El presente manual pretende ser un pequeño aporte en la selección de bombas centrífugas para agua limpia. La información contenida es de un nivel básico y ha sido simplificada para una fácil comprensión.
Casi la totalidad de la información referida a bombas a sido tomada de libros y manuales de fabricantes de bombas. Agradezco la colaboración de aquellos profesionales que me ayudaron aportando sus valiosos conocimientos.
DESCRIPCION DE PARTES Y PIEZAS DE UNA BOMBA CENTRIFUGA PARA AGUA POTABLE
Bomba Centrífuga Una bomba centrífuga es una máquina con carcasa tipo voluta, o sea, forma de caracol, con impulsor o rodete de álabes radiales cerrado o abierto, el que recibe rotación del eje horizontal. La aspiración del líquido es en forma axial, o frontal al impulsor. La descarga del líquido es en forma radial o vertical al eje de la bomba. Según el tipo de motor acoplado, se denomina al conjunto electrobomba cuando electrobomba cuando el motor es eléctrico, y motobomba cuando motobomba cuando es a combustión Las partes constitutivas de una electrobomba centrífuga dependen de su construcción y tipo, por esta razón se mencionan las más más fundamentales. fundamentales. Partes de la bomba
1- Carcasa . La mayoría de las carcasas son fabricadas en fierro fundido para agua potable, pero tienen limitaciones con líquidos líquidos agresivos ( químicos, aguas residuales, agua de mar ). Otro material usado es el bronce . También se usa el acero inoxidable si el líquido es altamente corrosivo.
2- Rodete o Impulsor. Para el bombeo de agua potable en pequeños, medianos y gran caudal, se usan rodetes centrífugos de álabes radiales y semi axiales. Fabricados en fierro, bronce acero inoxidable, plásticos. 3- Sello Mecánico. Es el cierre mecánico más usado, compuesto por carbón y cerámica. Se lubrica y refrigera con el agua bombeada, por lo que se debe evitar el funcionamiento en seco porque se daña irreparablemente. 4- Eje impulsor. En pequeñas bombas monoblock , el eje del motor eléctrico se extiende hasta la bomba, descansando sobre los rodamientos del motor . Fabricado en acero inoxidable. Motores eléctricos .
El motor eléctrico es una máquina capaz de transformar energía eléctrica en energía mecánica. De todos los tipos de motores este es el más usado, debido a las ventajas de la energía eléctrica ( bajo costo, facilidad de transporte ). Las electrobombas italianas están dotadas de motores a inducción, con rotor en corto circuito, y estator jaula de ardilla. Motores de corriente alterna .-Son los más usados porque la distribución de energía eléctrica es en corriente alterna 50 Hz ( corriente que cambia su polaridad 50 veces por segundo ).
Componentes de un motor Eje rotor Eje que transmite la potencia mecánica desarrollada por el motor. El centro o núcleo está formado por chapas de acero magnético tratadas para reducir las pérdidas en el hierro. El núcleo del rotor aloja en su interior una bobina o anillo en corto circuito fabricado en aluminio. .-
Estator.-Compuesto por una carcasa que es la estructura soporte del conjunto, construido en fierro fundido o aluminio, tiene aletas de refrigeración. En su interior está alojado el bobinado monofásico o trifásico, de alambre de cobre esmaltado con barniz a base de poliester lo que garantiza una excelente aislación y resistencia mecánica. Esta alambrado sobre un nucleo de chapas en acero magnético.
Ventilador Turbina acoplada al eje del rotor , garantiza la refrigeración por aire del motor enfriando las aletas disipadoras de energía calórica que posee el estator. Fabricado en polipropileno. .-
Caja de conexión — Caja donde se alojan los bornes de conexión construidos de bronce y cobre de alta conductivilidad, que permiten conectar la energía eléctrica al motor, el block aislante es fabricado en plástico de gran resistencia eléctrica y mecánica. .
Rodamientos.- El eje rotor del motor esta montado sobre rodamientos en cada extremo, estos son de bolitas o esferas de gran vida útil ( 20.000 horas de trabajo ). Son sellados y lubricados para largos periodos de trabajo .
PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA: Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área. Impulsores. Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba. Anillos de desgaste. Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos. Estoperas, empaques y sellos. la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba. Flecha. Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor.
Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba. Bases. Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.
PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA: Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área. Impulsores. Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba. Anillos de desgaste. Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos. Estoperas, empaques y sellos. la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba. Flecha. Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor.
Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba. Bases. Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.
Los Motores de C orr ien te Dir ecta [C .D .] o C orr iente C ontin ua [C .C .]: Se utilizan en casos en los que es importante el poder regular continuamente la velocidad del motor, además, se utilizan en aquellos casos en los que es imprescindible utilizar corriente directa, como es el caso de motores accionados por pilas o baterías. Este tipo de motores debe de tener en el rotor y el estator el mismo número de polos y el mismo número de carbones. Carcasa La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser: a) Totalmente cerrada b) Abierta c) A prueba de goteo d) A prueba de explosiones e) De tipo sumergible Base La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecánica de operación del motor, puede ser de dos tipos: a) Base frontal b) Base lateral Caja de conexiones Por lo general, en la mayoría de los casos los motores eléctricos cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los c onductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos. Tapas Son los elementos que van a sostener en la gran mayoría de los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor. Cojinetes También conocidos como rodamientos, contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ej es mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales: a) Cojinetes de deslizamiento: Operan la base al principio de la película de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre la barra del eje y la superficie de apoyo.
b) Cojinetes de rodamiento: Se utilizan con preferencia en vez de los cojinetes de deslizamiento por varias
razones: Tienen un menor coeficiente de fricción, especialmente en el arranque. Son compactos en su diseño
Tienen una alta precisión de operación. No se desgastan tanto como los cojinetes de tipo deslizante. Se remplazan fácilmente debido a sus tamaños estándares Leer más: http://www.monografias.com/trabajos93/motores-electricos/motoreselectricos.shtml#partesfuna#ixzz3PSaYLO00
RESUMEN DE LOCALIZACIÓN DE AVERÍAS Síntomas
Causas posibles
Verificación y soluciones
1.- El motor no arranca
- No le llega corriente al motor - Si el motor ronca y no llega a arrancar, le falta una fase Tensión insuficiente o carga excesiva - Si el motor es de anillos y el ruido es normal y no arranca, el circuito rotórico está mal. Circuito exterior o devanado cortado Devanado a masa
- Verificar tensiones en la red, fusibles, contactos, conexiones del motor - Verificar la correcta conexión, estrella o triángulo, en su placa de bornes y la carga del motor Verificar tensiones rotóricas, contacto de las escobillas y circuito de las resistencias de arranque (conductores y resistencias) Verificar aislamiento de los devanados
2.- El motor arranca, pero no alcanza la velocidad nominal
- Tensión insuficiente o caída de tensión excesiva - Fase del estator cortada - Si el motor es de anillos, han quedado resistencias intercaladas - Si el motor es de anillos ruptura del circuito de arranque rotórico Cortocircuito o devanado a masa
- Verificar tensión de red y sección de línea - Verificar tensión y devanado - Verificar circuitos de arranque - Verificar conexiones, resistencias, escobillas y devanado - Verificar devanados y reparar
3.- La corriente absorbida en funcionamiento es excesiva
- Maquina accionada agarrotada o carga excesiva - Si el motor ronca y las intensidades de las tres fases son desiguales, cortocircuito en el estator - Si el motor es de anillos, cortocircuito en el circuito rotórico
- Verificar carga y sustituir motor si este es pequeño - Verificar aislamiento y reparar o rebobinar el motor - Verificar anillos, escobillas y circuito de resistencias. Verificar devanado rotórico y reparar
- Par resistente muy grande 4.- La corriente Si el motor es de anillos, absorbida en el arranque resistencias rotóricas mal es excesiva calculadas o cortocircuitadas
- Verificar la carga del motor Verificar resistencias y posibles cortocircuitos en resistencias y devanado rotórico
5.- El motor se calienta exageradamente
- Motor sobrecargado Ventilación incorrecta - Si el motor se calienta en vacío, conexión defectuosa Cortocircuito en el estator Tensión de red excesiva
- Verificar carga - Verificar y limpiar rejillas y ranuras de ventilación Verificar las conexiones de la placa de bornes - Verificar devanado estatórico Verificar tensión y corregir
6.- El motor humea y se
- Cortocircuito directo o de un - Verificar devanados y reparar o
quema
7.- El motor produce demasiado ruido
número excesivo de espiras rebobinar - Mantener siempre en cualquiera de sus limpios los circuitos de ventilación devanados - Mala ventilación del motor - Vibraciones de ciertos órganos - Si el ruido es solamente en reposo y no en marcha, cortocircuito en el rotor - Si el ruido cesa al cortar la corriente, entrehierro irregular - Barra del rotor desoldada o rota
- Lanzar y desconectar el motor y si el ruido persiste, verificar fijaciones y cojinetes - Verificar devanado rotórico y reparar - Verificar cojinetes y rotor - Verificar barras del rotor
Leer más: http://www.monografias.com/trabajos93/motores-electricos/motoreselectricos.shtml#partesfuna#ixzz3PSae7ht6
Síntomas de observación directa:
Sobrecalentamiento Vibración Ruido Alta temperatura en rodamientos y cojinetes Fugas 2.- Síntomas de observación indirecta: Cambios en algún parámetros: Presión, temperatura, caudal, velocidad, etc. Cambios en las prestaciones: Relación de compresión, potencia consumida, rendimiento, etc. 3.- Listado de posibles causas o hipótesis. 4.- Análisis de la relación entre síntomas y sus causas. 5.- Diagnóstico aplicando el orden de probabilidad en la relación síntoma/causa. 6.- Solución o acción a tomar. Hablando de bombas centrífugas, en la siguiente figura se indica la estadística de fallos típicos:
Estadística de fallos en bombas centrífugas Así llegamos al propósito de esta entrada que consiste en diagnosticar el fallo en una bomba centrífuga basándonos en los síntomas observados. En la siguiente imagen aparece un documento en el que se indican para una bomba centrífuga y de forma matricial, los síntomas, sus posibles causas y las medidas a adoptar.
LA BOMBA NO GENERA NINGUNA PRESIÓN Y NO GENERA FLUJO
1.
La bomba no fue cebada antes de prenderla.
2.
Eje quebrado.
3.
No se instaló impulsor... si puede pasar!
4.
No hay transmisión de torque del acople al eje (no acoplo, mal apretada la manzana, etc.)
5.
Cuñero que transmite torque al impulsor se soltó o no se colocó
LA BOMBA GENERA ALGUNA PRESION PERO NO BOMBEA LIQUIDO 1.
Bolsillos de aire o vapor en la bomba o tuberías.
6.
La linea de succión esta taponada.
7.
Válvula de pie atrancada, atascada.
8.
Filtros tapados.
9.
Valvulas cheques dañadas o mal cerradas.
10. Tubería aplastada (revise toda la línea de succión ... pida los planos y recorra toda la línea de succión hasta la bomba). 11. Recubrimiento de la tuberia despegado, herramientas dejadas, estopa. 12. Cantidades de aire o vapor que trae el líquido bombeado o está entrando al sistema si hay vacio en la succión. 13. Velocidad del motor muy baja. 14. Rotación del motor errada. 15. LA PRESIÓN REQUERIDA POR EL SISTEMA ES MAYOR QUE LA QUE PUEDE GENERAR LA BOMBA. 16. NPSH disponible muy pequeño comparado con el requerido por la bomba a ese flujo. 17. DIAMETRO DEL IMPULSOR MUY PEQUEÑO!, lo maquinaron más pequeño que el requerido por error o fue mal seleccionado.
LA BOMBA DESARROLLA MENOS FLUJO QUE EL ESPERADO 1.
Aire entra a la bomba durante la operación... la presión de succión esta al vacio? O el aire o vapor no se sacaron bien antes de prender la bomba.
2.
Baja velocidad del motor, bajas rpm.
3.
Dirección de rotación del motor al revés.
4.
La presión requerida por el sistema para el flujo deseado es menor a la presión que puede dar la bomba.
5.
Instrumentos de medición mal calibrados o mal instalados.
6.
NPSH disponible menor al requerido por la bomba para ese flujo.
7.
Recirculación del líquido a través de los anillos de desgaste.
8.
Perdida de líquido a través de la empaquetadura (floja, desgastada, mal instalada).
9.
La viscosidad del líquido ha cambiado y es mayor para la cual fue seleccionada la bomba.
10. Impeller o voluta parcialmente tapado. 11. Impeller dañado, erosionado o destruido. 12. Diámetro del impulsor pequeño por un mal maquinado o cambiado. 13. El impulsor mal ensamblado en la voluta... tiene claro las tolerancias?, cual es el valor? hacia qué lado las toma? 14. Bomba operando muy a la izquierda en la curva. 15. Hay obstrucción en la línea de succión o descarga. 16. Válvula de pie atascada o dañada. 17. Filtros sucios, atascados, tapados. 18. Nivel en el tanque de succión muy bajo frente a lo originalmente establecido. 19. En un sistema con más de una bomba, recuerde que la operación de una bomba puede afectar a otras.
LA BOMBA CONSUME MUCHA POTENCIA 1.
Velocidad del motor muy alta.
2.
La viscosidad del líquido bombeando ha aumentado.
3.
La densidad del líquido bombeado es mayor que con la cual se seleccionó la bomba.
4.
Usan un impulsor de mayor diámetro.
5.
Hay desalineamiento entre eje bomba y eje motor.
6.
Hay rozamiento entre partes que giran y partes estacionarias.
7.
Rodamientos malos o gastados.
8.
Empaquetadura muy apretada o mal seleccionada.
9.
Sello mecánico mal instalado (muy apretado).
10. Mucho lubricante en los rodamientos. 11. Rodamientos mal lubricados. 12. Eje torcido. 13. Impulsor o voluta parcialmente atascados que dificultan la rotación. 14. Impulsor dañado, mal instalado o montado al revés. 15. Bomba operando a la derecha en la curva. 16. Instrumentos de medición malos o mal calibrados.
LA BOMBA NO TRABAJA BIEN AUNQUE TODO PARECE BIEN EN LA BOMBA O SISTEMA
1.
Instrumentos de medida incorrectos.
2.
Instrumentos de medida dañados durante la instalación.
3.
Instrumentos de medida montados en puntos no adecuados.
4.
Tubería que conecta instrumentos de medida con el fluido estan tapados o atascados.
5.
La tuberia que conecta instrumentos de medida con el fluido que deberian estar llenos de fluido tiene aire o vapor.
6.
Escape en esta tubería o en conexiones.
7.
Conexión incorrecta del cableado eléctrico de estos instrumentos.
8.
Conexiones eléctricas mal apretadas.
9.
Conexiones eléctricas sucias.
10. Cavitación en los puntos que corresponden a los instrumentos de medida.
LA BOMBA TRABAJA BIEN AL COMIENZO PERO SU DESEMPEÑO SE DETERIORA EN UN CORTO TIEMPO 1.
Aire entra en la bomba.
2.
El líquido bombeado contiene una gran cantidad de aire o vapor.
3.
Bolsas de aire o vapor se han ido moviendo hacia la bomba.
4.
Mal diseño en el tanque de succión hace que el fluido atrape aire.
LA BOMBA VIBRA 1.
Desalineamiento entre eje motor y eje bomba.
2.
Hay rozamiento entre partes rotatorias de la bomba y partes estacionarias.
3.
Rodamientos desgastados.
4.
Dirección de rotación del motor al revés.
5.
NPSH disponible en el sistema muy bajo frente a lo que requiere la bomba para el flujo requerido.
6.
Impulsor o voluta parcialmente atascados.
7.
Impeller dañado.
8.
Impeller incorrectamente ensamblado en la voluta.
9.
La bomba trabaja muy lejos del punto de máxima eficiencia.
10. Filtro en la succión tapado con material fibroso, solidos. 11. Aire entra en la bomba. 12. Interacción entre varias bombas de un sistema. 13. La tubería de succión no estaba bien alineada a la brida de succión en la bomba.
14. La bomba opera a una velocidad crítica. 15. Elementos rotarios no han sido balanceados. 16. Se presentan fuerzas radiales no balanceadas sobre el eje. 17. No se respeto tolerancia entre diámetro del impulsor y la lengueta en la voluta 18. Diámetro de la tuberia de succión o descarga menor al recomendado. 19. Elementos de válvulas flojos. 20. Ejes torcidos. 21. Hueco del impulsor no concéntrico con su diametro exterior o no hace escuadra con su cara. 22. Desalineamiento entre partes de las bombas. 23. La bomba opera a muy bajo flujo. 24. Fundaciones de las bombas mal diseñadas, desgastadas o corroídas. 25. Patas cojas. 26. Resonancia entre la velocidad de la bomba y la frecuencia natural de la placa o fundación. 27. Resonancia entre la velocidad de la bomba y frecuencia natural de la tubería. 28. Pernos sueltos. 29. Expansión térmica no uniforme. 30. Rodamientos mal instalados. 31. Rodamientos dañados. 32. Lubricación de los rodamientos errada. 33. Obstrucción en la tubería de succión o descarga. 34. Excesiva cantidad de aire o gas atrapada en el fluido. 35. Aletas del impulsor desgastados, corroidos o dañados. 36. Hay cavitación.
LOS RODAMIENTOS DURAN POCO 1.
Impellers dañados.
2.
Impellers parcialmente atascados con material sólido o fibroso.
3.
Elementos rotatorios no balanceados.
4.
Excesivas carga axiales.
5.
Excesivas caragas radiales sobre elementos rotatorios.
6.
Ejes torcidos.
7.
Hueco del impulsor no concéntrico con el diámetro externo del impulsor o no hace escuadra con la cara.
8.
Desalineamiento entre las partes de la bomba
9.
Desalineamiento entre eje bomba y eje motor.
10. La bomba trabaja muy a la izquierda en zona de bajo flujo. 11. Mal diseño de la placa o fundación. 12. Elementos de rotación dañados por desgaste, cavitación, o corrosión. 13. Rodamientos mal instalados. 14. Cajas de los rodamientos no concéntricos. 15. Cajas de los rodamientos presentan fisuras. 16. Excesiva grasa en los rodamientos. 17. Sucio y mugre contamina los rodamientos. 18. Humedad ha contaminado el lubricante de rodamientos.
