Norma Ansi Hi 6.6 2000
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Norma Nacional Americana para Pruebas de Bombas Con Pistón (o Émbolo) ANSI/HI 6.6-2000 Secretaría Instituto hidráulico www.pumps.org Aprobado 25 de febrero de 2000 American Nacional Standards Institute, Inc.
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Norma Nacional Americana para
Pruebas de Bombas Con Pistón (o Émbolo)
ANSI/HI 6.6-2000
Secretaría Instituto hidráulico www.pumps.org Aprobado 25 de febrero de 2000 American Nacional Standards Institute, Inc.
La aprobación de una Norma Nacional Americana requiere verificación del ANSI de que se han cumplido los requisitos de dicho proceso, consenso y otros criterios para la aprobación por el desarrollador de las normas. El consenso se establece cuando, a juicio de la Junta de Revisión de Normas del ANSI, se ha alcanzado un acuerdo sustancial directa y materialmente entre los interesados. Acuerdo sustancial significa mucho más que una mayoría simple, pero no necesariamente unanimidad. Consenso requiere que considerar todas las opiniones y las objeciones, y que se hizo un esfuerzo concertado hacia su resolución. El uso de normas nacionales americanas es totalmente voluntario; su existencia no excluye a nadie, tanto si ha aprobado las normas o no, desde la fabricación, comercialización, compra o uso de productos, procesos o procedimientos no conforme a las normas. El American National Standards Institute no desarrolla normas y no dará en ningún caso una interpretación de cualquier Norma Nacional Americana. Por otra parte, ninguna persona tendrá el derecho o la autoridad para emitir una interpretación de un Norma Nacional Americana en nombre de la American National Standards Institute. Las solicitudes para las interpretaciones deben dirigirse a la Secretaría o patrocinador cuyo nombre aparece en la página de título de la presente norma. PRECAUCIÓN: Esta Norma Nacional Americana puede ser revisada o retirada en cualquier momento. Los procedimientos del American National Standards Institute requieren que se tomen medidas periódicamente para reafirmar, modificar o retirar esta norma. Los compradores de Normas Nacionales Americanas pueden recibir información actualizada sobre todas las normas llamando o escribiendo al American National Standards Institute. Publicado por Instituto de Hidráulica 9 Sylvan Way, Parsippany, NJ 07054-3802 www.pumps.org Derechos de Autor © 2000 Hydraulic Institute Todos los derechos reservados. Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida en cualquier forma, en un sistema electrónico de recuperación o de lo contrario, sin la previa autorización por escrito de la editorial. Impreso en los Estados Unidos de América ISBN 1-880952-40-8
Contenido Prólogo. Prueba. Alcance. Tipos de pruebas. Terminología. Prueba de rendimiento. Prueba hidrostática de los componentes de retención de la presión. Prueba de la Altura Neta Positiva en la Succión Requerida (NPSHR). Medición del índice de flujo. Medición de la presión. Medición de energía. Medición de velocidad. Medición de temperatura. Intervalo de calibración de instrumentos. Apéndice A Índice Figuras 6.65 Tanque abierto o cerrado. 6.66 Trazado de resultados de la prueba. 6.67 Prueba de nivel de control de NPSH con suministro de sumidero profundo. 6.68 Prueba de control de vacío y/o calor de NPSH con lazo cerrado. 6.69 Resultados de la prueba de NPSHR. 6.70 Apertura de la toma de presión. 6.71 Apertura de la toma de presión soldada. 6.72 Conexiones del medidor. Tablas 6.15 — Símbolos. 6.16 — Subíndices. 6.17 — Tubería recta necesaria antes y después de cualquier ajuste posterior a la tobera en los diámetros de la tubería. 6.18 — Tubería recta necesaria después de cualquier ajuste antes del orificio en diámetros de tubería. 6.19 — Tubería recta necesaria después de la toma de presión de la corriente de la tobera u orificio de la placa antes de cualquier ajuste en diámetros de tubería. 6.20 — Intervalo de calibración de instrumentos recomendado.
Prólogo (No forma parte de la norma)
Propósito y objetivos del Instituto de Hidráulica.
El propósito y objetivos del Instituto son promover el crecimiento continuo y el
bienestar de fabricantes de bombas y fomentar los intereses del público en asuntos
tales como estén involucrados en la fabricación, ingeniería, distribución, seguridad
transportación y otros problemas de la industria y para ello, entre otras cosas:
a) Para desarrollar y publicar estándares para bombas;
b) Para recopilar y difundir información de valor para sus miembros y al público;
c) Atender a sus miembros antes que departamentos gubernamentales y
agencias y otros organismos en relación a asuntos que afecten a la industria;
d) Para aumentar la cantidad y mejorar la calidad de servicio de bombas para
el público;
e) Para apoyar actividades educativas y de investigación;
f) Para promover a los intereses de sus miembros pero no comprometerse en
negocios con fines de lucro o para realizar determinados servicios para sus
miembros o personas individuales distinguidas de actividades para mejorar
las condiciones de negocios e intereses legítimos de todos sus miembros.
El propósito de las normas
1) Las normas de Instituto de Hidráulica se adoptan por interés público y están
diseñadas para ayudar a eliminar los malentendidos entre el fabricante, el
comprador y/o el usuario y ayudar al comprador a seleccionar y obtener el
producto apropiado para una determinada necesidad.
2) El uso de las normas del Instituto de Hidráulica es totalmente voluntario. La
existencia de normas del Instituto de Hidráulica de ninguna manera excluye
a un miembro de la fabricación o venta de productos no conformes a las
normas.
Definición de una norma del Instituto de Hidráulica.
Citando del Artículo XV, Normas, de los estatutos del Instituto, sección B:
"Una norma del Instituto define el producto, material, proceso o procedimiento
referente a uno o más de las siguientes opciones: nomenclatura, composición,
construcción, dimensiones, tolerancias, seguridad, características de
funcionamiento, funcionamiento, calidad, valoración, prueba y servicio para el cual
diseñan."
Comentarios de los usuarios
Los comentarios de los usuarios de esta norma serán apreciados, para ayudar a
que el Instituto de Hidráulica prepare ediciones futuras aún más útiles. Preguntas
que surgen del contenido de esta norma pueden dirigirse al Instituto de Hidráulica.
Todas esas preguntas serán dirigidas a la comisión técnica para la provisión de una
respuesta adecuada.
Si surge una disputa en relación con el contenido de una publicación del Instituto o
de una respuesta provista por el Instituto a una pregunta como indicaron
anteriormente, el punto en cuestión se someterá al Comité Ejecutivo del Instituto de
Hidráulica, que entonces actuará como una Junta de Apelaciones.
Revisiones
Las normas del Instituto de Hidráulica están sujetas a constante revisión y revisiones
se llevan a cabo cada vez que se encuentra necesario para nuevos desarrollos y
progresos en el arte. Si no hay revisiones en cinco años, las normas son reafirmadas
usando el procedimiento de escrutinio del ANSI.
Unidades de Medidas
Unidades de métricas de medidas; unidades correspondientes de Estados Unidos
aparecen en corchetes. Tablas, gráficos y muestras de cálculos se muestran tanto
en sistema métrico como en unidades de Estados Unidos.
Puesto que los valores indicados en unidades métricas no son exactamente
equivalentes a los valores indicados en las unidades de Estados Unidos, es
importante que las unidades seleccionadas de medida que se aplicarán estén
declaradas en esta norma. Si no hay tal declaración, las unidades métricas deben
usarse.
El consenso para esta norma fue alcanzada por el uso del método de
escrutinio
Se contactó con las siguientes organizaciones, reconocidas por tener un interés en
la normalización de bombas centrífugas previo a la aprobación de esta revisión de
la norma. La inclusión en esta lista no implica necesariamente que la organización
coincidió con la presentación de la norma propuesta a ANSI.
Bal Seal Engineering
Black & Veatch LLP
Bran & Luebbe
Brown & Caldwell
Camp Dresser & McKee, Inc.
Cheng Fluid Systems, Inc.
David Brown Union Pumps
DeWante & Stowell
Equistar LP
Exeter Energy Limited Partnership
Fluid Sealing Association
Illinois Department of Transportation
Ingersoll-Dresser Pump Company
Krebs Consulting Service
Malcolm Pirnie, Inc.
Marine Machinery Association
McFarland Pump Company
Pacer Pumps
Pinellas County, Gen. Serv. Dept.
The Process Group, LLC
Raytheon Engineers & Constructors
Skidmore
South Florida Water Mgmt. Dist.
Stone & Webster Eng. Corp.
Summers Engineering, Inc.
Systecon, Inc.
Tuthill Pump Group.
6.6 Prueba
6.6.1. Alcance
Esta norma es para es para bombas de poder con
pistón, incluyendo bombas dosificadoras de
volumen controlado, que son impulsadas por
energía desde una fuente externa aplicada al eje
de la manivela. Incluye procedimientos para
probar tales bombas.
Estas normas sólo aplican para la prueba de la
bomba, salvo indicación contraria.
El tipo de prueba que se realiza y equipo auxiliar
a utilizar debe ser acordado por el comprador y el
fabricante antes de la prueba.
No es la intención limitar o restringir las pruebas a
sólo aquellos descritos aquí. Pueden existir
variaciones en los procedimientos de prueba sin
violar el propósito de esta norma. Las
excepciones podrán adoptarse si se acuerda
entre las partes involucradas sin sacrificar la
validez de las partes aplicables de la norma.
6.6.1.1. Objetivo
Esta norma proporciona procedimientos
uniformes para pruebas de rendimiento
hidrostático, hidráulico y mecánico de la bomba y
para la grabación de los resultados de las pruebas
de bombas con émbolo.
Los métodos de pruebas de vibración y acústica
no están incluidos en la presente norma. Vaya a
ANSI/HI 9.1-9.5-2000, sección 9.5 Medición de
Sonido, para los procedimientos de análisis
acústicos.
6.6.2. Tipos de pruebas
Esta norma contiene los procedimientos para
los siguientes tipos de pruebas:
a) Prueba de desempeño para demostrar uno de los
siguientes:
1) Integridad mecánica a velocidad y a presión
especificada;
2) Velocidad de flujo e integridad mecánica a
velocidad y a presión especificada;
3) Velocidad de flujo, potencia e integridad mecánica
a velocidad y a presión especificada.
Pruebas opcionales de la siguiente manera
cuando se especifica:
b) Prueba hidrostática de presión conservando
componentes se describe en la sección 6.6.5;
c) Neto positivo aspiración principal pruebas se
describen en la sección 6.6.6.
6.6.2.1 Prueba de desempeño
A menos que se especifique lo contrario, la
Velocidad de flujo, presión y eficiencia se basan
en banco de pruebas utilizando agua calentada a
20°C (68°F).
Si la instalación no puede probar a velocidad
clasificada por limitaciones en potencia,
frecuencia eléctrica o variadores de velocidad
disponibles, la bomba se puede analizar entre
50% y 200% de la velocidad nominal.
6.6.3 Terminología
Los siguientes términos y símbolos se utilizan
para designar los parámetros de la prueba
utilizados en relación con las pruebas de la
bomba.
6.6.3.1 Símbolos
Ver Tabla 6.15 en la página 2.
6.6.3.2 Subíndices
Ver Tabla 6.16 en la página 3.
6.6.3.3 Punto de Condición Nominal
El punto de condición nominal se aplica a la
velocidad del flujo, presión de descarga, presión
de succión, NPSHR, velocidad y potencia de la
bomba como se especifica en la orden.
6.6.3.4 Punto de Condición Normal
El punto de Condición Normal se aplica hasta el
punto en el cual la bomba funcionará
normalmente. Puede ser el mismo que el punto de
condición nominal.
6.6.3.5 Volumen (unidades estándar)
La unidad estándar de volumen será:
1) Métrica – metro cúbico;
2) Unidades Americanas – Galón americano
o pies cúbicos.
El peso específico (gamma) del agua a una
temperatura de 20° C (68° F) se considerará
como 396 kN/m3 (62.3 Ib/pie3). Para otras
temperaturas, se harán las correcciones para el
peso específico adecuado, utilizando los valores
de las tablas ASME de vapor.
Tabla 6.15 — Símbolos
Símbolo Término Unidad Métrica Abreviatura Unidad Americana
Usual Abreviatura
Factor de Conversión a
A Área Milímetros cuadrados mm2 Pulgadas cuadradas in2 645.2 a Área del vástago del pistón Milímetros cuadrados mm2 Pulgadas cuadradas in2 645.2
β (beta) Medida o proporción de orificio Sin dimensión — Sin dimensión — 1 C Coeficiente de aceleración alta Sin dimensión — Sin dimensión — 1
D Desplazamiento Metros cúbicos por hora m3/h Galones
americanos/minuto gpm 0.2271
d Diámetro Milímetros mm Pulgadas in 25.4 Δ (delta) Incremento Sin dimensión — Sin dimensión — 1 η (eta) Eficiencia Porcentaje % Porcentaje % 1
g Aceleración gravitacional Metros/segundo cuadrado m/s2 Pies/segundo cuadrado ft/sec2 0.3048 ϒ (gamma) Peso específico Libras/pie cúbico lb/ft3
h Altura Metros m Pies ft 0.3048 L Carrera Milímetros mm Pulgadas in 25.4 M Número de pistones Sin dimensión — Sin dimensión — 1 n Velocidad Revoluciones/minuto rpm Revoluciones/minuto rpm 1
NPSHA Altura Neta Positiva en la Succión
Disponible Kilopascal kPa Libras/pulgada cuadrada psi 6.895
NPSHR Altura Neta Positiva en la Succión
Disponible Kilopascal kPa Libras/pulgada cuadrada psi 6.895
ν (nu) Viscosidad cinemática Milímetros
cuadrados/segundo mm2/s
Segundos Saybolt Universal
SSU 0.22
π Pi Sin dimensión — Sin dimensión — 1 p Presión Kilopascal kPa Libras/pulgada cuadrada psi 6.895 P Potencia kilowatt kW Caballos de fuerza hp 0.7457 q Velocidad de flujo Metros cúbicos/hora m3/h Pie cúbico/segundo ft3/sec 101.94
Q Velocidad de flujo Metros cúbicos/hora m3/h Galones
americanos/hora gpm 0.2271
ρ (rho) Densidad Kilogramo/metro cubico kg/m3 Libra-masa/pie cúbico lbm/ft3 16.02 s Gravedad específica Sin dimensión — Sin dimensión — 1 S Patinamiento Porcentaje % Porcentaje % 1
t Temperatura Grados Celsius °C Grados Fahrenheit °F (°F-32)x5
9
τ (tau) Torque Newton-metro N∙m Libra-pie lb-ft 1.356 v Velocidad Metros/segundo m/s Pie/segundo ft/sec 0.3048 V Volumen específico Metros cúbicos/kilonewton m3/kN Pie cúbico/libra ft3/lb 6.365 x Exponente Ninguno — Ninguno — 1 Z Elevación dato inferior o superior Metros m Pie ft 0.3048
a Factor de conversión x Unidades Americanas = unidades métricas
6.6.3.5.1 Carrera (L)
El desplazamiento en un movimiento unidireccional
completo del pistón o émbolo.
6.6.3.5.2 Bomba de desplazamiento (D)
El volumen desplazado por todos los pistones o
émbolos por unidad de tiempo. Deducción para el
volumen de la varilla del pistón se hace en las
bombas de tipo doble pistón.
Para bombas de simple efecto, émbolo o pistón:
(Métrico) 𝐷 =𝐴𝐿𝑛𝑀
16,7×106
(Unidades americanas) 𝐷 =𝐴𝐿𝑛𝑀
231
Para bombas de doble pistón, sin barras de cola:
(Métrico) D =(2A-a)LnM
16,7×106
(Unidades americanas) 𝐷 =(2𝐴−𝑎)𝐿𝑛𝑀
231
Para bombas de doble pistón con barras de cola:
(Métrico) D=2(A-a)LnM
16,7×106
(Unidades americanas) 𝐷 =2(𝐴−𝑎)𝐿𝑛𝑀
231
Donde:
M = número de pistones o émbolos
D = desplazamiento de la bomba
A = área del pistón/émbolo
a = área de la barra de pistón
n = velocidad en rpm
L = barra de cola de longitud
6.6.3.5.3 Barra de Cola
Una barra de cola es una barra auxiliar conectada
al pistón en el lado opuesto del vástago conductor,
penetrando la tapadera final del extremo a través
de una empaquetadura adicional. Su función es
proporcionar un equilibrio de fuerza hidráulica
sobre el pistón del líquido al igualar las áreas de
pistón de doble efecto neto.
6.6.3.5.4 Derrapamiento (S)
La pérdida de velocidad de flujo, expresada como
una fracción o un por ciento de los
desplazamientos, debido a las fugas más allá de
las válvulas (incluyendo el reflujo) causadas por
retraso cierre y fluya sin pasar por pistones de
doble efecto. Derrapamiento no incluye fuga desde
el extremo del líquido o compresibilidad de fluido.
Tabla 6.16 — Subíndices
Subíndice Término Subíndice Término
a Absoluto dvr Entrada controlador b Barométrico p Bomba c Pistón o émbolo r Barra/biela g Indicador s Succión H Altura total t Teórico i Entrada Δ (delta) Diferencial
max Máximo v Velocidad min Mínimo V Volumen mot Motor vp Presión de vapor ni Entrada neta w Agua o hidráulico o Salida x Exponente
oa Total, global 1 Condición de prueba d Descarga 2 Condición específica
6.6.3.5.5 Velocidad de flujo (Q)
La cantidad de líquido realmente entregado por
unidad de tiempo en condiciones de succión. Se
supone que no hay gases ocluidos en las
condiciones establecidas.
6.6.3.6 Referencia
La línea central de la entrada de la bomba del cual
todas las elevaciones y el NPSH (NPIP) son
medidas. La presión de elevación (pz) hasta la
referencia es positivo cuando el indicador está por
encima de la referencia y negativo cuando el
medidor está por debajo de la referencia.
6.6.3.7 Presión (p)
Es la expresión de la energía que contiene el
líquido en las unidades de la fuerza por unidad de
área.
6.6.3.7.1 Medidor de presión (pg)
La energía de la presión del líquido determinado
por un medidor de presión u otro dispositivo de
medición de la presión, en relación con la
atmósfera.
6.6.3.7.2 Presión de elevación (pz)
La energía potencial del líquido debido a la
elevación del calibrador o superficie líquida por
encima o por debajo de la referencia, expresada
como equivalente de la presión.
6.6.3.7.3 Elevación total (Z)
La distancia vertical desde la línea central de un
calibrador de presión o de líquido a la referencia.
6.6.3.7.4 Presión de velocidad (Pv)
La energía cinética del flujo líquido expresado en
presión equivalente. Se determina como sigue:
(Métrico) 𝑃𝑣 =v2
2g⁄
0.102× 𝑠
(Unidades americanas) 𝑃𝑣 =v2
2g⁄
2.31× 𝑠
6.6.3.7.5 Presión de succión total
La presión de succión total es la suma algebraica
de la presión del indicador de succión, la presión de
la velocidad y la presión de elevación medidos en
el lado de aspiración de la bomba:
(Métrico)
Ps=Pgs+[
𝑉𝑠2
2g+Zs] s
0.102⁄ kPa
(Unidades americanas)
Ps=Pgs+[
𝑉𝑠2
2g+Zs] s
2.31⁄ kPa
La presión de velocidad, Vs2/2g, se computa para la
velocidad del líquido en el punto indicador adjunto.
La elevación total, Z, se refiere a los datos de
referencia y es positiva cuando está encima de
referencia y negativo cuando está debajo de
referencia.
6.6.3.7.6 Elevación de succión total.
Cuando la presión de succión total es negativa, a
menudo se llama elevación de succión total.
6.6.3.7.7 Presión total de descarga (pd)
La presión total de descarga es la suma algebraica
de la presión alta, la presión de la velocidad y la
presión de elevación medidos en el lado de
descarga de la bomba:
(Métrico)
Pd=Pgd+[
𝑉𝑑2
2g+Zd] s
0.102⁄ kPa
(Unidades americanas)
Pd=Pgd+[
𝑉𝑑2
2g+Zd] s
2.31⁄ kPa
6.6.3.7.8 Total presión diferencial (pH)
La presión diferencial total es la medida del
aumento de la presión impartida al líquido por la
bomba y por lo tanto la diferencia entre la descarga
de presión y la presión de succión total:
𝑃𝐻 = 𝑃𝑑 − 𝑃𝑠
6.6.3.7.9 Altura Neta Positiva en la Succión
Disponible (NPSHA) (presión neta positiva de
entrada (NPIPA))
La Altura Neta Positiva en la Succión Disponible
(NPSHA) es la altura total de succión absoluta de
líquido, determinado en la tobera de succión y
llevado a la referencia, menos la presión absoluta
de vapor del líquido a la temperatura del líquido
bombeado:
NPSHA(NPIPA) = Psa-Pvp
Donde:
Psa = Presión de succión total + Presión barométrica
= Ps+Pb
Ó
NPSHA (NPIPA)=Ps+Pb-Pvp
6.6.3.7.10 Altura Neta Positiva en la Succión
Requerida (NPSHR) (presión neta positiva de
entrada requerida (NPIPR))
La Altura Neta Positiva en la Succión Requerida
(NPSHR) es la altura total de succión absoluta de
presión, determinado en la tobera de succión y
llevado a la referencia, menos la presión absoluta
de vapor del líquido requerido para prevenir más
del 3% de pérdidas en velocidad de flujo de la
bomba a una presión y velocidad específica.
6.6.3.8 Potencia [eléctrica] (P)
Potencia es el trabajo requerido por unidad de
tiempo para operar la bomba, expresada en las
siguientes unidades:
1) Métrico - Kilowatts;
2) Unidades americanas - Caballos de fuerza.
6.6.3.8.1 Potencia de salida de la bomba (Pw)
Es la energía impartida al líquido por la bomba.
También se llama caballos de fuerza líquida.
(Métrico) Pw = Q×pH
3600⁄
(Unidades americanas)
Pw = Q×pH
1714⁄
6.6.3.8.2 Potencia de entrada de la bomba (Pp)
La potencia entregada al eje de la bomba del motor
para el acoplamiento de la bomba. A veces se
llama freno de caballos de fuerza.
6.6.3.8.3 Potencia total de entrada (Pmot)
Es la potencia requerida por el motor de la bomba
o motor primario. A veces se llama potencia del
motor.
6.6.3.8.4 Eficiencia de la bomba (ηp)
Es el cociente de la potencia de salida de la bomba
y la potencia de entrada de la bomba expresado en
porcentaje:
ηp= (PwPp
⁄ ) ×100
6.6.3.8.5 eficiencia global (ηOA)
Es el cociente de la potencia de salida de la bomba
y la potencia total de entrada de la bomba
expresado en porcentaje:
ηOA= (PwPmot
⁄ ) ×100
6.6.3.8.6 Eficiencia volumétrica (ηV)
Es el cociente de la velocidad de flujo de la bomba
y su desplazamiento expresado en porcentaje:
ηV= (QD
⁄ ) ×100
6.6.4 Prueba de rendimiento
6.6.4.1 Aprobación de la prueba de rendimiento.
La tolerancia de aprobación se aplica solamente al
punto de condición nominal.
Mientras las bombas deben revisarse
estrechamente para el buen funcionamiento
mecánico durante pruebas de rendimiento, el grado
y extensión de dicha comprobación es
independiente del nivel de las tolerancias de
aprobación.
6.6.4.2 Testimonio de las pruebas de
rendimiento
El comprador o el representante designado por el
comprador puede presenciar la prueba solicitada
por el comprador en la orden de compra.
6.6.4.3 Valores de aceptación de la prueba de
rendimiento.
Las siguientes secciones describen las variaciones
aceptables de valores nominales para ciertos
parámetros de la prueba.
6.6.4.3.1 Prueba de rendimiento tipo I
La prueba tipo I es la prueba de producción
estándar del fabricante para el aseguramiento de la
calidad y establecimiento de conformidad con
criterios mecánicos o de rendimiento del fabricante
comercial.
6.6.4.3.2 Prueba de rendimiento tipo II (en
adición al tipo I)
La velocidad no será inferior al 50% de la velocidad
nominal, y la presión de descarga será entre 100 y
105% de la presión nominal. La velocidad de flujo
de no deberá tener ninguna tolerancia negativa
después de la corrección a la velocidad nominal de
la prueba de velocidad actual.
6.6.4.3.3 Prueba de rendimiento tipo III (en
adición al tipo I y II)
La eficiencia mecánica de la bomba no será inferior
al 99% de eficiencia nominal. La potencia no será
mayor a 106% de la potencia nominal para permitir
la tolerancia de velocidad de flujo y eficiencia.
6.6.4.4 Instrumentación para la prueba de
rendimiento
6.6.4.4.1 Introducción
La instrumentación para la prueba de rendimiento
será seleccionado para que pueda proporcionar
mediciones con la precisión que se muestra en la
sección 6.6.4.4.2 en condiciones nominales. Los
instrumentos no necesitan ser calibrados
específicamente para cada prueba pero deben ser
calibrados periódicamente por el fabricante del
instrumento u otra parte conveniente. Consulte la
Tabla 6.20 para períodos adecuados entre la
calibración de instrumentos para pruebas de
rendimientos.
6.6.4.4.2 Fluctuación1 y precisión de
instrumentos
Fluctuaciones aceptables de las lecturas de la
prueba durante la prueba y precisión de los
instrumentos son como se muestran en la siguiente
tabla:
Medidas reales
Fluctuación aceptable de las lecturas de
prueba en ±% de los valores
Precisión del instrumento en
±% de los valores
Velocidad de flujo
5 1.5
Presión diferencial
2 1
Presión de descarga
2 1
Presión de succión
2 1
Potencia de entrada
2 1.5
Velocidad de bomba
0.3 0.3
6.6.4.5 Configuración de prueba de rendimiento
Esta sección contiene las directrices generales
para la configuración de prueba de la bomba para
asegurar resultados exactos e iguales (véase figura
6.65). Debe entenderse que las configuraciones de
la prueba que no se ajusten con respecto a la
estructura de admisión, tuberías y equipos de
medición pueden no imitar resultados.
La prueba de la bomba puede utilizar, pero no está
limitada a, las siguientes:
1. Motor proporcionado por fábrica o
comprador. Dependiendo del método
utilizado para medir la potencia de entrada
de la bomba, datos de la eficacia del motor
pueden ser necesarios;
2. Unidad reductora de velocidad
proporcionada por fábrica o comprador, si
es necesario. Para establecer con precisión
potencia de entrada de la bomba, pueden
requerirse datos de eficiencia del reductor
de velocidad;
3. Un tubo de succión o manguera de una
bomba de carga, tanque cerrado o
sumidero abierto, correctamente del
tamaño de la bomba a probar. El flujo en la
bomba deberá estar libre de remolinos y
tendrá distribución simétrica velocidad.
4. Un medidor compuesto adecuado para la
medición del rango completo de presiones
de succión, ya sean positivos o negativos;
5. Una tubería de descarga o una manguera
con un dispositivo de interrupción
(regulación) de presión;
6. Un medidor de presión de descarga o
medidores adecuados para la medición del
rango completo de presiones;
7. Humectadores pueden usarse para los
indicadores de succión y descarga, tales
como válvulas de aguja o tubos capilares
para frenar las presiones en los medidores;
8. Un medio para medir la potencia de entrada
a la bomba debe ser proporcionado y
deberá ser el adecuado para la medición del
rango completo de potencia;
9. Un medio para medir la velocidad de la
bomba;
10. Configuraciones de prueba diseñadas para
la prueba NPSH estarán proporcionadas de
un medio para bajar el NPSH a la bomba,
(por ejemplo, una válvula reguladora con
pantalla opcional o paletas reversibles),
nivel variable del sumidero, bomba de vacío
de succión del tanque o calentador de
tanque de succión;
11. Un medio para medir la temperatura del
líquido a prueba;
12. Se determinará las dimensiones reales de
las aberturas de succión y descarga donde
se van a tomar las lecturas de presión, para
que se puedan hacer los cálculos
adecuados de velocidad de la presión.
1 Para prevenir resultados erróneos debido a los inherentes flujos pulsantes, se debe usar instrumentación con sensibilidad a la frecuencia que
responde menos que la frecuencia de bombeo.
6.6.4.6 Procedimiento de la prueba de
funcionamiento
Los siguientes datos, en su caso, deben ser
obtenidos antes de la prueba (ver hoja de datos de
muestra en la página 8):
1. Registro del tipo de bomba, tamaño y
número de serie;
2. Verificación de propiedades de líquidos y
temperatura se tomarán antes y después de
las pruebas (más a menudo durante
pruebas de NPSH o con bombas de alta
potencia);
3. La temperatura ambiente y presión
barométrica;
4. Registros de dimensiones críticas de
instalación tales como dimensiones
internas del tanque, dimensiones internas
de la tubería y los niveles de líquido en
relación con datos de referencia;
5. Datos del motor como el tipo, potencia,
velocidad, amperaje, voltaje y eficiencia;
6. Datos del equipo auxiliar como reductores
de velocidad, monitores de vibración,
monitores de presión, detectores de
escape, alarmas, etc.;
7. Registros calibración y factores de
corrección de conformidad con la sección
de instrumentación;
8. Identidad y nivel de autoridad del personal
que realiza la prueba;
9. Dimensiones de las tuberías donde las
lecturas de presión deben ser tomadas,
para que se puedan hacer los cálculos
adecuados de la presión.
Figura 6.65 — Tanque abierto o cerrado
Resumen de los datos necesarios de las bombas que serán probadas La siguiente información debe ser suministrada en base a las bombas a probar: General
1. Nombre del propietario______________________________
2. Ubicación de la planta__________________________________
3. Elevación sobre el nivel del mar _______________________________________
4. Tipo de servicio:__________________________ Bomba
1. Fabricado por ___________________________ 2. Designación del fabricante _________________ 3. No. de serie del fabricante _________________ 4. Arreglo: horiz:___________ vert:____________ 5. Tamaño de succión: Nominal_______________ Real__________________ 6. Tamaño de descarga: Nominal:_____________
Real: _______________ Transmisión intermedia
1. Fabricado por___________________________
2. Tipo:__________________________________
3. Número de
serie:__________________________________
4. Relación de velocidad:____________________
5. Eficiencia:______________________________
Motor 1. Fabricado por:___________________________
2. No. de serie:____________________________
3. Tipo: motor ______ turbina ______ otro_______
4. Potencia nominal:________________________
5. Velocidad nominal:_______________________
6. Características (voltaje, frecuencia,
etc.)___________________________________
7. Datos de
calibración:_____________________________
8. Eficiencia:______________________________
Especificar condiciones nominales La siguiente información es necesaria al especificar las condiciones nominales
1. Liquido bombeado (agua, aceite, etc.):________
2. Peso específico: _________________________
3. Viscosidad a temperatura de bombeo:________
4. Temperatura:___________________________
5. Presión del vapor:________________________
6. Velocidad de flujo: _____________________
7. Elevación de succión total: ___________________ 8. Presión total de succión: _____________________ 9. Carga de succión positiva requerida: ____________ 10. Total de presión de descarga: _________________ 11. Total de presión diferencial: __________________ 12. Potencia de salida: __________________________ 13. Eficiencia (ηp): _____________________________ 14. Potencia de entrada: ________________________ 15. Velocidad: ________________________________
Información de la prueba La información de la prueba debe ser listada substancialmente como sigue: General
1. Lugar de la prueba:__________________________ 2. Fecha:____________________________________ 3. Probado por:_______________________________ 4. Prueba presenciada por:_____________________
Velocidad de flujo
1. Método de medición:________________________ 2. Marca del medidor y no. de serie:______________ _____________________________________________ 3. Datos de calibración:________________________ 4. Temperatura del agua:_______________________
Presión
1. Marca del medidor de succión y no. de serie:_____ _____________________________________________ 2. Datos de calibración:________________________ 3. Marca del medidor de descarga y no. de serie:____ _____________________________________________ 4. Datos de calibración:________________________ _____________________________________________
Potencia
1. Método de medición:________________________ 2. Marca y no. de serie del instrumento:___________ _____________________________________________ 3. Datos de calibración:________________________ _____________________________________________
Velocidad
1. Método de medición:________________________ 2. Marca y no. de serie del instrumento:___________ _____________________________________________ 3. Datos de calibración:________________________ _____________________________________________
6.6.4.7 Registros de pruebas de rendimiento
Se deberán guardar, por dos años, registros
escritos o informáticos completos de toda la
información relevante para la prueba y guardados
en el archivo, disponibles para el comprador de la
instalación de prueba.
6.6.4.8 Cálculos de la prueba rendimiento
Ver tabla 6.15 para términos y unidades para los
símbolos utilizados.
6.6.4.8.1 Cálculo de la presión de entrada o
succión (ps)
(Métrico) Ps=Pgs+s
0.102(
Vs2
2g±Zs)
(Unidades americanas)
Ps=Pgs+s
2.31(Vs
2
2g±Zs)
6.6.4.8.2 Cálculo de la presión de salida o
descarga (pd)
(Métrico) Pd=Pds+s
0.102(
Vd2
2g±Zd)
(Unidades americanas)
Pd=Pds+s
2.31(
Vd2
2g±Zd)
6.6.4.8.3 Cálculo de la presión diferencial total
𝑝𝐻 = 𝑝𝑑 − 𝑝𝑠
6.6.4.8.4 Cálculo de potencia de entrada
La potencia de entrada, cuando se mide por
dinamómetro de transmisión o medidor de torsión,
es:
(Métrico) PP=nτ
60000
(Unidades americanas) PP=nτ
5250
La potencia de entrada, cuando se mide por un
motor eléctrico calibrado, es:
(Métrico) Pp=Pmotηmot
100=kW×
ηmot
100
(Unidades americanas)
Pp=Pmot
ηmot
100=
kW×ηmot
1000.746
Dónde:
kW= Entrada en kilowatts al motor;
ηmot= Eficiencia del motor.
6.6.4.8.5 Cálculo de potencia de salida (caballos
de fuerza líquidos)
(Métrico) Pw=QpH
3600
(Unidades americanas) Pw=QpH
1714
6.6.4.8.6 Cálculo de la eficiencia
η=Pw
Pp
×100
6.6.4.8.7 Trazado de resultados del rendimiento
de la prueba
La Velocidad de flujo, la potencia y la eficiencia
generalmente son trazados como ordenadas en la
misma hoja con la presión diferencial como la
abscisa, como se muestra en la Figura 6.66.
6.6.4.8.8 Corrección del funcionamiento a la
velocidad nominal
Cuando el equipo disponible (por ejemplo,
engranaje de reducción de velocidad) previene la
operación a la velocidad nominal, la prueba deberá
ejecutarse a velocidad reducida y presión
diferencial nominal. La velocidad de flujo, potencia
y NPSH será corregida desde la prueba velocidad
a la velocidad nominal como sigue:
Q2=n2Q1
n1
P2=n2P1
n1
NPSH2= [𝑛2
𝑛1]
2
NPSH1
6.6.4.8.9 Corrección de rendimiento para la
viscosidad
La viscosidad tiene un efecto sobre la eficiencia
volumétrica y la potencia de entrada. Bombas para
servicio viscoso que se prueban con agua pueden
requerir correcciones para aproximar el
rendimiento con el líquido viscoso.
6.6.4.9 Informe de prueba de rendimiento
Una gráfica de los resultados de la prueba es el
contenido normal del informe de prueba. Todas las
partes involucradas en la prueba deberán ser
provistas de una copia de este informe.
Figura 6.66 Gráfica de los resultados de la prueba
6.6.5 Prueba hidrostática de componentes de
retención de presión
6.6.5.1 Objetivo de prueba hidrostática
Para demostrar que la bomba cuando se someta a
presión del líquido no se fugará o fallará
estructuralmente.
Para el propósito de este requisito. "no se fugará"
significa sólo prevención de fuga de líquido a través
de las superficies externas de la bomba,
normalmente a la atmósfera.
6.6.5.2 Parámetros de la prueba hidrostática
Cada parte de la bomba que contiene líquido bajo
presión será capaz de soportar una prueba
hidrostática en no menos de 150% de la presión
que se produciría en esa parte cuando la bomba
está funcionando en condiciones nominales para
las aplicaciones dadas de la bomba.
Componentes o bombas ensambladas — Los
ensayos se realizarán en los componentes que
retienen el líquido o en la bomba ensamblada.
Componentes — Los ensayos se realizarán en los
componentes que retienen el líquido tales como el
cilindro de la bomba. Debe tener cuidado de no
imponer presión superior al 150% del diseño en
áreas diseñadas para la operación de presión más
baja.
Bomba ensamblada — Los ensayos se realizarán
en toda el área que retiene el líquido de la bomba,
pero se debe tener cuidado de no imponer presión
superior al 150% del diseño en áreas tales como
colectores de admisión.
Duración de la prueba — La prueba de presión se
deberá mantener durante un período suficiente de
tiempo para permitir un examen completo de las
partes bajo presión. La prueba hidrostática se
considerará satisfactoria cuando no se observen
fugas o fallas estructurales durante un mínimo de 3
minutos para bombas de 75 kW (100 caballos de
fuerza) e inferiores, 10 minutos por encima de 75
kW (100 caballos de fuerza).
Prueba de líquido – El líquido de prueba deberá ser
agua o aceite con una viscosidad máxima de 32
centistokes (150 SSU) a temperatura de prueba.
Temperatura — Si la parte probada es para operar
a una temperatura en que la fuerza del material
está por debajo de la resistencia del material a
temperatura ambiente, la presión de la prueba
hidrostática se debe multiplicar por un factor
obtenido al dividir la tensión de trabajo permisible
para el material a temperatura ambiente por la
temperatura de operación. La presión así obtenida
será entonces la presión mínima en el cual la
presión hidrostática se debe realizar. La hoja de
datos debe listar la presión real de la prueba
hidrostática.
6.6.5.3 Procedimiento de prueba hidrostática
Los componentes a probarse deberán tener todas
las aberturas selladas adecuadamente. Deben
adoptarse disposiciones para ventilar el aire en el
punto más alto sobre el componente. El
componente se llenará con el líquido de prueba,
presurizado, y la prueba de presión deberá
mantenerse durante la duración de la prueba.
Ninguna fuga del componente probado deberá ser
visible; sin embargo, será permitida la fuga a través
de la empaquetadura de la caja o entre las válvulas
y el asiento.
6.6.5.4 Registro de la prueba hidrostática
Se deberán guardar, por dos años, registros
escritos o informáticos completos de toda la
información relevante para la prueba y guardados
en el archivo, disponibles para el comprador de la
instalación de prueba.
Esta información debe incluir:
1. Identificación de modelos, tamaños,
número de serie;
2. Prueba de líquido;
3. Máximas admisibles presiones y
temperatura;
4. Prueba hidrostática duraciones de presión y
prueba.
6.6.6 Prueba de la Altura Neta Positiva en la
Succión Requerida (NPSHR)
6.6.6.1 Objetivo de la prueba NPSHR
Para determinar la Altura Neta Positiva en la Succión
Requerida NPSHR (NPIPR) requerida por la bomba.
6.6.6.2 Equipo para la prueba NPSHR (circuito
de prueba)
Se muestran tres arreglos típicos para determinar
las características de la cavitación de las bombas.
En el primer arreglo, Figura 6.65, la bomba es
suministrada desde un suministro constante de
nivel a través de una válvula de mariposa, que es
seguida por una sección de tubo que contienen
paletas reversibles o siete diámetros de tubo recto
para enderezar el flujo. Este arreglo disipa la
turbulencia producida por la válvula del acelerador
y hace posible una lectura exacta de la presión en
la entrada de la bomba de succión.
Este arreglo simple generalmente es satisfactorio
para una NPSHR superior a 35 kPa (5 psi), aunque
la turbulencia en la válvula del acelerador tiende a
acelerar la liberación de aire disuelto o gas del
líquido que se lleva a cabo como se reduce la
presión sobre el líquido. Una prueba hecha con
este arreglo generalmente indica una NPSHR más
alta que el que puede esperarse con líquido
aireado.
En el segundo arreglo, Figura 6.67, la bomba es
suministrada por un sumidero en el que puede
variar el nivel de líquido para establecer la NPSH
deseada. Este arreglo proporciona una succión real
y por lo tanto casi duplica las condiciones de
funcionamiento de bombas de agua servicio. Debe
tenerse cuidado para evitar un vórtex debido a que
el nivel de líquido es muy variado.
En el tercer acuerdo, Figura 6.68, la bomba se
suministra desde un tanque cerrado en el que el
nivel se mantiene constante y la NPSH se ajusta
variando la presión de aire o gas sobre el líquido, la
temperatura del líquido, o ambos.
Este tercer arreglo tiende a tirar el líquido de gas o
aire disuelto. Da una medida más precisa de
rendimiento de la bomba sin que influya la
liberación de aire o gas. Este arreglo casi duplica
las condiciones de servicio, donde una bomba toma
su suministro de un recipiente cerrado con el
líquido en o cerca de su presión de vapor. También
es aceptable para probar con un circuito cerrado sin
el tanque cerrado en el lado de succión.
6.6.6.3 Prueba de líquido de la NPSHR
Se utilizará agua.
Figura 6.67 Prueba de nivel de control de la NPSH con sumidero profundo
6.6.6.4 Prueba de aireación del agua NPSHR
La aireación del agua deberá minimizarse tomando
las siguientes precauciones:
Líneas de retorno sumergidas;
Depósito de tamaño adecuado para permitir
la remoción de aire logrando las presiones
necesarias, positivas o negativas
Entrada de la línea bien ubicada para evitar
vórtex
Placas separadoras en el depósito para
aislar la entrada de línea de retorno;
Acoplamientos y empaquetadura apretados
para protegerse contra fugas de aire en el
sistema;
Uso del estabilizador de succión con aire
situado lo más cerca posible a la conexión
de succión de la bomba.
6.6.6.5 Procedimiento de prueba de la NPSHR
La prueba NPSH debe realizarse a presión
diferencial constante (especificado presión a
menos que sea limitada por la potencia disponible)
y la velocidad durante la medición de caudal en
distintos valores de NPSH disponible. La NPSH
debe reducirse gradualmente hasta que la tasa de
pérdida de flujo alcance 3%.
Figura 6.68 Prueba de control de vacío y/o de calor de la NPSH con lazo cerrado
Durante en el servicio, la bomba debe ser operada
por encima a la NPSHR si se quiere evitar la
corrosión, ruido, vibración, operación inestable e
incluso fallas mecánicas. El margen de operación
de la NPSHA sobre la NPSHR depende de la
bomba en particular, líquido e instalación.
Durante la prueba, debe tenerse cuidado para
evitar la operación en cavitación profunda. Si eso
ocurriera con la válvula reguladora de succión,
debe abrirse la válvula de descarga para liberar la
carga de la bomba simultáneamente con la
apertura de la válvula reguladora de succión.
6.6.6.5.1 Corrección de la NPSHR a velocidad
nominal
NPSHR2= (n2
n1
)2
NPSHR1
Donde:
n1= Prueba de velocidad en rpm;
n2 = Velocidad en rpm.
Si se puede demostrar que con una bomba en
particular, bajo condiciones específicas de
operación y exponente diferente al cuadrado de la
velocidad, existe dicho exponente puede ser
reconocido y utilizado.
6.6.6.5.2 Tolerancia de los parámetros de la
prueba NPSHR
Los parámetros de la prueba deberán mantenerse
dentro de los límites indicados.
Parámetro de prueba Mantener dentro de
% requerido
Velocidad ±7% a
Presión ±2%
Temperatura ±3% a Sujeto a proporción de engranes disponibles y la frecuencia de A.C. Acordado por las partes en la prueba deberá obtenerse si es necesaria una mayor variación.
6.6.6.5.3 Presentación de datos de la prueba
NPSHR
Los resultados se representarán gráficamente en
papel milimétrico. La abscisa indica la NPSHA
(NPIPA) del agua y la ordenada indica la velocidad
de flujo. La NPSHR (NPIPR) de la bomba se
deberá marcar en la curva (ver Figura 6.69).
Cuando sea necesario, se pueden generar curvas
adicionales por velocidad variable de la bomba o la
viscosidad líquida, por lo tanto, producir una familia
de curvas que ilustra el efecto de esos parámetros.
6.6.7 Medición de caudal
Cualquier sistema de medición de caudal puede
utilizarse para medir la velocidad de flujo de la
bomba. Sin embargo, debe instalarse para que el
todo el caudal de la bomba pase a través del
instrumento.
Los instrumentos de velocidad de flujo se clasifican
en dos grupos funcionales. Un grupo
principalmente mide la cantidad de lotes, y el otro
principalmente mide el caudal o velocidad de flujo
6.6.7.1 Medición de caudal o velocidad de flujo
por peso
Medición de caudal por peso depende de la
exactitud de las balanzas utilizadas y la exactitud
de la medición del tiempo. Una certificación de las
escalas se convertirá en parte de la prueba, o, en
ausencia de la certificación, la balanza se calibrará
con pesos estándar antes o después de la prueba.
Los intervalos de tiempo para el periodo de
recolección deben medirse con una precisión de un
cuarto de uno por ciento.
6.6.7.2 Medición de caudal o velocidad de flujo
por volumen
Esto se hace mediante la medición del cambio en
el volumen de un tanque o depósito durante un
período de tiempo medido.
El tanque o depósito puede colocarse en el lado de
entrada o descarga de la bomba y todo flujo dentro
o fuera del tanque o depósito debe pasar a través
de la bomba.
Al establecer el volumen del depósito por medidas
lineales, debe prestarse atención a la regularidad
geométrica (llanura, paralelismo, redondez, etc.) de
las superficies del depósito así como los cambios
dimensionales debido a la dilatación o contracción
o distorsión resultante de la presión hidrostática del
líquido.
Los niveles de líquido se medirán por instrumentos
tales como medidores de altura.
En algunos lugares y bajo ciertas circunstancias, la
evaporación y pérdida de líquido por la
condensación pueden ser significativos y pueden
ser mayores que los efectos de la expansión
térmica o contracción. La tolerancia para dicha
pérdida se tendrá que efectuar, o deberá evitarse
la pérdida.
Figura 6.69 Resultados de la prueba NPSHR
6.6.7.3 Medición de caudal o velocidad de flujo
por medidores de desplazamiento
Medidores sensibles al desplazamiento incluyen
medidor de pistón, medidor de placa tambaleante,
medidor de paleta rotatoria y similares.
Para que esos medidores cumplan con esta norma,
deben certificarse a ser insensible a los efectos del
caudal pulsátil, ser calibrados a la velocidad de
pulsación con un líquido de similar viscosidad y
densidad o aislarse de pulsaciones mediante el uso
de estabilizadores de pulsación efectiva o
amortiguadores.
6.6.7.3 Medición de caudal o velocidad de flujo
por medidores de altura
Esto se hace mediante la introducción de un área
reducida en la corriente de flujo que se traduce en
una reducción en el medidor de altura mientras se
aumenta la velocidad. El medidor de variación de
altura diferencial es medido y utilizado para
determinar la tasa de caudal. Los medidores
discutidos en las Secciones 6.6.7.4.1, 6.6.7.4.2 y
6.6.7.4.3 utilizan este principio.
Los medidores que caen dentro de esta
clasificación y aceptables para el tipo de
determinación del caudal bajo esta norma, cuando
se utiliza según lo prescrito en la presente norma,
son los medidores Venturi, toberas y las placas de
orificio.
Para cualquier medidor, cumpliendo con la norma,
requiere que se obtenga un certificado que muestre
la calibración del medidor por la agencia
calibración. Esta certificación debe indicar el
método utilizado en la calibración y si se calibró el
medidor en sí, o si la calibración se obtuvo en un
duplicado exacto.
Cuando se utiliza un medidor de caudal en
descarga, es preferible instalarlo en la sección de
alta presión entre la bomba y la válvula de
interrupción. Si la presión de funcionamiento del
medidor es menor que la presión de descarga
máxima de la bomba, puede instalarse situado
debajo de la válvula de interrupción, con una
válvula de contrapresión debajo del medidor de
caudal para asegurar que la presión se mantendrá
por encima de la presión de vapor durante la
operación.
Estas precauciones se establecen para asegurar la
velocidad de flujo uniforme de ± 20% en la entrada
del medidor y una velocidad flujo estable en la
presión abajo. Si hay una pregunta en cuanto a si
el flujo uniforme se ha obtenido, se comprobará por
una velocidad máxima al atravesar el tubo
inmediatamente anterior al medidor para asegurar
la distribución simétrica de la velocidad dentro de la
tubería.
La tubería de un diámetro anterior a las tomas de
presión de arriba deberán estar libres de
protuberancias u otras imperfecciones superficiales
que establecerían una perturbación local en
consonancia con estas aperturas. Las aberturas de
las tomas de presión deberán estar al ras con el
interior de la tubería o con el medidor, según
corresponda y deberán estar libres de rebabas (ver
Figuras 6.70 y 6.71).
Los estabilizadores de succión o los
amortiguadores de descarga pueden requerirse
para proporcionarle suficiente flujo suave al
medidor.
Una bomba de pistón no debe bombear
directamente en un medidor de altura.
Figura 6.70 Abertura de la toma de presión
6.6.7.4.1 Medición de caudal o velocidad de flujo
por medidor Venturi
Todas las disposiciones de la sección 6.6.7.4 que
cubren medidores de altura son aplicables a la
medición de caudal por medidor de Venturi.
Para asegurar resultados exactos en la medición
del caudal con medidores Venturi, ciertas
longitudes mínimas de tubo recto se requieren
arriba del medidor. La Tabla 6.19 muestra estas
longitudes mínimas expresadas en términos de
diámetros equivalentes.
6.6.7.4.2 Medición de caudal o velocidad de flujo
por toberas
Todas las disposiciones de la sección 6.6.7.4 que
cubren medidores de altura son aplicables a la
medición de caudal por toberas.
Para asegurar resultados exactos en la medición
del caudal con medidores tipo tobera, una longitud
suficiente de tubo recto se requiere antes y
después de la entrada de la tobera. La Tabla 6.17
muestra la longitud de tubería recta requerida,
expresada en términos de diámetros equivalentes.
Figura 6.71 Abertura soldada de toma de presión
6.6.7.4. Medición de caudal o velocidad de flujo
por placas de orificio con bordes redondeados
Todas las disposiciones de la sección 6.6.7.4 que
cubren medidores de altura son aplicables a la
medición de caudal por placa de orificio con bordes
redondeados.
Siempre que sea posible, la placa de orificio debe
calibrarse en donde está el sistema de tuberías por
peso o volumen. Cuando esto no es posible, se
obtendrá un certificado que muestre la calibración
de la placa de orificio. Esta certificación deberá
cumplir con requisitos previstos en la sección sobre
cabeza medidores de tipo y, además, indicará la
ubicación exacta y el tamaño de espitas de presión,
que luego que se duplicará en la instalación de
prueba.
Para asegurar resultados exactos en la medición
del caudal con medidores de tipo orificio, una
longitud mínima de tubo recto se requiere anterior
y después de la placa de orificio. Las Tablas 6.18 y
6.19 muestran la longitud de tubería recta
necesaria entre los arneses y el medidor.
Estabilizadores de succión o amortiguadores de
descarga generalmente están obligados a reducir
pulsaciones de caudal por debajo del umbral de
sensibilidad del medidor.
6.6.7.5 Medición de caudal o velocidad de flujo
por tubos pitot
Un tubo de pitot es un tubo doble, uno dentro del
otro. El caudal se mide mediante la inserción del
tubo para que apunte contra la corriente en el
caudal. El tubo interior mide la velocidad máxima y
el vacío máximo y el tubo exterior, con agujeros en
la pared exterior, mide sólo la el vacío máximo. El
diferencial máximo se mide y se utiliza para
determinar la velocidad máxima que a su vez
determina el caudal.
Tabla 6.17 Tubería recta necesaria antes y después de cualquier ajuste antes de tobera en
diámetros de tubería
Coeficiente del medidor
β (de la garganta al diámetro de entrada)
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Codo estándar de radio corto
1 2 3 4 6
Dos codos en el mismo plano
2 3 4 6 8
Dos codos en planos de 90° y con paletas
reversibles
2 3 4 5 7
Brida C.I. estándar reducida
2 5 7.5 10 13
Brida C.I. estándar aumentada
1 2 3 4.5 6
Válvula de globo y con paletas reversibles
2 4 6 9 12
Compuerta, abierta 0.2
2 4 6 9 12
Compuerta, abierta 0.5
2 3 4 6 8
Compuerta, completamente abierta
0 0.5 1 2 3
Donde sea imposible recurrir a uno de los métodos
descritos anteriormente, puede utilizarse el tubo de
pitot. Cuando las condiciones de caudal constantes
durante el tiempo necesario para hacer un recorrido
con variaciones menores de ± 0,5% y cuando es
utilizado por una persona cualificada, el caudal
puede determinarse con un grado razonable de
exactitud.
El procedimiento establecido en la norma
ANSI/ASME PTC 18-1992, Turbinas Hidráulicas,
se recomienda.
6.6.7.6 Medición de caudal o velocidad de flujo
por otros métodos
Cuando los métodos de medición de caudal
descritos anteriormente no son aplicables, existen
otros métodos no incluidos en la presente norma
que pueden ser utilizados, siempre que pueda
demostrarse la exactitud del instrumento descrito
en la sección 6.6.4.5.
6.6.8 Mediciones de presión
Las unidades de presión y la definición de presión
diferencial total y sus componentes están cubiertos
en la sección 6.6.3.7.
Tabla 6.18 Tubería recta requerida seguida de cualquier orificio en diámetros de tubería
Coeficiente del medidor β (de la garganta al diámetro de entrada)
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Tee o wye con flujo en línea
Un codo, flujo separado de tee a wye, o flujo por separador
Válvula de globo, muy abierta
6
6
9
6 6 9
6.5
6.5
9.5
7 7
10.5
8.5
9
13
10.5
13
15
14
20.5
21
Compuerta, muy abierta
Dos o más codos de radio corto o escuadras en el mismo plano
Dos o más codos de radio largo o
escuadras en el mismo plano
6
7.5
6
6
7.5 6
6
8.5
6.5
6
10.5 8
7.5
13.5
11
9.5
18
16
13.5
25
23
Dos codos de radio corto o escuadras en diferente plano
Dos codos de radio largo o escuadras en
diferente plano
14.5
7
16
8
17.5
10
20.5
12
24.5
16
30
22
40
33
Tabla 6.19 Tubería recta requerida después de la toma de presión de debajo de una tobera o placa de orificio antes que cualquier ajuste en diámetros de tubería
Coeficiente del medidor β (de la garganta al diámetro de entrada)
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Compuerta, muy abierta
Tee o wye con flujo en línea
Junta de expansión
0
0
0
0 0 0
0
0
0
0 0 0
0
0
0
0
3.5
3.5
0
4
4
Codo de 45°
Codos de radio largo o escuadras
Reguladores, válvulas de control y válvulas parcialmente abiertas
0
2
6
0
2.5 6
0
2.5
6
0 3 6
3.5
3.5
6
3.5
3.5 6
4
4
6
6.6.8.1 Ubicación de toma de presión.
Un mínimo de dos diámetros de tubo recto de
sección transversal invariable antes el estabilizador
de succión y después el amortiguador de descarga
seguido de un codo, válvula u otra obstrucción es
necesario para garantizar las condiciones de flujo
representativo. Si no se emplea un estabilizador o
un amortiguador, el calibrador deberá ser saturado
suficientemente para evitar pulsaciones que
afecten las lecturas del medidor.
La abertura de la tubería deberá de estar nivelada
con y normal a la pared del paso del agua.
La pared del paso del agua será lisa y de sección
transversal invariable. Para una distancia de al
menos 300 mm (12 pulgadas) anteriores a la
apertura, las protuberancias y la aspereza se
quitará con una lima o esmeril, si es necesario.
La apertura será de un diámetro de 3 a 6 mm (1/8
a 1/4 de pulgada) y una longitud igual a dos veces
el diámetro.
El borde de la abertura estará provisto de un radio
conveniente tangencial a la pared del paso del
agua y estará libre de rebabas o irregularidades.
Las Figuras 6.70 y 6.71 muestran arreglos
sugeridos de tomas u orificios conforme a lo
anterior.
Donde más de una toma u orificio se requiera en
una determinada sección, se efectuará una
conexión independiente con la válvula
correspondiente. Como alternativa, se deberán
proporcionar instrumentos separados.
Varias tomas de presión no deben ser conectados
a un instrumento de medición de altura a menos
que no haya más de 1% de variación de presión
entre las presiones en cada abertura.
6.6.8.2 Medición de la presión por medio de
medidores
La terminología en la sección 6.6.3 se aplica a 6,72
figura donde los efectos de la temperatura son
insignificantes.
Las cantidades (Zd y Zs) son negativas si el centro
del medidor está por debajo de la elevación de
referencia.
6.6.8.3 Medición de presión por medio de
medidores calibrados
Algunos tipos de indicadores de presión aplicables
son:
Calibrador de tensión-transductores de
presión tipo magnético;
De acoplamiento magnético con diafragma
activado;
De torque fuelle activado;
De engranaje accionado por tubo Bourdon.
Todos los medidores se calibrarán antes y después
de cada serie de pruebas.
6.6.8.4 Medición de presión por otros métodos
Cuando los métodos de medición de cantidad
descritos anteriormente no son aplicables hay otros
métodos no incluidos en la presente norma que
pueden ser utilizados, siempre que pueda
demostrarse la exactitud del instrumento.
Figura 6.72 Conexiones de medidores
6.6.9 Medición de potencia
La potencia de entrada de la bomba puede ser
determinada por los dinamómetros de transmisión,
dinamómetros de torsión, dispositivos de medición
de par tipo calibrador de tensión, motores
calibrados u otros dispositivos de medición lo
suficientemente precisos.
Cuando sea aplicable, se tomarán las lecturas de
la potencia al mismo tiempo que se mide el caudal.
Los métodos de medición de la potencia de entrada
a la bomba se dividen en dos categorías generales:
Los que determinan la potencia real o par
motor entregado a la bomba y se realizan
durante la prueba por alguna forma de
dinamómetro o medidor de torsión;
Los que determinan la entrada de
alimentación al elemento motriz, teniendo
en cuenta la eficiencia del conductor
cuando opere bajo condiciones específicas.
Cuando la energía de entrada de la bomba está
determinada por los dinamómetros de transmisión,
el dinamómetro descargado se comprobará
estáticamente antes de la prueba mediante la
medición de la carga de lectura de deflexión para
un determinado par; y tomando la lectura neta en la
escala del dinamómetro en velocidad nominal con
la bomba desconectada. Después de la prueba, el
dinamómetro deberá ser revisado para asegurar
que ningún cambio se haya producido. En caso de
cambio de 0.5% del poder en BEP, la prueba se
deberá volver a ejecutar. Una medición exacta de
la velocidad dentro de 0.3% es esencial.
El uso de dinamómetros calibrados o motores es
un método aceptable para la medición de potencia
de entrada a la bomba.
La calibración del dinamómetro de torsión se
realizará con el indicador de torsión. El indicador
debe observarse con una serie de aumento de
cargas y luego con una serie de disminución de
cargas. Durante la toma de lecturas con el aumento
de cargas, la carga en ningún momento debe ser
disminuida; Asimismo, durante las cargas
decrecientes, la carga debe basarse en el promedio
de aumento y disminución de cargas según lo
determinado por la calibración. Si la diferencia de
lecturas entre el aumento y la disminución de
cargas excede del 1%, el dinamómetro de torsión
se considerará insatisfactoria.
Los dinamómetros no deberán emplearse para
probar las bombas con un par máximo debajo de
una cuarta parte del esfuerzo de torsión dado del
dinamómetro.
Cuando los aparatos de medición extensométricos
tipo par se utilizan para medir la potencia de
entrada de la bomba, se deberán calibrar, con sus
instrumentos de acompañamiento, a intervalos
regulares. Después de la prueba, el equilibrio de la
instrumentación de lectura deberá ser revisado
para asegurar que ningún cambio apreciable haya
tenido lugar. En el caso de un cambio de 0.5% de
la potencia en BEP, la prueba se deberá volver a
ejecutar.
Los motores eléctricos calibrados son satisfactorios
para determinar la potencia en el eje de la bomba.
Se observa la entrada eléctrica al motor, y las
observaciones se multiplican por el rendimiento del
motor para determinar la entrada de energía al eje
de la bomba.
Medidores eléctricos calibrados tipo laboratorio y
transformadores se utilizarán para medir la
potencia de entrada de todos los motores.
6.6.10 Medición de velocidad
Las velocidades de prueba para las bombas
pueden estar en un rango de decenas a miles de
revoluciones por minuto. Puesto que los datos de
prueba de la bomba se toman bajo condiciones de
estado estacionario, la fluctuación de la velocidad
máxima permitida a corto plazo será de no más del
0.3%. Los instrumentos también deben ser
capaces de medir la velocidad con una precisión de
0.3%. Los métodos de medición de la velocidad
descritos son aquellos que, a velocidad moderada,
dan una medida de la velocidad media durante un
intervalo de menos de un segundo hasta uno a dos
minutos, dependiendo del tipo de instrumentación.
El método de contador y el contador de tiempo de
revolución, como su nombre lo indica, consiste en
el conteo del número de revoluciones o trazos
sobre un intervalo de tiempo. Una importante
fuente de error es la inexacta sincronización de
contador y el contador de tiempo. Si la
sincronización es automática (por ejemplo,
tacómetros digitales), la precisión que se logra en
un intervalo de tiempo es de unos cuantos
segundos. Si se utilizan un contador de mano y un
cronómetro, el intervalo de tiempo debe ser
aproximadamente dos minutos. Durante este
tiempo, la velocidad debe, por supuesto, ser
constante, y debe evitar la paralización del
contador en el eje. El cronómetro debe
comprobarse periódicamente contra un
temporizador estándar.
Los tacómetros proporcionan una lectura directa de
la velocidad promedio en un intervalo de tiempo fijo.
Algunos tacómetros repiten automáticamente el
proceso de lectura. Unidades de mano deben
restablecerse manualmente. Los comentarios
anteriores con respecto a velocidad uniforme y
deslizamiento pertenecen aquí también. Un
tacómetro debe comprobarse periódicamente
contra un cronómetro y contador.
Los dispositivos sensibles a la frecuencia tienen la
ventaja de no requerir contacto directo con el eje
del motor o la bomba y por lo tanto, no imponen
ninguna carga adicional en el motor. El tipo de
vibración con bastón es de uso sólo cuando el eje
es completamente inaccesible.
Se pueden convertir las unidades electrónicas para
leer RPM directamente usando engranajes y una
pastilla magnética de no contacto. Este método es
exacto el número de revoluciones más cercano,
como leer en un lector digital. El intervalo de tiempo
puede establecerse tan corto como 0.1 segundos,
por lo que cualquier fluctuaciones de velocidad
fácilmente es discernible.
La mayoría estroboscopios son limitadas en
exactitud debido a la incertidumbre en la precisión
de la frecuencia de la luz estroboscópica. El
enfoque único conveniente para propósitos de la
prueba de la bomba es utilizar la luz estroboscópica
para determinar el deslizamiento del motor bajo
carga en relación a la velocidad síncrona, usando
un cronómetro para el deslizamiento de tiempo
mientras se conduce la luz estroboscópica en la
frecuencia de línea (que se conoce por la precisión
dada mencionada y puede determinarse con
precisión aún mayor para el tiempo y la ubicación
de la prueba).
6.6.11 Medición de la temperatura.
La temperatura debe medirse lo más cercano a la
entrada de la bomba como sea posible. El
dispositivo de medición de la temperatura tendrá
ningún efecto sobre las medidas de presión y
caudal.
6.6.12 Intervalo de calibración del instrumento.
La Tabla 6.20 muestra el intervalo de calibración de
instrumentos recomendados por la variedad de
instrumentos utilizados en esta norma.
Tabla 6.20 Intervalos recomendados de calibración de instrumentos a
Caudal Potencia (continúa)
Medidor de cantidad
Tanque de pesaje
Tanque de volumen
Medidores
Venturi
Tobera
Placa de orificio
Azud
Turbina
Flujo magnético
Rotámetro
Hélice
Ultrasónico
1 yr
10 yr ᶜ ᶜ ᶜ ᶜ
1 yr
1 yr
5 yr
1yr
5yr
Torque bar Motor calibrado Transductor KW Watt-amp-volt, portable Watt-amp-volt, permanente Tensiómetros Engrames de transmisión hasta 500 HP Engrames de transmisión menos de 500 HP
1 yr
No requeridob
3 yr
1yr
1yr
6 mo
10 yr
20 yr
Velocidad
Tacómetros Reducción de corrientes de Eddy Electrónico Aparatos sensibles a la frecuencia
Bastón de vibración
Electrónico
Fotocelda
Estroboscopios
Medidor de torque (velocidad)
3 yr
10 yr
No requeridob
10 yr
10 yr
10 yr
5 yr
1 yr
Presión
Tubo Bourdon
Manómetros
Probador de peso muerto
Transductor
Indicador digital
4 mo
No requerido
1 yr
4 mo
1 yr
Potencia Temperatura
Dinamómetro con pesa
Dinamómetro con pesa cargada
6 yr
6 mo
Eléctrico
Mercurio
2 yr
5 yr
a Use recomendación del fabricante si es más corta que la lista de arriba. b A menos que haya una falla eléctrica o mecánica. c No se requiere calibración a menos que se sospeche que haya cambios críticos en las dimensiones
