Teoria Mantenimiento II Completa
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MANTENIMIENTO II UNIDAD I: MANTENIMIENTO INDUSTRIAL OBJETIVO: Aplicar conocimientos y habilidades en la planificación, programación y ejecución del Mantenimiento Industrial Introducción La filosofía de mantenimiento depende en cada caso, de una serie de factores como son: tamaño de la empresa, complejidad de la maquinaria, numero de maquinas iguales, naturaleza de los procesos de producción, costo de las paradas entre otros. Sin embargo, es necesario un sistema que evite, o al menos reduzca las averías, detecte y diagnostique las fallas y repare o corrija los defectos del uso, sujetándose en todo momento al presupuesto de la empresa. Los trabajos de mantenimiento exigen calidad y sobre todo, la aplicación de un alto criterio económico. Es de gran importancia llevar un control constante de las actividades de mantenimiento con el fin de asegurar la calidad de la producción a un mínimo costo. Los estándares de mantenimiento son una herramienta valiosa que permiten controlar las actividades de mantenimiento, además de proporcionar información necesaria para la ejecución del mantenimiento y la gestión el mismo. T.S.U. DAYANA MENDEZ
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MANTENIMIENTO II
UNIDAD I: MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
OBJETIVO: Aplicar conocimientos y habilidades en la planificación, programación y
ejecución del Mantenimiento Industrial
Introducción
La filosofía de mantenimiento depende en cada caso, de una serie de factores como son:
tamaño de la empresa, complejidad de la maquinaria, numero de maquinas iguales,
naturaleza de los procesos de producción, costo de las paradas entre otros. Sin embargo,
es necesario un sistema que evite, o al menos reduzca las averías, detecte y diagnostique
las fallas y repare o corrija los defectos del uso, sujetándose en todo momento al
presupuesto de la empresa. Los trabajos de mantenimiento exigen calidad y sobre todo,
la aplicación de un alto criterio económico.
Es de gran importancia llevar un control constante de las actividades de mantenimiento
con el fin de asegurar la calidad de la producción a un mínimo costo.
Los estándares de mantenimiento son una herramienta valiosa que permiten controlar
las actividades de mantenimiento, además de proporcionar información necesaria para
la ejecución del mantenimiento y la gestión el mismo.
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MANTENIMIENTO II
Mantenimiento:
Existen varias definiciones de mantenimiento dependiendo del contexto donde se
aplique: desde el punto de vista industrial el término mantenimiento se puede definir
como una ciencia y técnica cuyo fin es el de asegurar al funcionamiento confiable y
eficiente de los equipos e instalaciones para alcanzar los niveles de producción
esperados, a los menores costos posibles. Según los acuerdos tomados en el Congreso
Internacional Empresarial celebrado en Europa en 1963.
Se entiende por mantenimiento la función empresarial a la que se encomienda el control
constante de las instalaciones, así como el conjunto de trabajos de reparación y revisión
necesarias para garantizar el funcionamiento regular y el buen estado de conservación
de las instalaciones productivas, servicios e instrumentación de los establecimientos.
Mantenimiento es el conjunto de acciones que permiten mantener o establecer un
dispositivo o equipo en un estado especifico de funcionamiento para cumplir un servicio
determinado.
Misión:
Mantener, preservar, reparar y mejorar un sistema productivo. Planificando la forma
mas adecuada de intervenir el equipo, realizando las intervenciones que exige el diseño
del equipo, para su correcta conservación, Solucionar las averías que se producen en el
equipo, para devolver al mismo el estado de disponibilidad perdido a causa de la avería,
en el menor tiempo posible, Modificar el diseño del equipo a la luz de la experiencia,
Participar en el diseño de los equipos para transferir al diseñador la experiencia y los
conocimientos de las características de mantenimiento de los equipos actuales. Todo
esto para minimizar los costos de mantenimiento, alargar la vida útil de los equipos e
instalaciones y maximizar la producción.
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Políticas de Mantenimiento:
Son los lineamientos (tipos de mantenimientos) que se trazan por parte de la alta
gerencia, para lograr los objetivos de mantenimiento.
Objetivos Del Mantenimiento:
Asegurar la competitividad de la empresa por medio de:
Garantizar Disponibilidad y Confiabilidad planeada de la función deseada.
Satisfacer todos los requisitos del sistema de calidad de la empresa.
Cumplir todas las normas de seguridad y medio ambiente.
Maximizar el beneficio global de la empresa.
PRINCIPIOS DEL MANTENIMIENTO
Es parte integral de la organización.
Es tan importante como las operaciones.
Es una función de servicio.
El trabajo de mantenimiento debe ser controlada desde su origen.
La carga de trabajo debe ser controlada.
El trabajo se planifica antes de su ejecución.
El trabajo de cada hombre debe ser programado.
Los trabajos se deben cumplir en un alto porcentaje.
El mantenimiento mide rendimiento.
El mantenimiento debe ser controlado por índices.
El mantenimiento debe recibir apoyo técnico adecuado.
El mantenimiento debe velar por las condiciones del tiempo.
Estrategias De Mantenimiento.
Son herramientas utilizadas por la gerencia de Mantenimiento, las cuales consisten en la
búsqueda de una o más ventajas competitivas de la organización, su formulación y
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puesta en marcha, permiten crear o preservar sus ventajas, todo esto en función de la
Misión, de sus objetivos, del medio ambiente y de los recursos disponibles.
Gestión De Mantenimiento.
Constituye un proceso administrativo, cuyo objetivo general es lograr el funcionamiento
normal, la eficiencia y el buen aspecto de las obras, instalaciones y equipos; para lo cual
se requiere de recursos humanos, económicos y técnicos. La gestión de mantenimiento
consta de varias etapas que son perfectamente diferenciables en su desarrollo. Estas
etapas deben tener un orden lógico y secuencial, y son resumidas como, Planificación,
programación, ejecución, control e inspección.
La planificación y programación son bases fundamentales en el proceso de gestión de
mantenimiento orientada a la confiabilidad operacional. El objetivo es maximizar
efectividad / eficacia de la capacidad instalada, incrementando el tiempo de
permanencia en operación de los equipos e instalaciones, el ciclo de vida útil y los
niveles de calidad que permitan operar al más bajo costo por unidad producida. El
proceso de gestión de mantenimiento y confiabilidad debe ser metódico y sistemático,
de ciclo cerrado con retroalimentación. Se deben planificar las actividades a corto,
mediano y largo plazo tratando de maximizar la productividad y confiabilidad de las
instalaciones con el involucramiento de todos los actores de las diferentes
organizaciones bajo procesos y procedimientos de gerencia documentados.
Tipos De Mantenimiento:
Mantenimiento Correctivo o Mantenimiento Basado en la Rotura (mbr)
Definición: Consiste en esperar que se produzca la avería para luego, reparar y
restablecer la condición inicial en el menor tiempo posible.
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Requisitos:
Personal altamente entrenado
Repuestos y subconjuntos disponibles
Equipos y herramientas necesaria a pie de la maquina
Aplicación: El mantenimiento correctivo se aplica cuando la falla del equipo no afecta
la seguridad, el medio ambiente ni los costos de la producción
Características:
No se eliminan los para imprevistos
El horizonte de planificación es muy corto.
Resultados operativos muy variables en, el tiempo
Presencia de un carácter urgente
No se realiza suficiente control y análisis
Necesidad de una solución inmediata para evitar perdida de tiempo, de producción y
dinero.
Permanente condición de emergencia
La presencia de personas claves es critica
Excelente improvisador
Capacidad para absorber exceso de trabajo
Desordenados con frecuencia
Poca habilidad para analizar, controlar y planificar
Ventajas:
No es necesario elaborar planes de mantenimiento futuro
Se requiere menos personal dedicado al mantenimiento
Desventajas:
Costos elevados
Inseguridad para los trabajadores
Mano de obra ociosa por largos periodos
Incertidumbre por lo inesperado de la falla
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Reducción de la vida útil del equipo
Dificultad en la programación de la producción
Paradas innecesarias
Mantenimiento Preventivo O Mantenimiento Basado En El Tiempo (Mbt)
Definición: Es el mantenimiento realizado de manera sistemática a fin de conservar un
equipo en condiciones de operación satisfactorias a través de inspección, ubicación de
defectos y prevención de falla incipientes
Requisitos:
Estadísticas de averías del equipo que sumadas a las recomendaciones del proveedor
Buen sistema de programación y manejo de la información
Adecuada política de subconjunto
Aplicación: El mantenimiento preventivo se aplica a equipos cuya curva de deterioro
responde a un patrón Gaussiano, ya que permite definir con suficiente precisión el
momento de recambio
Características:
Inspección periódica de equipos y plantas
Conservación de la planta
Ejecución constante
Habilidad para planificar y controlar
Visión de conjunto
Habilidad de prever y coordinar
No es crítica la dependencia de personal clave
Ventajas:
Fácil de programar y controlar
Reduce las paradas inesperadas
Reduce los costos
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Mejor control de la producción
Mayor seguridad en las operaciones
Desventajas:
Mayor tiempo de preparación e instalación
Representa una inversión inicial en infraestructura y mano de obra, para el
desarrollo de los planes de mantenimiento
Tiende a disminuir la disponibilidad, por el aumento de promedio de fallas y sobre
mantenimiento
Sus resultados no son inmediatos
Si no se hace un correcto análisis se puede sobrecargar los costos de mantenimiento
Mantenimiento Predictivo O Mantenimiento Basado En La Condición (Mbc)
Definición: Se basa en predecir la avería antes de que esta se produzca. Se trata de
conseguir adelantarse a la avería o al momento en que el equipo deja de trabajar en sus
condiciones optimas. Para conseguir esto se utilizan herramientas y técnicas de
monitorización de parámetros físicos fundamentalmente, vibraciones temperatura..
Aplicación: El mantenimiento predictivo se aplica en aquellos equipos cuyas curvas de
deterioro no responden a un patrón GAUSSIANO
Características:
No debe alterar el funcionamiento normal de la planta mientras se aplica
Inspección periódica.
No requiere solución inmediata
Requiere un análisis técnico y estadístico
Ventajas:
Reduce el tiempo de parada, al conocer con exactitud el órgano que falla
Permite seguir la evaluación de un defecto en el tiempo
Optimizar la gestión del personal de mantenimiento
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Permite confeccionar un historial del comportamiento del equipo
Desventajas:
Costos de introducción elevados
Se hace necesario aumentar la dotación del personal
Indicadores Del Mantenimiento
Confiabilidad
Disponibilidad
Mantenibilidad
Lineamientos generales para la implantación de un plan de mantenimiento.
Inventariar y recopilar información de todos los equipos e identificar su ubicación
física.
Identificar el equipo. Agrupar los equipos por secciones, codificarlos y clasificarlos.
(La codificación debe ser alfanumérica y debe tomarse en cuenta la criticidad de los
equipos).
Datos e información básica para iniciar un programa de mantenimiento.
Administrar el plan. Consiste en reunir una fuerza de trabajo que inicie y ejecute el plan.
Después de anunciar el plan y formar la organización necesaria para el mismo, la fuerza
de trabajo deberá emprender la tarea de conformar el programa.
Elaborar ficha llamada "Registro del Equipo", un formato que identifica el equipo y
contiene las características y datos más importantes, como por ejemplo: Código del
Equipo, Sección, Fecha de Adquisición e Instalación, Capacidad, Fabricante, Modelo,
Numero de Serie, Características Técnicas, Partes Principales, Criticidad, Condiciones
de Trabajo, Recomendaciones del Fabricante, etc.
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Identificación de la Cuadrilla de Mantenimiento
En la programación del mantenimiento, debe elaborarse para cada pieza de equipo
dentro del programa general. El programa es una lista completa de las tareas de
mantenimiento que se van a realizar en el equipo. Se proceden a realizar las
Instrucciones Técnicas. Se realiza un formato, que en la primera columna incluya en
números de forma correlativa, cada actividad; en la segunda columna el código de la
actividad; en la siguiente columna la lista de actividades de mantenimiento; en la cuarta,
la frecuencia de trabajo, en la próxima columna se listan las herramientas, luego el
personal, y el tiempo empleado en cada actividad.
La frecuencia de trabajo describe la periodicidad con que se deben realizar las
actividades de mantenimiento. Para esto, se adopta la simbología con los que se suelen
representar los períodos de intervención:
H: cada hora
D: cada día
S: cada semana
Q: cada 15 días
M: cada mes
2M: cada 2 meses
3M: cada 3 meses
6M: cada 6 meses
A: cada año
3A: cada 3 años
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Con la descripción de actividades para mantenimiento, se elabora un plan estratégico
que incluya procedimiento de ejecución para cada actividad, programación de cada una
y registro de fallas.
Organización de la información
Consiste en proporcionar información que sirva de apoyo al proceso de toma de
decisiones. Además de el almacenamiento de toda la información concerniente a datos
técnicos de los equipos y ratas de fallas que permitan establecer el grado siniestrabilidad
de los mismos y planificar de forma anticipada las acciones de mantenimiento
necesarias que garanticen un excelente funcionamiento de los mismos.
Sistemas de información
Un sistema de información realiza cuatro actividades básicas: entrada, almacenamiento,
procesamiento y salida de información.
Entrada de Información: Es el proceso mediante el cual el Sistema de Información
toma los datos que requiere para procesar la información. Las entradas pueden ser
manuales o automáticas. Las manuales son aquellas que se proporcionan en forma
directa por el usuario, mientras que las automáticas son datos o información que
provienen o son tomados de otros sistemas o módulos. Esto último se denomina
interfases automáticas.
Las unidades típicas de entrada de datos a las computadoras son las terminales, las
cintas magnéticas, las unidades de diskette, los códigos de barras, los escáners, la voz,
los monitores sensibles al tacto, el teclado y el mouse, entre otras.
Almacenamiento de información: El almacenamiento es una de las actividades o
capacidades más importantes que tiene una computadora, ya que a través de esta
propiedad el sistema puede recordar la información guardada en la sección o proceso
anterior. Esta información suele ser almacenada en estructuras de información
denominadas archivos. La unidad típica de almacenamiento son los discos magnéticos o
discos duros, los discos flexibles o diskettes y los discos compactos (CD-ROM).
Procesamiento de Información: Es la capacidad del Sistema de Información para
efectuar cálculos de acuerdo con una secuencia de operaciones preestablecida. Estos
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cálculos pueden efectuarse con datos introducidos recientemente en el sistema o bien
con datos que están almacenados. Esta característica de los sistemas permite la
transformación de datos fuente en información que puede ser utilizada para la toma de
decisiones, lo que hace posible, entre otras cosas, que un tomador de decisiones genere
una proyección financiera a partir de los datos que contiene un estado de resultados o un
balance general de un año base.
Salida de Información: La salida es la capacidad de un Sistema de Información
para sacar la información procesada o bien datos de entrada al exterior. Las unidades
típicas de salida son las impresoras, terminales, diskettes, cintas magnéticas, la voz, los
graficadores y los plotters, entre otros. Es importante aclarar que la salida de un Sistema
de Información puede constituir la entrada a otro Sistema de Información o módulo. En
este caso, también existe una interfase automática de salida. Por ejemplo, el Sistema de
Control de Clientes tiene una interfase automática de salida con el Sistema de
Contabilidad, ya que genera las pólizas contables de los movimientos procesales de los
clientes.
Clasificación de los equipos por criterios de importancia.
Criticidad de los Equipos:
Criticidad 1: Equipo absolutamente necesario para garantizar la continuidad de
operación de la planta. Su falta ocasiona grave perjuicios al servicio.
Criticidad 2: Necesario para la operación de la planta, pero puede ser parcial o
totalmente reemplazado.
Criticidad 3: No es esencial para el funcionamiento de la planta, puede ser fácilmente
reemplazable.
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Prioridades para los Planes de Mantenimiento:
Las prioridades se usan para determinar el nivel de criticidad de los trabajos, a fin de
incluirlos de forma sistemática y clasificada dentro de los planes de mantenimiento.
Este sistema debe ser constantemente actualizado por el personal de operaciones de la
empresa, por lo tanto debe ser flexible y dinámico.
En la tabla 1, se muestra una clasificación para los niveles de prioridades y el tipo de
trabajo que es candidato para cada clase.
Tabla 1. Escala de Prioridades dentro de los Planes de Mantenimiento.
PrioridadMarco de tiempo en el que
debe comenzar el trabajoTipo de trabajo
Código Nombre
1 EmergenciaEl trabajo debe comenzar
inmediatamente.
Trabajo que tiene un efecto
inmediato en la seguridad, el
amiente, la calidad o que
parará la operación.
2 Urgente
El trabajo debe comenzar
dentro de las próximas 24
horas.
Trabajo que probablemente
tendrá un impacto en la
seguridad, el ambiente, la
calidad o que podrá parar la
operación.
3 Normal El trabajo debe comenzar
dentro de las próximas 48
horas.
Trabajo que probablemente
tendrá un impacto en la
producción dentro de una
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semana.
4 Programado Según está programado.
Mantenimiento preventivo y
de rutina; todo el trabajo
programado.
5 Aplazable
El trabajo debe comenzar
cuando se cuente con los
recursos o en el período de
un paro.
Trabajo que no tiene un
impacto inmediato en la
seguridad, la salud, el
ambiente o las operaciones
de producción.
Administración de mantenimiento
Es el conjunto de funciones, técnicas, métodos y herramientas, que combinadas con el
recurso humano adecuado, nos permiten lograr una ejecución efectiva del
mantenimiento.
La administración del mantenimiento la podemos definir como una herramienta para
proporcionar la utilización optima de la mano de obra, materiales, dinero y
equipamiento. Con el fin de garantizar la disponibilidad ilimitada de las instalaciones,
creando una confiabilidad absoluta y asegurando el proceso que opera dentro del centro
estadístico.
La administración de mantenimiento se aplica dentro de la gestión de mantenimiento,
registrando la utilización de los recursos: materiales, económicos, humanos y de tiempo,
en pro de alcanzar los objetivos, o metas enfocados en aras de evitar paradas o altos
gastos en mantenimiento correctivos, ocasionados por fallas improvista en los equipos
o componentes mecánicos de un sistema productivo. El cual afecta o incide en el
rendimiento financiero anual, de una empresa.
Funciones básicas
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MANTENIMIENTO II
a-) Hacer un uso óptimo del Recurso Humano, del Presupuesto asignado para conservar
el equipo e instalaciones y del Tiempo para llevar a cabo una reparación o servicio.
b-) Proporcionar un nivel adecuado de mantenimiento.
c-) Proporcionar la información detallada necesaria para identificar las áreas problemas
que necesiten atención especifica.
d-) Realizar un mantenimiento programado en lugar de esperar que falle.
e-) Proporcionar un control efectivo de los recursos de mantenimiento.
f-) Indica los lineamientos a seguir en lo concerniente al manejo administrativo de:
Personal, infraestructura, finanzas y contabilidad, adquisición y almacenaje de equipo,
construcción y mantenimiento de infraestructura, archivos, biblioteca, recursos físicos y
humanos, capacitación, redacción y administración de contratos y concesiones.
Falla y su fenomenología
Es la acción o acontecimiento que evita el buen funcionamiento de un equipo, aunque
éste no deje de funcionar. Las fallas son al mantenimiento lo que las enfermedades son a
la medicina: su razón de ser. Por lo tanto, se considera que un equipo se encuentra en
estado de falla, cuando no funciona en forma eficiente o cuando el producto no alcanza
la calidad especificada. La fenomenología viene dada por la causa que ocasiona la falla.
Rata de fallas
Es el registro del número y diversidad de fallas que ha presentado un equipo durante su
tiempo operativo. Mediante esta se establecen la frecuenta de la aparición de fallas y es
base fundamental para la aplicación de un plan de mantenimiento.
Tipos de fallas
Según la frecuencia con que ocurren, se puede dividir las fallas en dos tipos:
Fallas esporádicas
Fallas crónicas
Mecanismos de desgaste
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MANTENIMIENTO II
El desgaste de una pieza o equipo es uno de los factores más complejos de modelar
cuando se trata de optimizar la producción. Aunque existen diversas teorías para estimar
la vida media de estos, en la práctica no son totalmente aplicables por multitud de
factores. En concreto, no puede asegurarse que la vida media de los equipos siempre se
aproxime a un valor particular, ya que existen variables en el proceso que no son
controlables y por tanto no tenidas en cuenta por dichas teorías.
El desgaste de las piezas puede ser definido como una perdida gradual del metal
ocurrida en un cierto tiempo y mediante algún mecanismo que actúa sobre esta. Cuando
la pieza o una parte de la misma se deforma y desgasta de tal manera que no puede
trabajar adecuadamente, debe ser reemplazada o reconstruida. Mientras que los
resultados finales producidos por el desgaste son similares, las causas que los producen
son diferentes, por lo tanto es esencial entender dichos mecanismos involucrados antes
de realizar la selección del material de recargue a utilizar.
Los mecanismos de desgaste más frecuentes vienen dados por: fricción, abrasión y
adhesión.
Estudio de confiabilidad
Confiabilidad: Es la probabilidad de que un equipo o sistema de equipo en operación,
no falle en un intervalo de tiempo dado.
Los parámetros característicos de la confiabilidad son: Tasa de falla y Tiempo medio
entre falla (TMEF)
TTO = Tiempo total Operación
N T F = Número total de fallas
La confiabilidad de un equipo depende de la confiabilidad de sus componentes y de la
forma que están integrados entre si. Por lo tanto la confiabilidad es en parámetro que
depende exclusivamente del diseño y su modificación implica cambio del diseño.
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Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (M.C.C.):
Es una metodología que procura determinar los requerimientos de mantenimiento de los
activos en su contexto de operación. Consiste en analizar las funciones de los activos,
ver cuales son sus posibles fallas, y detectar los modos de fallas o causas de fallas,
estudiar sus efectos y analizar sus consecuencias. A partir de la evaluación de las
consecuencias es que se determinan las estrategias más adecuadas al contexto de
operación, siendo exigido que no sólo sean técnicamente factibles, sino
económicamente viables.
Las Siete Preguntas Del Mantenimiento Centrado En La Confiabilidad:
1) ¿Cuáles son las funciones?
2) ¿De que forma puede fallar?
3) ¿Qué causa que falle?
4) ¿Qué sucede cuando falla?
5) ¿Qué ocurre cuando falla?
6) ¿Qué se puede hacer para prevenir las fallas?
7) ¿Qué sucede si no puede prevenir la falla?
Beneficios del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad:
1) Mayor Seguridad y Protección del Entorno, Debido a:
Mejoramiento en el mantenimiento de los dispositivos de seguridad existentes.
La disposición de nuevos dispositivos de seguridad.
La revisión sistemática de las consecuencias de cada falla antes de considerar la
cuestión operacional.
Claras estrategias para prevenir los modos de falla que puedan afectar a la
seguridad, y para las acciones “a falta de” que deban tomarse si no se pueden encontrar
tareas sistemáticas apropiadas.
Menos fallos causados por un mantenimiento innecesario.
2) Mejores Rendimiento Operativos Debido a:
Un mayor énfasis en los requisitos del mantenimiento de elementos y componentes
eléctricos.
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MANTENIMIENTO II
Un diagnostico mas rápido de las fallas mediante referencia a los modos de fallas
relacionados con la función y a los análisis de sus efectos.
Menor daño secundario a continuación de las fallas de poca importancia (como
resultado de una revisión extensa de los efectos de las fallas).
Menos problemas de “desgaste de inicio” después de las interrupciones debido a que
se eliminen las revisiones innecesarias.
La eliminación de elementos superflojos y como consecuencia las fallas inherentes a
ellos.
La eliminación de componentes poco fiables.
Un conocimiento sistemático acerca de la nueva planta.
3) Mayor Control de los Costos del Mantenimiento, Debido a:
Menor mantenimiento rutinario innecesario.
Mejor compra de los servicios de mantenimiento motivado por el énfasis sobre las
consecuencias de las fallas.
La prevención o eliminación de las fallas costos.
Unas políticas de funcionamiento más claras, especialmente en cuanto a los equipos
de reserva.
Menor necesidad de usar al personal experto debido a que porque todo el personal
tiene mejor conocimiento de las plantas.
Pautas más clara para la adquisición de nueva tecnología de mantenimiento.
Además de la mayoría de la lista de puntos que se dan mas bajo el titulo de
“Mejores rendimientos operativos”.
4) Más Larga Vida Útil de los Equipos, debido al aumento del uso de las técnicas de
mantenimiento “a condición”.
5) Una Amplia Base de Datos de Mantenimiento, que:
Reduce los efectos de la rotación del personal con la pérdida consiguiente de su
experiencia y competencia.
Provee un conocimiento general de la planta mas profundo en su contexto
operacional.
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MANTENIMIENTO II
Provee una base valiosa para la introducción de los sistemas expertos.
Conduce a la realización de planos y manuales más exactos.
Hace posible la adaptación a circunstancias cambiantes (tales como nuevos horarios
de turno o una nueva tecnología) sin tener que volver a considerar desde el principio
todas las políticas y programas de mantenimiento.
6) Mayor Motivación de las Personas, especialmente en el personal que esta
interviniendo en el proceso de revisión. Esto lleva a un conocimiento general de la
planta en su contexto operacional mucho mejor, junto con un “compartir” más amplio
de los problemas del mantenimiento y sus soluciones.
7) Mejor Trabajo de Grupo, motivado por un planteamiento altamente estructurado
del grupo a los análisis de los problemas del mantenimiento y a la toma de decisiones.
Esto mejora la comunicación y la cooperación entre:
Las áreas: Producción u operación así como los de la función del mantenimiento.
Personal de diferentes niveles: Los gerentes los jefes de departamentos, técnicos y
operarios.
Especialistas internos y externos: Los diseñadores de la maquinaria, vendedores,
usuarios y el personal encargado del mantenimiento.
Funciones y sus Estándares:
La pérdida total o parcial de estas funciones afecta a la organización en cierta manera.
La influencia total sobre la organización depende de:
La función de los equipos en su contexto operacional.
El comportamiento funcional de los equipos en ese contexto.
Como resultado, el proceso del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, comienza
definiendo las funciones y los estándares de comportamiento funcional asociados a cada
elemento de los equipos en su contexto operacional. Estos estándares se extienden a la
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MANTENIMIENTO II
producción, calidad del producto, servicio al cliente, problemas del medio ambiente,
coso operacional y seguridad.
Fallas Funcionales:
Una vez que las funciones y los estándares de funcionamiento de cada equipo se hallan
definido, el paso siguiente es identificar como puede fallar cada elemento en la
realización de sus funciones. Esto lleva el concepto de una falla funcional, que se define
como la incapacidad de un elemento o componente de un equipo para satisfacer un
estándar de funcionamiento deseado.
Modos de Falla (Causa de Falla):
El paso siguiente es tratar de identificar los modos de falla que tienen mas posibilidad
de causar la pérdida de una función. Esto permite comprender exactamente que es lo
que sé este tratando de prevenir.
Efectos de Falla:
Este paso permite decidir la importancia de cada falla, y por lo tanto que nivel de
mantenimiento (si lo hubiera) seria necesario.
Consecuencia de las Fallas:
La razón de esto es porque las consecuencias de cada falla dicen si se necesitan tratar de
prevenirlos. Si la respuesta es positiva, también sugiere con que esfuerzo debemos tratar
de encontrar los fallos.
Distribución Gamma
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MANTENIMIENTO II
Teoría de las colas
Distribución exponencial
La distribución exponencial es un caso especial de la distribución gamma, ambas tienen
un gran número de aplicaciones. Las distribuciones exponencial y gamma juegan un
papel importante tanto en teoría de colas como en problemas de confiabilidad. El tiempo
entre las llegadas en las instalaciones de servicio y el tiempo de falla de los
componentes y sistemas eléctricos, frecuentemente involucran la distribución
exponencial. La relación entre la gamma y la exponencial permite que la distribución
gamma se utilice en tipos similares de problemas.
Las aplicaciones más importantes de la distribución exponencial son aquellas
situaciones en donde se aplica el proceso de Poisson , es necesario recordar que un
proceso de Poisson permite el uso de la distribución de Poisson. Recuérdese también
que la distribución de Poisson se utiliza para calcular la probabilidad de números
específicos de “eventos” durante un período o espacio particular. En muchas
aplicaciones, el período o la cantidad de espacio es la variable aleatoria. Por ejemplo un
ingeniero industrial puede interesarse en el tiempo T entre llegadas en una intersección
congestionada durante la hora de salida de trabajo en una gran ciudad. Una llegada
representa el evento de Poisson.
La relación entre la distribución exponencial (con frecuencia llamada exponencial
negativa) y el proceso llamado de Poisson es bastante simple. La distribución de
Poisson se desarrolló como una distribución de un solo parámetro l, donde l puede
interpretarse como el número promedio de eventos por unidad de “tiempo” .
Distribución de weibull
Se caracteriza por considerar la tasa de fallos variable, siendo utilizada por su gran
flexibilidad, al poder ajustarse a una gran variedad de funciones de fiabilidad de
dispositivos o sistemas.
La distribución de Weibull complementa a la distribución exponencial y a la normal,
que son casos particulares de aquella, como veremos. A causa de su mayor complejidad
sólo se usa cuando se sabe de antemano que una de ellas es la que mejor describe la
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MANTENIMIENTO II
distribución de fallos o cuando se han producido muchos fallos (al menos 10) y los
tiempos correspondientes no se ajustan a una distribución más simple. En general es de
gran aplicación en el campo de la mecánica.
La distribución de Weibull nos permite estudiar cuál es la distribución de fallos de un
componente clave de seguridad que pretendemos controlar y que a través de nuestro
registro de fallos observamos que éstos varían a lo largo del tiempo y dentro de lo que
se considera tiempo normal de uso. El método no determina cuáles son las variables que
influyen en la tasa de fallos, tarea que quedará en manos del analista, pero al menos la
distribución de Weibull facilitará la identificación de aquellos y su consideración, aparte
de disponer de una herramienta de predicción de comportamientos. Esta metodología es
útil para aquellas empresas que desarrollan programas de mantenimiento preventivo de
sus instalaciones.
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MANTENIMIENTO II
CAPITULO II
OBJETIVO: Comprender el fenómeno de la hidraulica en funcion de su aplicación
y mantenimiento.
HIDRÁULICA
Definición: Es la transmisión y el control de fuerzas y movimientos mediante líquidos.
Características:
Grandes fuerzas o momentos de giro, producidos en reducidos espacios de montaje.
Las fuerzas se gradúan automáticamente a las necesidades
El movimiento puede realizarse con carga máxima desde el arranque
Graduación continua simple (ya sea control o regulación) de la velocidad, momento
o fuerza
Protección simple contra sobrecargas
Útil para movimientos rápidos controlados, así como para movimientos de precisión
extremadamente lentos
Acumulación relativamente sencilla de energía por medio de gases.
El rozamiento y las fugas de aceite reducen el rendimiento
En altas presiones del liquido hay peligros inherentes
Aplicaciones
Hidráulica Industrial: maquinas de inyección, prensas, industrias pesada,
hidráulica aplicada en maquinas y herramientas
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MANTENIMIENTO II
Fluviales, lacustre y marinas: esclusas y presas, accionamiento de puentes,
turbinas Hidráulica en Construcciones, centrales nucleares.
Hidráulica en el sector móvil: grúas, maquinas viales y agropecuarias,
automóviles, etc.
Hidráulica en técnicas especiales: Accionamiento de antenas, boyas de
investigación marina, tren de aterrizaje y temon lateral de aviones, maquinas especiales.
Hidráulica en la marina: Timones, grúas, compuertas, corredores de manparo.
Cilindro Hidráulico: son actuadotes lineales, es decir, que el trabajo de un cilindro
se realiza en línea recta.
Tipos de Cilindro:
Cilindro tipo buzo: existe solo una cámara para el fluido y puede ejercer fuerza
únicamente en una sola dirección.
Cilindro tipo telescopio: se utiliza cuando su longitud comprimida tiene que ser
menor que la que obtiene con un cilindro estándar.
Cilindro estándar de simple efecto: se denomina así porque es accionado por el
fluido hidráulico en ambos sentidos, lo que significa que puede ejercer fuerza en
cualquiera de los dos sentidos del movimiento.
Cilindro de doble vástago: se utilizan cuando sea necesario que la velocidad en los
dos sentidos del movimiento sea la misma.
Clasificación de los cilindros:
Cilindros de simple o doble efecto
Cilindros diferenciales o no diferenciales
Válvulas: son componentes importantes en los circuitos hidráulicos.
Clasificación de las válvulas:
Válvulas de control de presión
Válvulas de control de caudal
Válvulas de control de dirección
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MANTENIMIENTO II
Válvulas de control de presión: limitan la presión máxima en un sistema, reducen
presión en ciertas partes en ciertas partes de un circuito y otras actividades como cambio
de presión de trabajo.
Tipos
Válvulas de seguridad: limitan la presión del circuito, para protegerlo, o para
reducir la fuerza ò el par ejercido por un cilindro o por un motor rotativo.
Válvulas reductoras de Presión: limita la presión en una rama de un circuito a un
valor inferior a la presión de trabajo del circuito principal.
Válvulas de secuencia: controlan la sucesión de operaciones entre dos ramas de un
circuito.
Válvulas de control de caudal: controlan el caudal de aceite y se utilizan en los
circuitos para controlar por ejemplo, la velocidad con que se mueve un cilindro
hidráulico. Se clasifican en : válvulas estranguladoras y válvulas reguladoras de flujo.
Válvulas de control de dirección: dirigen el fluido de entrada a cualquiera de los
dos orificios o conexiones de salida.
Tipos
Válvulas direccionales de asiento
Válvulas direccionales de corredera (mando directo o indirecto)
Válvulas direccionales de mando electro hidráulico
Mantenimiento de equipos Hidráulicos
Reposición del fluido hidráulico
Cambio del fluido hidráulico
Limpieza de filtros
Reajuste de presiones
Eliminar perdidas en el sistema de tuberías
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MANTENIMIENTO II
Limpiar el equipo
Mantenimiento de depósitos presurizados.
INTRODUCCIÓN AL TEMA DE BOMBAS
Las bombas son de gran importancia en el trasiego de fluidos, debido a su capacidad de
producir vacío, con lo cual se puede empujar el fluido hacia donde se desee transportar.
Existe una infinidad de bombas las cuales tienen distintas funciones, todo depende del
tipo de fluido de la temperatura a la cual se va a transportar y la presión que se
soportará.
Así surgen las bombas centrífugas que fundamentalmente son máquinas de gran
velocidad en comparación con las de movimiento alternativo, rotativas o de
desplazamiento. Funciona a altas velocidades, acopladas directamente al motor de
accionamiento, con lo que consigue que las pérdidas por transmisión sean mínimas.
Una bomba o una máquina soplante centrífuga constan esencialmente de uno o más
rodetes provistos de álabes, montados sobre un árbol giratorio y cerrado en el interior de
una cámara de presión denominada cubierta.
Bombas Hidráulicas
Su misión, es la de transformar la energía mecánica suministrada por el motor de
arrastre (eléctrico o de combustión Interna) en energía oleohidráulica. Dicho de otra
manera, una bomba debe suministrar un caudal de aceite a una determinada presión.
Pese a lo elemental de los conceptos físicos, vale la pena dar una versión intuitiva del
trabajo de una bomba.
En primer lugar debemos fijarnos en que, a diferencia del caso de los fluidos
compresibles, no podemos almacenar aceite a presión ( a excepción de pequeñas
cantidades en el acumulador) ; sólo habrá presión mientras actúe la bomba.
En segundo lugar, es fundamental ver que en los circuitos con fluidos incompresibles,
las bomba no crean la presión por disminución del volumen ocupado por la masa del
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fluido ya que esto no es posible sino "empujando" el fluido que llena unos conductos, o
pasa a través de unas restricciones.
Esto nos permite comprender como una pequeña bomba puede a veces mantener un
circuito a muy alta presión, ya que su única misión será la de compensar las fugas y dar
la presión a base de "intentar" introducir más aceite.
Si un circuito no tuviera fugas, ni fuera posible ninguna circulación de aceite, la presión
iría aumentando (en fracciones de vuelta de la bomba) hasta frenar el motor de arrastre
o romper la bomba o las conducciones. Es por esto que en cualquier circuito hay que
poner elementos de protección contra sobrepresiones.
Es fácil ver que, con este mismo principio, hay tipos de trabajo cualitativamente
distintos, que exigirán bombas de diferentes características.
Podemos pues clasificar las bombas desde dos puntos de vista: el de su función o el de
su constitución interna.
En cuanto a su función, podemos considerar dos posibilidades extremas de bombas: las
que dan un gran caudal a pequeña presión y las que dan un pequeño caudal a alta
presión.
La misión del primer tipo será evidentemente llenar rápidamente las conducciones y
cavidades del circuito (como ocurre al hacer salir un cilindro que trabaje en vacío). Las
del segundo tipo servirán para hacer subir y mantener la presión en el circuito. Claro
que en la mayoría de los casos no se van a usar dos bombas y hay que buscar un
compromiso entre estos extremos.
Otras consideraciones llevan a la necesidad de construir bombas que tengan
características determinadas.
Así, para obtener una velocidad constante en un cilindro, nos hará falta una bomba de
caudal constante. Si queremos después mantener el cilindro en posición para lo que nos
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basta compensar las fugas no necesitaremos todo el caudal, por lo que nos puede
interesar una bomba capaz de trabajar a dos caudales constantes: uno alto y otro bajo.
Otro tipo de problemas exigirá bombas de caudal regulable en uno o en dos sentidos,
bombas de potencia constante, etc.
Las bombas se fabrican en muchos tamaños y formas - mecánicas y manuales - con
muchos mecanismos diferentes de bombeo y para aplicaciones muy distintas. No
obstante, todas las bombas se clasifican en dos categorías básicas: hidrodinámicas e
hidrostáticas
PARTES DE UNA BOMBA
1. Cuerpo2. Rotor3. Eje4. Eje5. Engranaje Conductor6. Engranaje Conducido7. Disco de Lubricación8. Rodamiento9. Rodamiento10. Sello de anillo11. Anillo flexible del pistón
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MANTENIMIENTO II
Bombas Hidrodinámicas
Las bombas hidrodinámicas o de desplazamiento no positivo tal como los tipos
centrífugos o de turbina, se usan principalmente para transferir .fluidos donde la .única
resistencia que se encuentra es la creada por el peso del mismo fluido y el rozamiento.
La mayoría de las bomba de desplazamiento no positivo funcionan mediante la fuerza
centrifuga, según la cual el fluido, al entrar por el centro del cuerpo de la bomba, es
expulsado hacia el exterior por medio de un impulsor que gira rápidamente. No existe
ninguna separación entre los orificios de entrada y de salida, y su capacidad de presión
depende de la velocidad de rotación.
Aunque estas bombas suministran un caudal uniforme y continuo, su desplazamiento
disminuye cuando aumenta la resistencia.
Principios Técnicos De Operación De Las Bombas Centrifugas
Generalmente las bombas centrifugas se seleccionan para una capacidad y carga total
determinadas cuando operen a su velocidad especificada. Estas características se
conocen como condiciones especificadas de servicio y, con pocas excepciones,
representan las condiciones en las que la bomba operará la mayor parte del tiempo. La
eficiencia de la bomba deberá ser la máxima para estas condiciones de servicio, y así se
seleccionan las bombas siempre que es posible.
Con frecuencia, sin embargo, se requiere que las bombas operen capacidades y cargas
que difieren considerablemente de las condiciones especificadas. Son un ejemplo las
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aplicaciones para servicios de centrales de fuerza a vapor, en las que las bombas de
alimentación de la caldera, de condensado y drenaje de calentadores pueden sujetarse a
descargar a la caldera un flujo que puede variar de la capacidad total a cero,
dependiendo de la carga que tiene en el momento el turbogenerador. Las bombas de
circulación de condensado están sujetas a variaciones algo menores, pero, sin embargo,
estas bombas pueden operar contra cargas totales muy variables y, por lo tanto, a
distintas capacidades. Las bombas de servicio general en una gran variedad de
aplicaciones también pueden sujetarse a operaciones con flujos muy variables.
Es muy importante, por lo tanto, que el usuario de bombas centrifugas se familiarice con
los efectos de operar las bombas a capacidades y cargas distintas a las especificadas y
con las limitaciones impuestas sobre esa operación por consideraciones hidráulicas,
mecánicas o termodinámicas.
Las bombas centrifugas se pueden clasificar de acuerdo al Tipo de Impulsor se dividen
en:
Impulsor Abierto
Tiene los Alabes o paletas fijadas en un aro central sin ninguna pared lateral.
Este tipo de impulsor se utiliza en bombas pequeñas o en aquellas que manejan líquidos
abrasivos.
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Impulsor Semi-abierto
Tiene pared en un solo lado de los alabes para reducir la presión en las cajas de
empacaduras de las bombas de succión simple o para evitar que la materia sólida se
aloje detrás del impulsor.
Impulsor Cerrado:
Este tipo de impulsor es utilizado universalmente en las bombas centrifugas para
manejar líquidos limpio.
Montaje De Impulsores
Si los impulsores de la bomba están montados con un ligero ajuste de encogimiento, el
arrancar la bomba en frío no tendrá efectos nocivos. Sin embargo, si los impulsores
estén montados con un ajuste sin interferencia en la flecha, el material de la cual se
expansiona mas rápidamente que el material del impulsor, el ajuste por encogimiento se
verifica cuando la bomba llega a su temperatura de operación.
Una arrancada en frío en ese caso puede conducir a la operación con los impulsores
ligeramente flojos.
Uno de los mayores problemas de ingeniería en bombas centrífugas, es la selección del
mejor tipo de bomba o la velocidad específica para cierta condición de servicío. Este
problema nos presenta los siguientes puntos a considerar.
1. Las altas velocidades específicas corresponden a bombas más pequeñas.
2. Cada velocidad específica tiene su limitación dependiendo de las características de
cavitación.
3. La selección de la velocidad de operación tiene sus limitaciones, sobre todo por lo
que respecta a los motores eléctricos.
4. La eficiencia óptima de la bomba depende de la velocidad específica.
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5. La velocidad específica se puede variar cambiando el número de paso o dividiendo la
capacidad entre varías bombas.
6. Se puede mejorar la eficiencia del punto de operación, colocando el punto de
operación en otro distinto al de cresta y usando un tipo más eficiente.
Bombas Hidrostáticas
Como indica su nombre, las bombas hidrostáticas o de desplazamiento positivo
suministran una cantidad determinada de fluido en cada carrera, revolución o ciclo. Su
desplazamiento, exceptuando las pérdidas por fugas, es independiente de la presión de
salida, lo que las hace muy adecuadas para la transmisión de potencia.
Bombas De Engranajes
Son muy usadas porque son sencillas y económicas, de caudal fijo, con capacidad
suficiente para las necesidades de la mayoría de los sistemas que precisan un caudal
fijo. Se usan normalmente dos diseños básicos de bombas de engranajes estas son:
Bomba de Engranaje de Dientes Internos
Constan de dos engranajes pero en ella el engranaje de dientes externos gira dentro de
otro más grande de dientes internos.
Principio de funcionamiento
Es igual al de dientes externos, con la diferencia que los engranajes giran en el mismo
sentido. El aceite es atrapado entre los dientes y el separador o placa que es fija a la
carcaza de la bomba, y es empujado hacia la salida.
Bombas De Engranaje De Dientes Externos:
Constan de dos engranajes de dientes externos herméticamente acoplados.
Principio de funcionamiento
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El aceite es atrapado entre los dientes de los engranajes y las paredes de la bomba, es
llevado hacia la salida. Los dientes opuestos, que van engranando en el centro de la
bomba, hacen un cierre hermético que impide que el aceite retroceda; el aceite es
empujado hacia la salida y obligado a circular por el sistema.
Bombas De Paletas:
Tienen muchas aplicaciones, todas mueven aceite por medio de un rotor con ranuras en
las que van alojadas las paletas. Existen dos tipos:
Bomba de Paleta Equilibrada: Consta de una carcasa y el rotor elemento impulsor que
es accionado por un eje. Tiene ranuras en las que van alojadas unas paletas que en este
caso es de forma elíptica, en su parte interior unos anillos y las placas que permiten
hacer el sello. La bomba esta equilibrada porque tiene dos entradas y dos salidas de
liquido separadas entre si a 180 grados de tal forma que las presiones sobre el rotor se
anulan, evitándose así las cargas laterales sobre el eje y los cojinetes. Son de caudal fijo
únicamente.
Bomba de Paleta sin Equilibrar: la diferencia con respecto a la equilibrada, esta tiene
una sola entrada y una sola salida de aceite y el anillo que la compone es completamente
circular, todos los demás elementos son comunes a las dos bombas. Estas pueden ser de
dos diseños de caudal fijo o caudal variable.
Características De Bombas De Paletas
Son silenciosas
Caudal con pocas pulsaciones
Muy sensibles
El número de paletas oscila entre 8 y 14 paletas
Partes De Una Bomba De Paleta
Anillo excéntrico
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Rotor
Paletas
Tapas o placas de extremo
La Bomba de paleta posee dos diseños:
Bomba de Paleta Equilibrada: son de caudal fijo únicamente
Bomba de Paleta Sin Equilibrar: pueden ser el caudal fijo o variable.
Bombas De Pistón
Se utilizan en los cilindros hidráulicos que trabajan a altas velocidades y a altas
presiones.
Principio De Funcionamiento
Su funcionamiento se basa en el movimiento alternativo de un pistón en el interior del
cilindro que tiene en el extremo dos válvulas montadas en sentidos opuestos, de manera
que la de admisión se abre para dejar entrar el liquido que procede del deposito y la de
impulsión cuando el pistón realiza 1 carrera inversa obligando al liquido a pasar a las
conducciones.
Se Clasifican en dos Tipos:
Axiales: son las que tienen los pistones montados paralelo con su eje longitudinal de la
bomba
Radiales: permiten obtener altas presiones, grandes velocidades y pueden trabajar con
caudal variable.
Ambos tipos de bombas mueven el líquido por el movimiento de vaivén de los pistones,
que se obtiene por medio de un movimiento giratorio
Características
Ser costosas
Son muy eficientes
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Pueden ser de caudal fijo o variable
El liquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansión y posteriormente es
expulsado en su carrera de compresión, produciendo así el caudal.
La eficiencia de las bombas de pistón es en general mayor que la de otro tipo,
venciendo generalmente, presiones de trabajo mas elevadas que las de engranaje o de
paleta.
Características y especificaciones técnicas al momento de solicitar la fabricación o
compra de un equipo
Presión de funcionamiento en Kp/cm2 continua - momentánea. Si existen cargas
punta de presión momentánea indique la duración de las misrnas (en min).
Capacidad deseada en l/mm. fija o variable.
Número de revoluciones y dirección; la dirección de giro se indica según el sentido
de las agujas de un reloj visto desde el eje de la bomba. En bombas fijas, en circuito
cerrado, pueden existir las dos direcciones.
El tipo de motor de accionamiento. Esto es muy importante, sobre todo cuando se
utiliza un motor de combustión para el accionamiento de bombas de pistones. A bordo
de barcos se utilizan a menudo bombas accionadas por motores diesel, en cuyo caso es
necesario calcular las vibraciones torsionales.
Indicación del líquido de accionamiento.
Condiciones de funcionamiento, continuo o de corta duración, instalación interior o
exterior.
Condiciones de temperatura.
Rendimiento Volumétrico
En teoría una bomba suministra una cantidad de fluido igual a su desplazamiento por
ciclo o revolución. En realidad el desplazamiento efectivo es menor, debido a las fugas
internas. A medida que aumenta la presión, las fugas desde la salida de la bomba hacia
la entrada o al drenaje también aumentan y el rendimiento volumétrico disminuye.
El rendimiento volumétrico es igual al caudal real de la bomba dividido por el caudal
teórico. Se expresa en forma de porcentaje.
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Caudal real
Rendimiento volumétrico = --------------------
C.teórico
Cebado
Las bombas centrifugas casi nunca deben arrancarse sino hasta que están bien cebadas,
es decir, hasta que se han Llenado con el liquido bombeado y se ha escapado todo el
aire. Las excepciones son las bombas autocebantes y algunas instalaciones especiales de
gran capacidad y baja carga y baja velocidad en las que no es práctico cebar antes de
arrancar y el cebado es casi simultáneo con la arrancada.
Calentamiento
Las bombas que manejan líquidos calientes deberán mantenerse aproximadamente a la
temperatura de operación cuando están inactivas. Un pequeño flujo constante a través
de la bomba será suficiente para lograrlo. Hay muchas disposiciones disponibles para
este procedimiento de calentamiento.
En algunos casos, el flujo va de la succión abierta, por la bomba, y sale por una válvula
de calentamiento en el lado de la bomba de la válvula de descarga. Los drenajes de la
válvula se regresan al ciclo de bombeo en un punto de presión mas baja que la de
succión de la bomba.
En otros casos, el flujo va a través de la línea de brinco a través de la válvula de
retención de la descarga, por la bomba y al cabezal común de succión. El arreglo exacto
que se debe usar deberá recomendarlo el fabricante de la bomba.
Algunos diseños de bombas son capaces de arrancar frías en una emergencia, mientras
que otras nunca deberán exponerse a este choque repentino; se deberá consultar al
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fabricante de la bomba en cada caso particular. Algunas consideraciones generales son
las siguientes:
Cavitacion
Al diseñar una bomba, para carga y gasto determinados, debe escogerse la velocidad
específica más alta, ya que ello redunda en una reducción en tamaño, en Peso y en
costo. Sin embargo, como es lógico suponer, existe un límite inferior para el tamaño de
la bomba; en este caso, el factor que se debe tener en cuenta es el incremento de la
velocidad del líquido.
Ya que los líquidos son fluidos que se vaporizan, se Presenta el fenómeno de la
cavitación, el cual fija dichos límites.
La cavitación se define como la vaporización local de un líquido debido a las
reducciones locales de presión, por la acción dinámica del fluido. Este fenómeno está
caracterizado por la formación de burbujas de vapor en el interior o en las proximidades
de una vena fluida
La condición física más general para que ocurra la Z cavilación es cuando la presión en
ese punto baja al va300 br de la presión de vaporización.
Recordaremos que la presión de vaporización de uso y líquido para cierta temperatura,
es la presión a la cual un líquido se convierte en vapor cuando se le agrega calor.
Para los líquidos homogéneos, tales como el agua, la presión de vaporización tiene un
valor definido para una cierta temperatura y tablas tales como las de vapor de Keenan
dan estos valores. Sin embargo, ciertas mezclas de líquidos, están formadas por varios
componentes, cada uno de los cuales tiene su propia presión de vaporización y pueden
llegar a ocurrir vaporizaciones parciales a diferentes presiones y temperaturas. Para dar
algún dato diremos que la presión de vaporización del agua a 100º C (212º F es de 14.7
lb/plg2 (presión barométrica estándar al nivel del mar). cuyo equivalente son 33.9 pies
de agua a 62º F, o bien 35.4 pies de agua a 212º F (lOOo C). Esta diferencia se debe a
que el agua tiene una densidad de 0.959 comparada con 1.0 a 62º F.
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MANTENIMIENTO II
La reducción de la presión absoluta a la de vaporización puede ser general para todo el
sistema o únicamente local; pudiendo existir esta última sin un cambio de la presión
promedio.
Una disminución general de la presión se produce debido a cualquiera de las siguientes
condiciones:
Un incremento a la altura de succión estática.
Una disminución en la presión atmosférica, debido a un aumento de altitud sobre el
nivel del mar.
Una disminución en la presión absoluta del sistema, tal como la que se presenta
cuando se bombea de recipientes donde existe vacío.
Un incremento en la temperatura del líquido bombeado, el cual tiene el mismo
efecto que una disminución en la presión absoluta del sistema, ya que. al aumentar la
temperatura. la presión de vaporización es más alta y, por tanto, menor la diferencia
entre la presión del sistema y ésta.
Por lo que respecta a una disminución de presión local, ésta se produce debido a las
condiciones dinámicas siguientes:
1. Un incremento en la velocidad.
2. Como resultado de separaciones y contracciones del flujo, fenómeno que se presenta
al bombear líquidos viscosos.
3. Una desviación del flujo de su trayectoria normal, tal como la que tiene lugar en una
vuelta o una ampliación o reducción, todas ellas bruscas.
La cavitación se manifiesta de diversas maneras, de las cuales las más importantes son:
a) Ruidos y vibración.
b) Una caída de las curvas de capacidad-carga y la de eficiencia.
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c) Desgaste de las aspas del impulsor.
Esta se produce cuando hay un flujo de un fluido y en este existen algunos puntos en los
cuales la presión es inferior a la tensión de vapor del fluido considerando y se producen
vaporizaciones parciales. Las burbujas así formadas, forman la parte inicial del
fenómeno de la cavitación. Cuando esas burbujas llegan a alcanzar zonas de presión se
condensan nuevamente.
Para los líquidos homogéneos, tales como el agua, la vaporización tiene un valor
definido para una cierta temperatura y existen tablas que dan estos valores. Cada uno de
los cuales tiene su propia presión de vaporización y puede llegar a ocurrir
vaporizaciones parciales a diferentes presiones y temperatura.
Correr una bomba en seco
Solo una bomba centrifuga con espacios libres excesivos entre las partes estacionarias y
las giratorias podría trabajar en seco por tiempo indefinido. La mayoría de las bombas
centrifugas tienen ajustes precisos en las juntas de escurrimiento y no pueden operar en
seco de ninguna manera, o en algunos casos por más de unos segundos, sin dañarse
seriamente.
La única excepción a esta regla es un diseño especial de bombas grandes de baja carga y
cebado automático. La bomba se arranca en seco al arrancar la bomba de vacío y corre
en seco por no más de dos minutos, tiempo al cual ya es completo el cebado y la bomba
entra en operación normal.
Para asegurar una operación provechosa en estas condiciones, los espacios libres en los
anillos de desgaste se hacen ligeramente más grandes que en el diseño normal
Estrangulación De La Succión De La Bomba
Si se estrangula la succión de una bomba centrifuga se origina una reducción de la
presión absoluta en la entrada del impulsor. Esto puede hacerse para que resulte una
reducción en capacidad forzando la bomba a operar '<en vacío" y reduciendo la
capacidad de descarga por la alteración de la forma de la curva de carga-capacidad. Esa
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operación es dañina para la bomba, a menos que, como en el caso de una bomba de
condensado, está específicamente diseñada para ella. La eficiencia de la bomba se
reduce cuando se opera aL vacío", pero, lo más importante es que se causa erosión y
destrucción prematura por la cavitación provocada al estrangular la succión.
La capacidad de la bomba puede reducirse simple y seguramente estrangulando la
descarga. De esta manera, las pérdidas artificiales por fricción se introducen
estrangulando, y se obtiene una nueva curva del sistema que cruza la curva de carga-
capacidad en el flujo deseado.
Solo se permite estrangular la succión cuando la presión de succión excede en amplio
margen los requerimientos mínimos, como en el caso de la segunda bomba de una
unidad en serie.
El efecto, sin embargo, no es reducir la capacidad por operación al vacío, sino más bien
por la reducción de la carga total neta generada por la unidad en serie. Esto hace que las
curvas de características de carga-capacidad y carga del sistema se crucen en un caudal
menor.
Verificaciones Finales Antes Del Arranque
Después de que una bomba centrifuga se ha instalado correctamente y se han tomado
todas las precauciones necesarias para alinearía con su impulsor, queda lista para
servicio en su arranque inicial.
Se recomiendan unas cuantas verificaciones de ultima hora. Los cojinetes y el sistema
de lubricación deben estar limpios.
Antes de poner la bomba en servicio se deben quitar las tapas de los cojinetes y lavar
éstos con kerosina y limpiarlos completamente.
No se debe emplear estopa para limpiar cojinetes porque puede caer pelusa en el
lubricante; los trapos limpios son superiores para este objeto. Toda la grasa y el aceite
que se usen en el sistema de lubricación deben estar libres de agua, mugre u otros
contaminantes.
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Los cojinetes deben llenarse con lubricante limpio de acuerdo con las recomendaciones
del fabricante.
Con el acoplamiento desconectado, se deberá probar nuevamente la rotación correcta
del impulsor. Generalmente hay una flecha marcada en la bomba para señalar la
rotación correcta.
Todas las partes deben inspeccionarse finalmente antes de arrancar. Debe ser posible
dar vuelta al rotor de la bomba con la mano, y en caso de una bomba que maneje
líquidos calientes, el rotor debe poder girar libremente con la bomba fría o calentada.
Si el rotor está pegado o si se arrastra ligeramente, no debe operarse la bomba hasta que
se localiza la causa de la dificultad y se corrige.
Causas De Daños En Las Bombas
Líquidos Contaminados
Líquidos Inadecuados
Sobrecarga de la Bomba
Cavitación
Mantenimiento Inadecuado
Reparaciones Defectuosas
Fallas Que Se Presentan Normalmente En Las Bombas:
Las Bombas no entregan liquido
Falta de presión en el sistema hidráulico
Presión del sistema baja o cambiante
La bomba hace ruido excesivo
Excesivo desgaste de la bomba
Perdida de liquido hacia el exterior de la bomba
Rotura de piezas internas de la bomba.
Características De Las Bombas
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Bombas de Desplazamiento No Positivo
Caudal suave y continuo
Reducción de caudal por resistencia en el sistema
No crea vació suficiente en la entrada por no tener separación entre la entrada y la
salida
Son diseñadas para que entreguen siempre en el mismo caudal
Son usadas para transferencia de liquido de un lugar a otro
No son capaces de mantener presiones altas en el sistema
Bombas de Desplazamiento Positivo
Caudal por Impulso
Reducción de caudal por fugas internas
Crea vació en la entrada debido a la fuerza centrifuga inicial
Existen diseños de caudal fijo y de caudal variable
Son usadas para la transmisión de potencia
Mantienen la presión del sistema de acuerdo a la necesidad del mismo.
CONCLUSIONES
La creación de vacío es la función primordial de una bomba.
En una bomba siempre hay pérdidas, por lo cual afecta a su eficiencia, siendo una de
las más eficientes la bomba centrífuga.
La energía o cabeza que se le aplica al líquido por medio de una bomba centrífuga
es por medio de fuerza centrífuga.
La principal aplicación de las bombas centrífugas es para el trasiego de líquidos
poco viscosos y líquidos que contengan sólidos en suspensión.
Las bombas más utilizadas son las centrífugas, por sus altas velocidades que puede
alcanzar.
INTRODUCCION AL TEMA DE TURBINAS HIDRAULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS
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Una máquina Hidráulicas es un dispositivo que produce movimiento. En general, se
busca que la máquina haga girar un eje o flecha, de manera que ésta accione algún
dispositivo cuya utilización nos interesa. Cuando la máquina es accionada por la fuerza
del agua o transmite a ella su energía se dice que es una máquina hidráulica.
CASA DE MAQUINAS:
Es la construcción donde se ubican las máquinas y los elementos de regulación y
comando. Puede ser exterior o subterráneo y posee generalmente dos niveles que son la
planta o piso de generadores y planta baja o piso de turbina. En el piso de generadores
se encuentran estos aparatos con sus reguladores de velocidad y en la parte superior de
este nivel se instala generalmente una grúa viajera que se utiliza durante el montaje y
también para hacer reparaciones, tanto de los generadores como de los rodetes. Por esta
última razón el techo de la casa de máquinas debe ser suficientemente alto para que la
grúa pueda transportar libremente los rotores o los rodetes por encima de los que están
ya colocados.
En el piso de las turbinas se encuentra la espiral de alimentación, el distribuidor y el
rodete de las máquinas. Las dimensiones de la casa de las máquinas están estrechamente
relacionadas con el piso de turbina a utilizar
CENTRALES HIDROELECTRICAS
Su función es utilizar la energía potencial del agua almacenada en un lago, a una
elevación más alta y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica. Este
proceso toma en consideración varios factores entre los cuales uno de los más
importantes es la caída de agua. Este factor es decisivo al momento de escoger el tipo
de turbina hidráulica que se instala en la planta.
Una caída alta (entre 800 a 2000 pies) requiere una turbina para alta presión, de impulso
o tipo Pelton. Si la caída es intermedia (entre 200 y 800 pies), entonces se escoge una
turbina de reacción tipo Francis. Para caídas bajas (menores de 200 pies) se utiliza un
tipo de turbina de reacción tipo Kaplan.
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El esquema general de una central hidroeléctrica puede ser: Esquema Central
Hidroeléctrica
Un sistema de captación de agua provoca un desnivel que origina una cierta energía
potencial acumulada. El paso del agua por la turbina desarrolla en la misma un
movimiento giratorio que acciona el alternador y produce la corriente eléctrica.
Las ventajas de las centrales hidroeléctricas son evidentes:
No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía,
constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra
las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del
terreno y turismo.
Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.
Las obras de ingeniería necesarias para aprovechar la energía hidráulica tienen una
duración considerable.
La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse
en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de
mantenimiento, por lo general, reducidos.
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Contra estas ventajas deben señalarse ciertas desventajas:
Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos.
El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar lejos del
centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de transmisión de
electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los costos de
mantenimiento y pérdida de energía.
La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las
centrales termoeléctricas.
La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año.
GENERADOR:
Es una máquina eléctrica generadora de corriente alterna que consiste en un dinamo
cuyo inducido es un carrete abierto que gira entre uno o varios pares de polos alternados
(norte-sur), o bien, inversamente, en un electroimán multipolar que gira dentro del
inducido. Se encuentra ubicado dentro de la casa de máquina.
TURBINA:
Turbina, es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una
corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o
rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su
circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial
que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un
eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador
eléctrico o una hélice.
Las turbinas se clasifican en turbinas hidráulicas o de agua, turbinas de vapor y
turbinas de combustión. Hoy la mayor parte de la energía eléctrica mundial se produce
utilizando generadores movidos por turbinas. Los molinos de viento que producen
energía eléctrica se llaman turbinas de viento.
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Clasificación de las Turbinas
Por la manera de actuar el agua, las turbinas se subdividen en:
1. Turbinas de acción.
2. Turbinas de reacción.
3. Turbinas limites
Las turbinas de acción según disposición de los álabes, pueden agruparse en:
a) Turbinas de admisión total, penetrando el agua en todo su contorno.
b) Turbinas de admisión parcial, entrando el agua por una parte de su
contorno.
De acuerdo a su funcionamiento se clasifican en:
La rueda Pelton
La turbina Francis
La de hélice o turbina Kaplan
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MANTENIMIENTO II
El tipo más conveniente dependerá en cada caso del salto de agua y de la potencia de la
turbina. En términos generales:
La rueda Pelton conviene para saltos grandes.
La turbina Francis para saltos medianos.
La turbina de hélice o turbina Kaplan para saltos pequeños.
RUEDA PELTON:
En la figura se muestra un croquis de la turbina en conjunto para poder apreciar la
distribución de los componentes fundamentales.
Un chorro de agua convenientemente dirigido y regulado, incide sobre las cucharas del
rodete que se encuentran uniformemente distribuidas en la periferia de la rueda. Debido
a la forma de la cuchara, el agua se desvía sin choque, cediendo toda su energía cinética,
para caer finalmente en la parte inferior y salir de la máquina. La regulación se logra por
medio de una aguja colocada dentro de la tobera.
Este tipo de turbina se emplea para saltos grandes y presiones elevadas.
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MANTENIMIENTO II
Rodete y cuchara de una turbina Pelton
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1. Rodete
2. Cuchara
3. Aguja
4. Tobera
5. Conducto de entrada
6. Mecanismo de regulación
7. Cámara de Salida.
MANTENIMIENTO II
TURBINAS FRANCIS:
La turbina Francis debe su nombre al ingeniero estadounidense nacido en Gran Bretaña
James B. Francis, quien diseñó una turbina en la que el flujo se producía hacia el
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MANTENIMIENTO II
interior. La llamada turbina de reacción o turbina Francis se convirtió en la turbina
hidráulica más utilizada con presiones de agua, o alturas de caída, equivalentes a una
columna de agua de 10 a 100 m. Este tipo de turbina funciona debido a la expansión del
agua mientras fluye a través de los espacios entre las palas, lo que produce una fuerza
neta, o reacción, con una componente tangencial que pone la rueda en movimiento.
Las turbinas al ser accionadas por la energía del agua, produce energía mecánica que es
transformada en eléctrica al transmitir su movimiento a un generador.
Para saltos medianos se emplean las turbinas Francis, que son de reacción.
COMPONENTES DE UNA TURBINA FRANCIS.
La carcasa, caja espiral o caracol, es un ducto alimentador, sección generalmente
circular y diámetro decreciente, que circunda al rotor, procurando el fluido necesario
para la operación de la turbina. Generalmente es de lamina de acero. Del caracol pasa el
agua al distribuidor guiada por una paletas direccionales fijas a la carcasa, que forman
los portillos de acceso.
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Entrada de Fluido
Caracol
Toma de la corriente del fluido
Guía de paletas
Turbina
Entrada de un fluido a la Turbina FrancisTURBINA FRANCIS
MANTENIMIENTO II
El distribuidor, lo constituye una serie de alabes directores en forma de persianas
circular, cuyo paso se puede modificar con la ayuda de un servomotor, lo que permite
imponer a el fluido la dirección de ataque exigida por el rodete móvil y además regular
el gasto de acuerdo con la perdida de la turbina, desde valores máximos a un valor cero,
en posición cerrada. En el distribuidor se transforma parcialmente la energía de presión
en energía cinética.
El rodete móvil o rotor, esta conformado por álabes, los cuales están engastados en un plato
perpendicular al eje de la máquina, de cuyo plato arrancan siguiendo la dirección, tomando en forma
progresiva un alabeo y abriéndose hacia la dirección radial, con lo que el conjunto presenta abocarda,
tanto mas acentuada cuanto mayor sea la acción axial exigida a la turbina. Los alabes se ciñen en su
extremo final por un zuncho en forma de anillo para dar la debida rigidez al conjunto. El rodete es el
elemento esencial de la turbina, estando provistos de alabes en los que tiene lugar el intercambio de
energía entre el agua y la máquina. Atendiendo a que la presión varié o no en el rodete.
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En el dibujo podemos apreciar la forma general de un rodete y el importante hecho de que el agua entre en una dirección y salga en otra a 90º, situación que no se presenta en las ruedas Pelton.Las palas o álabes de la rueda Francis son alabeadas.
MANTENIMIENTO II
El tubo de desfogue o difusor, da salida al agua de la tubería y al mismo tiempo
procura una ganancia en carga estática hasta el valor de la presión mas baja que la
atmosférica y, por tanto, una gradiente de presión dinámica mas alta a través del rodete.
Su forma puede ser simplemente cónica (tubo Moody) o mas compleja cuando es
acodada (la sección es cónica, elíptica – cuadrangular). La forma acodada permite
colocar el rodete móvil mas próximo al nivel de aguas abajo, exigencia que se tiene
particularmente en las maquinas de velocidad especifica alta, es decir, con mucha
acción axial, que se emplean con mas grandes caudales.
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RODETE LENTO RODETE RAPIDO
MANTENIMIENTO II
Los elementos componentes más destacados del distribuidor son:
Palas directrices. Servomotores.
TURBINA KAPLAN:
En los casos en que el agua sólo circule en dirección axial por los elementos del rodete,
tendremos las turbinas de hélice o Kaplan. Las turbinas Kaplan tienen álabes móviles
para adecuarse al estado de la carga.
Estas turbinas aseguran un buen rendimiento aún con bajas velocidades de rotación.
La figura muestra un croquis de turbina a hélice o Kaplan.
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(a) (b)
(c)
ANILLO DE DISTRIBUCIÓN
MANTENIMIENTO II
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MANTENIMIENTO II
Relación de Potencia entre las turbinas Kaplan, Francis y Pelton:
La turbina Francis tiene una potencia máxima superior, pero una pobre eficiencia carga
parcial en comparación con la rueda de impulso o la Turbinas Kaplan. La turbina de
hélice de álabes fijos tiene una alta eficiencia para el punto máximo, pero una eficiencia
de carga parcial muy baja. La diferencia entre potencia normal y la potencia nominal de
la turbinas Francis es mucho menor que en el caso de las turbinas de impulso o las
Kaplan, así como para el caso de las turbinas de hélice de álabes fijos la potencia
normal se encuentra muy cerca de la potencia nominal.
La función de una planta hidroeléctrica es utilizar la energía potencial del agua
almacenada en un lago, a una elevación más alta y convertirla, primero en energía
mecánica y luego en eléctrica. Este proceso toma en consideración varios factores entre
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MANTENIMIENTO II
los cuales uno de los más importantes es la caída de agua (head). Este factor es decisivo
al momento de escoger el tipo de turbina hidráulica que se instala en la planta. .
Diferencias Entre Los Tipos De Turbinas.
Aunque básicamente su funcionamiento es muy similar, las turbinas Pelton, Francis y
Kaplan se diferencian en muchos aspectos.
Uno de ellos es su simple apariencia. La turbina Pelton esta formada por una especie de
cucharas que, sometidas al impacto del agua produce el giro continuo del eje. Mientras
que la forma de la turbina Francis recuerda un molinillo de viento en forma de caracol.
Por otro lado la turbina Kaplan recuerda mas a una hélice de un barco o un submarino.
Otra de las diferencias es según la forma en que el agua impacta en sus álabes y hace
que se muevan. La turbina Kaplan y la Francis son turbinas nombradas de reacción,
mientras que la turbina Pelton es de acción porque gira por la presión del agua que
circula a su alrededor.
También las diferencias la cantidad de agua con la que pueden trabajar: la Pelton se
utiliza para poca cantidad de agua, pero por el contrario la Kaplan necesita mucha agua,
por lo tanto la más adaptable es la Francis, que se puede utilizar para cantidad variable
de agua y salto de agua.
Otro de los aspectos que las diferencias son las aplicaciones que se hacen de cada una.
La Pelton se utiliza en centrales hidráulicas de no mucha potencia, la Francis puede
aplicarse a todo tipo de cantidad de agua y salto de agua y es la mas empleada en
centrales hidroeléctricas, y por ultimo la turbina Kaplan con su eje en posición
horizontal se utiliza en las mareomotrices.
Características Pelton Kaplan Francis
Apariencia Formada por cucharas, Hélice, parecido al de Tipo molinillo de viento en forma
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MANTENIMIENTO II
que sometidas al impacto
del agua producen el giro
continuo.
los submarinos y los
barcos.de caracol.
Impacto del agua Acción. Reacción. Reacción.
Cantidad de agua
con la que
trabajan
Poca cantidad de agua.Mucha cantidad de
agua.Cantidad variable de agua.
AplicaciónCentrales hidroeléctricas
de poca potencia.
Se utiliza en las
mareomotrices.
Puede aplicarse a diversas
cantidades de agua y salto de agua,
y es la más empleada en centrales
hidroeléctricas
DAÑOS FRECUENTES EN LAS TURBINAS:
Daño por Cavitación
El daño por cavitación es una forma especial de corrosión-erosión debido a la formación
y al colapso de burbujas de vapor en un líquido cerca de una superficie metálica, que
ocurre en turbinas hidráulicas, hélices de barcos, impulsores de, bombas y otras
superficies sobre las cuales se encuentran líquidos de alta velocidad con cambios de
presión.
Un daño por cavitación tiene un aspecto semejante a picaduras por corrosión, pero las
zonas dañadas son más compactas y la superficie es más irregular en el caso de la
cavitación. El daño por cavitación se atribuye parcialmente a efectos de desgaste
mecánico. La corrosión interviene cuando el colapso de la burbuja destruye la película
protectora.
Para prevenir el daño por Cavitación se pueden tomar en cuenta los métodos descritos
para prevención de corrosión-erosión:
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MANTENIMIENTO II
Modificar el diseño para minimizar las diferencias de presión hidráulica en el flujo
de medio corrosivo
Seleccionar materiales con mayor resistencia a la cavitación.
Dar un acabado de pulido a la superficie sujeta a efectos de cavilación, ya que es
más difícil nuclear burbujas sobre una superficie muy plana
Para realizar el mantenimiento de existir:
1.- Personal, en cantidad necesaria y con la capacidad básica.
2.- Recursos administrativos y técnicos.
3.- Inspección y limpieza continúa.
En cuanto a la limpieza: Piezas Limpias de aceite y polvo (evitar su mezcla).
En cuanto a la inspección: Revisión a corto, mediano o largo plazo.
Vigilancia:
a.- Deben controlarse las temperaturas de los cojinetes continuamente.
b.- Revisar el aceite del equipo, cuando la maquina esta en parada.
c.- Inspección exhaustiva en cuanto a problemas de corrosión
Operación y mantenimiento de turbinas:
•Entre los equipos más complejos y costosos que se utilizan en la generación de
energía se encuentran las turbomáquinas, particularmente las turbinas. Su operación
debe vigilarse de manera continua tanto para detectar fallas potenciales o incipientes
como para programar su mantenimiento, a fin de aumentar su confiabilidad,
disponibilidad y vida útil.
Trabajos de lubricación
•Las partes móviles de una turbina son muchas y por eso algunas necesitan lubricación
para disminuir su desgaste, entre ellas están las toberas y la válvula de tobera de freno
son lubricados por la operación y no requieren lubricación adicional, los cojinetes
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MANTENIMIENTO II
articulados del varillaje de regulación y el pistón de guía del servomotor del deflector
deben engrasarse una ves por mes.
Controles funcionales
Mensualmente deben controlarse el funcionamiento de los sistemas de seguridad, como
interruptores límites, presostatos, medición de velocidad, etc
Trabajo de mantenimiento resultante del servicio
Con el fin de eliminar sedimentos de arena en la tubería anular se debe lavar la tubería
abriendo la válvula de vaciado. La limpieza de cilindro de agua del servomotor del
deflector de cuerpos extraños se realiza cerrando la alimentación de agua, retirar el
tornillo de vaciado del cilindro de agua y lavar la tubería y el cilindro abriendo la
válvula.
Revisiones
Cada 8000 horas de servicio hay que someter la turbina a una revisión completa.
Realizándole una serie de tareas:
•Control del rodete a fisuras y superficies desgastadas.
• Controlar a desgaste las puntas de aguja
•Controlar el llenado y el estado del aceite
•Controlar si el pintado tiene fallas y/o corrosión en la superficie en contacto con agua
en especial la superficie de la tubería anular y del foso de la turbina.
Descripción del funcionamiento
•La operación y control de una turbina se realiza por medio de un control electrónico
que se divide en las siguientes partes: abastecimiento de energía (protecciones de
sobrecarga y distribución), controles y señales de supervisión de la bomba de aceite,
botones de modo operacional, controles de apagado de emergencia y válvulas de
seguridad.
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MANTENIMIENTO II
CAPITULO III NEUMATICA
OBJETIVOS:
COMPRESORES
Máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. La
presión del fluido se eleva reduciendo el volumen específico del mismo durante su paso
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MANTENIMIENTO II
a través del compresor. Comparados con turbo soplantes y ventiladores centrífugos o de
circulación axial, en cuanto a la presión de salida, los compresores se clasifican
generalmente como maquinas de alta presión, mientras que los ventiladores y soplantes
se consideran de baja presión.
Los compresores se emplean para aumentar la presión de una gran variedad de gases y
vapores para un gran número de aplicaciones. Un caso común es el compresor de aire,
que suministra aire a elevada presión para transporte, pintura a pistola, inflamiento de
neumáticos, limpieza, herramientas neumáticas y perforadoras. Otro es el compresor de
refrigeración, empleado para comprimir el gas del vaporizador. Otras aplicaciones
abarcan procesos químicos, conducción de gases, turbinas de gas y construcción.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE COMPRESOR.
Durante la compresión mecánica de los gases, la presión del gas aumenta, el volumen
del gas se reduce y la temperatura del gas se eleva.
La relación entre todos estos factores es la siguiente:
P x V = T
Donde: P=Presión
V=Volumen
T=Temperatura
La compresión ideal es aquella en la que no existen pérdidas, ni ganancias de calor en el
sistema (compresión adiabática).
P x V = T
A continuación será presentada la ecuación fundamental de los gases:
P x V = R x T
Donde:
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MANTENIMIENTO II
P = Es la Presión.
V = Volumen Especifico.
T = Temperatura Absoluta.
R = Constante De Los Gases.
La magnitud se conserva, para un gas perfecto dado, un valor fijo, mientras que para un fluido gaseoso no
asimilable a un gas perfecto varia con la presión y la temperatura.
TIPOS DE COMPRESORES.
Alternativo Centrífugos
Rotativo Tornillo
Scroll Lóbulos
ALTERNATIVO
Estos se pueden clasificar en:
Herméticos: Tanto el motor como el compresor están dentro de la misma carcasa y es
inaccesible. Van enfocados a pequeños equipos de carga crítica.
Semi-herméticos: Es igual que el anterior pero es accesible, se puede reparar cada una
de sus partes.
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MANTENIMIENTO II
Abiertos: Motor y compresor van separados.
Compresores De Pistón
Son maquinas de flujo continuo en donde se transforma la energía cinética (velocidad) en presión. La
capacidad real de un compresor es menor que el volumen desplazado del mismo, debido a razones tales
como:
A) Caída de presión en la succión.
B) Calentamiento del aire de entrada.
C) Expansión del gas retenido en el volumen muerto.
D) Fugas internas y externas.
Estos son los tipos de compresores de desplazamiento positivo más antiguos y conocidos. Los de simple
efecto, son normalmente del tipo entroncado, mientras que los de doble efecto utilizan un diseño de
cruceta.
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MANTENIMIENTO II
PARTES DE UN COMPRESOR DE PISTON
Al bajar el pistón creamos una depresión en el interior del cilindro respecto la línea de
aspiración, entonces se abre la válvula de aspiración y va entrando el gas en la cámara.
Al subir el pistón comprimimos el gas y abre la válvula de descarga.
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MANTENIMIENTO II
No se abren las válvulas hasta que no se vence la presión del exterior, al superar la
presión de admisión o de descarga.
El espacio necesario entre el pistón y el plato de válvulas se llama claro, este espacio
repercute negativamente al rendimiento del compresor de manera que si tenemos menos
claro mayor rendimiento.
En este claro siempre se nos queda la presión de alta, de manera que el pistón ha de
hacer más recorrido en el momento de la admisión.
Con un compresor de igual potencia puede dar más o menos rendimiento según esta
característica.
Al entrar los gases en el compresor, el cilindro está extremadamente caliente, el gas
aumenta su volumen y por lo tanto entra menos gas y disminuimos su capacidad, a parte
podríamos carbonizar el aceite dañando así el plato de válvulas.
Las válvulas llevan un seguro que permite saltarlas en caso de que nos llegue líquido.
Compresor De Pistón Básico
Los principales órganos de un compresor de pistón, se representaran a continuación:
El pistón (P) se desplaza en un cilindro (C); está unido por el vástago (T) a un
mecanismo, que le transmite el movimiento del motor de accionamiento. En la culata
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RP2
P1 P C
V1
T
A
MANTENIMIENTO II
del cilindro hay dos válvulas que se abren en sentido inverso, una de ellas (A) sirve para
la aspiración del gas que se ha de comprimir y la otra (B) para la descarga. El
desplazamiento del pistón tiene lugar entre dos posiciones extremas, que en la figura
anterior se encuentran representadas por líneas de trazos, la de la izquierda corresponde
al punto muerto inferior y la de la derecha representa al punto muerto superior. La
distancia entre estos puntos muertos, se les llama carrera del pistón.
Al término de la impulsión, el pistón se encuentra de nuevo en contacto con la culata del
cilindro, de forma que el ciclo de operación puede iniciarse nuevamente.
Compresores De Un Escalón.
Las diferentes fases del ciclos de compresión tienen, pues lugar alternativamente a la
derecha y a la izquierda del pistón, lo que permite aumentar el caudal aspirado para las
mismas dimensiones del cilindro, sin embargo, se debe tener en cuenta que como
consecuencia de la presencia del vástago, los volúmenes engendrados por las caras del
pistón no son iguales.
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MANTENIMIENTO II
Este vástago atraviesa una caja prensa-estopas y está unido a una horquilla en la cual
esta articulada la biela de accionamiento. La disposición del cilindro puede ser
horizontal o vertical
Compresores De Varios Escalones.
Hemos visto que un compresor monocilíndrico de doble efecto comporta dos cámaras
de compresión que funcionan en paralelo. Pero también es posible colocar estas dos
cámaras en serie y realizar así la compresión en dos fases (B.P. y A.P., es decir, baja
presión y alta presión). Sin embargo, como consecuencia de la reducción del volumen
especifico del fluido después de la primera fase de compresión, es necesario prever para
la segunda cámara de compresión un volumen inferior al de la primera. Ello se logra
dando al vástago del pistón un diámetro bastante grande o, lo que viene a ser lo mismo,
equipando el cilindro con un pistón diferencial.
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R
A
A
R
R
A
A
R
A.P.
B.P.
MANTENIMIENTO II
Como se muestra en la figura, la cámara de compresión (A.P.), está, en este caso,
constituida por el espacio anular comprendido entre el cilindro y la parte rebajada del
pistón.
¿Cómo Elegir Un Compresor De Pistón?
Los pilares fundamentales para una correcta elección podríamos definirlos y ordenarlos del modo que se
refleja:
Fiabilidad mecánica: Evidentemente, lo que quieren todas las partes implicadas en la elección de un
compresor es que éste no se rompa ya que de suceder esto, el más afectado sería el cliente final al que no
sólo se le rompe un compresor sino que también se le para toda la línea de producción. En consecuencia,
el cliente final reclamará al instalador y éste al proveedor y será para todos ellos un gran problema. Por
tanto, un compresor debe ser fiable y funcionar correctamente.
Rendimiento energético: Una vez que tenemos la seguridad de que el compresor es robusto, nuestra
principal preocupación debería ser el consumo de energía eléctrica que el compresor necesita para
producir el frío que demanda el cliente final. No olvidemos que el compresor se paga una vez pero la
energía que éste consume, se pagará por cada minuto que funcione. En algunos casos, las diferencias de
consumo eléctrico entre los compresores disponibles en el mercado son muy importantes sobrepasando
incluso el 15%. Por tanto, este factor debe ser tenido en cuenta.
Precio: Este factor, suele ser situado erróneamente en primer lugar por ser la principal preocupación
del que realiza la inversión pero si tenemos en cuenta las diferencias de precios entre las distintas
opciones del mercado y la incidencia que éstas tienen en el funcionamiento del sistema, seguro que
concluimos que no merece la pena situar el precio en el primer lugar. Dicho de otro modo, el negocio se
hace con la producción, no con el ahorro en la inversión.
COMPRESOR ROTATIVO
Está formado por una excéntrica que va rodando dentro de una cavidad de manera que
va aspirando y comprimiendo gas a la vez.
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MANTENIMIENTO II
Tiene la misma apariencia que un compresor hermético alternativo pero a diferencia de
este el rotativo es más pequeño y menos ruidoso, otra diferencia es que la presión de
alta se descarga dentro de la carcasa por lo tanto está muy caliente.
Tienen más rendimiento que los alternativos al carecer de tantas partes móviles.
Se usan casi exclusivamente en aire acondicionado y es necesario que lleven una botella
de aspiración.
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MANTENIMIENTO II
COMPRESOR SCROLL
Está formado por dos espirales, una fija y otra móvil de manera que la móvil se va
cerrando sobre la fija.
La espiral móvil va aspirando el gas y lo va cerrando contra la otra espiral y lo va
comprimiendo.
Igual que el rotativo el scroll va comprimiendo y aspirando continuamente.
Admite golpes de líquido, tiene bajo nivel sonoro y de vibraciones, no arrastra casi
aceite, tiene bajo par de arranque y se utiliza generalmente en aire acondicionado.
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MANTENIMIENTO II
COMPRESORES DE TORNILLO
Esta formados por dos tornillos que van aspirando y comprimiendo gas a la vez de
manera que el espacio entre los dos tornillos se va reduciendo y comprimiendo el gas.
Este tipo de compresores se utiliza a partir de los 300m³ de aspiración, suelen ser
abiertos accionados por motores a partir de los 100-500CV.
Las instalaciones para este tipo de compresores son costosas ya que requieren bastantes
aparatos auxiliares.
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MANTENIMIENTO II
El aceite va en la parte de alta, el circuito de aceite se pone en marcha antes que el
compresor para que suba la temperatura.
El aceite se inyecta por los rodamientos, prensa y otras partes móviles.
El aceite se cambia cada 3000 horas de funcionamiento, el presostato diferencial de
aceite es de acción inmediata, no tiene retardo.
Este tipo de compresor es el que mejor se puede regular (de forma lineal desde el 10%
hasta el 100%), esta regulación se lleva a cabo con un pistón de capacidad que abre o
cierra el espacio entre los dos tornillos. (El accionamiento de este pistón se lleva a cabo
con el aceite).
Son bastante ruidosos y aceptan retornos de líquido, la temperatura máxima de descarga
son 100ºC.
Funcionan las 24 horas del día y el mantenimiento más común es el cambio de
rodamientos.
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MANTENIMIENTO II
Compresores De Lóbulos.
Se conocen como compresores de doble rotor o de doble impulsor aquellos que trabajan con dos rotores
acoplados, montados sobre ejes paralelos, para una misma etapa de compresión. Una máquina de este tipo
muy difundida es el compresor de lóbulos mayor conocida como "Roots", de gran ampliación como sobre
alimentador de los motores diesel o sopladores de gases a presión moderada. Los rotores, por lo general,
de dos o tres lóbulos están conectados mediante engranajes exteriores. El gas que entra al soplador queda
atrapado entre los lóbulos y la carcasa; con el movimiento de los rotores de la máquina, por donde sale,
no pudieron regresarse debido al estrecho juego existente entre los lóbulos que se desplazan por el lado
interno.
Los compresores de lóbulos, constan de dos rotores simétricos (lóbulos) en paralelo con
los engranajes. Se deben de lubricar tanto los cojinetes como los engranajes Sus
propiedades principales son:
Gran volumen de aire seco.
Baja presión Lubricación: Los engranajes mediante baño de salpicadura, con aceites
o grasas.
Funcionamiento De Los Compresores De Lóbulos.
Dos lóbulos simétricos, giran uniformemente en sentido contrario. El gas penetra en la
carcasa del compresor que limita ambos lóbulos, y es forzado a pasar en las cámaras
formadas por dichos lóbulos y dicha, carcasa, a la zona de presión. En el momento en
que una cabeza de lóbulo rebasa la arista de la cámara de presión, el volumen de gas
transportado, es comprimido e impulsado, fuera de dicha cámara al circuito de salida.
La presión final se regula según la resistencia en los conductos.
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MANTENIMIENTO II
APLICACIÓN DE LOS COMPRESORES
El aire comprimido se utiliza para la operación de máquinas y herramientas, taladrar,
pintar, soplar hollín, en transportadores neumáticos, en la preparación de alimentos, en
la operación de instrumentos y para operaciones en el sitio de uso El empleo más
frecuente es a presiones de 90 a 110 psig, que son los límites de la presión normal en
casi todas las fábricas.
Los compresores para gas se emplean para refrigeración, acondicionamiento de aire,
calefacción transporte por tuberías. Acopio de gas natural, craqueo, catalítico,
polimerización y en otros procesos químicos.
Mantenimiento De Un Compresor
Un mantenimiento regular asegura un funcionamiento libre de problemas. La mayoría
de los compresores requieren de muy poco mantenimiento. Sin embargo, se debe
efectuar regularmente chequeo en algunos puntos.
1. Purgar el agua condensada del depósito de aire.
2. Comprobación del nivel de aceite en el carter y reponer el necesario.
3. Chequeo del filtro de aspiración.
4. Comprobar la tensión de las correas y ajustarlas si es necesario.
5. Inspección de las válvulas.
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MANTENIMIENTO II
6. Comprobar el funcionamiento del sistema de regulación.
Una vez que se a puesto a funcionar el compresor, hay que seguir un estricto programa de mantenimiento
preventivo. Los representantes técnicos, de los fabricantes, especializados en reacondicionar compresores,
muchas veces entrenan el personal de la planta en los métodos de mantenimiento. Una importante ayuda
para el mantenimiento, a lo cual no siempre se presta mucha atención, son los manuales de operación y
mantenimiento que publica el fabricante.
Durante el funcionamiento normal hay que vigilar lo siguiente: flujo de agua de enfriamiento, nivel,
presión y temperatura del aceite, funcionamiento de los controles y presión del control, presiones y
temperaturas de succión y descarga, ruidos anormales y carga y temperatura del motor.
Es indispensable un registro diario del funcionamiento del compresor, en especial de los de etapas
múltiples, para un mantenimiento eficiente. Se debe registrar cuando menos lo siguiente:
1) temperatura y presiones de succión, descarga y entre etapas.
2) temperaturas del agua de las camisas de entrada, salida y entre etapas.
3) temperatura y presión de aceite para lubricar los cojinetes.
4) carga, amperaje y voltaje del motor.
5) temperatura ambiente.
6) hora y fecha. Con ese registro, el supervisor puede observar cambios en la presión o temperatura que indican un mal
funcionamiento del sistema. La corrección rápida evitara problemas serios más tarde.
Hay que seguir asiendo inspecciones frecuente de la parte abierta de la carcasa entre el cilindro y el
depósito de aceite, con una luz negra, para ver si hay contaminación arrastre de aceite del depósito.
POSIBLES FALLAS Y CAUSAS DE LOS COMPRESORES
FALLA: Ruidos anormales durante el funcionamiento
CAUSAS:
Juego en las ruedas dentadas
Juego en los cojinetes
Suciedad en las cámaras del compresor
Desequilibrio de los elementos rotativos
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MANTENIMIENTO II
FALLA: Recalentamiento del compresor
CAUSAS:
Filtro de aspiración sucio
Excesivo nivel de aceite o viscosidad inadecuada
Alta temperatura de ambiente
Juego excesivo de los elementos rotativos
FALLA: Fuga de aceite
CAUSAS:
Nivel muy alto de aceite
Sellos del compresor dañados
FALLA: Caudal Insuficiente
CAUSAS:
Dimensiones del compresor incorrecto
Filtros Tapados
Demasiado juego de los elementos rotativos
FALLA: Excesiva potencia absorbida
CAUSAS:
Dimensiones del compresor incorrecto
Nivel muy alto de aceite
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