Ing. de Mantenimiento

Ing. Francis Paredes

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MantenimientoBombas Centrífugas

Ing. Francis Paredes

Clasificación general de las bombas

Existen varios tipos de bombas que se pueden clasificar de la siguiente manera:

* ReciprocantesDesplazamiento

Positivo * Rotatorias

DinámicasBOMBAS* Centrifugas

* Especiales

Algunos tipos de bombas centrifugas

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ImpulsorVórtex

Abierto

Cerrado

Componentes principales Bomba con impulsor en voladizoComponentes principales

Eje

Impulsor

Carcasa

Cámara de

sello

Rodamientos

(apoyos)

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Sello del Eje : Dispositivo mecánico que impide la entrada o salida de un fluido de un lugar a otro.

� Empaques / prensaestopas

Componentes principales

� Sello mecánico

Componentes principales Sello mecánico

� Película de fluido:� Previene el contacto entrelas caras

� Proporciona lubricación� Minimiza la acumulación desólidos.

� Reduce la generación decalor por fricción

� ¿Puede trabajar en seco?� Normalmente NO.Únicamente si la lubricación es externa(Ej. Lub. por aceite)

Cuerpo de la bomba

Fluido de proceso

Cara rotativa

Caraestacionaria

Componentes principales

Disposición al interior de la caja de sellado

Sellado del eje

Sello mecánico

1.- Tornillo Allen (prisionero)

2.- O’ring de parte rotativa

3.- Pin de arrastre

4.- Cara rotativa

5.- Cara estacionaria

6.- O’ring de parte estacionaria

7.- Brida

8.- Pin de parte estacionaria

9.- Bocina / eje

10.- Resortes

11.- Retenedor

Sellado del eje

Sello mecánico

SELLOS MECÁNICOS

Algunas de las causas más comunes de fallas en los sellos

mecánicos son:

�Manipulación Inapropiada de los Componentes del Sello�Montaje Incorrecto del Sello� Selección Inapropiada del Diseño del sello� Procedimientos Inadecuados de Arranque y de Operación� Contaminantes dentro del fluido�Malas condiciones del equipo

Sellos mecánicos

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Cargas en el eje

Impeller AxialThrust

Impeller Radial Thrust

Hydraulically Induced Forces due to Recirc. and Cavitation

Hydraulic Imbalance

Seal

Radial Thrustdue to Impellerand Misalignment

Axial Load from Misalignment

Radial Thrustdue to Impeller and Misalignment

Bombas Grundfos End-SuctionAceros Arequipa, Pisco

Cavitación en Bombas Centrífugas

• Fenómeno que ocurre cuando la presión absoluta

dentro del impulsor se reduce hasta alcanzar la

presión de vapor del líquido bombeado y se formanburbujas de vapor. El líquido comienza a “hervir”.

• Estas burbujas colapsan al aumentar la presión dentro

de la bomba originando erosión del metal.

• Se manifiesta como ruido, vibración; reducción del

caudal, de la presión y de la eficiencia. Originan

deterioro del sello mecánico.

• NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD)

Cavitación

Vaporización de un líquido seguido por una rápida condensación (bubble

collapse). Ocurre cuando la presión local desciende por debajo de la

presión de vapor.

Cavitación

Inicio de

burbuja

Crecimiento

de la burbuja

Colapso

de la

burbuja

Presión de Vapor

Pre

sió

n e

stát

ica

Cavitación

Erosión por cavitación

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Grandes volumenes de vapor

pueden causar:

• Reducción en la generación de

carga, o pérdida de cebado.

• Flujos crecientes e inestables.

� El colapso de las burbujas crean

intensas presiones (10.000 psi) y

ondas de choque.

� Las intensas presiones cerca de

superficies metálicas superan la

resistencia del material.

� Se generan superficies picadas.

Cavitación

ColapsoIncremento de la presión

CavitaciónNPSH

� Si la NPSH proporcionada por el sistema es inferior a la

NPSH requerida por la bomba, se produce la cavitación:

( )

[ ]mg

Fh

g

PP

g

PP

g

Fh

g

PPNPSH

v

vninstalació

1

212

Σ−−

⋅−

=

⋅−

−

Σ++

⋅−

=

ρ

ρρ

Si

(NPSH)inst.< (NPSH)bomba

����

Cavitación

Cavitación - Impulsor

La Cavitación puede ocurrir en la entrada del impulsor, si la presión

de succión cae por debajo de la presión de vapor del líquido

.

Cavitación

Colapso de la burbuja

Formación de la burbuja

Cavitación en la succión

� La bomba genera un vacío en la succión demasiado grande demodo que el liquido que ingresa a la bomba no puedemantenerse en estado líquido.

� El líquido no entra con suficiente energía a la bomba (presión yvelocidad) de modo que se evapora dentro del impulsorgenerando burbujas de vapor.

� Al pasar por el impulsor el fluido vuelva al estado líquido, lasburbujas IMPLOSIONAN violentamente arrancando materialdel impulsor

� Es una condición desfavorable para la bomba, la bomba sepuede dañar severamente.

� Condición a verificar:

NPSHdisponible > NPSHrequerido

Cavitación en descarga

� Ocurre cuando no hay flujo por la bomba (descargacompletamente cerrada) y el líquido recircula dentro dela carcasa.

� El liquido pasa de la zona de alta presión a la de bajapresión rápidamente y se generan burbujas de vapor queIMPLOSIONAN al pasar a la zona de mayor presión.Desprendiendo material del impulsor

� El liquido puede calentarse incluso llegando a hervir porincremento de temperatura� Condición a verificar:Garantizar un flujo mínimo.

REGLA GENERAL para evitar CAVITACION de las bombas:

NPSHdisponible > 0.5 m + NPSHrequerido

Cavitación

� Pobre desempeño de la bomba

� Excesiva vibración

� Operación ruidosa

� Falla prematura de componentes

� Cavitación

con el fin de prevenir:

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Diseño adecuado de Sistemas de Bombeo

(para evitar cavitación)

Esquema de instalación

VALVULA DE PIE Y CANASTILLA

TUBERIA DE SUCCION CON

VALVULA DE PIE

CON CANASTILLA

CORRECTO

BOMBA

DESCARGA

SUCCION

INCORRECTOBOLSA

DE AIRE

Recomendaciones de instalación

BIEN MAL

Recomendaciones de instalación

BIEN MAL

Recomendaciones de instalación

BIEN MAL

CORRECTO MAL

BURBUJAS

DE AIRE