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Guía de diagnóstico y solución de problemas: bombas centrífugas que disminuyen el rendimiento o no tienen descarga

Technical analysis: Troubleshooting centrifugal pump low flow or no discharge: cavitation, impeller wear, air lock, suct

1. Descripción del problema y ámbito de aplicación.

Este manual está destinado al diagnóstico del sistema y la resolución de problemas relacionados con el suministro reducido o la falta total de descarga de bombas centrífugas, que son perturbaciones críticas en los procesos industriales. Estos fallos de funcionamiento provocan paradas de producción, reducción de la eficiencia y aumento de los costes operativos. La guía cubre una amplia gama de bombas centrífugas utilizadas en industrias como la química, la alimentaria, la de agua y aguas residuales, la de petróleo y gas y aplicaciones industriales en general.

Los problemas de suministro reducido o falta de inyección pueden tener distintos grados de gravedad:

  • Crítico: Falta total de suministro, lo que provoca una parada inmediata del proceso tecnológico y pérdidas económicas importantes.
  • Significativo: Una reducción significativa en la alimentación que afecta la calidad del producto, la eficiencia del proceso y puede causar fallas en otros equipos.
  • Menor: Una pequeña pero persistente disminución del suministro, lo que conlleva un aumento del consumo de energía y una reducción del periodo entre reparaciones.

El objetivo del manual es proporcionar al personal de ingeniería, mecánicos y operadores las herramientas para identificar de forma rápida y precisa las causas fundamentales de las averías y restaurar eficazmente el funcionamiento de los equipos.

2. Precauciones

¡ATENCIÓN! ¡SEGURIDAD! Antes de comenzar cualquier trabajo de diagnóstico o reparación en el equipo de bombeo, es necesario asegurarse de que se sigan todas las normas y procedimientos de seguridad. El incumplimiento de estas precauciones podría provocar lesiones personales, daños al equipo o la muerte.

  • Bloqueo/Etiquetado (LOTO): Asegúrese de realizar el procedimiento de bloqueo y etiquetado según DSTU EN 1037:2018 "Seguridad de las máquinas. Prevención de arranque inesperado". Asegúrese de que la fuente de alimentación esté desconectada y bloqueada, y que las piezas móviles no puedan ponerse en marcha accidentalmente.
  • Equipo de protección individual (EPI): Utilice siempre los EPI necesarios: gafas de seguridad (EN 166), guantes de seguridad (EN 388), calzado de seguridad (EN ISO 20345), casco y, si es necesario, ropa de protección.
  • Energía almacenada: Asegúrese de que toda la energía almacenada (presión del sistema, carga eléctrica, energía potencial del peso) se descargue o bloquee de forma segura. Drene el líquido de la bomba y las tuberías antes del desmontaje.
  • Superficies y fluidos calientes: La bomba y el fluido pueden estar calientes. Deje que el equipo se enfríe a una temperatura segura o utilice EPP resistente al calor.
  • Líquidos peligrosos: Cuando trabaje con líquidos agresivos, tóxicos o inflamables, siga procedimientos de seguridad especiales, utilice equipo de protección personal adecuado (por ejemplo, guantes resistentes a productos químicos, respiradores) y garantice una ventilación adecuada.
  • Partes giratorias: Nunca trabaje cerca de piezas giratorias sin la protección adecuada y sin energía.

3. Herramientas de diagnóstico necesarias

Para un diagnóstico eficaz, se requiere el siguiente conjunto de herramientas que cumplan con los estándares pertinentes:

Nombre de la herramienta Especificación/modelo Rango de medición Propósito
manómetros Clase de precisión 1.0 o mejor, Ø mínimo 100 mm 0-10 bar (succión), 0-25 bar (descarga) Medición de presión absoluta/exceso en el sistema.
vacuómetro Clase de precisión 1.0 o mejor, Ø mínimo 100 mm -1 a 0 barras Medición de rarefacción (vacío) en la succión de la bomba.
Pinzas de medición de corriente RMS real Fluke 376 FC o equivalente Hasta 1000 A CA/CC Medición del consumo de corriente del motor eléctrico para estimar carga y potencia.
Tacómetro (contacto/sin contacto) Testo 460 o similar 100-30000 rpm Comprobación de la velocidad de rotación real del eje de la bomba/motor.
analizador de vibraciones Vibrómetro VM600 o similar Rango 10 Hz - 10 kHz, configuración de velocidad RMS (mm/s), aceleración (m/s²) Medición y análisis de vibraciones según ISO 10816 para diagnóstico de desequilibrio, desalineación, fallas en rodamientos, cavitación.
Pirómetro/cámara termográfica FLIR E6-XT o equivalente De -20°C a 400°C, precisión ±2°C Control de temperatura de rodamientos, sellos, carcasa de bomba y motor. Detección de zonas de sobrecalentamiento.
Probador ultrasónico (estetoscopio) SDT270 o similar Rango de frecuencia 20-100 kHz Detección de cavitación, fugas de aire, mal funcionamiento de rodamientos en las primeras etapas.
Medidor de flujo portátil (ultrasónico) Siemens SITRANS FUS1010 o similar Depende del diámetro de la tubería, precisión ±1-2% Medición sin contacto del caudal real (rendimiento) de la bomba.

4. Lista de verificación de evaluación inicial

Antes de iniciar un diagnóstico detallado, es necesario realizar una evaluación preliminar para recopilar información básica y acotar la búsqueda de una avería:

Punto de control Acciones/Observaciones Registro/Resultado
Inspección visual de la bomba y tuberías. Verifique si hay fugas de líquido visibles, daños en la carrocería, corrosión y objetos extraños.  
Nivel de líquido en el tanque de succión. Compruebe que el nivel de líquido sea suficiente para garantizar el buen funcionamiento de la bomba. Nivel: ___, Mín.: ___, Máx.: ___
La posición de las válvulas de cierre. Asegúrese de que todas las válvulas/válvulas de retención de succión y descarga estén completamente abiertas (o en posición operativa). Succión: ____, Descarga: ____
Indicadores de manómetros/vacuómetros (si están instalados) Registre los valores actuales de presión de succión y descarga. Presión de succión: ___ bar, Presión de descarga: ___ bar
Sonidos inusuales Escuche la bomba: ruido de grava (cavitación), gorgoteo (aire), chirrido (cojinetes/fricción).  
Presencia de vibración Evaluar la vibración con las manos. Identifique lugares con mayor vibración.  
Temperatura de la bomba y del motor Determine al tacto o con la ayuda de un pirómetro la temperatura de la carcasa, cojinetes y motor. Carrocería: ___°C, Cojinetes: ___°C, Motor: ___°C
Historial de servicio y accidentes. Familiarícese con las últimas entradas en el registro, cambios en el sistema, mensajes de emergencia SCADA/ASUTP.  
Parámetros del motor eléctrico. Anota los valores de corriente y voltaje. Corriente: ___ A, Voltaje: ___ V

5. Flujo sistemático de diagnósticos.

Esta sección presenta un árbol de soluciones para ayudar a identificar sistemáticamente la causa raíz de un problema.

  1. SÍNTOMA: Suministro reducido o falta de impulso.
    • PASO 1: Verifique las condiciones iniciales y las señales visuales (consulte la Sección 4).
      • SI la bomba está funcionando pero hay un suministro mínimo o nulo y el nivel de líquido en el depósito es bajo o está ausente.
        • ENTONCES CAUSA PROBABLE: Flujo de fluido insuficiente hacia la succión / Tanque vacío.
        • COMPROBAR: Entrada al tanque, obstrucción de la línea de succión, obstrucción del filtro de succión.
        • IR A: punto 8 (Problemas en la tubería de succión).
      • SI la bomba está funcionando, pero se oye un ruido fuerte, crujido, gorgoteo, similar al sonido de la grava.
        • ENTONCES CAUSA PROBABLE: Cavitación o esclusa de aire.
        • COMPROBAR: Presión de succión con vacuómetro/manómetro. Utilice un probador ultrasónico para confirmar cavitación/fugas de aire.
        • VAYA A: PASO 2.
      • SI la bomba está relativamente silenciosa, pero el suministro se reduce significativamente y la presión de descarga está por debajo de lo normal con una presión de succión normal.
        • ENTONCES CAUSA PROBABLE: Desgaste del impulsor, fugas internas o cambios en el sistema de inyección.
        • COMPROBAR: Consumo de corriente del motor (pinzas medidoras de corriente). Si la corriente se reduce significativamente con una alimentación reducida, esto puede indicar desgaste en el impulsor.
        • VAYA A: PASO 3.
      • SI la bomba está funcionando normalmente, pero el suministro se reduce y la presión de descarga no cumple con los requisitos del proceso, mientras que la presión de succión es normal y no hay evidencia visible de desgaste o cavitación.
        • ENTONCES CAUSA PROBABLE: Desajuste en la curva del sistema o selección incorrecta de la bomba.
        • COMPROBAR: Análisis de la curva del sistema.
        • VAYA A: PASO 4.
    • PASO 2: Diagnosticar cavitación y esclusas de aire.
      • SI el vacío de succión es alto (cercano a la presión de vapor saturado del líquido a la temperatura actual) o la presión de succión es muy baja.
        • ENTONCES CAUSA PROBABLE: Cavitación causada por NPSHa insuficiente.
        • COMPROBAR: Filtro de succión obstruido, válvulas parcialmente cerradas, longitud/diámetro del tubo de succión demasiado largo, temperatura del fluido.
        • IR A: elemento 7 (Cavitación).
      • SI el gorgoteo, el ruido del flujo y la presión de sobrealimentación son erráticos o están ausentes, especialmente después del arranque o del ralentí.
        • ENTONCES CAUSA PROBABLE: Bolsa de aire en la carcasa de la bomba o fuga de aire en la línea de succión.
        • COMPROBAR: La estanqueidad de la tubería de aspiración (visualmente, con solución jabonosa, con un tester ultrasónico). Estado de la válvula de llenado.
        • IR A: elemento 7 (Atasco de aire/Problemas de llenado).
    • PASO 3: Diagnosticar el desgaste mecánico.
      • SI el consumo de corriente del motor está por debajo del nominal o se reduce significativamente en comparación con las condiciones normales de funcionamiento con alimentación reducida.
        • ENTONCES CAUSA PROBABLE: Desgaste significativo en el impulsor.
        • COMPROBAR: Inspección visual del impulsor y las superficies internas de la carcasa (después del desmontaje).
        • IR A: elemento 7 (Desgaste del impulsor y la carcasa).
      • SI la vibración excede los límites permitidos según la ISO 10816 (por ejemplo, para bombas de clase II, la vibración es superior a 4,5 mm/s RMS para la velocidad nominal).
        • ENTONCES CAUSA PROBABLE: Desgaste del cojinete, desalineación, desequilibrio o daño interno (por ejemplo, una parte del impulsor arrancada).
        • COMPROBAR: Análisis detallado de vibraciones, imágenes térmicas de rodamientos, verificación de desalineación.
        • IR A: punto 7 (Desgaste del impulsor y la carcasa), considere también cojinetes y sellos.
    • PASO 4: Análisis de la curva del sistema.
      • SI todos los parámetros de la bomba (presión de succión, sin cavitación, vibración normal, sin desgaste) son normales, pero el suministro real sigue siendo bajo y la presión de descarga corresponde a un "nuevo" punto de operación en la característica de la bomba que no cumple con los requisitos del proceso.
        • ENTONCES CAUSA PROBABLE: Cambio en las características hidráulicas del sistema (curva del sistema) o selección inicial incorrecta de la bomba.
        • COMPROBAR: Recálculo de la curva del sistema teniendo en cuenta nuevas condiciones de operación o modificaciones de la tubería. Comparación con la curva de funcionamiento de la bomba.
        • IR A: pág. 7 (Inconsistencia de la curva del sistema).

6. Matriz de averías y causas.

El siguiente cuadro le ayudará a navegar rápidamente por los síntomas, las causas más probables, las pruebas de diagnóstico y los resultados esperados.

Síntoma Causas probables (clasificadas por probabilidad) Prueba de Diagnóstico Resultado esperado si se confirma la causa
Sin avance / Avance muy bajo Atasco de aire en la bomba (Alta)
No hay líquido en la succión (Alta)
Succión obstruida (Media)
Dirección de rotación incorrecta (Baja)		 Abrir la válvula de aire; Comprobando el nivel en el tanque; Inspección visual del filtro; Comprobando la conexión del motor. Salida de aire, recuperación de suministro; El tanque está vacío; El filtro está obstruido; La bomba no ceba a pesar de la rotación.
Bajo suministro, ruido, vibración, caída de presión de descarga, pulsaciones Cavitación (alta)
Línea de succión obstruida (media)
Temperatura del líquido demasiado alta (media)		 Mediciones de presión en succión y descarga; Probador ultrasónico; Cámara termográfica; Comprobando filtros. La presión de succión está cerca de la presión de vapor saturado; Característica

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