ALTA CONFIABILIDAD EN BOMBAS INDUSTRIA MECANICA VOGT. S.A. Manual de Instalación, Operación y Mantención de Bombas Centrífugas. Desarrollado para una capacitación adecuada de los usuarios de los equipos de bombeo VOGT. INDICE GENERALIDADES 3 1 INSTALACIÓN 1.1 Comprobación de la bomba a su llegada 1.2 Reglas Generales para la localización de bombas 1.3 Cimentaciones 1.3.1 Recomendaciones 1.3.2 Terminado de la cimentación con “Mortero” 1.4 Alineación 1.5 Sistemas de tuberías 1.5.1 Recomendaciones Generales 1.5.2 Tubería de succión 1.5.3 Tubería de descarga 1.6 Accesorios 1.7 Montaje y Nivelación 4 4 4 4 5 6 7 8 8 9 10 11 12 2 OPERACIÓN 2.1 Verificaciones finales antes del primer arranque 2.1.1 Operación con motor eléctrico 2.1.2 Operación con motor de combustión interna 2.2 Cebado 2.3 Arranque 2.4 Detención de la bomba 2.5 Reglas generales para la operación de bombas 2.5.1 Accionamiento de una bomba en seco 2.5.2 Estrangulación de la succión de la bomba 2.5.3 Arranque de una electrobomba al retornar la energía 13 13 13 14 15 15 15 16 16 16 16 MANTENCIÓN 3.1 Lubricación 3.1.1 Rodamientos lubricados por grasa 3.1.2 Rodamientos lubricados por aceite 3.2 Lubricación de cuerpo de rodamiento 3.2.1 Procedimiento de llenado 3.3 Recomendaciones 3.4 Sellado 3.4.1 Sellado Mecánico 3.4.2 Sellado con caja Prensa Estopa 3.5 Tipo de accionamiento 3.5.1 Accionamiento con motor eléctrico 3.5.2 Accionamiento con motor a combustión Interna 3.6 Acoplamiento 3.7 Problemas de operación 17 17 17 18 18 19 19 19 20 20 20 20 21 21 21 2 GENERALIDADES El funcionamiento de una bomba centrifuga, suponiendo que se trate de una bomba elegida de acuerdo con todos los antecedentes teóricos, puede entregar, por causas prácticas diversas, un servicio deficiente. Estas causas derivan, generalmente de una mala instalación y operación del equipo de bombeo. Un servicio libre de defectos sólo se consigue al montar las bombas y llevar a cabo una correcta manutención y operación. Las presentes instrucciones deben cumplirse cabalmente, y además, no deben usarse las bombas para fines ajenos a las condiciones de servicio estipuladas al momento de adquirir la bomba. La placa de fábrica de la bomba indica el modelo y su tipo de ejecución, el año y número de fabricación, como también los datos de servicio más importantes como son: el diámetro del impulsor, la potencia absorbida, la velocidad, el caudal y la presión de la bomba. El equipo de bombeo no debe trabajar fuera de los valores límites indicados en la curva de la bomba en cuan a velocidad, caudal y presión, u otras instrucciones mencionadas tanto en el presente manual como en la documentación contractual. El uso del equipo fuera de estas condiciones mencionadas podría producir problemas de sobre carga de su motor. En el presente manual, se entregaran recomendaciones generales de instalación, operación y mantenimiento con el objeto de prevenir algunos problemas en el funcionamiento de las bombas centrífugas. 3 1. INSTALACION 1.1 COMPROBACIÓN DE LA BOMBA A SU LLEGADA. Comprobar la bomba y los accesorios inmediatamente a su llegada para comprobación de posibles daños o pérdidas en transporte. Informar inmediatamente de cualquier parte que falte o que esté dañada a nuestra fábrica o a la empresa que realizó el transporte. 1.2 REGLAS GENERALES PARA LA LOCALIZACION DE BOMBAS Siempre que sea posible, las bombas deberán instalarse en lugares secos y limpios. Si una unidad accionada a motor opera en un lugar húmedo, mojado o polvoriento, se deberá seleccionar el motor adecuado. Las bombas y motores diseñados para instalación a la intemperie, por lo general, tienen fácil acceso para repararlos. Siempre se debe dejar espacio suficiente para desarmar la bomba y para poder sacar el motor sin inclinarlo. Cuando el equipo de bombeo debe usarse a niveles en los que es posible una inundación, se pueden tomar dos clases de medidas a) Utilizar una bomba vertical sumergible. b) Proveer de bombas auxiliares de achique, como un seguro contra daños del equipo principal. En instalaciones normales, las bombas deberán localizarse tan cerca como sea posible de la fuente de suministro del líquido. Cuando sea posible, la línea de centro de la bomba deberá colocarse bajo el nivel del líquido en el depósito de succión. 1.3 CIMENTACIONES Con la mayoría de las unidades de bombeo, se obtiene un servicio más satisfactorio cuando se suministra un cimiento rígido. Las cimentaciones son cualquier estructura rígida suficientemente pesada que proporcione un soporte permanente a toda el área de la base estructural y absorba cualquier esfuerzo. Normalmente las cimentaciones están hechas de hormigón pero también pueden ser construidas en acero. En ambos casos debe ser robusto y no vibrante. La cimentación debe haber fraguado antes de colocar el equipo de bombeo y su superficie debe ser horizontal y plana. El espacio requerido por unidad de bombeo y la colocación de pernos de anclaje, se determinan con los planos suministrados por el fabricante. Generalmente los equipos de bombeo se entregan montados sobre una base metálica común para bomba y motor. Estas bases necesitan montarse en estructuras que brinden un soporte rígido y permanente a toda el área de la base y consigan absorber esfuerzos y choques normales. Para este propósito las cimentaciones de concreto construidas sobre un suelo firme son las más adecuadas. 4 Los principales objetivos de la cimentación son: Servir de soporte al equipo, distribuyendo adecuadamente su peso y cargas sobre el terreno. Reducir al mínimo la transmisión de las vibraciones producidas por el equipo montado en ella o por los que están en su vecindad y que éstos de alguna manera puedan afectarse mutuamente. Mantener el alineamiento entre los ejes del equipo. Apartar el equipo del terreno para protegerlo de las contingencias que puedan afectar su buen funcionamiento, tales como: inundaciones , golpes, etc. Siendo la altura más usual 200 mm sobre el nivel del suelo. 1.3.1 Recomendaciones Antes de vaciar el concreto, ubicar los pernos de anclaje con la mayor exactitud posible respecto de sus correspondientes perforaciones en la placa base del equipo, (emplear marco de madera o plantilla rígida como guía). Los pernos de anclaje se instalarán, de preferencia dentro de tubos que eviten que sus extremos superiores se agarroten con el concreto, permitiendo así, algún desplazamiento para hacerlos corresponder con los agujeros de la base. Dejar una superficie áspera sobre la cimentación para lograr buena adhesión con el mortero de cemento (mezcla de agua arena y cemento). Esperar el tiempo suficiente de fraguado del concreto antes de montar el equipo. 5 1.3.2 Terminado de la cimentación con “Mortero”. Cuando las operaciones de alineamiento hayan sido concluidas y los pernos de anclaje ajustados a mano, se debe rellenar el espacio (entre la base del equipo y el cimiento) con una lechada de cemento (mortero) que consta de una mezcla de una parte de cemento por dos parte de arena y suficiente agua de tal manera que obtenga una mezcla fluida. El mortero debe ser vertido dentro de un marco de madera, colocado alrededor del cimiento humedecido, hasta llenar por completo la cavidad interna formada entre la base del equipo y el cimiento, evitando dejar bolsas de aire. Las finalidades del mortero son: Adherirse totalmente tanto a la cimentación como al metal de la base para proveer una unión permanente entre ellas, obteniendo así una pieza única, de mayor masa, que evite flexiones, movimiento ondulatorios y vibraciones que afectan el alineamiento de los ejes del equipo. Nunca una base metálica debe quedar solo sobrepuesta sobre una cimentación ya que esta no cumpliría ninguna de las funciones descritas anteriormente. Soportar las cargas estáticas y dinámicas que puedan generar el funcionamiento del equipo Después de que el mortero haya fraguado completamente, apretar los pernos de anclaje y conectar las tuberías. NOTA: Las tuberías no deben ejercer esfuerzos sobre la bomba. 6 1.4 ALINEACIÓN Generalmente la unidad que consiste de bomba, base, acoplamiento y motor se arma en fábrica; sin embargo durante el embarque y traslado, el equipo sufre esfuerzos que originan serios desalineamientos. También cuando la placa de la base se monta en el lugar y se conecta a la tubería, puede ocurrir un mayor desalineamiento, a veces bastante serio como para provocar fallas de rodamientos, acoplamiento y sellado de la bomba. De lo anterior se desprende, que es de vital importancia verificar y corregir el alineamiento cuando sea necesario. Si una bomba maneja líquidos a alta temperatura, el alineamiento final, deberá hacerse con la bomba y el motor llevados a su temperatura de operación normal. Desalineamiento Radial o paralelo Desaslineamiento angular Se pueden presentar diferentes tipos de desalineamientos en el montaje de la bomba y motor, los cuales se presentan al final de este manual, en conjunto con los procedimientos usuales para la alineación de eje del conjunto motobomba. La alineación debe verificarse nuevamente después que la tubería de succión y descarga se han fijado con los pernos de la bomba, para observar el efecto de los esfuerzos de la tubería. Una práctica muy recomendable, después que se ha realizado el alineamiento final, es realizar medidas de vibraciones a la instalación; ya que de este modo se asegura el funcionamiento normal del equipo. Desalineación Axial La desalineación axial o paralela ocurre cuando los ejes del conductor y conducido son paralelos, pero están desplazados axialmente entre sus líneas de centros. Desalineación Angular La desalineación angular ocurre cuando los ejes están inclinados uno con respecto al otro. Su magnitud puede ser medida en las caras del acoplamiento 7 Cuadro de desalineamiento permitido para acoplamientos OMEGA. Cualquier combinación de desalineamiento que esté por debajo del triangulo para cada modelo no producirá falla prematura por fatiga del elemento flexible en condiciones normales de operación. 1.5 SISTEMAS DE TUBERIAS La operación satisfactoria no se puede mantener cuando la tubería ejerce fuerzas y torques sobre la bomba. Una bomba puede fácilmente deformarse y salir de su posición al apretar los pernos de los flanches de la tubería. Estos deben colocarse a escuadra uno contra otro antes de que se aprieten los pernos. La tubería de succión y descarga y todas las válvulas y demás singularidades deberán soportarse y anclarse cerca de la bomba, pero independientemente de ella para que no se transmitan los esfuerzos a la bomba. 8 El motivo principal de dificultades en las instalaciones de bombas centrífugas, son las tuberías de succión defectuosas. La tubería de succión deberá ser tan corta y tan directa como sea posible. Si se requiere una línea de succión larga, el diámetro de la tubería deberá aumentarse para reducir las pérdidas de carga. La tubería de succión debe tenderse con una pendiente de elevación continua hacia la bomba sin puntos altos, para evitar la formación de bolsas de aire que invariablemente causan dificultades. Junto a lo anterior es preciso recordar que al existir tuberías de succión de tendido largo hay que instalar ventosas para eliminar los bolsones de aire acumulados en la línea y eliminar los riesgos de implosiones cuando las bombas sean puestas en marcha. 1.5.1. Recomendaciones Generales: A. No conectar las tuberías de succión y descarga hasta que el mortero de la cimentación haya endurecido y los pernos de anclaje estén ajustados. B. Las tuberías no deben ejercer esfuerzos sobre las bridas de la bomba. C. No debe procederse a realizar el alineamiento final mientras no se tenga la certeza de que las tuberías no ejercen esfuerzos sobre la bomba. D. Las tuberías deben tener soportes independientes al equipo de bombeo. E. Verificar el alineamiento una vez instaladas las tuberías. 1.5.2 Tubería de succión La mayoría de los problemas que surgen en las instalaciones de bombas centrífugas se deben a líneas de succión defectuosas. Recomendaciones: Como regla general, la tubería de succión no debería ser nunca menor al diámetro de succión de la bomba, debiendo ser al menos igual o de preferencia mayor. La velocidad en la tubería de succión no debe superar los 2 m/s en ningún punto de esta. La distancia entre el eje de la bomba y la superficie del líquido a ser bombeado en instalaciones con elevación de succión más las pérdidas de carga en la tubería de succión, debe ser la menor posible. En ningún caso se deben utilizar reducciones excéntricas en las líneas de succión. La tubería de succión debe ser los más corta y recta posible, evitando accesorios tales como codos, filtros y válvulas, pero, de ser necesarios, se deben instalar con cuidado para evitar la alteración del flujo uniforme hacia la bomba. Los codos de radio largo son preferibles porque crean menos fricción y generan una distribución de flujo más uniforme que los de radio corto. 9 Como por lo general el tamaño del tubo de succión es mayor que el de la brida de succión de la bomba, se debe utilizar reductores excéntricos para evitar la formación de bolsas de vapor. En instalaciones de bombas con elevación de succión, la tubería deberá conectarse con una ligera inclinación hacia la bomba, y deberá conectarse en el extremo inferior de la tubería de succión, una válvula de pie con canastilla, la cual debe estar lo suficientemente sumergida para evitar la entrada de aire. Deberá evitarse también, que la válvula de pie quede muy cerca del fondo, para que no aspire arena o lodo, lo cual podría originar un desgaste prematuro de la bomba. Es recomendable instalar una junta de expansión, inmediatamente antes de la brida de succión, para evitar que se transmita cualquier clase de esfuerzo de la tubería y sus accesorios hacia la bomba, ya sea por la dilatación al manejar líquidos calientes, desalineamiento de las tuberías o cargas muertas. Se debe tener especial cuidado del cumplimiento de estos aspectos, dado que en algunos casos puede, incluso, dañar seriamente a la bomba. (Trizaduras o rompimiento del cuerpo o bridas de los equipos de bombeo). De usar una válvula de pie para facilitar el cebado, esta deberá tener un área útil de por lo menos 150% del área de la tubería de succión. La canastilla debe tener un área útil de pasaje de 3 a 4 veces el área de la tubería de succión. Si el nivel del líquido de bombeo está por encima de la bomba, conviene colocar en el lado de succión una válvula de compuerta con el objeto de hacer inspecciones y mantenimiento. 1.5.3 Tubería de descarga Recomendaciones: En la tubería de descarga se deben instalar a la salida de la bomba, una válvula check y una válvula de compuerta, en ese orden. La primera tiene por objeto evitar el retorno del líquido cuando se detenga la bomba (evitando el giro contrario). La válvula de compuerta sirve para la regulación del caudal y para interrumpir el flujo en caso de eventuales reparaciones. Si se utilizan reducciones en la tubería de descarga, es recomendable que estén situadas entre la válvula check y la bomba. El diámetro de la tubería de descarga está determinado por la pérdida de carga y la velocidad del líquido, no siendo recomendable sobrepasar los 3 m/s. Es importante que se provea la conexión para el cebado de la bomba en la tubería de descarga. Para reducir la fricción en la tubería de descarga, deberá ser lo más recta posible, minimizando el numero de accesorios para la instalación. De ser 10 posible, se usarán codos o curvas con el radio adecuado para mantener baja las pérdidas de energía. Es recomendable instalar una junta de expansión, inmediatamente después de la brida de descarga, para evitar que se transmita cualquier clase de esfuerzo de la tubería y sus accesorios hacia la bomba, ya sea por la dilatación al manejar líquidos calientes, desalineamiento de las tuberías o cargas muertas. Se debe tener especial cuidado del cumplimiento de estos aspectos, dado que en algunos casos puede, incluso, dañar seriamente a la bomba. (Trizaduras o rompimiento del cuerpo o bridas de los equipos de bombeo). Se debe evitar el ingreso de aire a la bomba durante su operación (lado succión), ya que causará reducción de la capacidad y eficiencia así como vibración ruido, pérdida de cebado y/o aceleración de la corrosión. 1.6 ACCESORIOS Los codos y otros accesorios inmediatos a la succión de la bomba deberán seleccionarse y arreglarse cuidadosamente para no alterar desfavorablemente el flujo dentro del impulsor. Generalmente se prefieren codos de radios largos para las líneas de succión, porque ofrecen menor resistencia y proveen una distribución más uniforme del flujo que los codos normales. En tubería vertical de succión, el punto de succión deberá estar sumergido en el líquido hasta cuatro veces el diámetro de la tubería. Después de instalada, la tubería de succión deberá taparse y realizar una prueba estática para verificar que no tenga fugas antes del arranque inicial. Si se hace necesaria la instalación de una reducción en la tubería de succión, esta debe ser del tipo excéntrica e instalada en lo posible en forma horizontal con la excentricidad hacia abajo evitando así acumulaciones de aire en la succión. Generalmente, se instalan una válvula de retención y una de compuerta, esto protege la bomba contra el flujo inverso: La de compuerta se usa cuando se ceba la bomba o cuando sé aisla para inspección o reparación. Después de que la tubería haya sido instalada, deberá limpiarse y vaciarse de restos de soldaduras, de cabos de varillas de soldadura y otros materiales. Del mismo modo, la tubería de descarga deberá limpiarse completamente de todos los deshechos que en ella se encuentren. 11 1.7 MONTAJE Y NIVELACION. Si el equipo de bombeo consta de bomba más motor en base común, desconectar el acoplamiento y no volver a conectar hasta después de verter el mortero. Recomendaciones: F. Durante el montaje del equipo, manipular con cuidado evitando distorsiones de la base y golpes que puedan causarle daño. G. Montar el equipo sobre la cimentación, soportándose sobre pequeñas tiras de acero, cuñas o tuerca cerca de los pernos de anclaje dejando un espacio de ¾” a ½” entre la parte superior de la cimentación y la base del equipo (ESPACIO PARA EL MORTERO). H. Nivelar la base del equipo alineando las bridas de las tuberías de descarga y de succión con las tuberías. I. Ajustar provisionalmente los pernos de anclaje. J. Alinear el acoplamiento. Conectar las mitades del acoplamiento luego de comprobar el alineamiento del equipo (una vez instaladas las tuberías y que los pernos de anclaje hayan sido apretados). 12 2. OPERACION Generalmente con el suministro de la bomba se acompaña un manual de operaciones, el cual, es propio para el equipo y/o instalación. Sin embargo, siembre es necesario tener presente las normas generales sobre la operación de bombas centrífugas. Un resumen de éstas se indica a continuación. 2.1 VERIFICACIONES FINALES ANTES DEL PRIMER ARRANQUE. Después que una bomba ha sido montada y se haya verificado su correcta alineación, queda lista para su puesta en servicio. Sin embargo, antes de su arranque inicial se recomiendan unas cuantas verificaciones de última hora. Que los Descansos y el Sistema de Lubricación estén limpios. Toda la grasa y el aceite que se usen en el Sistema de Lubricación deben estar libres de agua, mugre u otros contaminantes. Con el acoplamiento desconectado, se deberá verificar nuevamente el sentido de rotación del motor. Generalmente hay una flecha marcada en la bomba indicando el correcto sentido de rotación. Antes de conectar las bridas de acoplamiento, girar el acoplamiento con la mano para comprobar que la bomba gire fácilmente. Si el impulsor está pegado o si roza ligeramente, no deberá operarse hasta que se localice la causa de la falla y se corrija. 2.1.1 OPERACIÓN CON MOTOR ELECTRICO Es de suma importancia verificar antes del primer arranque que las Especificaciones Técnicas del motor (que viene descritas en su placa de fábrica) correspondan a las características del lugar donde va a operar. Entre estas se debe verificar: a) Las características de la red de alimentación (tensión, número de fases, frecuencia, capacidad de corriente del empalme) coincidan con las del motor. b) El tablero eléctrico sea el adecuado para el tipo de accionamiento del motor (partida directa o estrella – triángulo) c) El grado de protección y aislamiento del motor corresponda a las condiciones del lugar en que este va a operar. Las normas IEC (International Electrotechnical Commission) definen diferentes grados de protección de equipos eléctricos mediante las letras IP seguidas de dos números. Primer número: Indica el grado de protección contra la penetración de cuerpos extraños y de contacto accidental. - 0 Sin protección 1 Protegido contra cuerpos extraños mayores a 50 mm. 2 Protegido contra cuerpos extraños mayores a 12 mm. 3 Protegido contra cuerpos extraños mayores a 1 mm. 4 Protección a un cúmulo de partículas polvorientas perjudiciales al motor. 13 Segundo número: Indica el grado de protección contra la penetración de agua al interior del motor. - 0 sin protección 1 Salpicaduras de agua en sentido vertical 2 Salpicaduras de agua hasta en una inclinación de 15º con respecto a la vertical. 3 Salpicaduras de lluvia hasta en una inclinación de 60º con respecto a la vertical. 4 Salpicaduras desde todas las direcciones. 5 Chorros de agua desde todas las direcciones. Los números indicativos de grado de protección se pueden combinar de muchas maneras, pero solamente algunos de ellos son utilizados normalmente. Ellos son IP-12, IP-22, IP-23, IP 44. Para aplicaciones especiales más rigurosas es común utilizar IP-54, para ambientes muy polvorientos e IP-55, para los casos en que los equipos son frecuentemente lavados por medio de mangueras. Según la IEC las clases de aislamiento quedan definidas por la mayor temperatura que el material puede soportar continuamente sin que su vida útil se vea afectada. La Clase de Aislamiento utilizada en máquinas eléctricas con sus respectivos límites de temperatura conforme a la norma IEC son las siguientes: Clase A Clase E Clase B Clase F Clase H = = = = = 105 ºC 120 ºC 130 ºC 155 ºC 180 ºC Las clases A, E, B y F son las comúnmente utilizadas en motores eléctricos normales. 2.1.2 OPERERACION CON MOTOR A COMBUSTION INTERNA Antes de poner en marcha un motor a combustión interna se debe estudiar cuidadosamente el catálogo proporcionado por el fabricante del motor con el fin de comprender perfectamente el funcionamiento de este y realizar las siguientes verificaciones para prevenir un servicio deficiente del motor. a) Los motores refrigerados por aire se deben encontrar en ambientes donde el aire de refrigeración saliente calentado pueda escapar sin obstáculos y sin que sea vuelto a aspirar por el filtro de aire que alimenta el ventilador. b) En los motores refrigerados por agua se debe verificar que el radiador esté completamente lleno “POR NINGUN MOTIVO SE PERMITE PONER EN MARCHA EL MOTOR SIN QUE HAYA AGUA EN EL RADIADOR”. c) Cerciorarse que la batería se encuentre completamente cargada y, si fuese necesario, llenarla con la cantidad apropiada de agua destilada (en motores con partida eléctrica). 14 d) Asegúrese que el nivel de aceite en el motor llegue a la marca “Full" (lleno) ó "Máx." (máximo) de la varilla de nivel. e) Compruebe el nivel de combustible en el estanque. Finalmente no se debe olvidar de mantener el equipo de bombeo en un lugar amplio en donde se puedan efectuar las debidas mantenciones recomendadas por el fabricante y si el equipo lo requiere montarlo sobre soportes amortiguadores de vibraciones. 2.2 CEBADO Antes del primer arranque de la bomba y la tubería de aspiración deben estar desairadas y llenos de líquido a bombear. Nunca debe arrancarse una bomba sin antes haberla cebado ya que originaría problemas en su operación por acumulaciones de aire en el sistema y sobretodo, aunque su puesta en marcha sea muy corta, el solo echo de operar bajo condiciones secas dañaría el elemento de sellado de la bomba. En las bombas autocebantes sólo es necesario cebar la bomba, y en algunas instalaciones especiales de gran capacidad, baja carga y baja velocidad en las que no es práctico cebar antes de arrancar, ya que este se produce en forma case simultanea con el arranque. 2.3 ARRANQUE Una vez cebada la bomba (con válvula de succión abierta y cerradas las purgas), conviene dejar un poco suelta la Prensa Estopa (sí la bomba no posee sello mecánico). La compuerta de descarga debe permanecer cerrada, de esta forma al partir el motor, se obtiene un mínimo consumo de corriente. Se arranca el motor y se observa que el equipo funciones correctamente, en especial se verifica que exista flujo por la prensa estopa, luego se ajustan los topes de esta, hasta que quede un ligero goteo (sí la empaquetadura es nueva, debe preverse el tiempo necesario para que esta asiente y luego dar él apriete definitivo). Finalmente se procede a regular el flujo mediante la válvula de descarga. Se debe recordar que el funcionamiento de la bomba con válvula de descarga cerrada no debe exceder los 3 a 5 minutos máximo, dado que la alta recirculación podría afectar el sellado del equipo cuando este es mecánico o deteriorar seriamente los recubrimientos internos de la bomba. 2.4 DETENCION DE LA BOMBA Si la válvula de cierre de la bomba (válvula de descarga) no es automática, se debe cerrar inmediatamente antes de la parada del motor. Si en la tubería de impulsión está instalada una válvula de retención, la válvula de cierre puede permanecer abierta si existe contrapresión. Posteriormente desconecte el motor. Ponga atención en una marcha de inercia regular del equipo de bombeo. 15 En caso de paradas prolongadas debe cerrarse la válvula de cierre de la tubería de succión. En caso de peligro de congelación y/o períodos prolongados de parada debe vaciarse la bomba o protegerla contra la congelación. 2.5 REGLAS GENERALES PARA LA OPERACIÓN DE BOMBAS 2.5.1 ACCIONAMIENTO DE UNA BOMBA EN SECO La mayoría de las bombas centrífugas tiene prensa estopa o sello mecánico y no pueden operar en seco de ninguna manera, o el algunos casos por mas de dos segundos, sin dañarse seriamente sus elementos de sellado. 2.5.2 ESTRANGULACION DE LA SUCCION DE LA BOMBA Si se estrangula la succión de una bomba centrífuga, se origina una reducción de la presión absoluta en la entrada del rodete. Esto puede hacerse para que resulte una reducción en la capacidad, forzando a la bomba a operar “en vacío” y reduciendo la capacidad de descarga por alteración de la forma de la curva presión – caudal (H – Q). Esta operación es dañina para la bomba. La eficiencia de la bomba se reduce cuando opera “en vacío”, pero lo más importante es que se causa erosión y destrucción prematura por la cavitación provocada el estrangular la succión. La capacidad de la bomba puede reducirse simple y seguramente estrangulando la descarga, De esta manera, las pérdidas artificiales que se introducen al sistema, nos entrega una nueva curva H-Q de la bomba en el caudal deseado. Solo se permite estrangular la succión de la bomba cuando el NPSH disponible de la instalación excede un amplio margen el NPSH requerido por la bomba. 2.5.3 ARRANQUE DE UNA ELECTROBOMBA AL RETORNAR LA ENERGIA Si una válvula de retención protege a una bomba del flujo inverso, generalmente no hay razón para no arrancarla una vez que se ha restablecido el suministro eléctrico. El tipo de control del motor determina si éste arranca automáticamente o no, una vez que se restablezca el suministro. Es conveniente verificar que no se pierda el cebado durante el período que no hay suministro eléctrico. 16 3. MANTENCION Debido a la gran variedad de tipos, tamaños partes y diseños de las bombas centrífugas, no se pueden entregar pautas específicas acerca del mantenimiento de éstas, sino dar algunas recomendaciones restringidas a los tipos más comunes de las bombas centrífugas. 3.1 LUBRICACION Uno de los cuidados principales a considerar en la manutención de las bombas centrífugas, es la lubricación de sus componentes. Dentro de estos, los rodamientos y su elemento de sellado son los que requieren de mayor atención. Unos rodamientos en mal estado podrían producir serios daños al equipo de bombeo y la mejor manera de evitarlo es mediante una constante supervisión. La lubricación de los rodamientos se efectuará por grasa o aceite mineral. 3.1.1 RODAMIENTOS LUBRICADOS POR GRASA En el caso de los rodamientos lubricados por grasa, estos vienen de fábrica con la cantidad adecuada. Es de litio saponificado de alta calidad, el cual bajo condiciones normales de operación debe ser repuesto cada 15.000 horas o dos años de servicio continuo. En caso de condiciones de servicio poco favorables, como por ejemplo alta temperatura de trabajo, humedad ambiental alta, aire polvoriento o atmósfera industrial agresiva, etc., deben controlarse, limpiarse y lubricarse los rodamientos más frecuentemente. Para ello se recomienda una grasa de litio saponificado libre de resinas y ácidos, que no se vuelva quebradizo y tenga un efecto anticorrosivo. La grasa debe tener un valor de penetración entre 2 y 3, lo que corresponde a una penetración walk de 220 a 295 mm/10. El punto de goteo no debe ser inferior a 175 ºC. Los huecos del rodamiento sólo deben estar medio llenos de grasa. La temperatura del cojinete puede sobre pasar la temperatura ambiente por 50 ºC pero debe quedar siempre por debajo de los 90 ºC. (Medidos en el exterior de la carcasa del cojinete). La mayoría de las bombas VOGT y que son de ejecución con cuerpo de rodamientos están diseñadas con rodamientos del tipo 2Z, es decir con placas de protección en ambos lados del rodamiento y vienen de fábrica con la grasa necesaria para su operación. Es recomendable mantener una constante vigilancia sobre él, midiendo temperatura y vibraciones con el objeto de anticipar cualquier indicio de falla y proceder a su recambio. 17 3.1.2 RODAMIENTOS LUBRICADOS POR ACEITE Las bombas VOGT de procesos industriales y otras bombas similares de ejecución estándar están diseñadas para utilizar un cuerpo de rodamiento con baño de aceite. Esto significa que una parte del rodamiento estará siempre sumergido en aceite y se deberá mantener este nivel. Cuando un cuerpo de rodamiento este provisto de un visor, el nivel del aceite deberá mantenerse en la mitad de la mirilla, y en aquellos que están provistos de un vaso de nivel constante, este deberá mantenerse siempre con aceite ya que en forma automática el vaso se encargará de mantener el nivel adecuado. Durante la operación del aceite bajará ligeramente. El llenado durante el funcionamiento deberá hacerse siempre a través del agujero de la tapa del vaso de lubricación de nivel constante. El aceite a utilizar es de alta calidad. El grado más adecuado bajo condiciones normales es el ISO VG 46. Sin embargo, el grado de viscosidad no deberá bajar de los 12 cSt, a la temperatura de funcionamiento. Por ejemplo: - Esso Teresso 46 - Shell Tellus Aceite 46 - Mobil DTE Aceite Medium - Etc. Recomendamos para una bomba nueva cambiar el aceite después de 100 horas de funcionamiento la primera vez y después a intervalos de 6 a 12 meses. Añada cuando sea necesario. 3.2. LUBRICACIÓN DEL CUERPO DE RODAMIENTO Los rodamientos mantienen un óptimo rendimiento lubricados y sumergidos parcialmente en aceite. Esto asegura una buena disipación de calor y adecuado período de vida. Para lograr esto se debe considerar el siguiente “Procedimiento de llenado”. 3.2.1. PROCEDIMIENTO DE LLENADO Quitar el tapón de ventilación y verter el aceite por el orificio hasta que nivel sea el adecuado en el codo del vaso mantenedor de nivel. Esta operación se realiza manteniendo el vaso mantenedor de nivel abierto según se indica en la figura 1. El nivel de aceite dentro del codo del vaso mantenedor de nivel corresponde al existente en el interior de la caja de rodamientos. Una vez llenada adecuadamente la caja de rodamientos reponga el tapón de ventilación, nunca mantenga el tapón de ventilación en forma vertical inversa dado que se puede obstruir el orificio de ventilación. Posteriormente se debe llenar completamente el depósito del vaso mantenedor de nivel volviéndolo, una vez terminado esta operación, a su posición original instalando posteriormente el soporte de seguridad del mismo. Posteriormente sólo se debe rellenar el vaso mantenedor de nivel y no el cuerpo de rodamientos. 18 3.3 RECOMENDACIONES Cuando se realice el cambio total de aceite de la caja de rodamientos debe procederse según se describe en el inciso anterior, cuando son equipos nuevos se recomienda realizar el primer cambio de aceite a las 1000 horas de funcionamiento y posteriormente cada 2500 horas. Recomendamos utilizar aceite de calidad API SF-CC, viscosidad SAE 20/W-50 o similar. Utilice siempre aceite nuevo, de buena calidad y sin contaminación. Limpie totalmente las zonas de llenado de aceite antes y después de realizada esta operación. El equipo siempre debe estar montado sobre una base completamente nivelada. 3.4 SELLADO Existen dos diferentes tipos de sellado. Uno mediante sello mecánico y el otro con caja prensa estopa. En ambos casos es preciso evitar la marcha en seco de la bomba. 19 3.4.1 SELLO MECÁNICO Este tipo de sellado, consiste en un sellado primario que está formado por dos caras (una fija y otra móvil) perfectamente paralelas y planas y un sellado secundario realizado por un elastómero. El principal cuidado a tener, es comprobar que los materiales del sello mecánico sean compatibles con el fluido a bombear. En este tipo de sellado las fugas son escasas y casi invisibles (en forma de vapor) por lo que no requiere mantenimiento. Cuando se deba instalar un sello mecánico, recuerde siempre que se debe efectuar con un máximo de cuidado y limpieza. La protección de contacto de las superficies deslizantes debe quitarse inmediatamente antes del montaje. 3.4.2 SELLADO CON CAJA PRENSA-ESTOPA Cuando se pone una bomba nueva en funcionamiento ó se han renovado las empaquetaduras, observar el funcionamiento de las empaquetaduras más detenidamente que lo usual. Puede cerrarse el agua de refrigeración al casquillo para comprobar. Durante las primeras horas el prensa-estopas puede gotear aproximadamente 100 gotas por minuto. Posteriormente se debe mantener una fuga adecuada entre 5 a 30 gotas por minuto. Al seleccionar el tipo de empaquetadura, observar la calidad y la temperatura del líquido a ser bombeado y el material del eje de la bomba. 3.5 TIPO DE ACCIONAMIENTO Normalmente las bombas son accionadas mediante motores eléctricos ó motores de combustión interna, acoplados ya sea directamente ó mediante un acoplamiento flexible. 3.5.1 ACCIONAMIENTO CON MOTOR ELECTRICO El control del estado de sus rodamientos es crítico ya que una falla de ellos podría producir un daño total del motor y al equipo de bombeo. La medición de temperaturas y vibraciones son claves para analizar el estado en que se encuentra el motor. En el capítulo anterior se describieron los tipos de protección que deben tener los motores eléctricos para cada situación en particular, y de acuerdo a esto, programar una revisión y limpieza de sus componentes interiores. Es recomendable efectuar un control a la alimentación del motor con el objeto de controlar la tensión y la corriente en las líneas. 20 3.5.2 ACCIONAMIENTO CON MOTOR A COMBUSTION INTERNA La manutención de estos motores las entrega cada fabricante en un manual que debe ir incluido en el momento de recibir el equipo. Sin embargo, es necesario recomendar una manutención permanente a algunos elementos como: filtros, bujías, y sistema de refrigeración. Comprobar el nivel de aceite periódicamente (cada 5 horas de trabajo) y cambiarlo de acuerdo a las horas de trabajo que haya especificado el fabricante. 3.6 ACOPLAMIENTO En la mayoría de las bombas con cuerpo de rodamiento existe un sistema de acoplamiento al sistema motriz. El correcto funcionamiento de la transmisión de dos ejes a acoplar en línea (motorbomba) esta enteramente relacionado con la protección que pueda ofrecerse a los rodamientos y demás partes costosas del equipo de bombeo. Los acoplamientos elásticos utilizados tiene variadas ventajas además de su elasticidad circunferencial y amortiguamiento, permiten aceptar desalineamientos radiales, axiales, angulares y combinados. Su principal característica es que son autocentrantes. Los controles deben ser muy frecuentes para comprobar el estado en que se encuentra, y en aplicaciones donde se presenten salpicaduras de aceite o similar, se deben solicitar centro de goma con recubrimientos de goma sintética. 3.7 PROBLEMAS DE OPERACIÓN La operación de una bomba centrifuga puede afectarse por dificultades hidráulicas, pueden que una bomba falle hasta no descargar nada de agua ó una cantidad insuficiente, desarrollar una presión insuficiente, perder su cebado antes de arrancar ó consumir energía excesiva. Las dificultades mecánicas pueden aparecer en las prensas estopas o sellos mecánicos y rodamientos y pueden producir vibración, ruido o sobre calentamiento de la bomba. Con una guía para analizar los problemas de operación, en la siguiente tabla se presenta una lista de comprobación para encontrar las causas que originan fallas en las bombas centrífugas. El remedio para cada falla es casi siempre evidente de por sí. NOTA IMPORTANTE: En cualquier instalación de equipos de bombeo siempre se deberán seguir cuidadosamente las indicaciones del fabricante para la instalación y puesta en marcha para cada caso particular de modelo de equipo. 21
