9.2.- Ajustes en los Impulsores Luego del Corte

Los diseños, tipo de construcción, formas y arreglos hidráulicos de las bombas e impulsores hace necesario una evaluación cuidadosa de cómo y de cuáles deben ser las características del corte de un impulsor, ya que esta acción pude afectar negativamente el comportamiento hidráulico de la bomba lo que daría como resultado la disminución de la Eficiencia del equipo, un posible aumento de las vibraciones mecánicas o resultar también en la reducción de la vida operativa de componentes como lo son los sellos mecánicos y los cojinetes.

Los cortes realizados al impulsor se pueden hacer retirando completamente tanto los alabes como las tapas o gualderas, sin embargo, este procedimiento puede alterar el GAP “A” modificando la distribución del flujo a la salida del impulsor, lo que puede dar origen a vibraciones de alta frecuencia en el sentido axial. Una alternativa es cortar el impulsor de forma oblicua tal como es representado en la figura N° 9-2.

Figura N° 9-2.- Diagrama mostrando el corte oblicuo de un impulsor.
Figura N° 9-2.- Diagrama mostrando el corte oblicuo de un impulsor.
Fuente: Centrifugal Pump Handbook-Tips on pumps efficiency By William Nelson.

Otra práctica es cortar solamente los alabes y dejar la gualdera, usada regularmente en bombas tipo difusor. Al dejar las tapas se mantiene el mismo esquema de GAP “A” y “B”, lo que da mayor estabilidad a la curva de rendimiento, reduciendo al mínimo la posibilidad de recirculación a la descarga. Esta acción también demanda la evaluación de la robustez estructural del impulsor, no sea que como consecuencia del corte de los alabes se debilite el conjunto, sobre todo en bombas de alta energía.

Luego del ajuste del diámetro de un impulsor, así se mantengan los valores apropiados de GAP “A” y “B”, es posible que se evidencie el fenómeno de Paso de Alabe oVane Pass”, básicamente debido a alguna inestabilidad hidráulica que da origen a choques hidráulicos o “Hydraulic Hammer”, como es referido en inglés.

La solución para eliminar este efecto de Paso de Alabe es realizar un afilado de los impulsores, sin embargo, esta es una operación bien delicada, para la cual no existe una receta fija y por lo cual muchos usuarios exigen a los fabricantes de bombas que si en algún momento es necesario realizar ajuste de los impulsores por afilado o “shaperning” incluyan en la documentación de la bomba el procedimiento detallado para realizar el afilado de los alabes de los impulsores.

El primer método de afilado consiste en remover material de la parte superior del impulsor o “overfiling”, es decir remueveparcialmente la superficie activa del alabe o “leading face”. La principal ventaja de esta técnica es que permite restituir el perfil del ángulo b2, mejorando de alguna forma el rendimiento de los alabes. La figura 9.3 muestra un ejemplo de cuál es la porción removida del impulsor.

Figura N° 9-3.- Diagrama mostrando un ejemplo de “overfilling”.
Figura N° 9-3.- Diagrama mostrando un ejemplo de “overfilling”.
Fuente: Centrifugal Pump Handbook-Tips on pumps efficiency By William Nelson.

El otro método para ajustar la hidráulica del impulsor luego de un corte es remover material de la parte inferior del alabe (lado inactivo) o “underfiling”, tal como es mostrado en la figura 9.4.

Este método mejora la Eficiencia general de la bomba y puede incrementar el “cabezal” de descarga en flujos próximos al BEP. La principal previsión que se debe tener es no debilitar los alabes en exceso, el espesor para los alabes mínimo recomendado por algunos autores es de al menos 3 mm (1/8 de pulgada). Se debe ser cuidadoso en este tipo de operación cuando la bomba desarrolla altas presiones por etapa lo que causaría alto demanda en esfuerzo en los alabes.

Figura N° 9-4.- Diagrama mostrando un ejemplo de “underfilling”.
Figura N° 9-4.- Diagrama mostrando un ejemplo de “underfilling”.
Fuente: Centrifugal Pump Handbook-Tips on pumps efficiency By William Nelson.

El trabajo de afilado de los alabes sea “overfiling” o “underfiling”, se debe efectuar en todos los alabes del impulsor. Se debe ser cuidadoso y evaluar la validez de la operación antes de iniciar el ajuste de los alabes, debido a que el afilado es un proceso destructivo que consiste en remoción de material y luego de efectuado no puede ser revertido.

El proceso de afilado la remoción de material de los alabes se realiza a mano es decir mediante el uso de herramientas manuales, como es el caso de los esmeriles. Se debe ser cuidadoso y verificar si la operación es posible antes de iniciarla. Por ejemplo, el afilado se dificulta en bombas de baja Velocidades Específicas (NS), donde el poco ancho de los canales hidráulicos limita el uso de las herramientas de mano convencionales y en impulsores fabricados con materiales difíciles de trabajar, como es el caso de los aceros inoxidables auténticos, por ejemplo, el 316 o el 304.

La técnica de afilado de los impulsores se utiliza también en el lado de succión con la finalidad de aumentar el área de flujo y de esta forma reducir el NPSHR de la bomba. Luego del proceso de afilado es recomendable el rebalanceo del impulsor para compensar la posible pérdida de material de forma poco uniforme, que caracteriza los trabajos realizados con herramientas manuales.

Acerca del autor de este libro:

José Miguel Acosta Pérez

José Miguel Acosta Pérez, es Ingeniero Mecánico egresado de la Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1982); Especialista en Equipos Rotativos, Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1990), Especialista en Gerencia de Proyectos, Universidad Católica Andrés Bello (UCAB) (Venezuela-2001), Especialista en Equipos para Producción de Petróleo On and Offshore, Universidade de Iguazu (UNIG) (Brasil-2010). 

E-mail de contacto: jose.acosta_pumpbook.com.br

CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN

1.1.- ¿Qué es una Bomba?
1.2.- ¿Qué son las Bombas Centrífugas?

CAPÍTULO 2
PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

2.1.- Impulsores
2.2.- Eje
2.3.- Carcasa
2.4.- Anillos de Desgaste
2.5.- Cojinetes
2.6.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 3
¿CÓMO LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS TRANSMITEN LA ENERGÍA A LOS FLUIDOS?

3.1.- Cabezal Total de una Bomba Centrífuga
3.2.- Sistemas Asociados a las Bombas y sus Características
3.3.- Potencia y Eficiencia en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 4
CURVAS DE RENDIMIENTO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

4.1.- Forma de la Curva de Rendimiento
4.2.- Diseño Hidráulico de las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 5
CEBADO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

5.1.- Cebado Manual con Válvula de Pie
5.2.- Cebado con Tanque de Cámara Simple
5.3.- Cebado por Succión Positiva
5.4.- Cebado con Eyectores
5.5.- Cebado con Bombas de Vacío

CAPÍTULO 6
CARACTERÍSTICAS DE SUCCIÓN DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

6.1.- Como se Determina el NPSHA
6.2.- Como se Determina el NPSHR
6.3.- Como Mejorar el NPSHA de un Sistema de Bombeo
6.4.- Fenómeno de Cavitación

CAPÍTULO 7
OPERACIÓN CON LÍQUIDOS VISCOSOS

CAPÍTULO 8
FLUJO MÍNIMO

8.1.- Flujo Mínimo Térmico
8.2.- Flujo Mínimo Continuo

CAPÍTULO 9
LEYES DE AFINIDAD

9.1.- Aplicación de las Leyes de Afinidad
9.2.- Ajustes en los Impulsores Luego del Corte

CAPÍTULO 10
OPERACIÓN CON MÁS DE UNA BOMBA

10.1.- Bombas Operando en Paralelo
10.2.- Bombas Operando en Serie

CAPÍTULO 11
PARTES Y SISTEMAS ACCESORIOS PARA LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

CAPÍTULO 12
COJINETES

12.1.- Cojinetes Radiales
12.2.- Cojinetes de Empuje

CAPÍTULO 13
LUBRICACIÓN

13.1.- Tipos de Lubricación
13.2.- Lubricación con Grasa
13.3.- Lubricación con Aceite

CAPÍTULO 14
ACOPLAMIENTO

14.1.- Acoplamientos de Engranajes
14.2.- Acoplamientos de Rejilla de Agarre Continuo
14.3.- Acoplamientos Elastoméricos
14.4.- Acoplamiento Flexible de Láminas Metálicas

CAPÍTULO 15
SELLADO DEL EJE

15.1.- Caja de Sellos
15.2.- Empaquetaduras
15.3.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 16
MATERIALES DE FABRICACIÓN

16.1.- Materiales de Acuerdo con el ASME B73.1
16.2.- Materiales de Acuerdo con el API 610
16.3.- Otras Consideraciones

CAPÍTULO 17
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

17.1.- Control por Regulación de Flujo
17.2.- Control por Recirculación
17.3.- Control por Variación de Velocidad
17.4.- Otras Consideraciones para el Control de Flujo

CAPÍTULO 18
MOTORES ELÉCTRICOS

CAPÍTULO 19
VIBRACIÓN MECÁNICA EN BOMBAS CENTRÍFUGAS

19.1.- Como se Miden las Vibraciones y Como son Interpretadas
19.2.- Que Dicen el Asme B73.1 Y el API 610 Sobre Vibración
19.3.- Causas de las Vibraciones en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 20
PRINCIPALES TIPOS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

20.1.- Bomba de Succión Frontal
20.2.- Bomba Vertical en Línea
20.3.- Bombas Horizontales Multietapas
20.4.- Bomba Doble Succión Axialmente Partida, Entre Cojinetes
20.5.- Bomba Vertical Tipo Turbina

CAPÍTULO 21
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

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