado una función de Excel denominada “Insertar comentario” que permite incluir el texto requerido
por el campo. La figura 4.8 refleja el uso de los cuadros emergentes en la hoja de datos.
Figura 4.8 Ejemplo de un cuadro emergente en la hoja de datos API 610 Para incluir en la hoja de datos todos los aspectos mencionados, tal como lo exige el estándar API 610 en la undécima edición, la misma norma cuenta con un mapa del documento, que es básicamente la estructura de la hoja de datos, sin el contenido, y a cambio de esto muestra, en la ubicación de cada celda que aplique, la información que pertenece a las listas desplegables, un ejemplo de esto se presenta en la figura 4.9 que es un extracto de este documento guía.
Figura 4.9 Información correspondiente a las listas desplegables mostradas en el mapa de la hoja de datos API 610 El mapa de la hoja de datos, también muestra números en la parte izquierda de algunas líneas, estos corresponden al número del párrafo al que hace referencia la hoja de datos en ese lugar, e
55 indica que allí debe añadirse un cuadro emergente, tal como se muestra anteriormente. En la figura 4.10 se presenta la parte del mapa que indica el punto a agregar en el cuadro emergente.
Figura 4.10 Referencias para los cuadros emergentes mostradas en el mapa de la hoja de datos API 610 La hoja de datos que se obtiene siguiendo el formato que se encuentra en la norma API 610 en la 11va edición, que incluye todas las funciones explicadas anteriormente puede ser consultada en su totalidad en el apéndice C. El documento con los criterios de evaluación de bombas centrífugas se genera a partir de una hoja de cálculos existente en el Departamento de Mecánica de Equipos. Cada uno de los criterios allí establecidos, excepto los propios de la empresa, son revisados en la norma de donde se extraen, para confirmar su vigencia, veracidad y aplicar las correcciones que requieran. A continuación se enumeran los puntos incluidos en el documento de evaluación de bombas centrífugas: 1) Según el API 610, párrafo 6.1.12, el punto de diseño debe estar ubicado lo en una región de entre 80% y 110% del punto de máxima eficiencia, para el diámetro del impulsor y la velocidad seleccionada. 80 % BEP 110
Qrated Q@ BEP
100%
4.1
2) El punto de diseño debe estar lo más cercanamente posible del punto de máxima eficiencia. Una práctica de la empresa establece que: Qrated ≤ 0.85 Q en el punto final de la curva.
%CAUDAL EOC
85
Qrated Q@ EOC
100%
4.2
56
3) Según el API 610, párrafo 6.1.11, para sistemas de bombas en paralelo, la caída de altura desde el punto de diseño al punto de cierre (Shutoff) debe ser de al menos 10%.
110 %Shutoff 120
H Shutoff TDH
100%
4.3
4) Según el API 610, párrafo 6.1.13 se recomienda que el BEP debe estar ubicado entre el punto de operación y el punto de diseño. Qrated BE BEP Qnormal
4.4
5) Según el API 610, párrafo 8.3.4.3.3 el NPSH disponible debe ser, al menos 1m (3ft) superior a NPSH requerido. Para bombas de alta energía ener gía el margen debe ser de 1.5m (5ft) según el Instituto Hidráulico (9.6.4). NPSHd NPSHd NPSHr NPSHr 3 ft
4.5
6) Para una bomba nueva, debe evitarse seleccionar un diámetro del impulsor máximo. Por norma API 610, punto 6.1.4, se debe poder lograr un incremento mínimo de un 5% de la altura nominal, con la instalación de un nuevo impulsor.
%TDH @ Qrated 105%
TDH MAXimpulso MAXimpulsor TDH rated
100%
4.6
7) Por experiencia en la industria no es recomendable seleccionar una bomba con un diámetro nominal del impulsor muy cercano al mínimo correspondiente debido a su baja eficiencia y alta recirculación, por lo que se establece la siguiente ecuación.
%Impulsor 110%
min
100%
4.7
57
8) El Instituto Hidráulico en el punto 1.3.4.1.15 recomienda que la velocidad específica de succión debe estar comprendida entre 6000 y 11000 (US) para que no exista cavitación. Para bombas multietapas de alta-energía girando a 3600 rpm el valor de Nss debe ser menor a 9000. 9 000. 6000 Nss 11000
4.7
9) Los materiales de construcción de la bomba dependen del fluido manejado y según el tipo de bomba los materiales serán de acuerdo a las normas correspondientes. El punto 4.8 del ANSI B73.1, la tabla G.1 de la norma API 610 y la tabla 9.3 del Instituto Hidráulico son guías en la selección de los materiales. 10) No se debe operar una bomba por debajo del mínimo flujo continuo. Este es característico de cada bomba centrífuga y representa el mínimo caudal al cual la bomba puede operar en forma continua y prolongada, sin que se produzcan altas vibraciones, calentamiento y fuerza en los cojinetes. Todas estas fórmulas y criterios de evaluación de bombas centrífugas se encuentran programadas en el archivo electrónico, tanto en unidades internacionales como inglesas, lo que permite aplicar, a cualquier bomba centrífuga, una rápida revisión del cumplimiento de las normas. Este documento se presenta en el apéndice D de este informe.
58
CONCLUSIONES
El presente proyecto de pasantía tiene como objetivo general hacer un estudio de los estándares aplicados a bombas centrífugas para elaborar documentos técnicos, especificaciones y procedimientos, que muestren los cambios de la última edición estas normas. Las conclusiones encontradas en el mismo se presentan a continuación:
Se realiza una investigación teórica acerca de las bombas y se determinan los distintos tipos de máquinas que existen en la industria, las diferentes clasificaciones, el área donde opera cada una y los parámetros de diseño a tener en cuenta para la correcta selección de una bomba.
Se revisa el estándar API 610 en su undécima edición y se extraen los puntos relevantes para el diseño y la compra co mpra de estos equipos, donde se halla que esta norma nor ma estandariza la fabricación de una gran cantidad de bombas, diseñadas especialmente para la industria del petróleo y el gas, en la que se manejan líquidos agresivos agr esivos a altas temperaturas y presiones.
Se estudia el estándar ANSI B73.1, se buscan los aspectos más resaltantes de esta norma y se encuentra que la misma aplica para bombas horizontales de succión al extremo y de etapa simple, con la intención de que exista intercambiabilidad dimensional de las bombas un fabricante con cualquier otro. Esta norma aplica para procesos químicos, procesos con agua y servicios menos agresivos que los abarcados por la API.
Se examinan los estándares del HI y se adquieren los requisitos que se consideran importantes en cuanto al diseño, donde se consigue que estos describen los requerimientos para bombas centrífugas y turbinas regenerativas del tipo industrial y comercial, exceptuando las bombas verticales con difusor de etapas simples y múltiples. Este instituto abarca un amplio rango de aplicaciones, desde los procesos químicos manejados por las bombas ANSI hasta servicios con altas presiones y temperaturas semejantes a los tratados por la API.
59
Se revisan los cambios generados por las últimas ediciones de las normas publicadas que afecten a los procedimientos de la empresa. Se determinan que los documentos de la empresa se encuentran desactualizados con respecto a la undécima edición del estándar API 610, se extraen los cambios generados en la nueva edición que corresponden a la estructura y el contenido del mismo.
Se elabora una especificación técnica para bombas centrífugas construidas bajo la API 610, con adiciones y excepciones de requerimientos exigidos por la empresa y en cumplimiento con la onceava edición de esta norma.
Se construye la hoja de datos para bombas API siguiendo los lineamientos del estándar API 610 en su última edición. Este documento se realiza en formato electrónico y cuenta con campos programados, listas desplegables y cuadros con referencias directas de la norma.
Se actualiza un documento de evaluación de bombas centrífugas que contiene los criterios de diseño más resaltantes de las normas estudiadas, se identifica cada criterio indicándose el punto exacto al que hace referencia en la norma respectiva y se incluyen los cambios de la última edición del estándar API 610.
60
RECOMENDACIONES
A continuación se presentan las recomendaciones relacionadas a los documentos de trabajo aplicados a bombas centrífugas del Departamento de Mecánica de Equipos, los cuales se desarrollaron para este proyecto de pasantía. Con estas recomendaciones se pretende asegurar la calidad en los procedimientos de la compañía así como la durabilidad de los mismos a través del tiempo.
Mantener una revisión periódica de las ediciones de los estándares API, ANSI e HI, para asegurar que los procedimientos elaborados se encuentran vigentes y así cumplir con las normas internacionales aplicadas en este campo.
Considerar dentro de los procesos de selección de bombas, el mínimo flujo continuo y el máximo, ya que, aunque el equipo cumpla con los criterios de evaluación, trabajar en estas áreas genera problemas, como recalentamientos y daños a los sellos mecánicos.
Difundir el material elaborado durante este proyecto de pasantía para que se conozca el rango de aplicación de estas normas, así como los cambios encontrados específicamente en el estándar API 610.
Implementar efectivamente los procedimientos generados con este estudio, tales como la especificación técnica, la hoja de datos y el documento de criterios de evaluación, para que se cumplan las exigencias de la empresa.
61
REFERENCIAS
American Petroleum Institute. (2011). Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries. Washington: ANSI/API STANDARD 610.
American Petroleum Institute. (s.f.). Publications, Standards, and Statistics: American Petroleum Institute. Recuperado el 11 de Febrero de 2013, de http://www.api.org/publications-standards-
and-statistics.aspx Hydraulic Institute. (s.f.). About Us: Hydraulic Institute. Recuperado el 15 de 02 de 2013, de http://www.pumps.org/content_detail.aspx?id=958 Hydraulic Institute. (2000). Pumps - General Guidelines (Vols. 9.1 - 9.5). New Jersey: Hydraulic Institute. ITT Goulds Pumps . (2006). Goulds Pumps Manual. New York. Krebs, J. R. (1999). Selecting a Pump - What Type Should It Be? The Pump Handbook Series , 53. Mataix, C. (1986). Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas (2da ed.). Madrid: El Castillo S.A. Menon, E. S. (2005). Gas Pipeline Hydraulics. Boca Raton, Florida: Taylor & Francis Group. Mott, R. L. (2006). Mecánica de Fluidos (6ta ed.). México: Pearson Educación. PENTECH Ingenieros 05 C.A. (2011). Curso de Selección y Aplicación de Bombas Parte I. PENTECH Ingenieros 05 C.A. (2012). Manual de Gestión de la Calidad. Caracas. The American Society of Mechanical Engineers. (2002). Specification for Horizontal End Suction Pumps. New York: The American Society of Mechanical Engineers.
Viejo, M., & Álvarez, J. (2004). Bombas (Tercera ed.). Distrito Federal, México: Editorial Limusa, S.A. Westaway, C. R., & Loomis, A. W. (1984). Cameron Hydraulic Data (16va ed.). New Jersey: Ingersoll-Rand.
62
APÉNDICE A Resumen de las normas aplicadas a bombas centrífugas, API 610, ANSI B73.1 y HI
63 API-610 (11va EDICION) SEPTIEMBRE 2010 BOMBAS CENTRIFUGAS PARA LA INDUSTRIA DE PETROLEO, PETROQUÍMICA Y GAS NATURAL
SECCION 1 ALCANCE 1
Esta Norma internacional es aplicable a bombas en voladizo, entre cojinetes y verticales. La experiencia en la industria sugiere que las bombas producidas con esta norma tienen mejor relación costo-eficiencia cuando el líquido de bombeo excede cualquiera de las siguientes condiciones: Presión de descarga 1900 kPa (275 psig; 19,0 bar) Presión de succión 500 kPa (75 psig; 5,0 bar) Temperatura de bombeo 150 °C (300 °F) Velocidad de giro 3600 r/min Cabezal nominal 120 m (400 ft) Diámetro del impulsor, voladizo 330 mm (13 in)
SECCION 3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES SECCION 6 DISEÑO BASICO 6.1.1 Los equipos cubiertos por esta Norma deberán ser diseñados y construidos para un mínimo servicio de 20 años, y al menos 3 años de operación interrumpida. 6.1.2 El comprador deberá especificar las condiciones de operación, las propiedades del líquido, condiciones del sitio y condiciones de utilidad, incluyendo todos los datos mostrados en la hoja de datos (Anexo N). 6.1.4 Las bombas deberán abarcar al menos 5% de incrementos de cabezal en condiciones de diseño por reemplazo de un impulsor con diámetro mayor o diseño hidráulico diferente. 6.1.5 Las bombas deberán ser capaces de operar continuamente al menos 105 % de velocidad de diseño u deberá ser capaz de operar en condiciones de emergencia. 6.1.7 Las condiciones en la cámara de sellado serán acordadas entre el vendedor y el fabricante de sellos, aprobada por el comprados y señalada en la hoja de datos. 6.1.8 Especificación de NPSH3 en la hoja de datos basado en agua a caudal de diseño y temperatura menor a 55°C. 6.1.9 La velocidad específica en la succión deberá ser calculada y sí se especifica limitada. 6.1.10 Cuando se maneje fluidos viscosos, se deberán dar las correcciones según el Instituto Hidráulico. 6.1.11 Las bombas que tengan una curva de H-Q estable (Incremento continuo del cabezal al shutoff) son preferidas para las aplicaciones y requerida cuando la operación en paralelo es especificada. Cuándo la operación en paralelo es especificada el incremento de cabezal deberá ser al menos 10 % de la altura en la capacidad de diseño.
64 6.1.12 Las bombas deberán tener un una región de operación preferida de 70-120 % del BEP en el impulsor seleccionado. La capacidad de diseño deberá estar dentro de la región de 80-110 % de BEP. 6.1.13 El BEP para el impulsor dado estará preferiblemente entre el caudal de diseño y el normal. 6.1.17 La necesidad de enfriamiento debe ser acordado entre el comprador y el vendedor. Enfriamiento por ventilación debe ser la primera opción. 6.1.21 El arreglo del equipo incluyendo tuberías y auxiliares debe ser desarrollado unidamente con el comprador y el vendedor. 6.1.22 Los motores y componentes eléctricos debe ser adecuados para la clasificación de área especificada (clase, grupo y división). 6.1.24 Todos los equipos debe ser diseñados para permitir un rápido económico mantenimiento. 6.1 25 Exceptuando las bombas verticalmente suspendidas y de engranajes integrado, las carcasas deben se diseñadas para permitir remoción del rotor o elementos internos sin desconectar la succión y la descarga o mover el motor. 6.3 CARCASA DE PRESION. 6.3.4 El esfuerzo de tracción utilizado en el diseño de la carcasa de presión de cualquier material no será superior a 0,25 veces la resistencia mínima a la tracción o 0,67 veces el límite elástico mínimo para ese material, el que sea menor, en todo el rango especificado de temperaturas de operación. 6.3.5 Las carcasas presurizadas y bridas deben ser diseñadas para máxima presión en la descarga mas 10% de la máxima diferencia de presión. Para bombas axialmente partidas de una y dos etapas, bombas entre cojinetes y bombas verticales suspendidas el rating de presión es ANSI/*ASME B16.1 Class 125 para Cast Iron y ANSI/ASME B16.5 Class 150. Para otras bombas el rating de presión es igual al menos a 4MPa (40bar, 600psi) at 38°C (100°C) y ANSI/ASME B16.5 Class 300. 6.3.7 Las carcasas presurizadas deben ser diseñadas con una tolerancia a la corrosión (3mm)
6.3.9 Las bombas con carcasa radialmente Split son requeridas si alguno de las siguientes condiciones de operación son encontradas: a. Temperatura de bombeo de 200ºC o mayores. b. Bombeo de un líquido con gravedad especifica menor de 0.7 a temp. Bombeo. C .Bobeo de un liquido con una presión de descarga de diseño por encima de 1450 Psi. 6.3.11 Carcasas soportadas en el centro deben ser usada para todas las bombas horizontales. Excepto para temperaturas menores a 150°C que pueden ser soportadas al pie.
6.4 CONEXIONES EN LA CARCASA Y BOQUILLA. 6.4.1.1 Debe ser de tamaños de tuberías comerciales.
65 6.4.1.2 Tamaño de ½“NPS para bombas con 2” de boquilla de descargas o menores y ¾” para boquillas mayores de 3”
6.4.2 Boquillas de succión y descarga. 6.4.2.1 Deben ser bridadas ANSI/ASME B16.5 Class 300 and ANSI/ASME B16.47 Class 300. 6.4.2.2 Las bridas de y hierro fundido debe ser Flat face y conforme ANSI/ASME B16.1 o ANSI/ASME B16.42. PN20 (Class 125) y mínimo grosor PN40 (Class 250). 6.4.3 Conexiones en la carcasa. 6.4.3.1Deben ser de brida integral, soldadura de tubo o soldadura a tope. Sellos soldados de conexiones roscadas no están permitidos. 6.4.3.6 Conexiones auxiliares para Carcasas de presión de hierro fundido pueden ser roscadas. 6.5 FUERZAS EXTERNAS EN LA BOQUILLAS 6.5.1 Las fuerzas y momentos permisibles deben ser de acuerdo a la Tabla 5 aplicadas simultáneamente tomando el caso más desfavorable. 6.5.2 Las fuerzas y momentos permisibles para bombas en línea pueden ser dos veces el valor de la tabla 5 para boquillas laterales. 6.6 ROTORES 6.6.1 A menos que se especifique lo contrario, los impulsores deben ser del tipo completamente cerrado, semiabierto o abierto. 6.6.2 Deben ser fabricados en una sola pieza. 6.6.3 Los impulsores deben ser enchavetados al eje, pinning no es aceptable. 6.6.5 Los impulsores deben tener Solid hubs. 6.6.12 Uso de Probetas de vibración 6.7 ANILLOS DE DESGASTE Y HOLGURAS DE CORRIDA (PARA EL EJE) (TABLA 6) 6.7.1 Se deben suministrar anillos de desgaste en ambos lados, en la carcasa y en el impulsor. 6.8 SELLOS MECÁNICOS. 6.8.1 Los sellos mecánicos deben ser conforme con ISO 21049 = API-682, y las dimensiones serán de acuerdo a la Tabla 7 y la Figura 26 6.8.2 Sello tipo Cartucho. Y deberá ser removible sin disturbio con el motor. 6.8.3 La caja de sellos debe estar conforme a las mínimas dimensiones mostradas en la Figura 26 y la Tabla 7.
66
67
68 6.9 DINÁMICA. 6.9.2 Análisis Torsional 6.9.2.2 Debe ser especificado cuando Trenes compuestos por tres o más maquinas acopladas 1500 Kw o mayores Motores eléctrico o turbinas 1500 Kw o mayores Motores de combustión Internas a 250Kw a mayores. Motores síncrono mayores de 500 Kw Motores eléctricos con variador de frecuencias mayores de 1000 Kw Bombas verticales con un motor 750 Kw o mayor 6.9.3 Vibraciones
6.9.3.1 La región permisible de operación debe ser establecida. 6.9.3.2 Durante la prueba de rendimiento, se efectuarán mediciones de vibraciones globales en un rango de 5 Hz a 1000 Hz y un espectro de Transformada Rápida Fourier (FFT). 6.9.4 Balanceo Dinámico. 6.10 COJINETES Y CAJA DE COJINETES. 6.10.1.1 Cada eje debe estar soportado por cojinetes radiales o hidrodinámicos y uno de doble acción (empuje). 6.10.1.5 La vida del rodamiento (L10h) deberá ser calculada acorde con ISO 281 y será equivalente al menos a 25000 h en operación continua a las condiciones de diseño, y al menos 16000 h con máxima carga radial y axial y velocidad de diseño. 6.10.2.1 Cajas de cojinetes se dispondrán de manera que los cojinetes se pueden reemplazar sin molestar a las unidades de bombeo o monturas. 6.11 LUBRICACION. 6.12 MATERIALES. FUNDICIÓN. SOLDADURAS. SERVICIO BAJA TEMPERATURA 6.12.1.1 El comprador debe especificar la clase de material para las partes de la bomba. La tabla G-1 Provee una guía mostrando las clases de materiales que pueden ser apropiados para varios servicios 6.12.1.2 Las especificaciones del material de todos los componentes enlistados en la tabla H-1 deben estar claramente establecidas en la propuesta del vendedor. Los materiales deben estar identificados con referencia de las Normas Internacionales aplicables, incluyendo el grado.
69
70
71
72
73 6.13 PLACA DE IDENTIFICACIÓN Y SENTIDO DE ROTACIÓN
SECCION 7 ACCESORIOS.
7.1 MOTORES. Tabla 12 Rating de Potencia para motores.
7.2 ACOPLE Y PROTECTOR DE ACOPLE. Debe deber flexibles. 7.3 PLACA BASE. 7.4 INSTRUMENTACIÓN. Medidores de temperatura y presión ISO 10438. Medidores de vibraciones., (para sistema de lubricación forzados). 7.5 TUBERÍAS Y ACCESORIOS. 7.5.1.1 Tuberías de acuerdo con ISO 10438 7.5.1.2 Tuberías de fluido y procesos auxiliares Tuberías de líquidos auxiliares. Tuberías de vapor. Tuberías de agua de enfriamientos. Tuberías de aceites de lubricación.
SECCION 8 INSPECCIONES, PRUEBAS Y PREPARACIÓN PARA EL EMBARQUE.
8.2. INSPECCION 8.2.1.1 El Vendedor deberá mantener los siguientes datos por al menos 20 años: Certificación de Materiales. Especificaciones de compra y lista Data de pruebas Resultados de pruebas Mantenimiento y tolerancias. 8.2.2 Inspección de Materiales. Radiografías, ultrasonido, partículas magnéticas.
74 8.3 PRUEBAS Tabla 16 Tolerancias de funcionamiento.
8.3.2 Prueba hidrostática
8.3.3 Prueba de Funcionamiento
8.3.4 Pruebas Opcionales 8.3.4.3 Prueba de NPSH: Mínimo 3ft de diferencia entre NPSH3 y NPSHA. Otras. .Unidad completa. Ruido. Prueba de equipos auxiliares. Resonancia cojinetes. SECCION 9 TIPOS ESPECIFICOS DE BOMBAS.
SECCION 10 DATA DEL VENDEDOR.
APENDICES
75 ANSI B73.1, 2001 ESPECIFICACIONES PARA BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALES Son construidas y diseñadas con ANSI/ASME B73.1 Esta Norma cubre bombas horizontales de succión horizontal una etapa y descarga al centro. Incluye requerimientos dimensionales de intercambiabilidad para facilitar la instalación y el mantenimiento. La intención de esta Norma es que las bombas con la misma designación de dimensión de cualquier fuente deben ser intercambiables con respecto a la dimensión de montaje, tamaño y localización de boquillas de succión y descarga, ejes, placa base y pernos en la fundación. Estas bombas son soportadas en Pie y con un rating de presión de ANSI B16.5 Class 150. 4.1 LIMITES DE TEMPERATURA Y PRESIÓN 4.1.1 Límites de Presión: Rating ASME/ANSI B16.5 o B16.42 Class 150. 4.1.2 Límites de Temperatura: Estas bombas deberán ser adecuadas para temperaturas hasta 260 °C (500°F). 4.2 BRIDAS La succión y la descarga debe ser bridada conforme ASME/ANSI B16.5 o B16.42 Class 150 (Una opción puede ser Class 300 sujeto a las limitaciones del fabricante) 4.3.4 DESARMADO: El diseño debe permitir remover los elementos rotativos sin perturbar las conexiones o el motor 4.4 IMPULSORES 4.4.1 Rodetes abiertos, semiabiertos y cerrados. 4.4.4 Los impulsores pueden ser acoplados con chaveta o roscados al eje. 4.5 EJES 4.5.1 El diámetro del eje deberá ser dimensionado en incrementos de 1/8 in. Tolerancia 0.005 in. 4.5.5 La holgura en la corrida debe ser suficiente para prevenir el contacto de roce interno en la región de diseño. 4.6 SELLADO DE EJE 4.6.1 Caja de sellos para sellos mecánicos o caja de empaquetaduras 4.7 COJINETES 4.7.1 Uno para carga radial solamente y otro para carga radial y axial. 4.7.2 Vida Rodamiento L10 17500Hr en la región de diseño. 4.7.4 La caja de rodamientos debe ser construida para proteger el cojinete de agua polvo y otros contaminantes.
76 4.8 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. Cast Ductile Iron ASTM A395 para partes con presión. Cast Ductile Iron ASTM A-395 o A 536 para partes sin presión. Cast Carbon Steel ATSM A-216 grade WCB. Cast High alloy Steel ASTM A 744- grade CF8M. Cast Alloy 20 ASTM A 744 – Grade CN7M. 4.9 TOLERANCIA A LA CORROSIÓN: Al menos 0.12in (3.2mm) 4.11 DIMENSIONES: Bombas de acuerdo a tabla 1 y Base de acuerdo a tabla 2. 4.12.1 Safety Guards: Como mínimo un guarda acople acorde a ASME B15.1 debe ser suministrado en todas las unidades que incluyan una bomba y un motor montados en la misma base
77
78
79
80 5 INFORMACIÓN GENERAL. 5.1.1 Terminología: Términos deben ser acordes a los del Instituto Hidráulico HI 1.1-1.2. 5.1.2 Cargas en bridas: Las cargas en las boquillas impuestas por el fabricante de tuberías deben ser acordes a HI 9.6.2. 5.1.4 Vibración: El nivel de vibración medido en la caja de cojinetes de la bomba en la prueba del fabricante en el punto de diseño (velocidad ±5%, flujo ±5%) no debe exceder el doble del límite mostrado en la Fig. 9.6.4.4 de HI 9.6.4. 5.1.6 Región de operación: Entre 110% del BEP y el mínimo flujo mostrado en tabla 5.
5.1.7 NPSH excedente: El mínimo excedente es de 3ft (0.9m) una proporción de 1.2 debe estar disponible. Este excedente debe aumentar sí existen variables que incrementen el NPSHr. Referencias en HI 9.6.1.
81 5.2 PRUEBAS 5.2.1 Hidrostática: Después del maquinado, carcasas, cubiertas y chaquetas deben ser probadas por 10 minutos mínimo, con agua a 1.5 veces la máxima presión de diseño a 38ºC. Fugas a través de las partes no está permitido. 5.2.2 Performance: De acuerdo a HI 1.6, nivel A. 7 DOCUMENTACIÓN Plano de arreglo general Plano Seccional de partes Hojas de datos Plano del sello mecánico Planos de la tubería de sellado Planos de sistema de enfriamiento Curva de funcionamiento con punto de diseño Manual de instrucciones
82 THE HYDRAULIC INSTITUTE ESTÁNDAR
AÑO
ANSI-HI 1.1-1.2
2000 BOMBAS CENTRÍFUGAS - NOMENCLATURA Y DEFINICIONES
ANSI-HI 1.3
2000 BOMBAS CENTRÍFUGAS - DISEÑO Y APLICACIÓN
ANSI-HI 1.4
2000 BOMBAS CENTRÍFUGAS - INSTALACIÓN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
ANSI-HI 1.6
2000 PRUEBAS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS
ANSI-HI 9.6.1
1998 BOMBAS CENTRÍFUGAS Y VERTICALES – MARGEN DE NPSH
ANSI-HI 9.6.2
2001 BOMBAS CENTRÍFUGAS Y VERTICALES - CARGAS DE BOQUILLAS ADMISIBLES
ANSI-HI 9.6.3
1997 BOMBAS CENTRÍFUGAS Y VERTICALES – REGIÓN DE OPERACIÓN ADMISIBLE
ANSI-HI 9.6.4
2000 BOMBAS CENTRÍFUGAS Y VERTICALES – MEDICIONES DE VIBRACIÓN
1.
TÍTULO
TIPO DE BOMBAS. Overhung = Cantilevered = En Voladizo Between bearing = Entre Cojinetes Tipo Turbina Flujo Radial , velocidad especifica hasta 4200 y por encima de 6000 bombas de succión doble Flujo mixto entre 4200 a 9000
2. 3. 4.
NOMENCLATURA RATING PRUEBAS Las bombas deberán tener las siguientes tolerancias
APLICACIONES INSTRUCCIONES PARA LA INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
83 COMPARACIÓN DE LAS NORMAS APLICADAS A BOMBAS CENTRÍFUGAS
API 610, 2010 BOMBAS CENTRIFUGAS PARA LA INDUSTRIA DE PETROLEO, PETROQUÍMICA Y GAS NATURAL
Servicio
ANSI B73.1, 2001 ESPECIFICACIONES PARA BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALES END SUCCION PARA PROCESOS QUÍMICOS
HI, 1997 - 2001 1.1-1.5 CENTRIFUGAL PUMPS 1.6 CENTRIFUGAL PUMP TESTS 9.6.1-9.6.4 CENTRIFUGAL AND VERTICAL PUMPS 9.8 PUMP INTAKE DESIGN Industrial y Comercial
Petróleo, petroquímica y Procesos químicos gas. Tipos Bombas Horizontal, Vertical, Entre Horizontal montadas al Horizontal, Vertical, Cojinetes, montadas al pie Entre Cojinetes, centro montadas al centro y al pie Características Más robustas y pesadas Más livianas Depende del tipo Potencia 7.1.4 Mínimo 5 Hp Menores De 100 Hp Todos los tamaños Condiciones de Uso 1 Cuando exceda cualquiera 4.1.2 Temperatura 1.3.4.11 Para Cast Gray de las siguientes máxima 260°C Iron hasta 175°C condiciones: -Descarga 275 psig -Succión 75 psig -Temperatura de bombeo 150 °C -3600 rpm -TDH 120 m (400 ft) -Øimpeller, voladizo 330 mm (13 in) Mínimo Servicio 6.1.1 20 años y 3 años No establece nada No establece nada operación ininterrumpida Incremento en 6.1.4 Debe abarcar al No establece nada No establece nada Cabezal menos 5 % de incremento cabezal a condiciones de diseño Velocidad específica 6.1.9 Debe ser calculada de No es un requerimiento 1.3.4.1.15 en la succión acuerdo al anexo A y limitada Para Fluidos 6.1.10 Dar Correcciones No dice nada 9.6.7 Viscosos según HI
84 Curva
6.1.11 Impone que la No es mandatorio pero curva sea estable. Al se puede exigir menos un 10% de incremento de cabezal al shutoff en paralelo Región Operación 6.1.12 80% a 110% del BEP. 5.1.6 Mínimo flujo de Diseño continuo a 110% del BEP. Rating de Bridas 6.3.5 Bombas axial split 4.2 150# y en casos 125#/150# especiales 300# bomba overhung 300# Bridas 6.4.2.5 Full faced or spot 4.2 Back at 3 degrees faced on back maximum on parallelism Conexiones 6.4.3.1 Brida integral, 4.3.2 Roscado NPT Auxiliares soldadura de tubo o soldadura a tope. No permite sello soldado a conexiones roscadas. Ajuste de 6.6.3 Ajuste por chaveta al 4.4.4 Enchavetados o Impulsores eje Roscados al eje Holguras corrida 6.7 Tabla 6 4.5.5 ser suficiente para prevenir el contacto de roce interno en la región de diseño Anillos de Desgaste 6.7.1 En la carcasa y en el Ocasional impulsor. Sellos 6.8.1 Sellos mecánicos 4.6.1 Sellos mecánicos según API 682 y de o empaquetaduras cartucho Cámara de sellos 6.8.3 Figura 26 y Tabla 7 Figura 5 y 6 Vida de Cojinetes 6.10.1.5 L10h = 17500h (en 4.7.2 L10h = 25000h la región de diseño) (Condiciones de diseño) Caja de cojinetes 6.10.2.1 Permite remplazo N/A sin perturbar Materiales 6.12.1 Con codificación No es mandatorio esta Tabla H-1 codificación Diseño Bases 7.3.2 Debe extenderse 4.11 Tabla 2 debajo de la bomba y el tren del motor Requerimientos No es tan específico 4.11 Tabla 1 Dimensionales
No establece nada
9.6.3.1
No es específico pero se puede usar 150# y 300# 1.4.3.5.3 Flat faced
Usualmente
No establece nada
Enchavetados Roscados al eje No establece nada
o
No establece nada 1.3.4.7.6
1.3.4.7.6 9.6.3.3.2 L10h = 17500h (en la región permisible) No establece nada 9.3.2.4 1.3.5 Establece mínimos criterios de Diseño No especifica
85 Análisis Torsional
Vibraciones
6.9.2 Requerimiento de análisis torsional y lateral para bombas multietapas. 6.9.3 Estricto análisis de vibraciones. La región permisible de operación debe ser establecida.
Tolerancias
Las tolerancias son bien especificadas.
Rating de Motor
7.1 Tabla 12
Tolerancias Pruebas
de 8.3 Tabla 16
Menos estrictos
9.6.4.2 (Opcional)
5.1.4 El nivel de vibración medido no debe exceder el doble del límite mostrado en la Fig. 9.6.4.4 de HI 9.6.4. Establece requerimientos mínimos No aplica, pero se puede usar.
9.6.4.4
1.3.5.4 Tabla 1.3.9 y Tabla 1.3.10
1.3.4.10.1 Hace referencia al estándar NEMA 5.2.2 De acuerdo a HI 1.6.5.3 Tiene dos 1.6, nivel A. niveles de aceptación A y B A) Para bombas diseñadas a condiciones específicas B) Para bombas producidas en masa
86
APÉNDICE B Extracto de Especificación Técnica de Bombas Centrífugas API 610
87
LOGOS DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO
PENTECH DOCUMENT NUMBER
XXXXX
Page 1 of 32 Rev.: X
Version: X
GENERAL MECHANICAL - EQUIPMENT TECHNICAL SPECIFICATION API PUMPS
DOCUMENT PREPARED BY PENTECH
CHECKED CHECKED WITH COMMENTS VALIDATE FOR CONSTRUCTION NO APPROVED DATE: SIGNATURE PENTECH: SIGNATURE CMEC: SIGNATURE CORPOELEC:
PENTECH
REV.
X
DATE
DESCRIPTION
BY
REV.
REV.
APROV.
DISC.
ENG.
PROJ.
LEAD
COOR.
MGR.
CLIENT
CLIENT
CLIENT
1
2
3
APROV.
APROV.
APROV.
88
LOGOS DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO
PENTECH DOCUMENT NUMBER
XXXXX
Page 2 of 32 Rev.: X
Version: X
TABLE OF CONTENTS
SECTION N°
PAGE
1.
SCOPE AND INTENT
3
1.1.
Specification References
3
2.
TECHNICAL REQUIREMENTS
3
89
LOGOS DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO
PENTECH DOCUMENT NUMBER
XXXXX
Page 3 of 32 Rev.: X
1.
Version: X
SCOPE AND INTENT
This Specification covers the minimum requirements for centrifugal pumps and accessories for special purpose applications.
The intent is to permit the use of
Vendor’s standard equipment to the fullest degree consistent with the Purchaser’s minimum requirements for such services. Compliance with this Specification shall not relieve the Vendor of responsibility for furnishing equipment of proper design, construction and scope of supply, fully suitable for all specified operating conditions. All exceptions, comments and clarifications to this Specification and API 610 shall be addressed in the proposal, by specific reference to the applicable API paragraph or Specification article. Reference to packing, shipping, marking, spare parts and release of purchase should be according to the Purchase r’s Terms and Conditions of Purchase .
1.1
Specification References
2.
TECHNICAL REQUIREMENTS
Pumps shall be in accordance with API STANDARD 610 (Eleventh Edition, September 2010) but with the changes as noted below for each item, using the following definitions: Delete:
Corresponding API 610 paragraph is not considered.
Substitute:
Corresponding API 610 paragraph is totally replaced.
Add:
Corresponding API 610 paragraph is considered applicable with additional clarifications and requirements
Decision:
A particular choice is effective.
90
LOGOS DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO
PENTECH DOCUMENT NUMBER
XXXXX
Page 4 of 32 Rev.: X
Version: X
New:
New paragraph not mentioned in API 610 specification is added.
Modify:
Part of the corresponding API 610 paragraph is changed as stated in the specification article, with the rest of the API 610 paragraph remaining applicable as originally worded. •
All paragraphs of this specification correspond directly with those of API 610.
•
Those paragraphs of API 610, Eleventh Edition, which are not referenced here, remain fully applicable.
Substitute:
All references to Bibliography, and normative Reference and to "Annex N ” are changed to "Purchaser Material Requisition".
2
Add
Other referenced Specifications stated in the Material Requisition or in the Purchase Order may complement or modify the publications mentioned in this paragraph. The most recent edition of the referenced standard that has been published at the time of Purchase order execution shall apply in all cases.
2.1
New
This specification requires compliance with Venezuelan codes, standards and regulations which may be applicable. This includes the Venezuelan “Organic Law of Prevention, Conditions and Environment of Work” of July 2005 , as well as the “Occupational Safety and Health Programs, Covenin 2260-04” of 2004. Regarding Covenin 200, see article 6.1.22 below.
2.2
New
All components classifiable as pressure vessels under Section VIII of the ASME Boiler and Pressure Vessel Code
91
LOGOS DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO
PENTECH DOCUMENT NUMBER
XXXXX
Page 5 of 32 Rev.: X
Version: X
shall bear an ASME stamp certifying compliance with this code or a stamp certifying compliance with the Purchaser approved foreign code.
3.22
Modify
The maximum discharge pressure shall be established at the maximum speed available for dual-speed drivers and at the trip speed for variable-speed drivers, rather than the rated speed. It shall be calculated also using concurrently the
maximum
suction
pressure,
maximum
impeller
diameter (but not less than the margin of API 610 paragraph 6.1.4), shut-off head and minimum specified fluid temperature. 3.34
Add
Add to the definition of net positive suction head available (NPSHA) the following: “NPSHA is determined at the shaft centerline for horizontal pumps. For vertical pumps it is determined at the: (1)
Centerline of the suction nozzle, for vertical in-line pumps.
(2)
Centerline of the suction nozzle, for vertical canned pumps (Secondary NPSH values may be specified to be stated by Vendor for the lowest pressure point inside the can and/or at the eye of the first stage impeller).
(3)
Eye of the first stage impeller for vertical pumps with open suctions.
3.59
Substitute
Unit responsibility refers to technical responsibility for all characteristics and components of the equipment, whether
92
LOGOS DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO
PENTECH DOCUMENT NUMBER
XXXXX
Page 30 of 32 Rev.: X
9.2.6.2.
Decision
Version: X
A plate-and-frame heat exchanger may be quoted as an option, for pumps not located in process areas.
Decision
Heating shall be provided when necessary for proper startup and operation for the ambient conditions specified.
9.2.6.3
Modify
The Vendor has this responsibility when the several rotating equipment bodies are Vendor-supplied.
9.2.7.5
Decision
Such
removal,
inspection
and
reassembly
shall
be
performed.
9.2.8.2
Decision
Preparation for five years of vertical storage shall be provided for spare rotors.
9.3.5
Decision
The Vendor shall have sole responsibility for the analysis and satisfactory performance of the rotating equipment, and shall provide reports showing specification-conforming predicted lateral and torsional responses.
9.3.8.3.3
Decision
Such mounting features shall be provided.
9.3.10.5
Decision
Such hardening shall be quoted as an option, if not part of the Vendor standard design.
93
LOGOS DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO
PENTECH DOCUMENT NUMBER
XXXXX
Page 31 of 32 Rev.: X
10.1.3
Decision
Version: X
The Vendor shall attend such a coordination meeting, at the Purchaser facility.
10.3.2.1
Add
The
as-manufactured
accuracy
criteria
for
drawing
dimensions pertaining to Company interfaces shall be 13 mm for major fluid connections, 25 mm for other fluid and electrical connections and 6 mm for anchor bolt locations.
10.3.5.2
Add
As soon as possible after the order, but not later than midway between order and delivery, a commissioning planning guide shall be submitted to the Purchaser for review.
10.3.5.3
Add
The manual containing operating and maintenance data shall be forwarded not later than 4 weeks before the shipping date.
Strict compliance with this paragraph is
mandatory. Any deviation may entail liquidated damages for documentation lateness, if and as specified in the Purchase Order.
11
New
Order and Service Support.
11.1
New
The Vendor shall have a fully capable order and field support organization, qualified and equipped to handle all components of the equipment. This organization shall be described in the proposal, including identifying locations for the following: -
Field service technical supervisors
94
LOGOS DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO
PENTECH DOCUMENT NUMBER
XXXXX
Page 32 of 32 Rev.: X
11.2
New
Version: X
-
Engineering support for field personnel
-
Project engineering and management
-
Spare parts warehousing
-
Repair facilities
The Vendor shall include in the proposal its present, standard, field service rate sheet.
Service time will be
purchased as an optional extra, for the tasks of API 610 paragraph 6.1.28, and shall be available at the Vendor standard rate sheet in effect at the time that the work is performed.
11.3
New
The Vendor shall bear responsibility for the correctness of work supervised by its field service personnel.
All such
personnel shall be experienced and qualified for their assigned responsibilities.
11.4
New
The
Vendor
and
its
Subsupplier’s
field
service
representative(s) shall work shifts and shift durations as scheduled by the Purchaser onsite.
11.5
New
The
Vendor
may
rotate
or
replace
field
service
representatives as it wishes, provided that replacement personnel’s ar rival dates and qualifications are such as to not diminish the completion rate or quality of jobsite work. All travel time and expenses, for individually-purchased (i.e. non-lump-sum) service shall be at no charge to the Purchaser, for travel occasioned by circumstances other than the Vendor standard rotation policy.
95
APÉNDICE C Hoja de Datos API 610
96 PLAN DE GENERACIÓN ELECTRICA DE RESPALDO EN EL ESTADO ZULIA DOCUMENTO NUMERO CLIENTE
Page:
DOCUMENTO NUMERO PENTECH
0031-G000-633-3311-DS-XXX
Rev:
1
Of
7
A
CLIENT: PROJECT TITLE: JOB NUMBER: EQUIPMENT NUMBER: EQUIPMENT SERVICE: SERIAL NUMBER: REQ / SPEC NO. : PURCH ORDER NO. Cells c oloured t hus
c ont ain drop-down opt ions contain calculated values based on input data do not change. identifies a cross referenced paragraph in the document note may also contain a drop-down list
When you have completed the DS highlight the whole page format cells pattern none Delete these notes on completion
COMMENTS:
DATA SHEETS ITEM No.
ATT
ITEM No.
ATT
ITEM No.
ATT
PUMP MOTOR GEAR TURBINE APPLICABLE OVERLAY STANDARDS:
PENTECH Rev
Date
Description
By
Rev. Disc Leader
Rev. Eng Coor
CLIENT Aprov. Proj Mgr.
Aprob
97 NOMBRE DEL PROYECTO
DOCUMENTO NUMERO CLIENTE
Page:
DOCUMENTO NUMERO PENTECH
XXXX-XXXX-633-3311-DS-XXX
2
FOR:
3
SITE:
4
NO. REQ.
5
MANUFACTURER
A
TYPE
No. STAGES
MODEL
SERIAL NO.
LIQUID CHARACTERISTICS Units LIQUID TYPE OR NAME:
9
VAPOR PRESSURE:
10
RELATIVE DENSITY:
11
Maximum
Note
Minimum
psia 1
VISCOSITY:
cP
14 15
NPSHa Datum:
16
PUMPING TEMPERATURE: FLOW: DISCHARGE PRESSURE: (6.3.2)
psia
19
SUCTION PRESSURE:
psia
20
DIFFERENTIAL PRESSURE:
21
DIFFERENTIAL HEAD:
ft
0,00
22
NPSHa:
ft
0,00
23
HIDRAULIC POWER:
HP
0,00
psi
PARTICULATE CONCENTRATION (PPM)
SITE AND UTILIT Y DATA COOLING WATER: OUTDOOR
27
MOUNTED AT: ELECTRIC AREA CLASSIFICATION:
INLET m
TROPICALIZATION REQD 6.1.22 ZONE:
GROUP
TEMP
32
RANGE OF AMBIENT TEPS: MIN / MAX
/
°F
33
RELATIVE HUMIDITY: MIN / MAX
/
%
34
UNUSUAL CONDITIONS:
ft
BAROMETER:
INSTRUMENT AIR: STEAM:
PHASE
40
HERTZ
MIN
psig
HEATING
Min HEA TING
CONTROL SHUTDOWN
PRESS.
ps ig
Max Min
DRIVER (7.1. 5)
PROPOSAL CURVE NO.
RPM.
Driver Type
As Tested Curve No. IMPELLER DIA.: RATED RATED POWER
GEAR MAX HP
MIN
in
EFFICIENCY:
46
RATED CURVE BEP FLOW (at rated impeller dia)
47 48
MIN FLOW: THERMA ft3/s PREFERRED OPERATING REGION (6.1.11)
49
A LLOWA BLE OPERA TING REGION
50 51
MAX HEAD @ RATED IMPELLER MAX POWER @ RATED IMPELLER
52
STABLE
(6.8.9)
VARIABLE SPEED REQUIRED
%
SOURCE OF VARIABLE SPEED
ft3/s
OTHER
ft3/s
MANUFACTURER
to
ft3/s
NAMEPLATE POWER
to
f t3/s
Nominal RPM
ft
RATED LOAD RPM
HP
FRAME OR MODEL
NPSH3 AT RATED FLOW :
ft
ORIENTATION
53
CL PUMP TO U/S BA SEPLA TE
ft
LUBE
54
ft
BEARING TYPE:
55
NPSH MARGIN AT RATED FLOW SPECIFIC SPEED (6.1.9)
56
SUCTION SPECIFIC SPEED LIMIT
57
SUCTION SPECIFIC SPEED gpm,rpm,f t MAX. ALLOW. SOUND PRESS. LEVEL REQD (6.1.14)
59
psig
Max
PERFORMANCE
41
58
MAX
DRIVERS
UTILITY CONDITIONS: ELECTRICITY: DRIV ERS
ppm
in Hg
TEMP °F
39
MIN
COOLING WA TER CHLORIDE CONCENTRA TION: 78,74
35
VOLTAGE
DESIGN
MAX
SOURCE
SITE DATA: ELEVATION (MSL) :
38
RETURN
°F
PRESS. psig
TEMP CLASS:
31
45
PA RTICULATE SIZE (DIA IN MICRONS)
0,00
LOCATION:
26
44
Minimum
gpm
24
43
CORROSION DUE TO: (6.12.1.9) EROSION DUE TO: (6.12.1.9)
°F
18
42
PUMPS OPERATE IN:
CHLORIDE CONCENTRATION ( ppm): Normal
C.L. IMPELLER
17
37
* IF INTERMITENT NO. OF STARTS:
H2S CONCENTRATION (ppm) : (6.12.1.9)
OPERATING CONDITIONS (6.1.2) USC Units Maximum Rated
13
36
SERVICE:
Max & min values refer only to the property listed
Demineralized Water
SPECIFIC HEAT: Btu/(lbm-°F)
12
30
Rev
SERVICE PUMP SIZE
8
29
TAG - XXX
UNIT
7
28
7
APPLICABLE NTL/INTNTL STANDARD:
6
25
Of
Rev:
API Std 610 CENTRIFUGAL PUMP DATASHEET 1 Note APPLICABLE TO:
2
gpm,rpm,ft
60
EST MAX SOUND PRESS. LEVEL MAX. SOUND PRESS. LEVEL REQD (6.1.14)
61
EST MAX SOUND PRESS. LEVEL
RADIAL
/
THRUST
/
STARTING METHOD (dBA) (dBA)
HP
SEE DRIVER DATA SHEET
98 NOMBRE DEL PROYECTO
DOCUMENTO NUMERO CLIENTE
Page:
DOCUMENTO NUMERO PENTECH
XXXX-XXXX-633-3311-DS-XXX
2 4
CONSTRUCTION [Base d on API 610 definitions] CASING MOUNTING: CASING TYPE:
NOZZLE CONNECTIONS:
(6.5.5)
5
Size
Facing
Rating
SUCTION
7
DISCHARGE
Rev (6.3.10)
8
PRESSURE CASING AUX. CONNECTIONS: (6.4.3.2)
Position
CASE PRESSURE RATING: MAWP:
(6.3.6)
HYDROTEST: No.
Size
A
OH3 BACKPULLOUT LIFTING DEVICE REQD. (9.1.2.6)
6
9
Type Facing Ratin g Posn.
psig
@
°F
psig
@
°F
HYDROTEST OH PUMP AS ASSEMBLY
10
BALANCE/LEAK OFF
SUCT'N PRESS. REGIONS DESIGNED FOR MAWP
11
DRAIN
ROTATION:
12
VENT
•
IMPELLERS INDIVIDUALLY SECURED :
13
PRESSURE GA GE
•
BOLT OH 3/4/5 PUMPTO PAD / FOUNDATION :
14
TEMP GAGE
•
PROVIDE SOLEPLA TE FOR OH 3/4/5 PUMPS
15
WARM-UP LINE
(VIEWED FROM COUPLING END)
ROTOR:
16
SHAFT FLEXIBILITY INDEX (SFI) (9.1.1.3)
17
Drain Valve Supplie d By
18
DRAINS MANIFOLDED
COMPONENT BALANCE TO ISO 1940 G1.1
19
VENT Valve Supplied By
SHRINK FIT -LIMITED MOVEMENT IMPELLERS (9.2.2.3)
20
VENTS MANIFOLDED
21
THREADED CONS FOR PIPELINE SERVICE &< 50°C (6.4.3.2)
COUPLING: (7.2.3)
22
SPECIAL FITTINGS FOR TRANSITIONING (6.4.3.3)
MANUFACTURER
23
CY LINDRICA L THREA DS REQUIRED (6.4.3.8)
MODEL
24
GUSSET SUPPORT REQUIRED
RATING (POWER/100 RPM)
25
MACHINED AND STUDDED CONNECTIONS (6.4.3.12)
SPACER LENGTH
26
VS 6 DRAIN
SERVICE FACTOR
27
First Critical Speed Wet (Multi stage pumps only)
DRAIN TO SKID EDGE
RIGID
28
(7.2.13.d)
in
COUPLING WITH HYDRAULIC FIT (7.2.10)
MATERIAL (6.12.1.1)
29
COUPLING BALANCED TO ISO 1940-1 G6.3 (7.2.3)
30
APPENDIX H CLASS
31
MIN DESIGN METAL TEMP (6.12.4.1)
32
REDUCED-HARDNESS MATERIALS REQ'D (6.12.1.12.1)
33
Applicable Hardness Standard (6.12.1.12.3)
COUPLING GUARD STANDARD PER (7.2.13.a)
34
BARREL:
Window on Coupling Guard
35
CASE:
36
DIFFUSERS
37
IMPELLER :
API BASEPLATE NUMBER :
38
IMPELLER WEAR RING :
BASEPLATE CONSTRUCTION (7.3.14)
39
CASE WEAR RING :
BASEPLATE DRAINAGE (7.3.1)
40
SHAFT:
MOUNTING :
41
Bow l(ifVS-type)
NON-GROUT CONSTRUCTION: (7.3.13)
42
Inspection Class
VERTICAL LEVELING SCREWS :
COUPLING WITH PROPRIETARY CLAMPING DEVICE (7.2.11) °F
BEARING (TYPE / NUMBER):
(6.11.4)
45
RADIAL
/
46
THRUST
/
47
50 51
• GROUT AND VENT HOLES • DRAIN CONNECTION
MOUNTING PADS SIZED FOR BASEPLA TE LEVELING (7.3.5)
REVIEW AND APPROVE THRUST BEARING SIZE : (9.2.5.2.4)
MOUNTING PADS TO BE MACHINED (7.3.6)
LUBRICA TION:
OTHER
PROVIDE SPACER PLATE UNDER ALL EQUIPMENT FEET (6.10.2.2) (6.11.3) (9.2.6.1)
PRESSURE LUBE SYSTEM TO ISO 10438-
(9.2.6.4) ISO 10438 DATA SHEETS ATTACHED
52
Pressurized Lube Oil System mtd on pump baseplate
53
Locatio n of Pressurized Lube Oil System mounted on basepla te :
54 55
LONGITUDINAL DRIVER POSITIONING SCREWS : SUPPLIED WITH :
48 49
COUPLING IN COMPLIA NCE WITH (7.2.4)
BASEPLATE
BEARINGS AND LUBRICATION (6.10.1.1)
43 44
7
TAG - XXX
API PUMP TYPE:
3
Of
Rev:
API Std 610 CENTRIFUGAL PUMP DATASHEET 1 Note
3
INTERCONNECTING PIPING PROVIDED BY
56 57
OIL VISC. ISO GRADE
58
CONSTANT LEV EL OILER :
VG
REMARKS:
99 NOMBRE DEL PROYECTO
DOCUMENTO NUMERO CLIENTE DOCUMENTO NUMERO PENTECH
Page: XXXX-XXXX-633-3311-DS-XXX
INSTRUMENTATION
2
SEE ATTACHED API-670 DATA SHEET
3
A CCELEROMETER (7.4.2.1)
4
Number of Accelerometers
5
Mounting Loc ation of A cc eler ometer s
6 PROVISION FOR MTG ONLY (6.10.2.10)
8
Number of Accelerometers
9
Mounting Location of Accelerometers
10 11
FLA T SURFACE REQUIRED (6.10.2.11)
12
Number of Accelerometers
13
Mounting Loc ation of A cc eler ometer s
14 V IBRA TION PROBES (7.4.2.2) PROVIS IONS FOR VIB. PROBES
17
NUMBER PER RADIAL BEARING
18
NUMBER PER AXIAL BEARING
19
TAG - XXX SEAL SUPPORT SYSTEM MOUNTING (7.5.1.4)
IDENTIFY LOCATION ON BASEPLATE
MECHANICAL SEAL (6.8.1) SEE ATTACHED ISO 21049/API 682 DATA SHEET ADDITIONAL CENTRAL FLUSH PORT
(6.8.9)
HEATING JACKET REQ'D.
(6.8.11)
HEATING AND COOLING (6.1.17) COOLING WA TER PIPING PLA N COOLING WATER PIPING FITTINGS COOLING WATER PIPING MATERIALS COOLING WATER REQUIREMENTS:
MONITORS AND CABLES SUPPLIED BY (7.4.2.4) TEMPERA TURE (7.4.2.3)
23
PROVIS IONS FOR TEMP PROBES
24
RADIAL BEARING TEMP.
25 26
NUMBER PER RA DIA L BEA RING
BEARING HOUSING
gpm
HEAT EXCHANGER
gpm
TOTAL COOLING WATER HEATING MEDIUM OTHER HEA TING PIPING
THRUST BEA RING TEMP.
PIPING & APPURTENANCES
27
NUMBER PER THRUST BEARING ACTIVE SID
28 29
NUMBER PER THRUST BEA RING INA CTIV E SI TEMP. GAUGES (WITH THERMOWELLS) (9.1.3.6)
30
PRESSURE GAUGE TYPE
DRAIN
31
Remarks
COOLING WATER
32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59
Rev
SEAL SUPPORT SYSTEM MOUNTED ON PUMP BASEPLATE
21 22
A
COOLING REQ'D
16
20
7
INTERCONNECTING PIPING BY
7
15
Of:
Rev:
API Std 610 CENTRIFUGAL PUMP DATASHEET 1 Note
4
MA NIFOLD PIPING FOR PURCHA SER CONNECTION (7.5.1.6) VENT
TAG ALL ORIFICES (7.5.2.4) SOCKET WELD CONN ON SEAL GLAND (7.5.2.8)
gpm
100 NOMBRE DEL PROYECTO
DOCUMENTO NUMERO CLIENTE
Page:
DOCUMENTO NUMERO PENTECH
XXXX-XXXX-633-3311-DS-XXX
Rev:
API Std 610 CENTRIFUGAL PUMP DATASHEET
Of: A
TEST
Rev
2
MANUFACTURER'S STANDARD
SHOP INSPECTION (8.1.1)
3
OTHER (SEE BELOW)
PERFORMANCE CURVE
4
SPECIFICATION NO.
& DATA APPROVAL PRIOR TO SHIPMENT.
5 6
PUMP:
TEST WITH SUBSTITUTE SEAL (8.3.3.2.b) MATERIAL CERTIFICATION REQUIRED CASING
7
PUMP SURFACE PREPARATION
8
PRIMER
SHAFT
9
FINISH COAT
OTHER
(6.12.1.8)
10
IMPELLER
CASTING REPAIR WELD PROCEDURE APPR REQD
11 12
BASEPLATE:
13
PRIMER:
14
FINISH COAT
RADIOGRAPHY
15
DETAILS OF LIFTING DEVICES
LIQUID PENETRANT
16 17
SHIPMENT: (8.4.1)
18
EXPORT BOXING REQUIRED
MAG PARTICLE
19 20
OUTDOOR STORAGE MORE THAN 6 MONTHS
RADIOGRAPHY LIQUID PENETRANT
21
SPARE ROTOR ASSEMBLY PACKAGED FOR:
22
ROTOR STORAGE ORIENTATION (9.2.8.2)
HARDNESS TEST REQUIRED (8.2.2.7)
23
SHIPPING & STORAGE CONTAINER FOR VERT STORAGE (9.2.8.3)
ADDNL SUBSURFACE EXAMINATION (6.12.1.5) (8.2.1.3)
(6.12.2.5) (6.12.3.1) INSPECTION REQUIRED FOR CONN.WELDS (6.12.3.4.d)
BASEPLATE SURFACE PREPARATION
(6.12.3.4.e) MAG PARTICLE
ULTRASONIC INSPECTION REQUIRED FOR CASTINGS
ULTRASONIC
24
FOR
25 26
N2 PURGE (9.2.8.4)
27
START-UP
28
NORMAL MAINTENANCE
COMPONENTS TO BE TESTED
WEIGHTS lb
29 30
METHOD PMI TESTING REQUIRED (8.2.2.8)
SPARE PARTS
ITEM No
PUMP
DRIVER
RESIDUAL UNBALANCE TEST (J.4.1.2)
GEAR
BASE
TOTAL
NOTIFICATION OF SUCCESSFUL SHOP
31
PERFORMANCE TEST (8.1.1 .c) (8.3.3.5)
32
BASEPLATE TEST (7.3.21)
33
HYDROSTATIC
34 35
HYDROSTATIC TEST OF BOWLS & COLUMN (9.3.13.2)
OTHER PURCHASER REQUIREMENTS
PERFORMANCE TEST
36
COORDINATION MEETING REQUIRED (10.1.3)
TEST IN COMPLIANCE WITH (8.3.3.2)
37 38
MAXIMUM DISCHARGE PRESSURE TO INCLUDE MAX RELATIVE DENSITY
TEST DATA POINTS TO (8.3.3.3) TEST TOLERANCES TO (8.3.3.4)
39
OPERATION TO TRIP SPEED
40 41
MAX DIA. IMPELLERS AND/OR NO OF STAGES CONNECTION DESIGN APPROVA L (9.2.1.4)
NPSH-1STSTG ONLY (8.3.4.3.2) NPSH TESTING TO HI1.6 OR ISO 9906 (8.3.4.3.3)
42
TORSIONAL ANALYSIS / REPORT (6.9.2.10)
TEST NPSHA LIMITED TO 110% SITE NPSHA (8.3.3.6)
43 44
PROGRESS REPORTS OUTLINE OF PROC FOR OPTIONAL TESTS (10.2.5)
RETEST REQD AFTER FINAL HEAD ADJ (8.3.3.7.b)
45
ADDITIONNAL DATA REQUIRING 20 YEARS RETENTION (8.2.1.1)
COMPLETE UNIT TEST (8.3.4.4.1)
46 47
LATERAL ANALYSIS REQUIRED (9.1.3.4) (9.2.4.1.3)
SOUND LEVEL TEST (8.3.4.5) CLEANLINESS PRIOR TO FINAL ASSEMBLY (8.2.2.6)
48
MODAL ANALY SIS REQUIRED (9.3.9.2)
LOCATION OF CLEANLINESS INSPECTION
49
DYNAMIC BALANCE ROTOR (6.9.4.4)
NOZZLE LOAD TEST
50
INSTALLATION LIST IN PROPOSAL (10.2.3.1)
CHECK FOR COPLANAR MOUNTING PAD SURFACES
51 52
VFD STEADY STATE DAMPED RESPONSE ANA LYSIS (6.9.2.3)
MECHANICAL RUN TEST UNTIL OIL TEMP STABLE 4 HR. MECH RUN AFTER OIL TEMP STABLE (8.3.4.2.1)
53
TRANSIENT TORSIONAL RESPONSE
4 HR. MECH RUN TEST (8.3.4.2.2)
54
BEARING LIFE CALCULA TIONS REQUIRED (6.10.1.6)
55
IGNITION HAZARD ASSMT TO EN 13463-1 (7.2.15)
BRG HSG RESONANCE TEST (8.3.4.7)
56
CASING RETIREMENT THICKNESS DRAWING (10.3.2.3)
STRUCTURAL RESONANCE TEST (9.3.9.2)
57
FLAN GES RQD IN PLACE OF SKT WELD UNIONS (7.5.2.8)
REMOVE/INSPECT HY DRODYNAMIC BEARINGS AFTER TEST
58
INCLUDE PLOTTED VIBRATION SPECTRA (6.9.3.3)
59
CONNECTION BOLTING (7.5.1.7)
AUXILIARY EQUIPMENT TEST (8.3.4.6)
60
CADMIUM PLATED BOLTS PROHIBITED VENDOR TO KEEP REPAIR AND HT RCDS (8.2.1.1 .c)
EQUIPMENT TO BE INCLUDED IN AUXILLIARY TESTS
61 62
VENDOR SUBMIT TEST PROCEDURES (8.3.1.1)
LOCATION OF AUXILIARY EQUIPENT TEST
63
SUBMIT INSPECTION CHECKLIST (8.1.5)
65 66
(6.9.2.4)
7
TAG - XXX
SURFACE PREPARATION AND PAINT
1 Note
5
NPSH (8.3.4.3.1)
(8.3.4.3.4)
RETEST ON SEAL LEAKAGE (8.3.3.2.d)
(9.2.7.5)
PER ASME SECTION VIII REMOVE CASING AFTER TEST
101 NOMBRE DEL PROYECTO
DOCUMENTO NUMERO CLIENTE
Page:
DOCUMENTO NUMERO PENTECH
XXXX-XXXX-633-3311-DS-XXX
6
Rev:
API Std 610 CENTRIFUGAL PUMP DATASHEET
Of:
7
A
TAG - XXX
1 Note VERTICAL TYPE (FIG 1.1) 2
Rev
REMARKS
3 4 5
VERTICAL PUMPS
6 7
PUMP THRUST:
VERTICAL PUMPS (CONT'D)
(+) UP
LINE SHAFT:
(-) DOWN
8
STATIC THRUST
lbf
lbf
LINE SHAFT DIAMETER
in
9
AT MIN FLOW
lbf
lbf
TUBE DIAMETER
in
10
AT RATED FLOW
lbf
lbf LINE SHAFT COUPLING:
11
AT MAX FLOW
lbf
lbf
12
MAX THRUST
lbf
lbf
13
SOLEPLATE REQUIRED
14
SOLEPLATE Length x Width
15
SOLEPLATE THICKNESS
16 17
•
ft
X
SUCTION STRAINER TYPE
ft
•
in
IMPELLER COLLETS ACCEPTABLE
MOUNTING FLANGE REQUIRED
LEVEL CONTROL
HARDENED SLEEVES UNDER BEARINGS(9.3.10.5)
COLUMN PIPE:
RESONANCE TEST
18
DIAMETER
in
19
LENGTH
ft
20
NUMBER
21
SPACING
22
LINESHAFT CONNECTION
STRUCTURAL ANALYSIS (9.3.5) DRIVER ALIGNMENT SCREWS
ft
GUIDE BUSHINGS:
SUCTION CAN SUCTION CAN
23
NUMBER
24
LINE SHAFT BEARING SPACING
25
GUIDE BUSHING LUBE:
DRAIN PIPED TO SURFACE (9.3.13.5)
MATERIALS (add itional)
30
SUCTION CAN / BARREL:
LINESHAFT SLEEVES :
31
DISCHARGE HEAD
BEARING RETAINER :
32
BOWL SHAFT:
SHAFT ENCLOSING TUBE :
33
LINESHAFT:
DISCHARGE COLUMN :
34
LINESHAFT HA RDFA CING :
PRESSURE RATING:
36
BOWL BEARING :
COLUMN PIPE
37
LINESHAFT BEARING:
BOWL
•
SUMP ARRANGEMENT
38
SUMP DIMENSIONS :
40
GRADE ELEVATION
1
ft
41
LOW LIQUID LEVEL
2
ft
42
C.L. OF DISCHARGE
3
ft
43
SUMP DEPTH
l1
ft
44
PUMP LENGTH
l2
ft
45
GRADE TO DISCH.
l3
ft
46
GRADE TO LOW LIQUID LVL
l4
ft
47
GRADE TO 1ST STG IMPL'R.
l5
ft
48
SUBMERGENCE REQ'D
l6
ft
49
SUMP DIAMETER
Φd
ft
52 53 54 55 56 57
in
BOWL HEAD CALCULATION REQUIRED
29
51
ft
DIAMETER SEPARTATE MOUNTING PLATE (9.3.8.3.1)
28
50
in
LENGTH in
27
39
THICKNESS
MAWP
HYDRO
102 NOMBRE DEL PROYECTO
DOCUMENTO NUMERO CLIENTE
Page:
DOCUMENTO NUMERO PENTECH
XXXX-XXXX-633-3311-DS-XXX
Rev:
API Std 610 CENTRIFUGAL PUMP DATASHEET
Of:
TAG - XXX Rev
THESE REFERENCES MUST BE LISTED BY THE MANUFACTURER
3
CASTING FACTORS USED IN DESIGN (TABLE 3)
4
SOURCE OF MATERIAL PROPERTIES
5
WELDING AND REPAIRS
6 7 8
THESE REFERENCES MUST BE LISTED BY THE PURCHASER. (DEFAULT TO TABLE 10 IF NO PURCHASER PREFERENCE IS STA TED) ALTERNATE WELDING CODES AND STANDARDS
9
WELDING REQUIREMENT (A PPLICABLE CODE OR STA NDARD)
10
WELDER/OPERATOR QUA LIFICATION
11
WELDING PROCEDURE QUALIFICATION
12
NON-PRESSURE RETAINING STRUCTURAL WELDING SUCH A S BASEPLATES OR SUPPORTS
13
MAGNETIC PARTICLE OR LIQUID PENETRANT EXAMINA TION OF PLA TE EDGES
14
POSTWELD HEAT TREATMENT
15
POSTWELD HEAT TREATMENT OF CASING FABRICATION WELDS
16
MATERIAL INSPECTION
17 18 19 20
THESE REFERENCES MUST BE LISTED BY THE PURCHASER
TYPE OF INSPECTION RADIOGRAPHY
22
ULTRA SONIC INSPECTION
23
MAGNETIC PARTICLE INSPECTION
24
VISUAL INSPECTION (all sur f aces)
25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 57
DEFAULT TO TABLE 14
ALTERNATIVE MATERIAL INSPECTIONS AND ACCEPTANCE CRITERIA (SEE TABLE 14) (8.2.2.5)
21
REMARKS :
METHOD
7
A
PRESSURE VESSEL DESIGN CODE REFERENCES
1 Note 2
7
FOR FABRICAT IONS
FOR CASTINGS
103
APÉNDICE D Criterios de Evaluación de Bombas Centrífugas
104
