UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION POZA RICA – TUXPAN
“MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO.”
TRABAJO PRÁCTICO EDUCATIVO
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO MECÁNICO ELÉCTRICISTA
PRESENTA: XAVIER SANTIAGO DOMÍNGUEZ
DIRECTOR DE TRABAJO RECEPCIONAL ING. CÉSAR IGNACIO VALENCIA GUTIÉRREZ POZA RICA, VER.
MAYO DE 2009.
“MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO.”
DEDICATORIA
Dedico éste trabajo práctico educativo a mi familia, ya que sin su apoyo y paciencia llegar al punto en el que ahora me encuentro hubiese sido imposible. A mis padres
Demetrio Santiago San Juan. María del Pilar Domínguez Arroyo.
A mis hermanos
Manolo Santiago Domínguez. Oswaldo Santiago Domínguez. Edith Santiago Domínguez.
A quienes debo todo lo que soy y pueda llegar a ser.
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a mis padres por haberme proporcionado los medios necesarios para llevar acabo mis estudios. Agradezco a mis hermanos el apoyo que me brindaron, para poder terminar mis estudios en esta casa de estudios. Agradezco también a mis compañeros por haberme brindado su amistad; así como a mis profesores por los conocimientos adquiridos. Agradezco a mi director de trabajo recepcional Ing. césar Ignacio Valencia Gutiérrez el apoyo en la realización de éste trabajo. En general agradezco a cada persona que de cualquier manera contribuyo en éste trabajo.
Tabla de contenido INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 4 Capítulo I ............................................................................................................................... 5 JUSTIFICACION .................................................................................................................. 6 TIPO Y NATURALEZA DEL TRABAJO ........................................................................... 8 CARACTERISTICAS Y FUNCIONES ESENCIALES. ................................................... 9 Capítulo II .................................................................................................................................... 10 PROCESOS DEL TRABAJO.................................................................................................... 11 1.0 ESTACIONES DE BOMBEO. ............................................................................................ 11 1.1 Gastos de Bombeo. ............................................................................................................. 11 1.2 Cargas de Bombeo. ............................................................................................................ 11 1.3 Requisitos de Potencia (teórica). ...................................................................................... 11 1.4 Tipo y Número de Bombas. ............................................................................................... 12 1.5. Características del Cárcamo de Bombeo. ...................................................................... 13 2.0. CLASIFICACION Y TIPOS DE ESTACIONES DE BOMBEO. .................................... 15 2.1. Clasificación. ....................................................................................................................... 15 2.2. Tipos Básicos. ..................................................................................................................... 15 2.2.A. Estaciones de dos cámaras. ......................................................................................... 15 2.2.B. Estaciones de una cámara. ........................................................................................... 15 2.3. Dimensionamiento de las Cámaras Secas. ................................................................... 15 2.3. A. Cámaras con Carga de Succión: ................................................................................ 17 2.3.B. Cámaras con Altura de Succión : ................................................................................. 18 2.4. Dimensionamiento de la Cámara Húmeda. ................................................................... 19 2.5. Alternativas para calcular el volumen del cárcamo. ...................................................... 20 3.0. Planteamiento de la Instalación. ...................................................................................... 21 3.1. Recomendaciones para una correcta instalación del equipo. ..................................... 21 3.1. A. Reglas generales a considerar. ................................................................................... 22 3.1. B. Requisitos en la succión ............................................................................................... 24 3.1. C. Requisitos en la descarga. ........................................................................................... 24 3.1. D. Materiales. ...................................................................................................................... 25 3.1. E. Accesorios. ..................................................................................................................... 25
1 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
3.1.F. Consideraciones adicionales. ....................................................................................... 26 3.2. Edificios. ............................................................................................................................... 27 4.0 DESCRIPCION GENERAL DE COMPONENTES DE LA BOMBA. ............................ 28 4.1. DATOS TÉCNICOS. .......................................................................................................... 29 4.2. ELEMENTOS DE LA BOMBA CENTRÍFUGA. .............................................................. 32 4.3. CARACTERÍSTICAS DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS. ......................................... 39 5.0. MANTENIMIENTO A COMPONENTES DE LA BOMBA CENTRÍFUGA. ................. 44 5.1.
General: ........................................................................................................................... 44
5.2.
Caja de la bomba: .......................................................................................................... 44
5.3.
Elemento rotativo............................................................................................................ 44
5.3.a. Desensamble de impulsores y mangas de balanceo ................................................ 44 5.3.b. Reemplazo de impulsores y manga de balanceo ...................................................... 45 5.4. Cajas de chumaceras y chumaceras .............................................................................. 45 5.4.a. Lubricante recomendado ............................................................................................... 46 5.4.b. Sistema de lubricación ................................................................................................... 46 5.4.c. Desensamble de chumaceras ....................................................................................... 46 5.4.d. Inspección, limpieza y mantenimiento ......................................................................... 46 5.4.e. Reensamble de chumaceras ......................................................................................... 47 6.0 OPERACIÓN DE LA BOMBA CENTRÍFUGA. ................................................................ 51 6.1. Revisión preliminar ............................................................................................................. 51 6.2. Arranque .............................................................................................................................. 51 6.3. Revisión en operación ....................................................................................................... 51 6.4. Guiado .................................................................................................................................. 51 6.5. Paro ...................................................................................................................................... 52 6.6. Localización de problemas................................................................................................ 52 7.0 ACCIONES DE MANTENIMIENTO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS ........................... 53 7.1. Mantenimiento correctivo. ................................................................................................. 54 7.2. Mantenimiento preventivo ................................................................................................. 54 7.3. Mantenimiento predictivo. ................................................................................................ 57 7.4. Mantenimiento productivo total. ....................................................................................... 58
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7.5. Mantenimiento dirigido a la confiabilidad (RCM). ......................................................... 59 7.6. Mantenimiento alterno. ...................................................................................................... 60 I. ASPECTOS SELECTIVOS. .................................................................................................. 62 II. ASPECTOS DIRECTIVOS ................................................................................................... 63 III. ASPECTOS GENERALES .................................................................................................. 64 IV. CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS. ....................................................................................... 65 7.7. Mantenimiento de oportunidad. ........................................................................................ 66 7.8. Mantenimiento de mejora. ................................................................................................. 66 8.0. Acciones preliminares para el mantenimiento aplicadas a la bomba centrífuga multipasos. .................................................................................................................................. 66 8.1. Procedimiento de mantenimiento. ................................................................................... 67 8.2. Reensamble de piezas. ..................................................................................................... 67 9.0. Manejo de refacciones....................................................................................................... 68 Capítulo III ............................................................................................................................... 70 APORTACIONES Y CONTRIBUCIONES AL DESARROLLO........................................ 71 BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................................... 72 ANEXOS .................................................................................................................................. 73 Dibujo de referencias. ............................................................................................................ 81 Dibujo de partes de ensamble.............................................................................................. 82
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INTRODUCCIÓN En cualquier industria, edificio, instalación o maquinaria late un pequeño “corazón”, que bombea líquidos, y de cuyo buen funcionamiento dependen importantes actividades. La bomba centrífuga, teóricamente sencilla en su concepción y diseño, ofrece dificultades en su marcha y mantenimiento, que exige conocerla muy bien por parte de los operarios. Es decir, que deben adquirir una sólida formación en los problemas de marcha y de corrección preventiva de los fallos y averías. En este trabajo, se propone que, el responsable de operación y mantenimiento de una bomba centrífuga, sea capaz de conocer: La composición, estructura y funcionamiento hidráulico de la máquina, y su integración en el proceso. Los incidentes, fallos y averías que se producen en ella. La causa de dichos incidentes. Las mejoras o mantenimiento modificativo de deben introducirse para erradicarlos. La buena ejecución de los montajes, desmontajes y reparaciones. La gestión adecuada de repuestos. La optimización de su ciclo de funcionamiento. El mantenimiento preventivo y predictivo de un equipo de bombeo. Los accionamientos de la bomba equipo eléctrico, motor, acoplamiento, reductores, y su buen mantenimiento. En grandes centros de proceso (refinerías, químicas, centrales térmicas, centrales nucleares), la bomba constituye el soporte principal del mismo. Los equipos de mantenimiento deben extremar sus cuidados para lograr su buena marcha. En estas empresas, gran parte del presupuesto anual de mantenimiento lo absorben los equipos de bombeo, y la buena formación de sus operarios debe repercutir a corto y medio plazo, en un aumento de la disponibilidad y en una reducción del citado costo de mantenimiento.
4 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
Capítulo I
5 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
Capítulo I
JUSTIFICACION Existe una serie de conceptos para definir el mantenimiento. En el caso específico de los sistemas de abastecimiento de agua, debe tenerse en cuenta lo siguiente: La calidad del agua es variable. Se emplean diversos procesos de tratamiento de agua. No existen dos estaciones de tratamiento similares; es decir, que tengan igual tamaño, el mismo tipo de construcción y tiempo de servicio y similar calidad del agua tratada. No existen dos estaciones idénticas en organización, personal y control. En las plantas de tratamiento de agua existe una gran variedad de equipos y diversos proveedores. De todo esto se concluye que no existe un sistema único de mantenimiento, pero sí un conjunto de actividades con fines comunes. Entonces, se puede definir genéricamente al mantenimiento como la conservación o protección de componentes o equipos para una condición determinada, especialmente en lo que se refiere a su eficiencia y bajo costo de operación. Existen varias razones por las cuales un sistema de tratamiento y distribución de agua debe tener un servicio organizado de mantenimiento de sus instalaciones y equipos. Una de ellas es el hecho de que el abastecimiento de agua constituye, sin lugar a dudas, el servicio más importante y no puede tener interrupciones imprevistas. Otra razón consiste en que, una vez implantado el mantenimiento, los costos se reducen. Entre las principales ventajas del mantenimiento, podemos mencionar las siguientes:
mejor conservación de los equipos; aumento de la calidad y de la productividad; disminución de paralizaciones imprevistas; disminución de reparaciones; reducción de horas extra de trabajo, y reducción de costos.
El programa de mantenimiento constituye una sistematización de todas las actividades y estrategias destinadas a prevenir los daños. Su objetivo básico es garantizar la disponibilidad de la instalación para atender el programa de producción con calidad y productividad y asegurar costos adecuados. “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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Capítulo I
Para elaborar el programa de mantenimiento, se deben tener en cuenta los siguientes puntos: 1. Registro de equipos, agrupados por secciones; 2. descripción de las actividades para el mantenimiento, y 3. plan estratégico. Los manuales son procedimientos de trabajo que se preparan para ayudar al personal de mantenimiento. Se elaboran teniendo en cuenta los catálogos de los equipos suministrados por el fabricante y la experiencia de los técnicos. Para esto se elaboran los siguientes manuales: 1. manual de mantenimiento del equipo; 2. manual para eliminar averías del equipo. Un manejo carente de planificación genera sobrecostos por el gran número de repuestos que se requieren, o bien deriva en largas paralizaciones en la producción debido a la falta de ellos. Entre los factores que determinan la cantidad de repuestos, están los siguientes: la cantidad utilizada; la frecuencia de reemplazo; los efectos en la operación o depreciación, lo cual es importante para no invertir dinero en partes o piezas que, por lo general, se reemplazan con baja frecuencia. En esta actividad se emplean datos históricos para predecir el futuro, teniendo en cuenta que sin una evaluación, cualquier sistema de mantenimiento tiende a fracasar. Para la evaluación, se analizan los datos o la información contenida en las fichas de trabajo. Esta evaluación hace posible lo siguiente: ajustar el programa y mantener actualizados los manuales de mantenimiento; analizar los trabajos realizados y los materiales empleados a fin de determinar los costos de mantenimiento, para efectos de programación y control del presupuesto; determinar los costos que demanda la gestión administrativa del almacenamiento, adquisición y uso de los repuestos, e informar a los demás sobre lo que se ha realizado y lo que se pretende realizar.
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Capítulo I
TIPO Y NATURALEZA DEL TRABAJO Con el objeto de capacitar tanto a alumnos como a cualquier otra persona interesada, se ha implementado el siguiente trabajo práctico educativo orientado a las personas que trabajan en el área de bombas centrífugas y sistemas de bombeo. Con este enfoque, este trabajo recepcional fue elaborado el presente manual de mantenimiento a bombas multipasos, que sirve de base para otras investigaciones de entrenamiento general. Este trabajo práctico educativo fue desarrollado por un equipo de profesionales con sólida experiencia en este campo, cuyo objetivo es presentar de manera concisa y de forma clara y simple, los conceptos, informaciones y datos esenciales en la diaria tarea que realizan los profesionales que trabajan con bombas centrífugas y sistema de bombeo, entregando una base sólida para el desenvolvimiento y perfeccionamiento en esta área. El objetivo de este trabajo recepcional no es profundizar en algunos temas específicos, para los cuales el lector deberá, en caso de ser necesario, consultar literatura técnica especializada.
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Capítulo I
CARACTERISTICAS Y FUNCIONES ESENCIALES. Para una mayor facilidad en el uso, el presente trabajo práctico educativo ha sido ordenado y dividido convenientemente en nueve capítulos o secciones, que abordan los principales tópicos relacionados con el tema. Los principales objetivos que se intentan abordar son los siguientes: Conocer las diferentes configuraciones de los sistemas de bombeo que se presentan en la industria para el suministro de agua. Poder realizar Montajes y Puestas en Marcha de Moto-Bombas, conforme a las Especificaciones Técnicas del Fabricante y las Reglas Generales impartidas en el Curso. Establecer un Plan de Mantenimiento Preventivo del Grupo Moto-Bomba, incluidos los elementos de Acoplamiento y conexionado. Ejecutar un Mantenimiento Correctivo de una Bomba Centrífuga en todos sus Elementos Constructivos y dejar a “Origen” los Elementos dañados para poder seguir utilizando con garantía Repuestos Originales. Realizar modificaciones “de menor importancia”, para sustituir Repuestos Originales Obsoletos por otros de reconocido rendimiento, o rápida entrega, existentes en el Mercado. Realizar todas estas posibles operaciones dentro de un ámbito de Seguridad y Calidad óptima.
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Capítulo II
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Capítulo II
10 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
Capítulo II
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PROCESOS DEL TRABAJO.
1.0 ESTACIONES DE BOMBEO.
1.1 Gastos de Bombeo. La estación de bombeo trabajará con un gasto máximo igual al del día de máximo consumo y se deberán considerar capacidades de bombas para los gastos mínimo y menores que el máximo, mientras que se llega al periodo de diseño. Los equipos de bombeo pueden ir aumentándose a medida que lo requieran las necesidades. 1.2 Cargas de Bombeo. Deberá obtenerse y analizarse la información relacionada con la Carga Dinámica Total (CDT): alturas de succión y descarga y alturas totales, estáticas y dinámicas, que se tendrán bajo las diferentes condiciones de bombeo. 1.3 Requisitos de Potencia (teórica). Los requisitos de potencia son el producto de los gastos y altura de bombeo, considerando la eficiencia de los equipos. La fórmula principal para estimar la potencia teórica necesaria para los motores, es la siguiente:
Donde:
Bombas chicas ¾” a 2” de succión Bombas medianas 2” a 6” de succión Bombas grandes 6” o mayores
30 – 50% 50 – 75% 75 – 80%
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Capítulo II
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1.4 Tipo y Número de Bombas. Los diferentes tipos de bombas que existen en la industria, son de características tan variadas que rebasan, con mucho, los alcances del presente documento, por lo que a continuación se presenta su clasificación, considerando únicamente las de mayor utilización, en los sectores de agua potable, aguas negras y pluviales que son de tipo centrífuga. Autocebantes Flujo Radial Flujo Mixto
Simple succión
Cebadas p/medios externos Unipaso Imp. Abierto
Doble Succión
Imp. Semiabierto Multipaso Imp. Cerrado.
Flujo Axial
Simple Succión
Unipaso Multipaso
1.4. A. Clasificación de las bombas por el tipo de succión. Las Bombas, de acuerdo con su tipo de succión, se pueden clasificar en: Simple Succión. Doble Succión. Clasificación de las bombas por su dirección de flujo. Bombas de Flujo Radial. Bombas de Flujo Axial. Bombas de Flujo Mixto. Clasificación de las bombas por la posición de su flecha. Bombas horizontales. Bombas verticales. Bombas con motor sumergido. Para la selección de siguientes factores: a) b) c) d)
cada tipo de bomba, deberán tomarse en cuenta los Succión Numero de pasos. Tipo de impulsores. Curvas características. 12
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Capítulo II
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e) Velocidad. f) (NPSH), carga neta de succión positiva g) Estudio de cavitación si fuera necesario. El número de bombas a instalar dependerá del gasto, sus variaciones y seguridad del sistema, con un mínimo de dos bombas para el 100% del gasto de proyecto cada una. Inclusive en sistemas de abastecimiento para grandes poblaciones se aconseja tener un equipo de bombeo para manejar el 200% del gasto de diseño de la estación. Este valor puede reducirse pero en general es conveniente un valor mínimo de 150%, con tres bombas, cada una para el 50% del gasto de diseño. 1.5. Características del Cárcamo de Bombeo. Pueden ser de una sola cámara o de dos; alturas de succión; accesos. SUCCIÓN MÁXIMA A DIFERENTES ALTITUDES Altura sobre el nivel del mar
Presión barométrica, Kg/cm2
Altura equivalente m de agua
Succión máxima disponible de las bombas m.
0
1.033
10.33
7.60
400
0.966
9.86
7.30
800
0.938
9.38
7.00
1200
0.890
8.90
6.40
1600
0.845
8.45
6.10
2000
0.804
8.04
5.80
2400
0.765
7.65
5.50
3200
0.695
6.95
5.20
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Capítulo II
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Bomba centrifuga horizontal, multietapa, con rodetes entre rodamientos, bomba y motor separados
Figura 1: Bomba multietapa.
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Capítulo II
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2.0. CLASIFICACION Y TIPOS DE ESTACIONES DE BOMBEO.
2.1. Clasificación. Se acostumbra clasificar las estaciones de bombeo en primarias y secundarias. Las estaciones primarias toman el agua de alguna fuente de abastecimiento o de algún cárcamo, y la elevan a otro almacenamiento, al tratamiento, a la red directamente o a una combinación de ellas. Las estaciones secundarias mejoran las condiciones de una primaria incrementando presión o gasto, pero con la alimentación de una estación primaria. 2.2. Tipos Básicos. Las estaciones primarias pueden construirse básicamente de dos tipos: a) Estaciones de dos cámaras. b) Estaciones de una cámara. 2.2.A. Estaciones de dos cámaras. Se consideran dos cámaras o cárcamos. En uno se tendrá la entrada del agua y un deposito que sirva para conectar la succión; en el otro, que se denomina cámara seca, se colocan los equipos de bombeo. La primera cámara puede no existir como tal, sino que puede ser simplemente una fuente natural. 2.2.B. Estaciones de una cámara. Generalmente se usan para bombas de eje vertical o sumergibles y consisten de una sola cámara donde se tiene la entrada del agua, el almacenamiento necesario y los equipos de bombeo, antes mencionados. 2.3. Dimensionamiento de las Cámaras Secas. Las cámaras secas se dimensionaran de acuerdo con el número y dimensión de las unidades de bombeo a instalarse. Sin embargo, deberá considerarse el espacio para lo siguiente: 1. Válvulas y accesorios. 2. Controles eléctricos. 3. Amortiguadores de golpe de ariete. 15 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
Capítulo II
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4. Apoyos y atraques. 5. El múltiple a construirse adentro o fuera del cárcamo. Las unidades se colocarán de modo que ocupen el mínimo espacio y debe considerarse la circulación entre unidades y el tamaño de las bases. Las cámaras de succión (pozo húmedo) en estaciones de dos cámaras se dimensionaran según se tenga una instalación con carga de succión o altura de succión.
Cámara Seca Cámara Húmeda
Figura 2: Estación de bombeo con bombas verticales en dos cámaras.
Succión
Cámara Húmeda Cámara Seca
Múltiple de Descarga Figura 3: Estación de Bombeo con bombas horizontales en dos cámaras (Generalmente con cargas de succión). 16 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
Capítulo II
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2.3. A. Cámaras con Carga de Succión: a) Se debe considerar una altura mínima del agua de 1m sobre el eje de las bombas para asegurar que siempre estarán cebadas. En caso de bombas muy grandes, debe considerarse un mínimo de 0.50m por sobre la parte mas alta de la carcasa de la bomba. b) La longitud será la misma que la de la cámara seca. c) Podrán quedar ambas cámaras adosadas con un muro común o separadas, dependiendo esto primordialmente del comportamiento del suelo. d) El ancho será el mismo para asegurar un volumen que permita absorber fluctuaciones entre entradas y salidas de tal manera que las bombas no paren y arranquen con frecuencia. Un mínimo de 15 minutos puede considerarse aceptable aun cuando deberá tenderse a valores mayores.
Figura 4: Cámara con carga de succión.
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Capítulo II
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2.3.B. Cámaras con Altura de Succión : a) El nivel mínimo del agua en la cámara de succión se considerara en atención a : La carga neta positiva de succión para evitar cavitación, vibraciones y reducción en la capacidad y eficiencia. La altura mínima sobre la boca se succión para evitar la entrada del aire (valor común: más de 0.50m dependiendo del diámetro de la boca). b) La longitud y el ancho se consideraran igualmente que en el caso anterior. c) Las cámaras para bombas de eje vertical se dimensionarán de acuerdo con: las dimensiones de lo equipos; el volumen de compensación, y la altura mínima del agua para tener los NPSHr adecuados (dato del fabricante).
Figura 5: Cámara con altura de succión.
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Capítulo II
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La distancia entre el fondo del cárcamo y la campana de succión deberá ser como se indica en la figura 6.
Figura 6: Distancia del fondo del cárcamo a la campana de succión.
2.4. Dimensionamiento de la Cámara Húmeda. El dimensionamiento de un cárcamo depende del tipo de que se trate. En un cárcamo de flujo constante no es importante el volumen del mismo, aunque se deben guardar ciertas dimensiones geométricas (que son las que definen su volumen), ya que las cámaras no retienen ni regulan el gasto, puesto que el agua que entra es evacuada por las bombas inmediatamente. En un cárcamo de tipo intermitente es muy importante el volumen que se retiene en la o cámaras de bombeo. Sin embargo, el dimensionamiento geométrico para un gasto normal de operación es el mismo para ambos tipos. Por otro lado, es conveniente diseñar un cárcamo cuyo volumen sea el mínimo posible, pero compatible con las condiciones adecuadas de operación. Esto plantea la necesidad de establecer una relación conveniente entre dicho volumen, los caudales, el requisito de tiempo de retención, las características del equipo de bombeo y el programa de operación (tiempos de arranque y parada) de dicho equipo. La duración mínima de un ciclo de bombeo se presenta cuando el caudal de entrada es exactamente igual a la mitad de la capacidad de la bomba; en estas condiciones la duración del tiempo en que está encendida la bomba es igual al tiempo en que permanece apagada. Si el caudal es mayor la bomba permanecerá encendida por más tiempo y viceversa; en ambos casos, la duración del ciclo es mayor que el mínimo. 19 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
Capítulo II
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Para bombas y motores grandes, T (duración mínima de un ciclo de bombeo en minutos) no debe ser menor que 20 minutos. Para bombas menores, T puede ser reducido a 10 minutos, aunque lo recomendable es 15 minutos. Si esto conduce a un volumen excesivo de una estación de bombeo pequeña que tiene dos bombas idénticas, una de las cuales es de reserva, se puede reducir a la mitad el volumen del cárcamo operando las bombas en forma alternada, ya que esto ocasiona que el valor de T para el cárcamo sea la mitad del valor efectivo de T para el equipo. En lo que se refiere a la capacidad de los equipos de bombeo, es conveniente asignar 2 equipos para cada capacidad (las bombas menores, serían destinadas a los caudales cercanos al mínimo) y operarlos alternadamente. La determinación del volumen del cárcamo se hace en función de los tiempos de duración del ciclo de operación y de las capacidades de los equipos de bombeo. 2.5. Alternativas para calcular el volumen del cárcamo. Análisis del diseño de un sistema de bombeo, que trabaja parando, las bombas) a nivel mínimo y arrancando cuando el agua alcanza el nivel máximo. Los valores límites que deben observarse son: VARIABLE tp (min). Tiempo de paro en flujo mínimo
VALOR LÍMITE 30 minutos
Tf (min). Tiempo de funcionamiento en flujo mínimo.
3 a 5 minutos
K Número de ciclos por hora en flujo máximo
12 ciclos/hr
OBSERVACIONES Se requiere evitar sedimentación excesiva y septicidad.
Se requiere evitar número excesivo arranques al motor.
un de
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Capítulo II
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3.0. Planteamiento de la Instalación. El fabricante del equipo de bombeo deberá proporcionar todos los datos necesarios para poder plantear correctamente la instalación. Sin embargo, pueden hacerse anteproyectos de la estación utilizando catálogos o usando los datos de una bomba semejante a la que se pretenda instalar. Una vez conocidas las características del equipo que se adquirirá, pueden hacerse los ajustes necesarios. Una instalación puede estar incorrecta cuando afecta: I. El consumo de potencia debido a perdidas por fricción, alta carga de velocidad y otras perdidas, sin afectar directamente la eficiencia de la bomba. II. La eficiencia de la bomba debido a pérdidas hidráulicas, turbulencia, vórtices y/o entrada de aire en la succión. 3.1. Recomendaciones para una correcta instalación del equipo. Es común que sea de mayor importancia la elección de la bomba y equipos de cebado sin consideración debida a la importancia de las tuberías y accesorios, lo que puede afectar la eficiencia de la estación. Por consiguiente, deberá tomarse en cuenta lo mostrado en la siguiente figura.
Figura 7: Instalación incorrecta de Tuberías.
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3.1. A. Reglas generales a considerar. 1. Nunca deberán usarse tuberías de diámetro menor que los diámetros de succión y descarga de la bomba, de preferencia mayores. 2. El diámetro de la tubería de succión será igual o mayor que el diámetro de la tubería de descarga. 3. Úsense reducciones excéntricas en la succión para evitar la formación de bolsas de aire. Las figuras 7 y 8 ilustran la instalación incorrecta y correcta, respectivamente.
Figura 8: Instalación correcta de tuberías
4. Los aumentos y reducciones en la descarga y succión deberán ser graduales para que aseguren un escurrimiento eficiente y ahorro de energía. 5. Deben instalarse las tuberías de succión y descarga lo más directamente posible y con un mínimo de codos y otras piezas especiales. 6. La tubería de succión deberá ser colocada exactamente horizontal o con pendiente uniforme hacia arriba del cárcamo de succión hacia la bomba. 7. Nunca debe ponerse un codo en un plano horizontal directamente en la brida de descarga de la bomba. Entre el codo y la brida de succión úsese un tramo recto de por lo menos 4 a 6 veces el diámetro del tubo. 22 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
Capítulo II
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Las figuras 9 y 10 muestran instalaciones incorrecta y correcta, respectivamente. Un codo en las circunstancias desfavorables señaladas causa empuje desigual y pérdidas hidráulicas. Esto se debe a un mejor llenado de un lado de la cámara de succión y ojo del impulsor que en el otro.
Figura 9: Instalación incorrecta de codo en plano horizontal.
Figura 10: Instalación correcta de codo en plano horizontal.
8. Siempre que sea posible, la reducción en la succión y el aumento en la descarga deberán instalarse directamente a las bridas de la bomba. Esto producirá las pérdidas hidráulicas que puedan afectar la eficiencia de la bomba. Esto producirá mejor conversión de la velocidad y reducirá las pérdidas hidráulicas que puedan causar válvulas o codos conectados directamente y que puedan afectar la eficiencia de la bomba. 9. Selecciónense tuberías, válvulas y piezas especiales de un tamaño tal que resulte económica la instalación. En general, se puede decir que los diámetros pequeños aumentan el costo de bombeo, pero el costo inicial es menor; los diámetros grandes reducen el costo de bombeo, pero el costo inicial es grande. 10. Las instalaciones con codos verticales pueden hacerse como se indica en las figuras siguientes :
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Figura 11: Instalación recomendada de codo vertical.
Figura 12: Instalación no recomendada pero permisible de codo vertical.
3.1. B. Requisitos en la succión. 1. Asegúrese que la presión absoluta sea mayor que la presión de vapor de agua. 2. Siempre que sea posible evítense las instalaciones con altura de succión. Cuando se tenga que hacer así, se deberá hacer el estudio de la altura de succión permisible. 3.1. C. Requisitos en la descarga. 1. Deberá instalarse una válvula de seccionamiento y una de retención junto a la bomba. Colóquense la válvula de retención entre la bomba y la válvula de seccionamiento y después del aumento. La válvula de retención protegerá la bomba contra sobrepresiones durante un golpe de ariete si se usa válvula de pie, y contra rotación contraria si no se usa válvula de pie. 2. La válvula de seccionamiento puede usarse para controlar el gasto de la bomba. 3. Los aumentos en la descarga son concéntricos. 4. Las conexiones al múltiple de descarga deberán ser similares a las que se recomiendan en el inciso anterior, considerándose obviamente el escurrimiento en sentido contrario. 5. En muchas ocasiones es necesario mantener el nivel en el cárcamo de succión. Si las salidas son mayores que las entradas podrán tenerse arranques y paradas frecuentes. Esto podría eliminarse con el uso de 24 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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una derivación o paso lateral, conectando el múltiple de descarga con el cárcamo de succión intercalando una válvula de seccionamiento. 3.1. D. Materiales. 1. En general, las válvulas son de fierro fundido y requieren conexión con bridas. 2. Las piezas especiales pueden ser de acero, fierro fundido o fierro negro. 3. En general, se recomienda que los múltiples sean de acero con piezas soldadas. Los múltiples de fierro fundido usados con conexiones con bridas pueden requerir la función de muchas piezas que no sean de fabricación estándar. 4. Las líneas de succión y descarga pueden ser de acero, fierro fundido y fierro negro. 3.1. E. Accesorios. 1. Juntas flexibles. En general, se usan juntas Gibault para conectar tuberías de fierro fundido y asbesto-cemento y juntas Dresser para tuberías de acero. 2. Atraques. Las tuberías deberán atracarse perfectamente y se deberá hacer el cálculo de la fuerza que actuará en ellas para lograr un diseño adecuado. 3. Provéanse las conexiones para el dispositivo amortiguador del golpe de ariete. 4. En las líneas de descarga habrá que colocar válvulas de entrada y alivio de aire en las crestas para evitar vacíos por rotura de la columna de agua y para eliminar aire acumulado.
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Figura 13: Instalación de descarga mediante múltiple. 3.1.F. Consideraciones adicionales. Las bombas en instalaciones interiores se colocarán en lugares limpios, secos e iluminados. En instalaciones exteriores, lo importante es la elección apropiada del motor (a prueba de goteo, a prueba de polvo o ambas). Se proporcionará suficiente espacio para que, en un caso dado, se pueda desarmar la bomba. Para bombas grandes con carcasas y rotores pesados deberá preverse una grúa viajera o facilidades para colocar un polipasto. En estaciones interiores conviene tener un buen sistema de drenaje o un sumidero con bomba de achique. Las bases para apoyar bombas centrífugas operadas con motores eléctricos no requieren un análisis dinámico como sería el caso de apoyar bombas recíprocas, o bombas centrífugas operadas con motores de combustión. Para el caso más común, como bombas con motores eléctricos, las bases son cualquier estructura suficientemente pesada para proporcionar 26 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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un soporte rígido al área total de la placa de apoyo y absorber cualquier esfuerzo y vibración normales. Las bases de concreto semienterradas son las más satisfactorias. Las dimensiones dependerán del tamaño del equipo y de las características del suelo. El fabricante proporcionará los dibujos necesarios para la localización de los pernos de anclaje. 3.2. Edificios. La arquitectura y el acceso de una estación de bombeo deben ser atractivos y la operación no debe causar molestias a la vecindad. Deberá tenderse siempre hacia la construcción de estaciones estéticas, interior y exteriormente, con acceso libre al público. Los materiales de muros, pisos, etc., deberán requerir poco mantenimiento (vitricotas, losetas de granito o vinílicas, etc.). La ventilación e iluminación, tanto natural como artificial, son especialmente importantes. Deberá pensarse en posibles modificaciones y expansiones. Las estaciones situadas en áreas residenciales deberán, de preferencia, ser subterráneas y muy silenciosas. Si no es posible, la arquitectura deberá armonizar con la zona circundante. El problema puede también resolverse con el uso de bombas sumergibles. Otros factores que influyen en el diseño son: a) Existencia de taller, almacén, oficinas, baños, etc. b) La localización interior o exterior de la subestación. c) La localización de los tableros de control. d) Las facilidades para mover los equipos. e) La adecuada localización de los drenajes para evitar la contaminación del agua.
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4.0 DESCRIPCION GENERAL DE COMPONENTES DE LA BOMBA. La bomba centrífuga, teóricamente sencilla en su concepción y diseño, ofrece dificultades en su marcha y mantenimiento, que exige conocerla muy bien por parte de los operarios. Es decir, que deben adquirir una sólida formación en los problemas de marcha y de corrección preventiva de los fallos y averías. El responsable de operación y mantenimiento de una bomba centrífuga, debe ser capaz de conocer: La composición, estructura y funcionamiento hidráulico de la maquina, y su integración en el proceso. Los incidentes, fallos y averías que se producen en ella. La causa de dichos incidentes. Las mejoras o mantenimiento modificativo de deben introducirse para erradicarlos. La buena ejecución de los montajes, desmontajes y reparaciones. La gestión adecuada de repuestos. La optimización de su ciclo de funcionamiento. El mantenimiento preventivo y predictivo de un equipo de bombeo. Los accionamientos de la bomba equipo eléctrico, motor, acoplamiento, reductores, y su buen mantenimiento. En grandes centros de proceso (refinerías, químicas, centrales térmicas, centrales nucleares), la bomba constituye el soporte principal del mismo. Los equipos de mantenimiento deben extremar sus cuidados para lograr su buena marcha. En estas empresas, gran parte del presupuesto anual de mantenimiento lo absorben los equipos de bombeo, y la buena formación de sus operarios debe repercutir a corto y medio plazo, en un aumento de la disponibilidad y en una reducción del citado costo de Mantenimiento. El tamaño y tipo de bomba se describe en este apartado. La bomba Byron Jackson está diseñada para dar la operación óptima para el tipo de servicio y el producto bombeado. La bomba está diseñada para dar la máxima eficiencia sobre una porción limitada de la curva carga-capacidad. El comportamiento hidráulico garantizado se aplica a un punto básico en la curva de carga- capacidad (basado en prueba de laboratorio con agua limpia de 50° a 85°F) y se requiere que el equipo bombeado este limpio y libre de aire, gas y cantidades excesivas de arena o de materiales abrasivos. Esta sección delinea los procedimientos generales que se deben observar para asegurar un servicio largo y libre de problemas. Sin embargo, se supone que el 28 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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personal de planta está familiarizado con los principios básicos y herramientas requeridas en la instalación, cuidado y servicio de una bomba. Una operación con éxito depende de un estudio cuidadoso del manual de mantenimiento y de una buena planeación de un programa de mantenimiento. Es también esencial, durante el arranque inicial de una nueva planta, que impida la entrada a la bomba de todo material extraño, y que todas las líneas de suministro de líquido a la bomba sean totalmente limpiadas y enjuagadas. 4.1. DATOS TÉCNICOS. TAMAÑO Y TIPO DE BOMBA: NUMERO DE SERIE: ROTACIÓN: SELLO DE FLECHA: SERVICIO: LIQUIDO BOMBEADO: TEMPERATURA: GRAVEDAD ESPECÍFICA: FLUJO: CARGA DINÁMICA TOTAL: VELOCIDAD: CHUMACERAS AXIAL: CHUMACERAS RADIAL: SELLO DE FLECHA: JUEGO AXIAL EXTREMO:
4X6 – 6PASOS RBMX EQUIPADA CON CAJA DE CHUMACERAS 97MM0003 (CCW) CONTRA LAS MANECILLAS DEL RELOJ. VISTA DESDE EL EXTREMO DEL COPLE SELLO MECÁNICO ALIMENTACIÓN A CALDERAS AGUA 280° F .928 900GPM 1780FT 3550 RPM KINGSBURY MANGA SELLO MECÁNICO 0.005” A0.007”
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Figura 14: Bomba centrífuga Byron Jackson.
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Figura 15: Componentes principales de la bomba multietapa.
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4.2. ELEMENTOS DE LA BOMBA CENTRÍFUGA. La misión de las bombas centrífugas es mover un cierto volumen de líquido entre dos niveles, por tanto son máquinas hidráulicas que transforman un trabajo mecánico en otro de tipo hidráulico. Los elementos que forman una instalación de este tipo son: a) Una tubería de aspiración. Que concluye prácticamente en la brida de aspiración. b) Un impulsor o rodete. Formado por un conjunto de álabes que pueden adoptar diversas formas según la misión que vaya a desarrollar la bomba. Estos álabes giran dentro de una carcasa circular. El rodete es accionado por un motor, y va unido solidariamente al eje, siendo este la parte móvil de la bomba. El líquido penetra axialmente por la tubería de aspiración hasta la entrada del rodete, experimentando un cambio de dirección más o menos brusco, pasando a radial, en las bombas centrífugas, o permaneciendo axial en las axiales, acelerándose y absorbiendo un trabajo. Los álabes del rodete someten a las partículas de líquido a un movimiento de rotación muy rápido, siendo estas partículas proyectadas hacia el exterior por la fuerza centrífuga, creando así una altura dinámica, de tal forma que las partículas abandonan el rodete hacia la voluta a gran velocidad, aumentando también su presión en el impulsor según la distancia al eje. La elevación del líquido se produce por la reacción entre éste y el rodete sometido al movimiento de rotación.
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Figura 16. Diferentes tipos de Impulsores. c) La voluta. Es una parte fija que está dispuesta en forma de caracol alrededor del rodete a su salida, de tal manera que la separación entre ella y el rodete es mínima en la parte superior, y va aumentando hasta que las partículas líquidas se encuentran frente a la abertura de impulsión. Su misión es la de recoger el líquido que abandona el rodete a gran velocidad, cambiar la dirección de su movimiento y encaminarle hacia la brida de impulsión de la bomba. La voluta es también un transformador de energía, ya que frena la velocidad del líquido, transformando parte de la energía dinámica creada en el rodete en energía de presión, que crece a medida que el espacio entre el rodete y la carcasa aumenta, presión que se suma a la alcanzada por el líquido en el rodete. En algunas bombas existe, a la salida del rodete, una corona directriz de álabes que guía al líquido antes de introducirlo en la voluta. d) Una tubería de impulsión. Instalada a la salida de la voluta, por la que el líquido es evacuado a la presión y velocidad creadas en la bomba.
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Figura 17. Componentes principales de una bomba centrífuga. e) Carga neta de succión positiva. La bomba centrífuga necesita una presión positiva para que el agua fluya hacia el impulsor. Si se diera una presión negativa el agua fluiría de la entrada de succión (hacia afuera) en vez de hacia ella (hacia adentro). Por eso decimos que se requiere una presión de succión positiva para operar la bomba. NPSHR (Net Positive Suction Head Required) La carga neta de succión positiva requerida, es la cantidad de presión positiva que se necesita para que la bomba opere sin cavitación. NPSHA (Net Positive Suction Head Available) Es la carga neta de succión positiva disponible. NPSHR nos indica lo que necesitamos. NPSHA es el cálculo de la presión de succión disponible. Si esta es mayor que la requerida, el sistema no cavitará. NPSHA es la suma de todas las presiones positivas, tales como la presión atmosférica o la elevación del agua sobre la entrada de la bomba, menos las presiones negativas, tales como la de succión, pérdida por fricción y los 34 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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requerimientos de presión de vapor causados por una temperatura elevada del líquido.
f) Cavitación. La cavitación es una condición destructiva que puede reducir significativamente el rendimiento de la bomba y dañar seriamente los componentes. Es una condición predecible y en la mayoría de los casos evitable. Toda materia puede existir en tres formas: como sólido, como un líquido, o como un gas. El agua se puede ver en forma de hielo, líquida y como vapor de agua, que comúnmente conocemos como vapor. Los factores que determinan el estado del agua son la temperatura y la presión. El agua hervirá a una temperatura alta si se aplica más presión a su superficie. Reducir de forma conversa la presión externa reducirá el punto de ebullición. La cavitación ocurre cuando la presión sobre un líquido es reducida a un valor menor que su presión de vapor, y este se transforma de su forma líquida a vapor. Pequeñas bolsas de este aparecen como burbujas diminutas (que no son burbujas de aire, ni están asociadas con fugas en la bomba o en la tubería), que se convierten de nuevo a líquido al incrementar la presión. En una bomba centrífuga esto sucede en los alabes del impulsor, normalmente a ¼ de distancia del eje. Este cambio físico suelta la energía absorbida al formar las bolsas de vapor causando una "implosión", que es lo opuesto de una explosión. Todos los líquidos cambian a vapor o estado gaseoso al calentarse. Muchos líquidos incluyendo el agua, deben tener cierto tipo de presión atmosférica sobre ellos para mantenerse en ese estado. Si no hay suficiente presión en la superficie a la temperatura dada, el agua hervirá y se convertirá en vapor. Existen varias formas de detectar la cavitación: Sonido Vibración Daño Baja en el rendimiento Para que una bomba centrífuga produzca cavitación deben existir las siguientes condiciones: Un aumento en la altura de succión estática. Una reducción en la presión atmosférica causada por un aumento en la elevación. 35 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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Un aumento en la temperatura del líquido que se está bombeando. Un cambio en el patrón del flujo del líquido causado por una obstrucción o un giro. La cavitación no es incorregible. Si se presenta, se pueden tomar medidas correctivas para eliminar el problema: Aumentar el tamaño de la tubería de succión. Reducir el largo total de dicha tubería. Reducir la altura de succión estática, colocar la bomba más cerca de la fuente. Eliminar giros en la tubería, especialmente los que se encuentran justamente alrededor de la conexión de succión de la bomba. Reemplazar la bomba. g) Carga total (H) Se conoce también como carga dinámica total (CDT); y es la cabeza (altura máxima de operación de la bomba) ejercida por una bomba cuando bombea la capacidad deseada, todas las cabezas son medidas en pies o metros del fluido que se está bombeando. h) Carga estática de descarga (hd) Es la distancia vertical del centro de la bomba a la superficie del fluido en el punto de descarga. Se mide en metros o en pies. j) Carga estática de succión (hs) Es la distancia vertical entre la superficie del fluido a succionarse al centro de la bomba. Puede haber cabezas de succión positiva o negativa dependiendo de que si el fluido está arriba o abajo de la línea central de la bomba. Se mide en metros o en pies. k) Carga por fricción en la descarga (fa) Es la cabeza necesaria para vencer la fricción en la tubería de succión, por causa de la longitud de la tubería y accesorios. Se mide en metros o en pies.
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l) Carga de velocidad (Vd² / 2g) Puede ser definida como la cabeza requerida que causa que el agua alcance la velocidad "V". Esta carga se mide en pies o en metros. Todo lo anterior se puede resumir en la siguiente ecuación. H (CDT)= hd ± hs + fd + fs + (Vd²/2g) Esta carga dinámica total, se mide en metros o en pies.
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Figura 18: Bomba multietapa. Bomba Centrifuga Horizontal múltiples etapas, con rodetes entre rodamientos, bipartida axialmente.
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4.3. CARACTERÍSTICAS DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS. a) Cómo se genera la carga en una bomba. El agua corre de una altura mas elevada a una altura menos elevada debido a la atracción de la gravedad. El mayor potencial de la energía en el punto más alto es la fuente de poder que mueve el agua a través de la tubería. Carga es el término utilizado para describir la cantidad de energía presente en cada libra de líquido, las unidades de medición de la energía son “libras/pie” la energía por libra es , así las unidades de carga se convierten en “pies de carga”. Los pies de carga se pueden visualizar como la altura a la que el agua se elevaría en un tubo vertical sin tapa, al aplicar la carga en el fondo. La velocidad es la rapidez instantánea a la que un objeto viaja en un lugar determinado. La velocidad promedio del agua fluyendo por una tubería en pies por segundo , se puede calcular con la formula: En donde:
b) Determinación de la capacidad de una bomba. La curva característica carga-capacidad de una bomba, en términos de su velocidad específica NS (hace que tenga ciertas particularidades que la hace más o menos apropiada; según las necesidades del bombeo. La figura 19 muestra tres curvas Q-H de tres diferentes velocidades específicas. La curva A, de baja velocidad específica y flujo radial (tipo centrífuga horizontal), manifiesta gran variación de caudal para pequeñas variaciones de presión. La curva C de mediana velocidad específica y flujo mixto (tipo para pozo profundo), contrariamente, presenta pequeñas variaciones de caudal para grandes variaciones de cabeza o presión.
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Figura 19. Curvas carga-capacidad de tres bombas centrífugas de diferente velocidad específica c) Potencia y eficiencia. La potencia hidráulica transmitida al fluido ( , del inglés , en ) es función del caudal ( , en ) y de la carga dinámica total CDT (en pies) en la descarga de la bomba:
Donde: , . La eficiencia ( ) es la relación entre la potencia hidráulica (LHP) de salida de la bomba y la potencia proporcionada en el eje de la bomba (BHP) por el motor se mide en % como se muestra en la figura 4.
Donde, ( ): Potencia de frenado del motor, o potencia mecánica transmitida al eje de la bomba. Se mide en . Las curvas de eficiencia y potencia de usos comunes porcentuales, son las mostradas en la figura 20, aunque pueden variar según el diseño del impulsor.
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Figura 20. Curvas de potencia y eficiencia de una bomba común en sistemas de bombeo.
Por supuesto, es mayor que , debido a las pérdidas mecánicas (cojinetes, estoperos y demás fricciones e inercia), pérdidas volumétricas (fugas de agua a través de laberintos internos y prensa estopas) y pérdidas hidráulicas (por fricciones fluidas en todos los pasajes de flujo, incluyendo los álabes del impulsor). Puesto que la potencia es el producto del torque por la velocidad, el par motor ( ), o torque, (momento de rotación) de una bomba puede estimarse, usando las dimensionales apropiadas, por medio de la fórmula:
Donde:
Si la bomba opera a velocidad constante, el par es proporcional al , por lo que la curva del par ( ) será de la misma forma que la de (figura 21), por supuesto, con las magnitudes de escala apropiadas.
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Figura 21. Descripción de diversas partes de una bomba multipasos. NÚMERO ILUSTRACIÓN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
NOMBRE DE LA PARTE CARCAZA COMPLETA TORNILLO DE SUJECIÓN TUBERÍA DE SANGRADO IMPULSOR PRIMERA ETAPA IMPULSOR SEGUNDA ETAPA SEGMENTO GUÍA SEGMENTO GUIA INTERNO COLLARIN DE AJUSTE RONDANA DE ALINEACIÓN RONDANA DE ALINEACIÓN ENSAMBLE DE RODAMIENTO ENSAMBLE DE RODAMIENTO
NÚMERO ILUSTRACIÓN 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
15 16 17
FLECHA LLAVE IMPULSOR COPLE CLAVE
39 40 41
18 19 20 21 22 23 24 25 26
COLLARIN CLAVE BOMBA DE ACEITE LLAVE FLECHA ESCLAVA FLECHA ESCLAVA EMPAQUE FLECHA ESCLAVA TUERCAS DE FLECHA TUERCAS FLECHA ESCLAVA CAJA DE SELLO CAJA DE SELLOS
42 43 44 45 46 47 48 49 50
NOMBRE DE LA PARTE CAJA REDUCCION CALIENTE CAJA REDUCCIÓN CANAL DE ANILLO ANILLOS DE CAJA MUÑONES DEFLECTORES DE ACEITE ANILLOS DE ACEITE ROTOR BOMBA ACEITE TUERCA ROTOR ATENUADOR MEDIO COPLE DE BOMBA REDUCCIONES DE ACOPLAMIENTO REDUCCIONES ACOPLAMIENTO CHUMACERAS CUBIERTA DE MIRILLAS DE ACEITE TUERCA DE SEGURIDAD CABEZA DE ENFRIAMIENTO EMPAQUETADURA ENSAMBLE DE REDUCCIÓN CHUMACERA MIRILLAS TORNILLO DE SEGURIDAD ADAPTADORES EMPAQUETADURA
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5.0. MANTENIMIENTO A COMPONENTES DE LA BOMBA CENTRÍFUGA. 5.1. General: La bomba RBMX es una bomba centrifuga que consiste en una caja bipartida axialmente, un elemento rotativo, sellos de flecha, cajas de mangas y chumacera axial. Los sellos de la flecha están descritos en la sección correspondiente. 5.2. Caja de la bomba: La caja de la bomba es del diseño de doble voluta y bipartida axialmente, las mitades de la caja son selladas por una junta y retenidas por espárragos y tuercas de acero tratado térmicamente. Las boquillas de succión y descarga son integrales a la mitad inferior de la caja, permitiendo de esta maneta, quitar la otra mitad superior de la caja y después el elemento rotativo sin tener que desconectar las tuberías principales. 5.3. Elemento rotativo: El elemento rotativo consiste de la flecha de la bomba, impulsores, manga de balanceo, anillos de desgaste de la caja y piezas de paso. Los impulsores y manga de balanceo accionados por cuñas se colocan en la flecha con apriete. Los anillos de desgaste de la caja así como las piezas de paso de posicionan por medio de una unión macho – hembra en ambas mitades de la caja, cada macho tiene un tope que evita que gire la pieza y que provee una unión con la mitad inferior de la caja en un diámetro mayor. Antes de tratar de quitar los impulsores y/o manga de balanceo, revisar que los procedimientos discutidos en el párrafo 2.3.1 antes de tratar de reemplazar a los impulsores y /o manga de balanceo revisar los procedimientos discutidos en el párrafo 2.3.2 5.3.a. Desensamble de impulsores y mangas de balanceo: El desensamblar un impulsor o manga de balanceó con apriete, requiere el uso de calor. Un impulsor requiere aproximadamente un minuto y medio de calentamiento primero en el lado del ojo y después en el lado del mamelón o manzana. El impulsor y/o manga de balanceo están posicionadas por un hombro en la flecha, el impulsor y/o manga de balanceo deberán calentarse apropiadamente y empujarse en dirección opuesta al hombre para que estos queden libres al igual que la cuña. si el impulsor y/o manga de balanceo se pueden desensamblar después de calentar apropiadamente. Precaución: aplicación de calor en exceso al impulsor y/o manga de balanceo puede dañar estas piezas. usar un soplete de acetileno neutro, dar un movimiento 44 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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giratorio al calor para lograr una distribución uniforme de este, usar una manga hecha de tubería o un trapo mojado para proteger la flecha al tratar de desensamblar, enfrié la pieza y la flecha, primero con chorro de aire y después con agua limpia, otra vez aplique calor y trate de desensamblar. no sobre caliente la pieza ni la forcé. 5.3.b. Reemplazo de impulsores y manga de balanceo: El reemplazo de estas piezas con apriete el calentar aproximadamente a 300°F. O a una expansión de 0.005” sobre la medida correspondiente de la flecha. Usar un probador “tempil” (material de punto de fusión controlado, producto de tempil MFG. CO.) o similar para mantener la temperatura adecuada. Después de que la pieza ha sido instalada apropiadamente, enfriar la pieza con chorro de aire hasta que se pueda tocar la pieza con la mano, completar el enfriamiento con agua limpia. Precaución: un calentamiento adecuado de un impulsor requiere una distribución de calor lenta y uniforme para que la expansión sea uniforme. Utilizar un horno o mufla de suficiente tamaño para calentar el área plana del impulsor al mismo tiempo. Voltear el impulsor frecuentemente manteniendo la temperatura adecuada y una distribución de calor uniforme. Calentar la manga de balanceo con el extremo biselado hacia arriba. En caso de que la pieza se pegue antes de estar en posición correcta, enfrié la pieza como se menciono con anterioridad, use un soplete de acetileno neutro para volver a calentar la pieza hasta que la posición sea la correcta, enfriar con el procedimiento ya mencionado. 5.4. Cajas de chumaceras y chumaceras: La bomba tiene cajas de chumaceras fabricadas especialmente y en las cuales están alojadas la chumacera axial (extremo abierto) y la chumacera radial (lado del cople). La chumacera radial es del tipo manga partida. La chumacera axial combina una manga partida (chumacera) con una chumacera de zapatas Byron Jackson, disco de empuje y anillo localizador. Un perno localizador prensado colocado en la parte superior de la chumacera radial se hermana con un barreno a la mitad superior de las cajas de chumaceras evita el giro de la chumacera radial. El ensamble de zapatas consiste de dos juegos de anillos de la caja, platos balanceadores y ensambles de zapatas y botones, un juego de cada lado del disco de empuje, los anillos de la caja soportando los ensambles de zapatas en un plano que se alinea por si solo al plato de rotación del disco de empuje, permitiendo a la chumacera axial compensar cualquier empuje de la bomba en cualquiera de las dos direcciones axiales. El anillo localizador se coloca contra un hombro de la flecha. El disco axial se coloca en la flecha con una interferencia de presión muy ligera, accionado por una cuña y mantenido contra el anillo localizador por medio de la tuerca de la chumacera axial que se asegura a la flecha por medio de un prisionero.
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5.4.a. Lubricante recomendado: El lubricante recomendado es aceite medio de turbina, 231 SSU a 100°F, Chevron ICH–11 multimáquina o similar. 5.4.b. Sistema de lubricación: Las chumaceras de la bomba son lubricadas por aceite del sistema de lubricación. Que consiste en un sistema de lubricación forzada por medio de bomba, el cual también incluye una bomba auxiliar para asegurarse de que el arranque o en operación las chumaceras están siempre lubricadas. Antes de arrancar la bomba principal es necesario operar la bomba auxiliar de aceite por cinco minutos o hasta asegurarse de que el aceite fluye adecuadamente por ambas cajas de chumaceras. 5.4.c. Desensamble de chumaceras: 1. desatornillar los prisioneros de los deflectores. Deslizar los deflectores internos alejándolos de las cajas de chumaceras y desensamblar el deflector externo. 2. desatornillar los tornillos cap que unen las mitades de las cajas de chumaceras de manera de poder quitar la mitad superior de las cajas. 3. desensamblar las mitades superiores de las chumaceras radiales (mangas partidas), entonces girando alrededor de la flecha desensamblar la mitad inferior de las mangas partidas. 4. desensamblar el anillo de la caja externa así como ensamble de botones y zapatas, asegurándose de mantener todos los botones y zapatas en su arreglo original 5. desatornillar el prisionero y usando una llave de gancho contra las ranuras provistas en la tuerca de la chumacera axial, desensamblar esta. 6. usando un bloque de madera contra el disco axial, golpee el bloque con un martillo ligero de manera que el disco y la cuña queden libres y subsecuentemente el anillo localizador. 7. desensamblar el conjunto de anillo de la caja interno, botones, zapatas y sellos de aceite interno. 8. desatornillar los tornillos cap que unen las cajas de chumaceras a la caja de la bomba para poder quitar las mitades inferiores de las cajas de chumaceras, desensamblar los deflectores internos. 5.4.d. Inspección, limpieza y mantenimiento: 1. Desechar y proveer reemplazos para todos los anillos "o" y juntas desmontadas durante el desensamble. 2. Lavar perfectamente todas las piezas en acetona, dejar secar las piezas al aire o secarlas con un paño limpio. 46 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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3. Revisar todas las piezas por indicios de desgaste, erosión y/o corrosión. y deseche y reemplace todas las piezas con muestra de desgaste, erosión y/o corrosión que pudieran dañar la operación de la bomba. 4. Revisar que la flecha de la bomba este libre de suciedad y/o rebabas. Montar la flecha en un torno y usar un indicador de carátula para checar la rectitud de la flecha. La lectura total del indicador no deberá ser mayor de .001". 5. Usando un micrómetro determinar que las caras del anillo localizador sean paralelas entre si y estén alineadas dentro de una tolerancia de .001". 6. Limpiar perfectamente ambas mitades de la caja, usando un cepillo de alambre en todas las superficies externas. 7. Lavar y secar perfectamente con chorro de aire las volutas en ambas mitades de la caja. 5.4.e. Reensamble de chumaceras: Reensamblar los componentes de las chumaceras en orden inverso al desensamble, pero antes de reemplazar los ensambles de zapatas y botones determinar el paralelismo de las caras del disco axial como sigue: 1. Determinar si la tuerca axial asegura el disco de empuje correctamente en la flecha. 2. Empujando la flecha hacia la parte interna lo mas adentro posible, asegure la flecha en esta posición por medio de una cuña de madera colocada entre el extremo de la flecha y el extremo de la caja mitad inferior de la chumacera axial. 3. Usar un indicador de caratula para determinar que ambas caras del disco axial no están mas de 0.001” fuera de medida en el diámetro externo. 4. Una vez establecido que las cara del disco axial están dentro de la tolerancia menciona en c), reemplace los ensambles de zapatas y botones así como los componentes de la caja de chumacera axial.
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Figura 22. Conjunto carcasa e impulsores.
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5. Sellos de la flecha: La bomba cuenta con sello mecánico uno en cada extremo de la bomba. Es un sello marca BW /IP-Mod. BCW-2375-sp4x, código API-BSTFN.
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Figura 23. Extracción de rotor de impulsores y carcasa dividida.
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6.0 OPERACIÓN DE LA BOMBA CENTRÍFUGA. 6.1. Revisión preliminar: Antes de iniciar la operación de bombeo, revise la fijación (firmeza) de todos los pernos, tubería y cableado, revise todos los indicadores, válvulas e instrumentos para que estén en buenas condiciones de trabajo y revise todo el equipo para que tenga una lubricación adecuada y una rotación correcta. 6.2. Arranque: Las bombas que manejen fluidos calientes deben ser precalentadas gradualmente hasta la temperatura de operación. Al arranque, observe los indicadores de presión e interruptores por algún indicio de que los valores de ajuste de los controles requieran algún ajuste. Pueden ser necesarios algunos arranques de prueba para la correcta selección de los valores de ajuste apropiados. a) Abra la válvula de succión, abra todas las válvulas de venteo requeridas de bomba y sello. b) Abra la válvula de descarga, permita que la bomba se llene de líquido, luego cierre la válvula de descarga. c) Energice el accionador, e inmediatamente abra la válvula de descarga, no permita que la válvula de descarga permanezca cerrada por ningún espacio de tiempo, puesto que la temperatura del fluido bombeado se incrementara excesivamente, causando daños a la bomba. 6.3. Revisión en operación: Tan pronto como sea posible después que se inicio la operación de bombeo, este seguro que todos los indicadores e instrumentos marcan como se especificó, y determine que la velocidad de la bomba es la especificada. Además del registro de flujos, presiones, temperaturas y lubricación, la bomba no debe requerir más atención durante la operación. En el caso que ocurran síntomas de problemas, consultar la sección "localizando el problema". En el caso de que la corrección del problema requiera un desensamble, consultar la sección de "mantenimiento". 6.4. Guiado: Cuando la bomba ha alcanzado la temperatura y presión de operación. 1. 2. 3.
Revisar alineamiento, y reajustar si se requiere. Poner guías a la bomba. Poner guías al accionador. 51
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6.5. Paro: 1. Estrangule la descarga de la bomba hasta flujo mínimo. No cierre todavía la válvula de succión, porque el hacerlo ocasionaría que la bomba opere sin líquido causando un calentamiento excesivo con el consiguiente roce de metales. 2. Desenergicé el accionador. 3. Cierre la válvula de descarga. 4. Cuando la flecha de la bomba cese de girar, cierre la válvula de succión. 6.6. Localización de problemas: La siguiente tabla numera la mayoría de los problemas que se pueden encontrar durante la operación de la bomba, sus posibles causas y remedios recomendados. PROBLEMA Rodamientos calientes
CAUSAS PROBABLES a) Aceite insuficiente b) Aceite contaminado c) Desalineamiento
SOLUCIÓN Añada aceite Drene y limpie depósito de aceite, llenar con aceite limpio. Verifique la alineación de la bomba y accionador.
Fuga por abajo de la manga de la flecha.
Empaque de la manga gastado Tuerca de la manga suelta a) La bomba no está cebada. b) Velocidad muy baja c) Impelentes tapados Succión obstruida Impelentes dañados Rotación equívoca
Cambie empaque manga. Apriete tuerca de manga.
a) Entrada de aire Velocidad muy baja NPSH muy bajo Succión tapada Impelentes tapados Impelentes dañados g) Rotación
Revisar línea de succión. Revisar fuente de energía de accionador Revisar línea y condiciones de succión Limpiar línea de succión Limpiar Impelente Cambiar impelente Verificar rotación del accionador.
La bomba no entrega líquido
Capacidad o presión de descarga baja
Cebe la bomba Verifique la entrada Accionador. Limpie impelentes. Limpie la línea de Succión. Reemplace impelentes Verifique la rotación del Accionador.
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equivocada Se sobrecarga el accionador
Carga del sistema menor que la carga Accionador girando a mayor velocidad por cambio de gravedad específica o viscosidad
Verificar presión de succión y descarga. Verificar gravedad específica o viscosidad
7.0 ACCIONES DE MANTENIMIENTO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS. El mantenimiento se realiza las instalaciones para que estas cumplan con la función para la cual fueron proyectadas con la capacidad y la calidad especificadas, pudiendo ser utilizadas en condiciones de seguridad y economía de acuerdo a un nivel de ocupación y a un programa de uso definidos por los requerimientos de Producción. La falta o mantenimiento inadecuado de las instalaciones y equipos es la causa de graves problemas. Las razones que ocasionan este problema son: Carencia de repuestos. Falta de entrenamiento en el personal. Ausencia o inadecuadas prácticas de mantenimiento. La carencia de mantenimiento preventivo ocasionará un alto porcentaje de salidas, baja disponibilidad de los equipos y baja capacidad de utilización lo que redundará en una elevación del consumo específico de energía. La disponibilidad y la capacidad de utilización determinan la productividad de las instalaciones. Es por esto muy importante poner en práctica políticas de mantenimiento en la empresa que incluyan entrenamiento del personal, almacén de repuestos y procedimientos y prácticas de mantenimiento adecuado. Los objetivos del Mantenimiento son:
Reducir costos, mejorar calidad, elevar disponibilidad. Maximización de la vida de la máquina. Optimización del recurso humano. Proteger el medio ambiente y garantizar seguridad de operación
Los métodos básicos de mantenimiento son: 53 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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1. Mantenimiento correctivo. Mantenimiento después que el equipo se ha dañado. 2. Mantenimiento preventivo. 3. Mantenimiento predictivo. 4. Mantenimiento dirigido a la confiabilidad. 5. Mantenimiento Productivo Total. 6. Mantenimiento alterno. 7. Mantenimiento de oportunidad. 8. Mantenimiento de Mejora. 7.1. Mantenimiento correctivo. Mantenimiento después que el equipo se ha dañado.
Reparar cuando el fallo se produjo o es inminente. Se mantienen acciones de lubricación, limpieza, etc. Como preventivos. Ahorro en reparaciones pequeñas, medias y generales. El costo de sus consecuencias generalmente muy alto. Máximo aprovechamiento de la pieza.
Puede ser: No planificado: de emergencia (reparación de roturas). Planificado: Se sabe con antelación qué es lo que debe hacerse. Este mantenimiento es de práctica frecuente pero no es recomendable debido a Las siguientes razones: Esta forma de Mantenimiento impide el diagnostico fiable de las causas que provocan la falla, pues se ignora si falló por mal trato, por abandono, por desconocimiento del manejo, por desgaste natural, etc. El equipo se va deteriorando gradualmente disminuyendo su rendimiento hasta que sale de funcionamiento. La salida del equipo ocasionará grandes períodos de cese de actividades en la producción debido a trabajos de reparación. 7.2. Mantenimiento preventivo. La programación de inspecciones, tanto de funcionamiento como de seguridad, ajustes, reparaciones, análisis, limpieza, lubricación, calibración, que deben llevarse a cabo en forma periódica en base a un plan establecido y no a una demanda del operario o usuario; es conocido como Mantenimiento Preventivo Planificado – MPP.
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Este método asegura una óptima confiabilidad de la planta y una disminución de los riesgos de salida de la misma. Además, ayudará a mantener la alta productividad de la planta. Se efectúan intervenciones profilácticas programadas. Disminuye gastos en reparaciones. Intervenciones más frecuentes: Servicio diario (limpieza, lubricación), trabajos periódicos (ajustes, recambios, regulaciones, engrases), reparaciones pequeñas, medianas, generales, reparaciones imprevistas. Diagnóstico para definir las actividades y para evaluar el mantenimiento. Disminuye eventualidad aumenta vida útil. Armes y desarmes frecuentes, no aprovechamiento de vida útil total. Ventajas: Confiabilidad, los equipos operan en mejores condiciones de seguridad, ya que se conoce su estado, y sus condiciones de funcionamiento. Disminución del tiempo muerto, tiempo de parada de equipos/máquinas. Mayor duración de los equipos e instalaciones. Disminución de existencias en almacén y por lo tanto sus costos, puesto que se ajustan los repuestos de mayor y menor consumo. Uniformidad en la carga de trabajo para el personal de mantenimiento debido a una programación de actividades. Menor costo de las reparaciones.
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Tabla 1. Ejemplo de Plan de Mantenimiento y Revisiones de un Motor Revisiones Actividad 1 2 3 0 0 0 Revisar el cimiento por grietas o desniveles, alinear el eje y controlar torsión de eje. Comparar con datos de revisiones anteriores. 0 0 0 Controlar entrehierro y juego axial. Comparar con datos de revisiones anteriores. 0 0 Controlar distancias entre partes giratorias y partes fijas. 0 0 0 Revisar todos los fijamentos y pernos, reapretarlos. 0 0 Revisar contrapesos de balanceo. Fijar pernos o cambiarlos. 0 0 0 Revisar fijamentos y reapretar pernos de los acoplamientos. 0 0 Revisar pernos. Fijar paquete de láminas del estator. 0 Controlar pernos. Fijara polos. 0 0 0 Revisar cojinetes y su lubricación. 0 0 0 Revisar estado de entrada de ventilación y estado del filtro de aire. 0 0 0 Revisar contrapesos de balanceo. Fijar pernos o cambiarlos. 0 0 0 Limpiar las bobinas y canales de ,ventilación 0 0 0 Limpiar las bobinas, anillos deslizantes o colector 0 0 0 Revisar contactos de alimentación 0 0
0
0
Controlar aislamientos y medir resistencias con el Megger. Revisar y limpiar protecciones y arrancador del motor
parte Cimiento rotor cojinete Cimiento rotor Cojinete filamentos Balanceo Acoplamiento Estator Estator Cojinete Ventilación Estator Estator Rotor Caja de conexiones Rotor. caja de conexiones Interruptor Arrancador
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7.3. Mantenimiento predictivo. También llamado Predictivo Indirecto o por Condición, este tipo de mantenimiento es basado fundamentalmente en detectar una falla antes de que suceda, para dar tiempo a corregirla sin perjuicios al servicio, ni detención de la producción, etc. Estos controles pueden llevarse a cabo de forma periódica o continua, en función de tipos de equipo, sistema productivo, etc. Profiláctico pero no descansa en programación. Conocimiento real de la máquina mediante técnicas de diagnóstico (vibraciones, análisis de lubricación, radiografía, termografía, líquidos preventivos, ultrasonido etc.). Controles periódicos (Inspecciones discretas – calidad de instrumentos) (monitoreo continuo – alarmas automáticas, mas usadas en CTE en programas de control). Actividades de lubricación y limpieza según programa. No existe casi eventualidad, aprovecho la vida útil entre armes y desarmes. Aumenta costo de equipos de diagnóstico y formación del personal, se justifica. Beneficios difíciles de valorar. Por costos evitados 10/1. Se basa en un monitoreo periódico en la planta. Los parámetros que normalmente se monitorean son:
Vibración. Corrosión. Contaminación del aceite lubricante. Puntos calientes. Estado de trampas y válvulas. Estado de ensuciamiento interior de superficies de intercambio de calor. Diagnóstico de los gases de combustión. Estado de las propiedades de aislamientos y refractarios. Regímenes químicos de aguas, composición química de condensados. Caídas de presión en sistemas. Niveles y propiedades de refrigerantes, etc. Calibración de la instrumentación.
Ventajas:
Reduce los tiempos de parada. Permite seguir la evolución de un defecto en el tiempo. Optimiza la gestión del personal de mantenimiento. La verificación del estado de la maquinaria, tanto realizada de forma 57
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periódica como de forma accidental, permite confeccionar un archivo histórico del comportamiento mecánico. Conocer con exactitud el tiempo límite de actuación que no implique el desarrollo de un fallo imprevisto. Toma de decisiones sobre la parada de una línea de máquinas en momentos críticos. Confección de formas internas de funcionamiento o compra de nuevos equipos. Permitir el conocimiento del historial de, para ser utilizada por el mantenimiento correctivo. Facilita el análisis de las averías. Permite el análisis estadístico del sistema.
Estos métodos dejan extender intervalos entre el mantenimiento y las actividades, aunque el mantenimiento puede ser llevado a cabo, si hay daño. Debido a la minimización de las interrupciones de operación el método predictivo en condiciones de mantenimiento es un método muy económico Sin embargo, se requieren unas condiciones de monitoreo periódicas, un amplio conocimiento del equipo así como también la suficiente tecnología y experiencia en lo que a interpretación de la información se refiere. 7.4. Mantenimiento productivo total. El Mantenimiento Productivo Total, cuyas siglas en ingles son PTM (Total Productive Maintenance), nace en los años 70, 20 años después del inicio del Mantenimiento Preventivo. Las metas del Mantenimiento PTM: Maximizar la eficacia de los equipos. Involucrar en el mismo a todos las personas y equipos que diseñan, usan o mantienen los equipos. Obtener un sistema de Mantenimiento Productivo para toda la vida del equipo. Involucrar a todos los empleados, desde los trabajadores a los directivos. Promover el PTM mediante motivación de grupos activos en la empresa. Objetivos del Mantenimiento Productivo Total: Cero averías en los equipos. Cero defectos en la producción. Cero accidentes laborales. Mejorar la producción. 58 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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Minimizar los costes. Inconvenientes del Mantenimiento Productivo Total: Proceso de implementación lento y costoso. Cambio de hábitos productivos. Implicación de trabajar juntos todos los escalafones laborales de la empresa. 7.5. Mantenimiento dirigido a la confiabilidad (RCM). Definición de Confiabilidad: Se puede definir como la capacidad de un producto de realizar su función de la manera prevista. De otra forma, la confiabilidad se puede definir también como: la probabilidad en que un producto realizará su función Prevista sin incidentes por un período de tiempo especificado y bajo condiciones indicadas. Análisis de la Confiabilidad: La ejecución de un análisis de la confiabilidad en un producto o un sistema incluye todos los tipos de exámenes para determinar cuan confiable es el producto o sistema que pretende analizarse. Una vez realizados los análisis, es posible prever los efectos de los cambios y de las correcciones del diseño para mejorar la confiabilidad del ítem. Los diversos estudios del producto se relacionan, vinculan y examinan conjuntamente, para poder determinar la confiabilidad del mismo bajo todas las perspectivas posibles, determinando posibles problemas y poder sugerir correcciones, cambios y/o mejoras en productos o elementos. El RCM es uno de los procesos desarrollados durante 1960 y 1970 con la finalidad de ayudar a las personas a determinar las políticas para mejorar las lunciones de los activos físicos y manejar las consecuencias de sus fallas. Tuvo su origen en la Industria Aeronáutica. De éstos procesos, el RCM es el más efectivo. El Mantenimiento RCM pone tanto énfasis en las consecuencias de las fallas como en las características técnicas de las mismas, mediante: Integración de una revisión de las fallas operacionales con la evaluación de aspecto de seguridad y amenazas al medio ambiente, esto hace que la seguridad y el medio ambiente sean tenidos en cuenta a la hora de tomar decisiones en materia de mantenimiento. Manteniendo mucha atención en las tareas del Mantenimiento que más incidencia tienen en el funcionamiento y desempeño de las instalaciones, 59 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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garantizando que la inversión en mantenimiento se utiliza donde más beneficio va a reportar. Objetivos del RCM Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad: Reducir el costo de mantenimiento, para enfocarse en las funciones más importantes de los sistemas, y evitando o quitando acciones de mantenimiento que no son estrictamente necesarias Ventajas del RCM Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad: Si RCM se aplicara a un sistema de mantenimiento preventivo ya existente en las empresas, puede reducir la cantidad de mantenimiento rutinario habitualmente hasta un 40% a 70%. Si RCM se aplicara para desarrollar un nuevo sistema de mantenimiento preventivo en la empresa, la carga de trabajo programada se á mucho menor que si el sistema se hubiera desarrollado por métodos convencionales. Su lenguaje técnico es común, sencillo y fácil de entender para todos los empleados vinculados al proceso RCM, permitiendo al personal involucrado en las tareas. Saber qué pueden y qué no pueden esperar de ésta aplicación y quien debe hacer qué, para conseguirlo. Implantación de un Plan de Mantenimiento RCM:
Selección del sistema y documentación. Definición de fronteras del sistema. Diagramas funcionales del sistema. Identificación de funciones y fallas funcionales. Construcción del análisis modal de fallos y efectos. Construcción del árbol lógico de decisiones. Identificación de las tareas de mantenimiento más apropiadas
7.6. Mantenimiento alterno. Es una forma de organizar el mantenimiento. Consiste en alternar o combinar diferentes formas de mantenimiento de acuerdo al nivel de importancia de los equipos o sistemas en el proceso productivo. Una vez conocidos los tipos de mantenimiento es necesario tener un criterio de a qué equipos les aplicaremos, uno u otro, o un sistema alternativo, y que no todos tienen igual importancia en la calidad y disponibilidad en el proceso productivo. 60 “MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO”.
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¿Qué criterios seguir y cómo clasificar los equipos que se le deben dar uno u otro tipo de mantenimiento? Aspectos selectivos. Aspectos directivos. Aspectos generales. Clasificación de equipos.
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I. ASPECTOS SELECTIVOS. A
B
C
Maquinas Irremplazable. Su labor no puede ser sustituidas por otras maquias
Maquinas Reemplazable. Su labor se sustituye por 1 o 2 maquinas
Intercambiable. Su labor se sustituye por vanas maquinas
Imprescindible. Cuando su la parada afecta a la mas del 50% del la proceso productivo.
Limitantes. Cuando su parada afecta a más entre el 10% a 50% de la producción.
Convencionales. Cuando su parada afecta a 10% menos de la producción.
Régimen Continuo. Las maquinas participan en líneas continuas.
Régimen Seriado. Las maquinas son utilizadas para producir series de artículos.
Régimen Alternado. Las maquinas tienen poca participación en el proceso productivo.
Muy Utilizados. Cuando las maquinas se utilizan al máximo de su capacidad durante gran parte del tiempo de trabajo. 5 Nivel de Consumo. Alto. Energético >5% Equipos Respecto al total de >20% Líneas o la empresa por tipo sistemas de portador de energético.
Utilización Media. Cuando las maquinas son utilizadas, pero no al máximo de su capacidad.
Uso Esporádico. Cuando las maquinas raras veces se utilizan al máximo de su capacidad.
Medio. >3% y 5% Equipos < 20% y>5% Líneas o sistemas.
Bajo.
