Manual de mantenimiento de bombas centrífugas: reemplazo de sellos, inspección del impulsor y prueba de curva de rendimiento

1. Alcance y finalidad

Este manual de mantenimiento está diseñado para ingenieros y técnicos que realizan mantenimiento programado y no programado en bombas centrífugas industriales estándar. Cubre procedimientos críticos como el reemplazo del sello frontal, la inspección detallada del impulsor y la carcasa y pruebas funcionales de la bomba midiendo su curva de rendimiento. El objetivo es garantizar la máxima fiabilidad, eficiencia y prolongación de la vida útil de los equipos de bombeo utilizados en las empresas de producción de Ucrania. La aplicación de esta guía le permite responder rápidamente a fallas de funcionamiento e implementar medidas proactivas para prevenir fallas de acuerdo con los requisitos de DSTU EN ISO 9905:2018.

El mantenimiento debe realizarse en casos de: mantenimiento planificado según cronograma, detección de fugas en el sello final, reducción del rendimiento de la bomba, aumento de vibraciones o ruidos, así como durante reparaciones importantes de equipos.

2. Medidas de seguridad

¡DEBE CUMPLIR!

Antes de comenzar cualquier trabajo de mantenimiento en la bomba, asegúrese de que todo el equipo esté desenergizado y aislado de las fuentes de energía de acuerdo con el procedimiento LOTO (Bloqueo/Etiquetado). Esto incluye energía eléctrica al motor, suministro de fluido presurizado (cierre de las válvulas de entrada y salida) y cualquier energía auxiliar (neumática, hidráulica).

• Aislamiento de fuentes de energía: Apague la bomba y su accionamiento. Bloquee y etiquete todos los interruptores y válvulas.
• Alivio de presión: Drene el fluido de trabajo de la carcasa de la bomba y las tuberías. Asegúrese de que la presión interna sea igual a la presión atmosférica.
• Alta temperatura: Deje que la bomba se enfríe a una temperatura segura si ha estado trabajando con líquidos calientes. Las superficies pueden permanecer calientes durante mucho tiempo.
• Peligro químico: Cuando trabaje con líquidos agresivos, tóxicos o inflamables, utilice equipo de protección personal (EPP) adecuado y garantice una ventilación adecuada. Drene los líquidos en recipientes especialmente designados.
• Partes giratorias: Nunca trabaje en la bomba si está energizada y existe riesgo de arranque no autorizado.
• Componentes pesados: Utilice mecanismos de elevación para mover con seguridad las piezas pesadas de la bomba (motor, carcasa).

Equipos de protección personal (EPI):

• Gafas de seguridad o protector facial: Obligatorio para cualquier trabajo.
• Guantes de protección: Resistentes a químicos cuando se trabaja con líquidos, o duraderos para trabajos mecánicos.
• Zapatos de seguridad: Con puntera metálica.
• Ropa de protección: Mono de trabajo.
• Protección auditiva: Cuando se trabaja cerca de equipos ruidosos.

3. Herramientas y materiales necesarios

4. Lista de verificación antes del mantenimiento

5. Procedimiento paso a paso

5.1. Preparación y desmontaje de la bomba.

1. Realice el procedimiento LOTO (bloqueo/etiquetado):

   Asegúrese de que la bomba esté completamente desenergizada y aislada de todas las fuentes de energía.

   • Apague la energía eléctrica al motor de la bomba e instale enclavamientos y señales de advertencia.
   • Cierre las válvulas de entrada y salida de las tuberías que suministran y extraen líquido de la bomba. Bloquearlos.
   • Abra las válvulas de drenaje y drene completamente el fluido de trabajo de la carcasa de la bomba y las tuberías. Asegúrese de que no quede presión residual.
   • Si la bomba ha sido operada con líquidos calientes, déjela enfriar por debajo de 40°C.

   Errores comunes: un flujo de líquido insuficiente puede provocar derrames y quemaduras peligrosos.

2. Desconectar el acoplamiento:
   • Retirar la tapa protectora del acoplamiento.
   • Marque la posición relativa de las mitades del acoplamiento (por ejemplo, con una esquina o marcador) para facilitar el reensamblaje y mantener el equilibrio.
   • Afloje los pernos que conectan los medios acoplamientos. Sepárelos con cuidado, asegurándose de que el eje del motor y el eje de la bomba giren libremente.
3. Desmontaje del motor (si es necesario):
   • Desconectar los cables eléctricos del motor (tomar una foto del esquema de conexión previamente).
   • Afloje los pernos de montaje del motor al bastidor de la bomba.
   • Utilizando el mecanismo de elevación, retire con cuidado el motor y colóquelo en un lugar seguro.

   Errores comunes: marcar los cables incorrectamente puede provocar errores de conexión y daños al motor.

4. Extracción de la carcasa del cojinete y el sello del extremo:
   • Afloje los pernos que sujetan la carcasa del cojinete a la luz de la bomba o a la cubierta trasera.
   • Retire con cuidado la carcasa del cojinete junto con el eje de la bomba y el sello terminal antiguo. Evite dañar el eje.
   • Limpiar todas las superficies de restos de juntas y sellador.
5. Desmontaje del impulsor:
   • Fije el eje de la bomba en un tornillo de banco con almohadillas suaves.
   • Desenrosque la contratuerca del impulsor (suele tener rosca a izquierdas, consultar con la documentación del fabricante).
   • Con un extractor, retire con cuidado el impulsor del eje. Nunca golpees el impulsor con un martillo, esto puede dañarlo o desequilibrarlo.
   • Retire la llave.

5.2. Inspección de componentes

6. Inspección del impulsor:
   • Realice una inspección visual minuciosa para detectar signos de cavitación (superficie similar a una esponja), erosión (desgaste del metal), corrosión, grietas o daños mecánicos.
   • Compruebe que los bordes de las hojas estén afilados y sin dentados.
   • Mida el diámetro exterior del impulsor y compárelo con el valor nominal o el mínimo permitido.
   • Mida el juego axial y radial del impulsor con respecto a la carcasa o los anillos de desgaste (si corresponde). El espacio radial permitido entre la rueda de trabajo y el anillo de desgaste es de 0,25 a 0,50 mm.
   • Compruebe los orificios de equilibrio (si los hay) en busca de obstrucciones.

   Errores comunes: Ignorar daños menores puede provocar una reducción de la eficiencia y un aumento de la vibración.

7. Inspección de la carcasa de la bomba y los anillos de desgaste:
   • Inspeccione la superficie interior de la carcasa en busca de erosión, corrosión o cavitación, especialmente en el área del corte y el canal espiral.
   • Si la bomba tiene anillos de desgaste, inspeccione si están desgastados o dañados. Un juego excesivo entre el impulsor y los anillos de desgaste provoca una pérdida significativa de eficiencia.
   • Inspeccione las superficies de sellado de las bridas para detectar deformaciones y daños.
8. Inspección del eje de la bomba:
   • Inspeccione el eje en busca de corrosión, grietas, picaduras o desgaste, especialmente en el área donde están instalados el sello del extremo y los cojinetes.
   • Usando un indicador tipo reloj, mida el descentramiento del eje. La desviación radial máxima permitida del eje en la zona de sellado no debe exceder los 0,05 mm.
   • Compruebe si hay desgaste en el chavetero.
9. Inspección de rodamientos:
   • Inspeccione visualmente los rodamientos en busca de signos de sobrecalentamiento, pérdida de grasa, grietas u otros daños.
   • Gire con cuidado los cojinetes y escuche si hay ruidos inusuales o asperezas.
   • Compruebe la limpieza de la unidad de rodamientos.
   • Si los rodamientos muestran signos de desgaste, se deben reemplazar. Utilice los rodamientos recomendados por el fabricante (por ejemplo, clase C3 para la mayoría de las bombas).

5.3. Reemplazo del sello final

10. Preparación para la instalación de un nuevo sello:
    • Limpie a fondo el eje de la bomba y los asientos de suciedad, óxido o restos del sello antiguo. Utilice limpiador de frenos u otro desengrasante especializado.
    • Compruebe el eje en busca de bordes afilados o rebabas que puedan dañar los elementos de sellado del nuevo sello terminal. Si es necesario, limpie cuidadosamente con un abrasivo fino.
    • Aplique una capa delgada de revestimiento antifricción o lubricante limpio (compatible con el fluido operativo) al eje donde hace contacto con los elementos del sello del extremo de goma para facilitar la instalación y evitar daños.

    Errores comunes: la suciedad o los daños en el eje son la causa principal del fallo rápido de un sello nuevo.

11. Instalación de la parte estacionaria del sello facial:
    • Instale con cuidado el anillo estacionario (generalmente de cerámica o carburo de silicio) en el cuerpo o la cubierta de la bomba. No toque la superficie de trabajo con las manos, utilice guantes limpios.
    • Asegúrese de que el anillo estacionario encaje firmemente en su asiento, sin deformarse.
12. Instalación de la parte giratoria del sello del extremo:
    • Envuelva el extremo del eje con cinta aislante limpia (o use un cono de montaje especial) para evitar que los elementos del sello de goma se dañen con el chavetero o los bordes afilados.
    • Empuje con cuidado la parte giratoria del sello del extremo sobre el eje hasta el tope.
    • Retire la cinta aislante/cono de montaje.
13. Ajuste del sello del extremo (si es necesario):
    • Algunos tipos de sellos del extremo requieren un posicionamiento axial preciso o un ajuste de precompresión. Siga las instrucciones del fabricante.
    • Normalmente, para los sellos de extremo de cartucho, el ajuste de la distancia es automático y se utilizan retenedores temporales que se retiran después de la instalación de la bomba.

5.4. Montaje de la bomba

14. Instalación del impulsor:
    • Instale la chaveta en el chavetero del eje.
    • Empuje el impulsor sobre el eje hasta el tope.
    • Apriete la contratuerca del impulsor. Apriételo con una llave dinamométrica a un par de 80-100 Nm (o según las recomendaciones del fabricante). Compruebe que el impulsor gire libremente sin tocar la carcasa.

    Errores comunes: un par de apriete insuficiente puede debilitar el impulsor y un par excesivo puede provocar deformación.

15. Conjunto de carcasa de cojinete y cubierta trasera:
    • Instale juntas tóricas o juntas nuevas.
    • Coloque con cuidado la carcasa del cojinete junto con el eje y el impulsor en su lugar, alineándolos con la carcasa de la bomba.
    • Apriete los pernos de fijación de manera uniforme y en cruz con un par de 40-50 Nm (dependiendo del tamaño de los pernos).
    • Asegúrese de que el eje gire libremente sin atascarse.
16. Instalación del motor y acoplamiento:
    • Instale el motor en su lugar y asegúrelo con los tornillos, apretándolos a un par de 50-70 Nm.
    • Conecte las mitades del acoplamiento utilizando las marcas hechas durante el desmontaje. Apriete los tornillos del embrague con un par de 25-30 Nm.
    • Alineación obligatoria del eje: Alinee con precisión los ejes del motor y de la bomba utilizando un sistema de alineación láser o un indicador tipo reloj. Desalineación permitida: radial - no más de 0,05 mm, angular - no más de 0,05 mm/100 mm de longitud de acoplamiento.
    • Instale la cubierta protectora del acoplamiento.

    Errores comunes: la mala alineación del eje es la causa principal del aumento de la vibración, el desgaste de los rodamientos y los sellos finales.

5.5. Pruebas de curva de rendimiento

Este procedimiento se realiza para confirmar que la bomba esté funcionando de acuerdo con las especificaciones indicadas por el fabricante después del servicio.

17. Preparación para la prueba:
    • Asegúrese de que la bomba esté completamente ensamblada, que las tuberías estén conectadas y que el sistema esté lleno de fluido de trabajo.
    • Instale manómetros calibrados en las líneas de entrada y salida de la bomba.
    • Conecte un medidor de flujo calibrado en la línea de salida.
    • Conecte un amperímetro y un voltímetro al motor para medir el consumo de energía.
18. Realización de la prueba:
    • Arranque la bomba, asegurándose de que no haya aire en el sistema (desaireación).
    • Comience con la válvula de salida completamente abierta (caudal máximo).
    • Registre las lecturas del medidor de flujo, manómetros (presión en la entrada P_in y salida P_out), así como las lecturas de los dispositivos eléctricos (corriente I, voltaje U).
    • Cierre gradualmente la válvula de salida, tomando al menos 5-7 mediciones para diferentes puntos de flujo hasta que esté completamente cerrada (flujo cero). En cada punto de medición, espere a que se estabilicen las lecturas.
19. Procesamiento de datos:
    • Calcule la presión de la bomba H para cada punto: H = (P_out - P_in) / (ρ * g) + ΔZ, donde ρ es la densidad del líquido, g es la aceleración de caída libre, ΔZ es la diferencia de altura entre los puntos de medición de presión.
    • Calcule el consumo de energía del motor (si no se mide directamente) y la eficiencia de la bomba.
    • Trazar las curvas de dependencia de la altura (H), la potencia (P) y la eficiencia (η) versus el caudal (Q).
    • Compare las curvas obtenidas con los datos del pasaporte de la bomba (según DSTU EN ISO 9906:2018). Se consideran aceptables desviaciones de hasta el 5%. Las desviaciones mayores requieren diagnósticos adicionales.

6. Lista de verificación después del mantenimiento

7. Guía de solución de problemas

8. Programa de mantenimiento recomendado

9. Directorio de repuestos

Para solicitar repuestos originales y análogos de alta calidad, consulte el catálogo electrónico UNITEC-D: https://www.unitecd.com/e-catalog/

10. Enlaces

• DSTU EN ISO 9905:2018 Bombas centrífugas industriales. Requisitos técnicos.
• DSTU EN ISO 9906:2018 Ensayos operativos de características hidráulicas. Clases de aceptación para bombas centrífugas, de flujo mixto y axiales.
• DSTU ISO 10816-3:2018 (EN ISO 10816-3:2009, IDT) Vibración mecánica. Evaluación de la vibración de la máquina basada en resultados de medición en piezas no giratorias. Parte 3. Maquinaria industrial con potencia nominal superior a 15 kW y velocidad nominal superior a 120 rpm (ISO 10816-3:2009, IDT).
• Bombas ISO 21049:2019. Sellos finales para bombas centrífugas y rotativas.
• Instrucciones de operación y mantenimiento de bombas del fabricante del equipo.