Problemas comunes y soluciones durante la instalación de bombas centrífugas.

Las bombas centrífugas, como equipo central para el transporte de fluidos, se utilizan ampliamente en campos como la petroquímica, la energía eléctrica, el suministro municipal de agua y el tratamiento de aguas residuales. La calidad de su instalación impacta directamente en la eficiencia operativa, el consumo de energía y la vida útil del equipo. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, las bombas centrífugas a menudo sufren problemas como vibración excesiva, fugas y sobrecalentamiento de los cojinetes debido a una instalación incorrecta, errores de construcción o defectos de diseño. Este artículo analiza los problemas comunes encontrados durante la instalación de bombas centrífugas, basándose en casos de proyectos típicos, y propone soluciones para mejorar la calidad de las aplicaciones prácticas.

 

 

1. Problemas de instalación de cimientos

Caso 1: Bomba de transferencia de petróleo pesado en una refinería

1.1 Problemas de instalación:

1) Resistencia de base insuficiente (curado durante solo tres días), lo que provoca que el cuerpo de la bomba se hunda e incline.

2) Pernos de anclaje no apretados y medidas anti-aflojamiento inadecuadas.

1.2 Práctica de Ingeniería:

1) Según instrucciones del fabricante del concreto: Tiempo de curado de la cimentación Mayor o igual a 7 días.

2) El espesor de la capa de lechada secundaria no debe ser inferior a 25 mm.

1.3 Síntomas y consecuencias del problema

1) Aparecieron grietas de 0,5 mm en la base después de dos meses de operación.

2) La vibración aumentó de 2,8 mm/s a 6,5 ​​mm/s (45 % por encima del estándar).

3) La vida útil del rodamiento se redujo al 30% del valor de diseño.

1.4 Análisis de Causa:

1) Rigidez de cimentación insuficiente (medida en sólo el 65% del valor de diseño).

2) La contracción de la capa de lechada provocó huecos (las pruebas ultrasónicas mostraron que el 20 % del área estaba vacía).

1.5 Solución:

1) Utilice una base de concreto de alta-resistencia y sin contracción-con un período de curado de al menos 7 días.

2) Utilice un nivel para calibrar la base de la bomba, asegurando una desviación de nivel menor o igual a 0,1 mm/m.

3) Utilice el proceso de lechada secundario correcto para garantizar que el par de apriete de los pernos de anclaje cumpla con las especificaciones.

 

2. Problemas de instalación de tuberías

Caso 2: Bomba de agua de refrigeración (equipada con filtro de entrada) en una fábrica farmacéutica

2.1 Problemas de instalación:

1) La sección horizontal del tubo de entrada estaba inclinada hacia arriba 5 grados (provocando bolsas de aire)

2) Se instalaron tres codos-de radio corto en el tubo de entrada.

2.2 Prácticas de Ingeniería:

1) No debe haber puntos altos en el tubo de entrada que puedan causar fácilmente bolsas de aire.

2) La sección recta después del codo debe ser mayor o igual a 3 diámetros de tubería; la pendiente del reductor excéntrico debe mirar hacia abajo.

2.3 Síntomas y consecuencias del problema:

1) Sobrecarga de corriente de funcionamiento del 42 %, lo que provoca que el motor se queme.

2) Paros periódicos-de unión de aire (pérdida de flujo mayor o igual al 25%), lo que resulta en una disminución del 30% en la eficiencia del sistema.

2.4 Análisis de Causa:

1) La inclinación hacia arriba de la tubería y el número excesivo de codos causaron acumulación de aire (provocando bolsas de aire), lo que redujo la sección transversal-de flujo efectivo.

2) El área de filtración del filtro era demasiado pequeña, lo que resultaba en un margen de seguridad de NPSH insuficiente.

2.5 Solución:

1) Redirigir las tuberías (eliminar los puntos altos propensos a la formación de bolsas de aire y eliminar los codos redundantes)

2) Aumente la longitud del tubo recto después de los codos.

3) Aumente el área del filtro a 3-4 veces el área de la sección transversal de la tubería para reducir la resistencia.

 

3. Problemas de tensión en las tuberías

Caso 3: Bomba de ácido en una planta química

3.1 Problemas de instalación:

1) Las tuberías de entrada y salida se instalaron mediante juntas a tope forzadas.

2) No se instalaron soportes para tuberías.

3.2 Prácticas de Ingeniería:

1) Esfuerzo de la tubería Menor o igual a 0,1 veces el peso de la bomba (confirme que la carga de la tubería esté dentro de la capacidad de carga de la bomba).

2) Desplazamiento de la tubería Menor o igual a 0,15 mm/m.

3.3 Síntomas y consecuencias del problema:

1) La tasa de fuga de la brida aumentó en un 200%.

2) La vida media del sello mecánico fue de sólo 1.800 horas.

3) El cuerpo de la bomba presentó una deformación permanente de 0,2 mm.

3.4 Análisis de Causa:

1) La expansión térmica de la tubería generó una fuerza adicional de 1,8 kN.

2) La tensión del perno de la brida excedió el valor especificado (alcanzando el 85% del límite elástico).

3.5 Solución:

1) Instale soportes de resorte en la tubería cerca de las bridas de entrada y salida de la bomba.

2) Utilice conexiones flexibles (compensación de fuelle metálico Mayor o igual a 10 mm).

 

4. Problemas de cavitación

Caso 4: Bomba de agua de alimentación de caldera en una central eléctrica

4.1 Problemas de instalación:

1) Curva pronunciada de 90 grados en la tubería de succión

2) Margen de seguridad NPSH no calculado

4.2 Práctica de Ingeniería:

1) NPSHa Mayor o igual a 1,3 × NPSHr

2) Velocidad de entrada de succión Menor o igual a 2 m/s

4.3 Síntomas y consecuencias del problema:

1) Cavitación del impulsor (la profundidad de la fosa alcanza los 3 mm después de 6000 horas de funcionamiento)

2) Caída de eficiencia del 15%

3) Fluctuaciones periódicas de vibración (±2 mm/s)

4.4 Análisis de Causa:

1) El NPSHa real es de solo 5,1 m (se requieren 6,6 m)

2) La pérdida de resistencia local alcanza los 0,35 MPa

4.5 Solución:

1) Modifique la línea de succión (use un codo-de radio largo R=5D)

2) Elevar el nivel del líquido en 2,5 m (NPSHa aumentó a 7,3 m)

 

5. Problemas de alineación

Caso 5: Bomba de circulación de agua en una planta siderúrgica

5.1 Problemas de instalación:

1) La alineación en frío no tiene en cuenta la expansión térmica

2) Alineación usando un indicador de cuadrante estándar

5.2 Prácticas de Ingeniería:

1) La alineación en frío requiere un margen para la expansión térmica

2) Generalmente se requiere que la deflexión radial/angular del acoplamiento sea menor o igual a 0,05 mm

5.3 Síntomas y consecuencias del problema:

1) Aumento de la vibración a 8 mm/s a temperaturas de funcionamiento de 80 grados

2) Fractura de los pernos de acoplamiento (reemplace cada 3 meses)

3) La temperatura del rodamiento alcanza los 95 grados.

5.4 Análisis de Causa:

1) La expansión térmica provoca una deflexión angular de 0,12 mm/m

2) El error de alineación provoca una carga adicional (hasta el 150 % del valor de diseño)

5.5 Solución:

1) Utilice una herramienta de alineación láser para la alineación de compensación en caliente

2) Utilice un acoplamiento de diafragma (permite una desviación angular de 0,3 grados)

 

6. Problemas de lubricación

Caso 6: Bomba de Solvente en una Planta Química (2019)

6.1 Problemas de lubricación:

1) Engrase demasiado-la carcasa del rodamiento (hasta el 80 % de su capacidad).

2) No se proporciona ningún puerto de drenaje de grasa.

6.2 Práctica de Ingeniería:

1) El volumen de llenado de grasa debe ser inferior o igual al 50% del espacio del cojinete.

2) La grasa debe relubricarse cada 2000 horas de funcionamiento.

6.3 Síntomas y consecuencias del problema:

1) Temperatura de funcionamiento continuamente superior a 85 grados.

2) Carbonización de grasas.

3) La vida media de los rodamientos es de sólo 4.000 horas.

6.4 Análisis de Causa:

1) La lubricación excesiva provoca un calor agitado (la temperatura aumenta hasta 35 K).

2) El exceso de grasa no se puede drenar (el nivel de contaminación alcanza la norma ISO 4406 Clase 20/18).

6.5 Solución:

1) Instalar un sistema de lubricación automática (5cc de grasa por inyección).

2) Cambie a grasa sintética (rango de temperatura aplicable: -30 grados a 150 grados).

 

7. Cuestiones de accesorios y cimientos

Caso 7: Bomba de ácido

7.1 Problemas de instalación:

1) El diámetro interior de la junta de la brida era 1,5 mm más pequeño que el diámetro de la tubería, lo que provocaba estrangulamiento.

2) La desviación del nivel de cimentación fue de 0,25 mm/m (150 % por encima del estándar).

7.2 Práctica de Ingeniería:

1) Diámetro interior de la junta=diámetro del tubo + 1mm

2) Nivel de cimentación Menor o igual a 0,1 mm/m

7.3 Síntomas y consecuencias del problema:

1) El caudal disminuyó en un 35%

2) Corrosión ácida y fugas de los sellos.

3) No volver a-lechar los pernos de anclaje provocó grietas por resonancia

4) El desplazamiento del cuerpo de la bomba excedió el estándar.

7.4 Análisis de Causa:

1) El efecto estrangulador aumentó la velocidad del flujo local.

2) La tensión de vibración de la base superpuesta aceleró el agrietamiento por fatiga

7.5 Solución:

1) Reemplace la junta por una calificada y vuelva a-medir la nivelación después de aplicar la lechada a los cimientos.

2) Realice una alineación en caliente y una nueva-medición cada 2000 horas para evitar una desalineación.

 

La calidad de la instalación de una bomba centrífuga afecta directamente su confiabilidad operativa y vida útil. La construcción de cimientos estandarizada, la alineación precisa, la instalación optimizada y las medidas de prevención de cavitación pueden reducir significativamente la tasa de fallas. Después de la instalación, recomendamos realizar una prueba de funcionamiento sin-carga (mayor o igual a 2 horas) y una prueba de funcionamiento con carga (mayor o igual a 4 horas), y monitorear periódicamente parámetros como la vibración y la temperatura para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo-.