SERVICIOS DE ALTA PRESIN DESUCCINEN BOMBAS CENTRFUGASSERVICIOSDE ALTA PRESIN DE SUCCIN EN BOMBAS CENTRFUGASEl propsito de este blog es ayudar a evitar los tpicos problemas de losserviciosde alta presin de succin, para lo cual vamos a hacer en primer lugar una breve descripcin de los problemas ms comunes. Luego analizaremos con mayor detallecuales son las causas de dichos problemas y para finalizar, las recomendaciones del caso.PROBLEMAS MS COMUNES:Empuje axial en el eje de la bombaTemperatura de cojinetesAlineacinFallas recurrentes de sellos mecnicosProblemas para hacer arrancar el equipoCondiciones operativas variablesPlanes de asistencia de sellos mecnicos inadecuadosANLISIS DE LOS PROBLEMAS:Empuje axial en la bomba:La condicin normal en una bomba centrfuga de impulsor simple, es que por diferencia de presiones aplicadas sobre la superficie del mismose genere una fuerza resultante cuya direccin es hacia la succin.

Pero cuando la presin de succin es muy alta en relacin con la presin diferencial, esa fuerza cambia de direccin y se aplica en sentido contrario, es decir, va hacia el soporte de cojinetes. Esto se debe a la presin de succin ejercida sobre sobre la superficie del eje.

Dicha fuerza, dependiendo de la bomba y sus condiciones operativas,puede ser de una magnitud importante. Solamente como ejemplo, un eje de 60 mm de dimetro con una presin de succin de 30 kg/cm2 genera una carga axial de 848 kg.Esto es suficiente como para hacer bajar sensiblemente la vida til L3 del cojinete axial, lo que obliga a los fabricantes de bombas a tomar acciones preventivas, que suelen ser:Adoptar configuraciones de cojinetes especiales:La configuracin tpica es colocar cojinetes decontactoangular apareados en disposicin O, donde cada uno de los cojinetes soporta empuje axial en una direccin opuesta, y en conjunto soportan cargas axiales en ambasdirecciones.Algunas bombas permiten colocar tres cojinetes decontactoangular, de esta manera se refuerza su capacidad axial en la direccin que interesa.

Eliminar los orificios de balanceo:De este modo se aumenta la presin en la zona de la caja del sello mecnico casi hasta la presin de descarga, porque ya no hay conexin a una zona de baja presin. Esto compensa hidrulicamente el empuje axial y los rodamientos originales soportarn el servicio.

Temperatura de cojinetes:En caso de que el fabricante de la bomba no haya utilizado alguno de los dos recursos anteriores, al haber una carga axial importantelos cojinetes tomarn mayor temperatura, lo que reducir la vida til del lubricante.Una mayor carga con un lubricante deteriorado conducen a una falla prematura.Alineacin:Las elevadas presiones sobre las caeras generan esfuerzos de vnculo sobre sus apoyos. Si la configuracin de vnculos no es correcta y se transmiten esfuerzos a las bridas de la bomba, vamos a tener desalineacin.Hay que recordar que la desalineacin es una de las causas de falla ms comunes en equipos rotantes.Hay alineadores que permiten medir la diferencia entre alineacin en fro y en caliente, normalmente se usan paraserviciosde alta temperatura; pero tambin sirven para verificar la diferencia entre presurizado y despresurizado.Fallas en los sellos mecnicos:Un sello mecnico soporta la diferencia de presiones entre la caja del sello y la atmsfera. Enserviciosnormales la presin de caja es bastante parecida a la atmosfrica, con lo cual una diferencia de unos 10 bar es sencilla de manejar, pero cuando la presin de succin se acerca a los 30 bar vamos a tener mucha ms potencia consumida y calor generado.Las condiciones tribolgicas que se presentan en lascarasdecontactorequieren decierta tecnologaespecial. Relaciones de balanceo ms bajas, materiales decarasque faciliten la evacuacin del calor, diseos especiales con muescas en lascarasque mejoran la performance, diseo de puntos de inyeccin de garanticen caudal de refrigeracin adecuado, elementos de arrastre que soporten el par torsor, etc, etc.Planes de asistencia inadecuados:En el puntoanteriorvimos que la refrigeracin del sello mecnico se vuelve crtica,por eso es importante una buena eleccin del plan de asistencia.Lo habitual es utilizar un plan API 11, que consiste de una conexin desde la zona de impulsin de la bomba hacia la caja del sello. Este plan funciona bienporque hay una diferencia de presiones entre la impulsin y la caja del sello,cosa que ya no ocurre cuando se eliminan los orificios de balanceo, porque la presin en la caja de sello es ahora casi igual a la impulsin y el caudal que circula por ese plan de asistencia es insignificante.

Esto ocurre frecuentemente porque la comunicacin entre el fabricante de la bomba y el del sello mecnico no suele incluir estos temas. La solucin es adoptar un plan API 14, que es igual al plan API 11 hasta llegar a la caja del sello, pero desde ah tiene una conexin hacia la succin de la bomba pasando previamente por una placa orificio que regula el caudal y mantiene presurizada la caja del sello.

Con esto se logra un buen caudal de refrigeracin para el sello, sin comprometer el equilibrio hidrulico del impulsor de la bomba.Problemas para hacer arrancar el equipo:El consumo de potencia de un sello de baja presin ronda los 0,5 kw, dependiendo de factores como tamao, velocidad, etc. Pero en uno de alta presin, sobre todo si del tipo dual presurizado, puede llegar fcilmente a los 2 kw y en un eje bastante chicoPero eso no es lo peor, el margen de potencia que se toma habitualmente cubre la potencia del sello. Cuando la bomba parada y presurizada, es decir la condicin normal de arranque en estosservicios; el sello acta como un verdadero freno y es necesario verificar que al motor le alcance el par de arranque.Ha habido casos en los que fue necesario cambiar el motor por uno ms potente,simplemente para que el equipo pueda arrancarCondiciones operativas variables:Como si todo esto fuera poco, varios de losserviciosde alta presin de succin son circuitos cerrados con muy poca diferencia entre la presin de succin y la de descarga. Lo que dificulta ubicar el punto de funcionamiento requerido.Adems, si es una bomba de un circuito cerrado, puede ocurrir que su caudal no est directamente relacionado con el proceso, con lo cual es probable que los operadores le presten ms atencin a otros equipos.Es comn encontrar bombas funcionando muy alejadas del punto para el que fueron seleccionadas, lo que reduce la vida til de todo el equipo. RECOMENDACIONES:Solicitarla cotizacin del equipo recalcando que se trata de un servicio de alta presin de succin, de esa manera se asegura que vaya al departamento de Ingeniera y que se hagan las consideraciones del caso.Verificar que el fabricante del sello y de la bomba hayan seleccionado juntos el plan de asistencia adecuado para el servicio.El plan API 14 probablemente sea la mejor opcin.Verifique que el fabricante del sello y de la bomba se hayan comunicado respecto de la potencia consumida por el sello y el par de arranque necesario.Informar al fabricante del sello si hay slidos en suspensin. La primera seleccin que probablemente hagan ser carbn de alta presin vs. carburo de silicio. Pero si hay slidos en suspensin es probable que deban cambiar el carbn por carburo de silicio al grafito.Verifique la configuracin de vnculos de las caeras. Las bridas de las bombas no se deben considerar puntos fijos, las bridas compaeras de las mismas s.Trate de automatizar la operacin de la bomba y seleccione instrumentacin que permita saber en qu punto est operando.No pretenda ahorrar en la inversin inicial.