UNIVERSIDAD GRAN MARISCAL DE AYACUCHOFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE MANTENIMIENTO INDUSTRIALNÚCLEO ANACO. ESTADO ANZOÁTEGUI

XI SEMESTRE

ANALISIS PREDICTICO A MOTOBOMBA UBICADA EN LA PLANTA DE AGUA ANACO.

Profesor Realizado por:ELIAS BITAR C.I. 18.453.471YAMER DUN C.I. 16.063.411

CLAUDIA MEDINA C.I.16.667.129

Ing. MELCHOR LEDEZMA

ANACO, JULIO DE 2008

MARCO TEORICO

A través del mantenimiento Predictivo se puede estudiar el

comportamiento de los equipos rotativos mediante los análisis de

vibraciones, en este caso se estudiará el funcionamiento de una

Motobomba ubicada en la Planta de Agua Potable Anaco.

Mantenimiento Predictivo

El mantenimiento predictivo es una técnica para pronosticar el punto

futuro de falla de un componente de una maquina, de tal forma que dicho

componente pueda reemplazarse, con base en un plan, justo antes de que

falle. Así, el tiempo muerto del equipo se minimiza y el tiempo de vida

del componente se maximiza.

Análisis de vibraciones.

El interés de de las Vibraciones Mecánicas llega al Mantenimiento

Industrial de la mano del Mantenimiento Preventivo y Predictivo, con el

interés de alerta que significa un elemento vibrante en una Maquina, y la

necesaria prevención de las fallas que traen las vibraciones a medio

plazo. 

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Registro de vibraciones en un ciclo de trabajo de la pala

Transformada Tiempo-Frecuencia.

El interés principal para el mantenimiento deberá ser la identificación

de las amplitudes predominantes de las vibraciones detectadas en el

elemento o máquina, la determinación de las causas de la vibración, y la

corrección del problema que ellas representan. Las consecuencias de las

vibraciones mecánicas son el aumento de los esfuerzos y las tensiones,

pérdidas de energía, desgaste de materiales, y las más temidas: daños por

fatiga de los materiales, además de ruidos molestos en el ambiente

laboral, etc.

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Motobomba

Una motobomba es un equipo que se utiliza en la industria

principalmente con la finalidad de bombear agua. Tiene una entrada, y

una salida, y a ambas se puede conectar una manguera que pude ser de 2,

3 o 4 pulgadas de diámetro por el largo necesario. Las hay a gasolina o

eléctricas y de gran variedad de ponencias (HP).

El rendimiento de una motobomba depende de diferentes factores

como el tubo de evacuación, el tipo de manguera, la longitud de las

descargas, los pliegues, la elevación, las distancias, etc.

A medida que aumenta la distancia de descarga, el agua entra en

contacto con una mayor superficie de la manguera. Las paredes internas

de dicha manguera sufren el efecto de la fricción. EL aumento de esta

fricción (al aumentar la distancia de descarga) frena el paso del agua, con

lo cual disminuye la capacidad de evacuación.

Otro factor físico que influye en el rendimiento es que todo líquido que

circula por un tubo genera calor debido a la fricción entre los dos

elementes (el agua y las paredes del tubo) Un tubo de acero producirá

mayor fricción que otro liso de PVC o de vinilo. La fricción aumenta

proporcionalmente con la longitud del tubo o de la manguera o cuanto

menor sea su diámetro, con lo que su capacidad de evacuación

disminuirá.

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Añadir codos a la manguera rompe la fluidez de circulación del agua Las

turbulencias que se crean en torno a esos puntos provocan un aumento de

la fricción que tendrá como consecuencia una disminución de la

capacidad de evacuación.

Las reducciones del diámetro de la manguera actúan como un dique ante

el flujo del agua. Cuando aparecen estas reducciones sólo una cantidad

parcial de agua puede circular a través de la manguera. Una regla de oro

es mantener la manguera de evacuación lo más recta posible y evitar al

máximo cualquier posible reducción de su diámetro. Las reducciones

aumentan la fricción y disminuyen la capacidad de evacuación en el

extremo de la manguera.

Los acoplamientos y válvulas que se añadan a la manguera rompen la

fluidez de la circulación. Las turbulencias que se crean en torno a estos

puntos provocan un aumento de la fricción que tendrá como

consecuencia una disminución de la capacidad de evacuación.

Otros factores a tener en cuenta para no afectar negativamente al

rendimiento de la motobomba son: la densidad del líquido (a mayor

densidad, será necesaria una bomba más potente); la textura de la

manguera (cuanto más rugosa sea, mayor será la fricción y las mermasy,

por consiguiente, disminuirá su rendimiento); reducciones y obstáculos

(cuantas más restricciones haya, mayor será la merma).

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A la hora de instalar una motobomba se deben estudiar ciertos aspectos

con exactitud:

A.- Altura de aspiración: Valor que corresponde a la distancia existente

entre la superficie del agua a extraer y el centro de la motobomba, allí

donde esté instalada. Por razones físicas está limitada a ocho metros.

B.- Altura de elevación: Corresponde a la distancia entre el centro de la

motobomba y el punto más alto de la instalación o el punto final de la

tubería.

C.- Pérdidas de carga: En toda instalación, los tubos, codos, llaves de

paso, etc., producen resistencia al paso del agua y merman el potencial de

la motobomba. La pérdida de carga en una instalación se calcula en

función de la longitud, el diámetro y la calidad de las tuberías o

manguera. Esta pérdida se expresa en metros y se añaden a la altura de

elevación.

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Descripción de la bomba

Esquema de instalación

1) Motobomba con bancada.

2) Racores conexión tuberías.

3) Tubería de aspiración.

4) Tubería de impulsión.

5)  Válvula de compuerta.

Condiciones de utilización

Antes de proceder a la instalación deben cerciorarse de que:

El lugar donde va a ser instalada la bomba reúne los requisitos

necesarios.

El líquido a bombear deberá ser agua limpia, química y

mecánicamente no agresiva, con un contenido máximo de substancias

sólidas inferior a 40 gr/m³ y a una temperatura máxima no superior a

40ºC.

No deberá superarse nunca el límite fijado en el catalogo de las

características en lo concerniente a presión (de aspiración e impulsión),

velocidad de rotación, etc...

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En ningún caso la bomba trabajará en seco, sin que ello derive en

una seria avería.

Se recomienda situar la motobomba en una superficie rígida plana

y horizontal.

-Respetar siempre el diámetro de la tubería de aspiración indicado

para cada tipo de bomba y, si es necesario, aumentándolo para reducir las

pérdidas de carga.

Instalar la bomba lo más cerca posible del lugar de aspiración

siguiendo el criterio de que el NPSH disponible sea superior al NPSH

requerido, para evitar la cavitación.

Evitar curvas cerradas y repentinos cambios de sección.

Utilizar un tubo de aspiración ascendente con un mínimo de

inclinación del 2%, perfectamente estanco al aire.

Deberá montarse en la aspiración un filtro, para evitar la entrada de

sólidos a la bomba y se guardará una distancia al fondo de al menos 0,50

metros para evitar que se arrastren sedimentos

Trabajando con agua a temperatura ambiente, en general puede

fijarse el limite de aspiración en 7 metros de altura manométrica,

correspondiente a la altura geométrica más las perdidas de carga en las

tuberías.

Las tuberías de aspiración e impulsión se deberían soportar por

anclajes de modo que su propio peso no pueda dañar el cuerpo de la

bomba.

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La tubería de impulsión debe ser hermética, de dimensiones

adecuadas para no producir perdidas de carga excesivas y de espesor tal

que soporte la máxima presión posible de utilización. Para evitar que el

caudal exceda del valor máximo indicado en el catalogo, instalar una

válvula de compuerta a la salida.

En el caso de tuberías de diámetro mayor que las bocas de la

bomba, se recurrirá a la instalación de conos difusores. El de aspiración

deberá ser excéntrico con la cara plana por la parte superior, para evitar

bolsas de aire. El de impulsión puede ser concéntrico.

Funcionamiento puesta en servicio y paro

Cerciorarse con la mano que el eje del grupo motobomba gira con

facilidad.

Cerrar la válvula de compuerta de la impulsión de la bomba.

Llenar completamente con el líquido a bombear el cuerpo de la

bomba. Durante esta operación de cebado, girar repetidas veces el

eje con la mano.

El arranque del grupo se hará con la válvula de compuerta cerrada.

La bomba tardará un tiempo en aspirar el líquido, que irá llenando

la tubería de aspiración hasta alcanzar la boca de entrada a la

bomba.

Nunca dejar la bomba trabajando un tiempo superior a 3 minutos

operando a caudal cero.

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Una vez que la bomba alcance su velocidad de giro, abrir

lentamente la válvula de compuerta de la impulsión hasta

conseguir la presión necesaria. Si se abre demasiado, puede ocurrir

que se sobrecargue el motor de accionamiento.

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ANÁLISIS PREDICTIVO MOTOBOMBAS Nº 1001A,

1001B, 1001S

PLANTA AGUA POTABLE ANACO.

OBJETIVO

Presentar las condiciones operacionales, detectar los problemas

actuales y sus consecuencias futuras con sus respectivas

recomendaciones, de las Motobombas ubicada en la Planta de Agua

potable de Anaco, basándose en los resultados de la inspección

predictiva realizada el 2 de Junio del 2008.

EQUIPOS UTILIZADOS

La inspección se realizó con el Colector de Datos de Vibración

Allen-Bradley Enpac 2500 con un sensor de aceleración y el

Software Emonitor Odyssey.

CRITERIOS Y METODOLOGIAS

1. Recolección de datos de vibración e inspección visual.

2. Análisis de los valores y señales de vibración, tomando como

referencia la tabla de severidad para el análisis de equipos

rotativos.

3. La inspección visual se realizó siguiendo la norma STN TC1-A.

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RESULTADOS DE LA INSPECCIÓN:

INSPECCIÓN VISUAL:

Motobomba Inspeccionada:

- Motobomba # 1001A.

Nota; No se evidenciaron anomalías al momento de la inspección.

ANALISIS DE VIBRACION

Luego de determinar la maquina a inspeccionar, se procedió a ubicar

los puntos de medición, los cuales ya estaban establecidos, debido a que

esta tiene un continuo monitoreo de sus condiciones.

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Una vez tomadas las mediciones con el acelerómetro en los diferentes

puntos indicados en la figura anterior se logra obtener los datos, los

cuales son almacenados en el Colector de Datos de Vibración Allen-

Bradley Enpac 2500, y enviados al computador en el cual dichos datos

son procesados a través del Software Emonitor Odyssey, y de esta

manera se obtuvieron los espectros que permitirán el análisis de las

posibles fallas que pudieran estar presentes en la motobomba # 1001A.

A continuación se mostraran los distintos espectros arrojados al

momento de procesar los datos obtenidos mediante la medición de

vibración antes expuesta.

Espectro nº1;

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Espectro nº2

Espectro nº3

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Espectro nº4

Espectro nº5

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Espectro nº6

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Espectro nº7

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Espectro nº8

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Espectro nº9

De acuerdo a los análisis espectrales, se observa en el motor eléctrico el

patrón típico de desalineación de ejes, obteniendo incrementos de

amplitudes de vibración considerables en el lado acople con respecto a la

última inspección realizada, la cual se encuentran ubicado en la zona de

alerta.

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Para mantener dentro de los de parámetros operación del equipo

citado se recomienda:

Motobomba # 1001A:

1. Mantener operando la unidad bajo las especificaciones

recomendadas por el fabricante.

2. Realizar alineación de ejes al conjunto motor eléctrico – bomba.

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Análisis causas raíz realizado con el propósito de descifrar la causa

real de la falla, para lo cual fue necesario tomar en cuenta posibles causas

de la falla como tal.

Análisis de las posibles fallas.

Primeramente se llego a la conclusión de que la causa de la falla era de

tipo alineación ya que mediante el análisis de los espectros se pudo

visualizar que la amplitud de estos se manifestaba alta cuando se

tomaban las mediciones cerca al acople, una vez establecida dicha falla

se derivaron de ella unas posibles hipótesis de causas de fallas como se

puede visualizar en la figura anterior, para de esta manera poder ir

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descartando hasta llegar la causa raíz la cual en este caso fue el acople

debido al desgaste en este, es importante enfatizar que la vida útil de

acople la designa el fabricante en condiciones normales de operación.

Recomendaciones del fabricante:

El fabricante recomienda reemplazar el aislante cada 20.000

horas, acción que es recomendable realizar en este caso para que

no ocurra

Actividades de mantenimiento recomendadas para el buen

funcionamiento de una motobomba.

EQUIPOS ACTIVIDADES FRECUENCIA PERSONAL Horas

MotoBomba

Remplazo del aislante del acople de los ejes 20000hrs 2 Operadores 3Realizar Mantenimiento Predictivo Mensual Operador 1Inspección visual a todo el equipo Diario Operador 0.30

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Conclusión y Recomendaciones

Durante la participación en el analisis de falla a la moto

bomba, se puede resaltar que el echo de ser un equipo rotativo

hace que el analisis de vibraciones sea una de las tecnicas que

aroja mayores resultados, aunque no quiere decir que al aplicar

otro metodo no sea factible

Es claro que la vibracion consume energia y esta es tomada

de la fuente de potencia de la moto bomba como tal lo que

produce disminucuin de su rendimiento,

Una de las recomendaciones es no esperar que el equipo falle

para hacerle un plan de mantenimiento, y asi optimizar la

fiabilidad del equipo, no solo como mejora del rendimiento y

ahora energetico si no desde el punto de vista de ingieria de

mantenimiento como fuente de información del estado y

condicion del equipo.

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