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Para servicios de trasvase, dosificación e inyección en la industria química, se utiliza una gran variedad de bombas. Debido a las características corrosivas de los fluidos trasportados, es común que la vida útil de las bombas empleadas sea inferior a la de aquellas en servicio de bombeo de agua.
Como primera medida, ante sucesivas fallas durante una instalación de bombeo, es importante revisar la curva del equipo y asegurarse de que se encuentre funcionando en las condiciones adecuadas. Muchas veces, las condiciones de proceso cambian o la bomba pasa a ser utilizada en un servicio diferente al que fue destinada originalmente, generando así una operación fuera de curva. En la siguiente tabla, detallamos las principales causas de fallas en bombas para fluidos corrosivos y algunas posibles acciones correctivas.
| PRINCIPALES CAUSAS DE ROTURA DE BOMBAS PARA FLUIDOS CORROSIVOS | POSIBLES ACCIONES CORRECTIVAS |
| Rotura del sello mecánico o la empaquetadura por corrosión o abrasión. | – Utilización de una bomba sin sello mecánico (ver nota 1). – Inyección de flush (fluido limpio y lubricante) desde una fuente externa a la zona de sellado. – Cambio de materiales del sello mecánico. |
| Rotura del sello mecánico o la empaquetadura por funcionamiento en seco (sin líquido). | – Utilización de una bomba que pueda funcionar en seco sin dañarse (ver nota 2). – Utilización de un protector de motor que permita detectar cuando la bomba está funcionando por fuera de los parámetros preestablecidos. |
| Corrosión de las partes expuestas al fluido. | – Verificación de la compatibilidad del fluido con los materiales que conforman la bomba. – Utilización de una bomba sin partes metálicas en contacto con el fluido (ver nota 3). |
| Falla de los rodamientos. | – Verificar que el problema no sea resultado de la rotura frecuente del sello mecánico o salpique de pérdida por la empaquetadura (ver nota 4). – Verificar que no haya cavitación (falta de presión suficiente en la succión de la bomba – ver nota 5). – Verificar el estado del sello de labio o laberíntico de la caja de rodamientos. – Verificar el nivel de grasa y el programa de engrase. |
| Desgaste mecánico del impulsor, rotor o estator. | – Verificar la compatibilidad del material con el fluido. – Verificar que no haya cavitación (falta de presión suficiente en la succión de la bomba – ver nota 5). -Utilización de una bomba no afectada por la abrasión (ver nota 6). |
| Sobreconsumo – corte de disyuntor. | – Verificar el punto de servicio real (presión manométrica en la salida de la bomba y, en lo posible, del caudal) en comparación con la curva de la bomba. – Verificar el estado de los rodamientos. – Verificar el estado del impulsor, rotor o estator. – Verificar la presencia de incrustaciones o elementos extraños dentro de la bomba. |
NOTAS
1. Bombas sin sello mecánico. En muchas bombas para fluidos corrosivos, el sello mecánico o empaquetadura es el punto más débil. Existen diseños que carecen de sellos.
a. Bombas a diafragma operadas por aire comprimido. El fluido se encuentra sellado por un diafragma flexible. Este tipo de bombas es ampliamente utilizado para desagüe de fosas y trasvase de fluidos corrosivos y abrasivos. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 60 m3/hr y presiones hasta 17 bar.
b Bombas a diafragma eléctricas. El fluido es sellado por diafragmas. Son utilizadas para dosificación, trasvase e inyección. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 25m/hr y presiones hasta 350 bar.
c. Bombas centrífugas de acople magnético. Este diseño utiliza un imán para lograr la transferencia de potencia desde el motor hacia el impulsor dentro de la bomba. Son empleadas con fluidos como soda caustica, ácido sulfúrico, hipoclorito y otros donde el ingreso de aire genera efectos adversos para el proceso. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 400 m/hr y presionas hasta 15 bar.
d. Bombas peristálticas. Este diseño utiliza una manguera como elemento de bombeo. El fluido entra en contacto solamente con la manguera y no hay punto de sellado dinámico. Son ampliamente utilizadas en el bombeo de lodos, barros, pulpa mineral, lechada de cal, hipoclorito, sulfato de aluminio, agua con carbón, etc. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 150 m3/hr y presiones hasta 16 bar.
2. Bombas que pueden funcionar en seco sin dañarse.
A. Bombas a diafragma operadas por aire comprimido. La operación de la bomba no requiere la presencia de fluido para su lubricación. Pueden operar en seco sin límite de tiempo. Son utilizadas para la descarga de camiones o tanques donde se requiera vaciar un nivel de líquido muy reducido. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 60 m3/hr y presiones hasta 17 bar.
B. Bombas a diafragma eléctricas. La operación de la bomba no requiere la presencia de fluido para su lubricación. Son utilizadas para la descarga de camiones o tanques donde se requiera vaciar un nivel de líquido muy reducido. Pueden operar en seco sin límite de tiempo. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 25m/hr y presiones hasta 350 bar.
C. Bombas peristálticas. Este diseño utiliza una manguera como elemento de bombeo. La operación de la bomba no requiere la presencia de fluido para su lubricación. Pueden operar en seco sin límite de tiempo. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 150 m3/hr y presiones hasta 16 bar.
3. Bombas sin partes metálicas expuestas al fluido
a. Bombas a diafragma operadas por aire comprimido. Pueden ser totalmente construidas en polipropileno o PVDF con elastómeros de teflón o variedad de caucho. No contienen partes metálicas expuestas al fluido en movimiento. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 60 m3/hr y presiones hasta 17 bar.
b. Bombas centrífugas revestidas o con carcasa interior no-metálica. Cuentan con impulsor, voluta y demás piezas en contacto con el fluido, construidas en polipropileno o PVDF. La carcasa metálica externa no entra en contacto con el fluido. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 400 m/hr y presiones hasta 15 bar.
c. Bombas peristálticas. Este diseño utiliza una manguera como elemento de bombeo. El fluido entra en contacto solamente con la manguera y las bridas, que pueden ser construidas de material plástico o revestido con ETFE. Son ampliamente utilizadas en el bombeo de lodos, barros, pulpa mineral, lechada de cal, hipoclorito, sulfato de aluminio, agua con carbón etc. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 150 m3/hr y presiones hasta 16 bar.
4. Contaminación de aceite lubricante de rodamientos.
Existen muchos estudios interesantes que profundizan en la lubricación y de qué manera la contaminación del agente lubricante afecta la vida útil de los rodamientos. En el caso de las bombas, es importante evaluar la cercanía del sello mecánico o empaquetadura respecto a la carcasa de rodamientos. En algunos casos, una salpicadura desde la zona de sellado rápidamente puede contaminar la caja de rodamientos, provocando la consecuente falla de los mismos. Un correcto sellado de la caja de rodamientos mediante retenes o sellos tipo laberinto puede contribuir a mantener la calidad del lubricante, evitando el ingreso de partículas. Los estudios aseguran que un sello mecánico problemático o peor aún, las empaquetaduras, contribuyen directamente a la falla de rodamientos y el retiro de la bomba de servicio.
5. Cavitación o cálculo de ANPA-disponible.
Cada bomba requiere una presión de alimentación del fluido bombeado (ANPA-requerida). La presión necesaria varía según el tipo de bomba y, generalmente, se requiere menos presión a menos rpm. Cuando un sistema (ANPA-disponible) entrega menos presión de la que requiere la bomba (ANPA-requerida) se produce el fenómeno de cavitación. La cavitación o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando se crean cavidades de vapor dentro del agua o cualquier otro fluido en estado líquido. Dicho efecto es muy dañino para un equipo de bombeo y contribuye a la falla prematura de este.
6. Bombas no afectadas por la abrasión o el desgaste mecánico de un fluido con partículas. En términos generales, los efectos del desgaste mecánico son directamente proporcionales a la velocidad de la bomba.
a. La única bomba no afectada por la abrasión o el desgaste mecánico del fluido es la peristáltica. Una manguera de caucho se comprime y relaja lentamente (a menos de 100 rpm) y el paso del fluido es lento y suave. Son usadas para el bombeo de lodos, barros, pulpa mineral, lechada de cal, hipoclorito, sulfato de aluminio, agua con carbón etc. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 150 m3/hr y presiones hasta 16 bar.
b. Bombas a diafragma operadas por aire comprimido de servicio pesado. Son utilizadas para lodos y barros exitosamente gracias a sus velocidades internas reducidas. Por cada embolada desplazan más fluido que las bombas convencionales permitiendo una vida útil superior. Son ampliamente utilizadas para barbotina, lodos y fondo de piletas y sedimentación. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 60 m3/hr y presiones hasta 8.6 bar.
c. Bombas centrifugas revestidas en caucho o aleaciones con alto contenido de cromo. Son utilizadas para el transporte de fluidos abrasivos. Cuentan con la capacidad de manejar caudales de hasta 1500 m3/hr y presiones hasta 10 bar.
