BOMBAS CENTRIFUGAS DE UNA ETAPA TAMAÑOS AP / BEP / CP INSTALACION Y MANTENIMIENTO INDUSTRIA COLOMBIANA CONTENIDO 1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO...............................................................................1 2. INSTALACION............................................................................................................. 1 2.1. RECIBO DE LA UNIDAD ...................................................................................... 1 2.2. LOCALIZACION.................................................................................................... 1 2.3. CIMENTACION..................................................................................................... 2 TAMAÑO CIMENTACION ..................................................................................... 2 PREPARACION DE BASES ................................................................................. 2 PERNOS DE ANCLAJE ........................................................................................ 2 VACIADO CONCRETO......................................................................................... 2 NIVELACION DE BASES...................................................................................... 2 2.4. TUBERIAS............................................................................................................ 3 2.5. TUBERIA DE ASPIRACION ................................................................................. 3 2.6. CARGA DE LA BOMBA ........................................................................................ 4 2.7. TUBERIA DE IMPULSION .................................................................................... 5 2.8. ALINEACION ........................................................................................................ 5 2.9. ESTANQUEIDAD.................................................................................................. 6 3. LIMPIEZA .................................................................................................................... 7 3.1. PARADAS ............................................................................................................. 7 4. PUESTA EN OPERACIÓN .......................................................................................... 7 5. DETERMINACION DE FALLAS................................................................................... 7 5.1. INDICADOR DE VACIO ........................................................................................ 7 5.2. INDICADOR DE PRESION.................................................................................... 8 5.3. PUNTO DE AYUDA PARA DETERMINACION DE FALLAS .................................. 8 6. MANTENIMIENTO PREVENTIVO................................................................................ 9 6.1. LUBRICACION...................................................................................................... 9 6.2. AJUSTE DE EMPAQUETADURA........................................................................ 10 6.3. SELLOS MECANICOS ........................................................................................ 10 6.4. SISTEMA DE POSICIONAMIENTO DEL IMPULSOR. ........................................ 11 7. RECOMENDACIONES .............................................................................................. 12 GARANTIA................................................................................................................. 13 BOMBAS CENTRIFUGAS HYDRAL FIG. Nº 1 1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Una BOMBA CENTRIFUGA es una turbomáquina de tipo radial con flujo de adentro hacia afuera, cuyo fin es incrementar la carga estática del fluido y su velocidad. La fuerza centrífuga saca el liquido del centro, lo lanza hacia afuera creando en el centro (ojo) una zona o área de baja presión. Esta zona de baja presión causa el flujo de más liquido hacia el centro del impulsor. Por lo anterior se deduce que en la bomba centrifuga el liquido es forzado de una zona de baja presión en el centro hacia una zona de alta presión en la descarga de la bomba (Figura Nº 1) 2. INSTALACION 2.1 RECIBO DE LA UNIDAD Compruebe las partes recibidas contra la lista de embarque de la bomba, revise que las partes recibidas no hayan sufrido daños durante el transporte. Reporte inmediatamente a su agente local y al transportador los faltantes o daños encontrados. Algunos accesorios que puedan haber sido despachados por separado deberán ser comprobados tan pronto sea posible. Tome precauciones para proteger el motor contra daños por la humedad; Si la unidad no va a ser instalada inmediatamente asegúrese que sea almacenada en un lugar limpio y seco, el motor puede sufrir serios daños si se envuelve en plásticos sin respiraderos durante un largo período. Recoja y almacene en un archivo seguro todos los datos del equipo, especificaciones, tipo, serie, número tanto de la bomba como de los demás equipos que conforman la unidad, número de la orden de compra y fecha de esta. 2.2 LOCALIZACION La bomba deberá localizarse en un sitio de fácil acceso que no interfiera y quede protegida de la circulación de personas y materiales. Debe quedar en todo momento protegida contra posibles inundaciones, humedad excesiva y goteo sobre la unidad. Es necesario proveer el espacio para las tuberías, válvulas, cheques, interruptores, medidores y demás accesorios; así como también el espacio para desmontarla y desarmarla en caso de averías o mantenimiento. -1- 2.3 CIMENTACION Se debe proveer una base adecuada para cada equipo, debe tener la suficiente fortaleza para absorber vibraciones y ser de fácil nivelación, no es necesario proveer bases de gran tamaño a menos que se trate de suelos inestables. TAMAÑO CIMENTACION Antes de iniciar los trabajos de construcción de la fundación asegúrese de que las dimensiones finales del equipo tales como: ancho total, largo, altura total, distancia entre agujeros de anclaje, diámetro de los agujeros, longitud saliente en los pernos de anclaje y por último asegúrese positivamente de la orientación del equipo y de tener los espacios necesarios para el montaje de las tuberías y accesorios. PREPARACION DE BASES El anclaje deber diseñarse de acuerdo a las condiciones particulares de cada instalación. Este debe ser lo suficientemente rígido para evitar las excesivas vibraciones que puedan presentarse. El concreto es normalmente el material más recomendable y debe ser vaciado con tiempo suficiente para permitir el curado antes de montar nivelar y operar el equipo. PERNOS DE ANCLAJE Se recomienda el uso de pernos de anclaje provistos de una camisa fabricada en tubo de un diámetro que sea dos ó tres veces el diámetro del perno y con una longitud de por lo menos tres veces el diámetro del tubo como se indica en la (Figura Nº2.) Esta configuración de los pernos de anclaje permite la necesaria elasticidad en el anclaje para facilitar los alineamientos y compensar la tolerancia de las dimensiones de las bases metálicas. Las rugosidades en la superficie exterior de las camisas aseguran un mejor anclaje en el concreto. FIG. Nº2 VACIADO CONCRETO Las bases especialmente para equipos grandes deberán llevar los correspondientes refuerzos de acero estructural y serán vaciados en una sola operación a fin de asegurar una completa rigidez. La superficie superior no deberá alisarse, mas bien permitir una cierta rugosidad para asegurar la adherencia de la capa final a la vista que será de aproximadamente 1" de espesor en la superficie de apoyo. NIVELACION BASES Después de completarse el tiempo necesario para el proceso del fraguado, permita soportar el peso del equipo, también soporte la tensión necesaria para asegurar los pernos de anclaje. La nivelación del equipo se hará con -2- base en las partes maquinadas de este. Después de completar la nivelación se coloca la capa final, la cual debe ser una mezcla de alta resistencia que garantice no expandirse ni encogerse durante el fraguado. (Figura Nº 3). FIG. Nº 3 2.4 TUBERIAS Con el objeto de evitar inconvenientes en el acoplamiento, puesta en marcha, operación y posibles daños al equipo deberán tomarse algunas precauciones durante el período de instalación. Todas las tuberías excepto los tramos finales de conexión al equipo deberán estar terminadas y soportadas adecuadamente para asegurar que no se presenten tensiones en la conexión al equipo. Las tuberías deberán estar limpias en su interior para asegurar que no entren al equipo partículas sólidas que puedan averiarlos. Se recomienda mantener las protecciones plásticas de las bocas de la bomba hasta el momento de hacer la conexión final a las líneas. La mayoría de problemas de bombeo se presentan en la tubería de succión, esta deberá tener la menor longitud posible y debe ser del diámetro mas adecuado. SE DEBEN TENER EN CUENTA LOS SIGUIENTES PASOS: 2.5 TUBERIA DE ASPIRACION El funcionamiento correcto de la bomba depende en gran parte del buen trazado en la tubería de aspiración. Esta debe ser absolutamente hermética y estar colocada de tal forma que no puedan producirse bolsas de aire. Por ello la tubería de aspiración siempre debe ser montada en posición ascendente hacia la bomba (Figura Nº 4). La conexión de la tubería de aspiración y de la boca de aspiración de la bomba con distinto diámetro nominal. Cuando la tubería esta colocada en posición horizontal, solamente podrá hacerse por medio de piezas de unión excéntricas. 1. Las piezas normales de conexión ocasionan la formación de bolsas de aire, por lo que debe usarse una pieza de unión excéntrica. 2. La tubería de aspiración siempre se coloca en posición ascendente con relación a la bomba. 3. Solamente debe usarse codos curvos normales. 4. La válvula de aspiración ha de ser montada a una profundidad conveniente a fin de que aún con el nivel del agua mas bajo, no pueda llegar a aspirar aire. -3- Debe tenerse en cuenta además que la abertura de aspiración quede a una profundidad conveniente para que con el nivel de agua más bajo sea imposible la aspiración del aire. FIG. Nº 4 Por otra parte dicha abertura de aspiración no deber encontrarse tan cerca del fondo, de manera que pueda revolverse o aspirarse fango o arena, ya que esto conduciría a un desgaste prematuro o taponamiento de la bomba. El diámetro nominal de la brida de aspiración de la bomba no debe servir como referencia para la elección del diámetro nominal de la tubería de aspiración. La velocidad de circulación dentro de esta, en lo posible no ser superior a 2 Mt/s. Los codos pronunciados, así como los cambios bruscos de diámetro y dirección disminuyen la eficiencia de la bomba, por lo cual se recomienda evitarlos hasta donde sea posible. Las tuberías de aspiración instaladas bajo tierra, deben probarse a presiones de 3-4 (Atm) antes de cubrirlas. En la punta de la tubería de succión deber ir colocada una válvula de pie la cual permite que la bomba pueda ser cargada. Para verificar el correcto funcionamiento de la válvula de pie retire el último tramo de la tubería de succión, coloque la tubería verticalmente con la válvula hacia el piso, llene de agua el tubo y compruebe que no haya fugas por la válvula presione hacia arriba el tope final de la válvula para verificar que se encuentre libre. La altura máxima de succión no deber sobrepasar los 6 Mts a nivel del mar. Para lugares de mayor altura consultar la curva NPSH. 2.6 CARGA DE LA BOMBA Para que una bomba centrífuga pueda comenzar a funcionar correctamente debe desalojarse antes el aire que se encuentra en el cuerpo de la bomba y la tubería de succión. Para esto se llena completamente del liquido que se va a bombear, procurando que el aire salga en su totalidad, para lo cual se recomienda retirar uno de los tapones que se encuentran en la carcasa de la bomba mientras este llenándose. Si el chorro que fluye por el agujero del tapón es continuo, proceda nuevamente a colocarlo. (Figura Nº 5). -4- FIG. Nº 5 2.7 TUBERIA DE IMPULSION Para la medida de la tubería de impulsión tampoco debe servir de guía el diámetro nominal de la brida de impulsión de la bomba. La velocidad de circulación dentro de la tubería de impulsión no deber pasar de 2 Mts/s. Se evitará en lo posible los codos y derivaciones pronunciadas para alturas de impulsión superiores a los 15 metros, o para grandes longitudes de tubería es necesaria la ubicación de una válvula de retención. Al producir la bomba una parada repentina, esta contiene los golpes de retorno del agua que puedan presentarse y proteger con ello la bomba y la válvula de pie. Es conveniente el montaje de una válvula que permita regular el caudal al valor deseado y evitar, en caso dado, la sobrecarga de la máquina de accionamiento. Instalación típica de la tubería de impulsión (Figura Nº 6) FIG. Nº 6 2.8 ALINEACION La alineación es el proceso que se lleva a cabo para asegurarse que los ejes de dos o más equipos se encuentran en su totalidad sobre una misma línea. Nuestros equipos son despachados de fábrica con el alineamiento efectuado para la prueba de rendimiento del equipo. Sin embargo es conveniente asegurarse que este no se haya perdido durante el manejo, transporte o instalación de tuberías. Hay muchos métodos de alineamiento, la mayoría de ellos suficientes para alcanzar los límites necesarios a la correcta operación de nuestros equipos, los cuales recomendamos incluyan las siguientes tolerancias: - Desalineamiento paralelo máximo 0.002" medido sobre acoples. Desalineamiento angular máximo 0.002" medido sobre un diámetro mínimo de 4" (Figura Nº 7). -5- FIG. Nº 7 2.9. ESTANQUEIDAD Para asegurar la estanqueidad de nuestros equipos de acuerdo a los líquidos que se han de manejar, las bombas están dotadas de una caja diseñada por nuestro departamento de ingeniería, para la instalación de diferentes tipos de sellamiento, como puede ser la utilización del sistema de prensaestopa o el sello mecánico monorresorte o sellos de proceso sin efectuar ninguna modificación de medidas a las partes originales de fábrica, solamente retirando o adicionando algunas partes las cuales pueden ser solicitadas en fábrica dependiendo del sistema que se quiere aplicar. (Figura Nº 8A,B). 8A 8B FIG. Nº 8A, 8B SISTEMA PRENSAEMPAQUE. (Figura Nº 8 A) En las bombas provistas de prensaempaque al reponer los anillos de empaquetadura estos deben cortarse de cordón cuadrado sobre un eje de la bomba y se coloca en la cámara uno después del otro 8A 8B siguiendo el mismo sentido de giro. cuidando que los cortes de los anillos queden girados 120º uno de otro (Figura Nº 9). Durante la operación de la bomba provista de prensaempaque debe permitirse un goteo entre 40 y 60 gotas por minuto a través de la empaquetadura; este goteo es esencial para lubricar el eje y el empaque, evitando así el desgaste prematuro de uno y otro. En las bombas para manejo de líquidos calientes se acostumbra inyectar agua fría a través del orificio que para tal fin está provisto desembocando al anillo linterna que se encuentra en la cámara de empaquetadura. En bombas con mucha cabeza de succión es conveniente inyectar liquido de la descarga por el orificio del prensaempaque para evitar una posible entrada de aire por el sellamiento. -6- FIG. Nº 9 3. LIMPIEZA Mantener su equipo limpio hará más fácil las labores de inspección, lubricación y ajuste facilitando la refrigeración de este. Por lo tanto es aconsejable tener un estado de aseo conveniente. 3.1. PARADAS En paradas prolongadas habría que drenar el liquido que se encuentre en la bomba y hacerle un lavado, cuando el liquido a bombear sea corrosivo y tenga tendencia a pegarse o solidificarse. Es conveniente periódicamente durante estas paradas darle unas cuantas vueltas manualmente al conjunto del impulsor. Para mayor seguridad de encontrar su equipo en óptimo estado cuando la vaya a utilizar, llene el interior de la carcasa con una mezcla de aceite soluble y agua así evitará que esta pueda pegarse o deteriorarse por efecto de la corrosión. También recubra las partes metálicas no pintadas con un antioxidante o en su defecto grasa. 4. PUESTA EN OPERACION Para poner en operación el equipo deberá tener en cuenta y proceder si fuese necesario con las siguientes indicaciones: A. Existen medidores de vacío y presión en la bomba o cerca de ella? Estos le indicaran que está ocurriendo en la bomba. B. Verifique el alineamiento. C. Revise la tubería y asegúrese que no haya esfuerzos de tensión sobre la carcasa de la bomba. D. Accione la bomba con la mano para confirmar que gira libremente. E. Accione momentáneamente el motor para comprobar que el sentido de giro es correcto. F. Verifique la tubería de succión y compruebe que esté‚ correctamente conectada y sellada, las válvulas están abiertas, el extremo del tubo esta dentro del liquido. G. Revise que la línea de la tubería de descarga esté lista para ser utilizada. H. En las bombas con prensaempaque este debe tener un pequeño goteo (VER ESTANQUEIDAD), espere un tiempo prudencial y ajuste cuando existan fugas excesivas. I. Revise que todos los protectores para acoples o poleas estén colocados y asegurados. J. Después de arrancar el equipo la bomba debe suministrar liquido en 60 segundos. En caso contrario apague inmediatamente el equipo, no permita la operación del equipo por mas de un minuto sin liquido. 5. DETERMINACION DE FALLAS Las bombas CENTRIFUGAS HYDRAL con instalación y mantenimiento adecuado ofrecerán un rendimiento satisfactorio. La mejor forma de detectar problemas se logra instalando indicadores de vacío y presión en la succión y descarga respectivamente. -7- 5.1. INDICADOR DE VACIO. A. LECTURAS ELEVADAS INDICAN: - Atascamiento en la línea, válvula cerrada. Liquido muy viscoso para la dimensión de la tubería. Insuficiente cabeza de succión. B. LECTURAS BAJAS INDICAN: - Entrada de aire en la succión. El extremo de succión fuera del líquido. Bomba destruida. C. LECTURAS ERRATICAS (FLUCTUACION O SALTOS): - Cavitación Vibración causada por desalineamiento o efectos mecánicos. 5.2. INDICADOR DE PRESION A. LECTURAS ELEVADAS INDICAN: - Muy alta la viscosidad para el diámetro de la tubería. Válvulas parcialmente cerradas. No se considera una alta gravedad específica del liquido. Baja temperatura del liquido. El liquido en la tubería se solidificó. B. LECTURAS BAJAS INDICAN: - Fugas en la línea de descarga. Entradas de aire en succión. Bomba dañada. 5.3. PUNTO DE AYUDA PARA DETERMINACION DE FALLAS. A. EQUIPO NO BOMBEA - Falta cebar, entradas de aire, bajo nivel del tanque. Longitud de succión muy alta. Rotación en sentido equivocado. Motor no llega a la velocidad normal. Válvulas de succión y descarga están cerradas. Bomba recalentada. Cambio en el fluido, adición de tuberías. Posición incorrecta de la carcasa o alguna parte de la bomba. B. ALTO NIVEL DE RUIDO O CAVITACION - Alta viscosidad, aumente el diámetro de las tuberías y reduzca la longitud, aumente la cabeza de succión. Revise alineamiento y válvulas. Daño en impulsor o rodamientos, revise y cambie. Revise la tubería y asegúrela si es necesario. Cuerpo extraño en la bomba. C. BAJA CAPACIDAD DE LA BOMBA - Tuberías demasiado pequeñas o muy largas. -8- - Entradas de aire en la succión o por el eje de la bomba. Rotación muy lenta, revisar conexión del motor y reductor (si lo hay). Desgaste de la bomba. Revisar tolerancias. D. SOBRECARGA DEL MOTOR - Velocidad muy alta, relación del reductor o poleas incorrecta revise. Viscosidad del liquido mas alta que la especificada. Presión de descarga mayor a la especificada. Prensaestopa muy ajustado. 6. MANTENIMIENTO PREVENTIVO Un adecuado mantenimiento preventivo le evitará paradas innecesarias que podrían ser en ciertos casos bastante costosas y también le ayudará a aumentar la vida útil de su equipo reduciendo los costos de operación de este. 61. LUBRICACION. A. LUBRICACIÓN CON GRASA A bajas velocidades y temperaturas se usa generalmente lubricación con grasa. La grasa tiene ciertas ventajas en comparación con el aceite: es más fácil de retener en el alojamiento del rodamiento, y contribuye a la obturación para evitar la entrada de humedad y otras impurezas. En general, el espacio que queda libre en el rodamiento y en el alojamiento deberá llenarse solo parcialmente con grasa (del 30 al 50%). Un exceso de grasa producirá un rápido aumento de la temperatura a velocidades elevadas. Se recomienda el uso de grasas de consistencia NLGI 2, con base de Litio. Lubrique con una frecuencia de 2 a 3 veces al año con el fin de garantizar que la grasa funcione satisfactoriamente. Después de cierto número de lubricaciones deberá abrirse el alojamiento para extraer la grasa usada, antes de añadir grasa nueva B. LUBRICACIÓN CON ACEITE Se usa en general la lubricación con aceite cuando las elevadas temperaturas (superiores a 100°C) de funcionamiento no permiten el uso de la grasa, o cuando es necesario evacuar del rodamiento el calor generado por el o el de origen externo. Todas las bombas HYDRAL que utilizan aceite como medio de lubricación para sus rodamientos lo hacen por medio del baño de aceite. El aceite es recogido por los elementos giratorios del rodamiento, y después de circular a través de este vuelve a caer al depósito de aceite. Cuando el rodamiento no gira el aceite deberá tener un nivel ligeramente por debajo del centro de la bola o del rodillo que ocupe la posición mas baja (Figura N° 10). FIG. N°10 -9- La viscosidad es una de las propiedades más importantes de un aceite lubricante, y disminuye al aumentar la temperatura. Para que se forme una película de aceite en la zona de contacto entre los elementos rodantes y los caminos de rodadura de espesor suficiente, el aceite deberá conservar un mínimo de viscosidad a la temperatura de funcionamiento. Teniendo en cuenta la velocidad y temperatura de operación de nuestras bombas, para la lubricación con aceite recomendamos el uso de aceite mineral refinado sin aditivos grado SAE 30. La frecuencia con que se debe efectuar el cambio del aceite depende principalmente de las condiciones de funcionamiento y de la cantidad de aceite que se use. Cuando se emplea lubricación por baño de aceite, normalmente es suficiente cambiar el aceite una vez al año, con tal de que la temperatura no exceda de 50°C y de que no exista contaminación. Para temperaturas mas elevadas o para condiciones de funcionamiento mas duras, es preciso efectuar los cambios con mas frecuencia: por ejemplo, para una temperatura de funcionamiento de 100°C, deberá cambiarse el aceite cada tres meses. 6.2 AJUSTE DE EMPAQUETADURA. El ajuste ocasional del sistema prensaestopa es importante para prevenir escapes y mantener el goteo necesario de lubricación. Si es imposible reducir los escapes con ajuste normal sin ocasionar calentamiento de la caja adicione o cambie la empaquetadura totalmente. 6.3. SELLOS MECANICOS. Los sellos mecánicos son recomendables en aquellos casos donde se requiere un control absoluto del goteo, si se le instala convenientemente, los sellos mecánicos proporcionan un método de cierre hermético que elimina la intervención del elemento humano. En los equipos dotados con sellos mecánicos cuando estos presentan fugas y se hace necesaria su revisión es importante tener en cuenta, antes del desmontaje, fijarse bien en la posición en la que esta situado el sello sobre la flecha de la unidad o en todo caso, tener la plena seguridad que se conoce a fondo las piezas que conforman el conjunto del sello y las dimensiones conforme a las que se tiene que armar. Es una condición esencial que los sellos sean instalados en la posición correcta, ya que de otra manera las superficies del sello recibirán una sobrecarga excesiva y esta dará origen al rápido desgaste del conjunto; por el contrario una carga demasiado escasa producirá fugas, de todas formas es esencial tener a la mano el manual suministrado por el fabricante de sellos cuando se haga necesario cualquier revisión o mantenimiento. - 10 - 6.4. SISTEMA DE POSICIONAMIENTO DEL IMPULSOR. La eficiencia de este tipo de bombas de rotor abierto depende en gran medida de la tolerancia de separación entre el rotor y la carcasa. Debido al desgaste que se presenta en las caras del rotor y la carcaza, la magnitud de dicha tolerancia aumenta progresivamente en detrimento de la eficiencia de la bomba. El sistema de posicionamiento tiene como objetivo ajustar la posición del rotor dentro de la carcasa y así garantizar una adecuada tolerancia de separación entre estos dos elementos (Figura N° 11). FIG. N° 11 Si con el paso del tiempo empieza a notar que la eficiencia de su bomba esta disminuyendo, realice el siguiente procedimiento: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Apague el motor de la bomba Retire los dos tornillos prisioneros de la tuerca de posicionamiento. Apriete la tuerca de posicionamiento hasta que no pueda girar el eje de la bomba de forma manual. Aflójela ¼ de vuelta (90°) Asegure los dos tornillos prisioneros nuevamente. Encienda el motor de la bomba - 11 - 7. RECOMENDACIONES A. Instale la bomba lo más cerca posible del tanque de suministro. B. Asegúrese de tener espacio suficiente para mantenimiento y reparación del equipo. C. Use tuberías de succión amplias, cortas y rectas. D. Revise con cuidado el alineamiento luego de completar el montaje. E. Coloque empaques adecuados a las bridas, verificando que el apriete de esta sea suave y balanceado en cada uno de los puntos de apriete (apriete cruzado). F. Anote modelo y número de serie para consultas posteriores. G. No opere el equipo a velocidades superiores a las establecidas. H. No sobrepase la presión establecida. I. No opere el equipo a temperaturas no indicadas. J. Recuerde que es conveniente tener partes de repuesto o bombas en existencia y aún mas si la bomba es parte esencial del proceso. K. Si su equipo maneja líquidos corrosivos, inflamables, calientes o tóxicos debe ser drenado, lavado y ventilado antes de su desarme. L. Conserve estas instrucciones de mantenimiento. - 12 -