Procedimiento de Verificación de una Bomba Multietapa en el Sector Petrolero

Uno de los grandes problemas para el mantenimiento y la inspección de equipos en la industria son las condiciones operativas de la instalación, fundamentalmente en lo relativo al monitorizado periódico de condición. Sin embargo, este aspecto toma mayor importancia en equipos de elevada criticidad como la bomba multietapa. Por esta razón, se hubo de

Crear un protocolo de trabajo para Caracterizar cada una de las Mediciones Históricas.

Programa y Protocolo

En cada una de las inspecciones se realizaban medidas de vibración y análisis de circuito motor, por lo que el protocolo exigía la toma de los siguientes datos:

Notas para cada Inspección

Tipo y Características del fluido que circula por la instalación en la fecha de la medida inspección en bomba multietapa

Funcionamiento de la línea en serie o en paralelo

Condiciones de operación de los grupos de bombeo (caudales, presiones de aspiración y descarga)

Medidas de parámetros de proceso disponibles en sala de control, que para este caso por la elevada criticidad de los equipos consistían en vibración y temperatura en cada uno de los apoyos de la bomba, consumo y temperatura de cada una de las fases y apoyos en los motores.

Sistema de Distribución

Las instalaciones, realizan la función de distribución de hidrocarburos a lo largo y ancho del territorio nacional. Debido a las exigencias de la instalación se utiliza:

Bomba Multietapa

por la exigencia de grandes alturas manométricas.  Estas consisten en una

Carcasa con una serie de rodetes donde la Impulsión de uno constituye la Aspiración del siguiente.

De este modo, se consiguen aumentos paulatinos de la presión de impulsión, pudiéndose lograr valores finales, tras 8-10 etapas, de hasta 200 kg/cm2.

Bomba Multietapa

La mayor parte presenta la configuración siguiente:

  • Montaje Horizontal
  • Impulsores montados en Oposición con Carcasa en dos mitades (cuerpo superior/inferior)

De tal manera que desmontando la tapa cuerpo y soportes de cojinetes podremos extraer el rotor con total libertad del cuerpo inferior (que se encuentra fijo a tuberías de aspiración y descarga y a bancada de emplazamiento).

Se trata de un tipo de bomba donde el

Flujo del Fluido se produce en Axial

por lo que pueden presentar elevadas cargas hidrodinámicas en esta dirección. Por ello en su diseño se pueden utilizar:

  • Impulsores en Oposición
  • Impulsores en Línea con el uso de un tubo de equilibrio

Logrando minimizar así las cargas axiales sobre los soportes.

Croquis

Aquí tenéis un ejemplo de impulsores en Línea:

croquis de bomba multietapa

Componentes

Es decir, cada bomba multietapa presenta un apoyo que soporta el empuje:

Radial en el Lado Acoplamiento

Axial en el Lado Opuesto Acoplamiento

Por otro lado, el eje de la bomba  se apoya en unos elementos antifricción llamados

Aros Rozantes

situados en las zonas de tránsito entre etapas que garantizan una adecuada holgura entre partes estáticas y rotativas, siendo el fluido bombeado quién garantiza a través de su presión de trabajo la carga hidrodinámica necesaria para sujetar al eje de la máquina.

presión en bomba multietapa

Evidentemente, esa presión y grado de sujección indicado dependerá de la viscosidad del fluido bombeado. Por tanto

La viscosidad Influye en los Niveles de Vibración.

Hidrodinámica

Debido a que el fluido que lubrica los aros rozantes es el propio líquido bombeado, se habrán de controlar sobrecargas sobre el lubricante, pues generaría recirculaciones, turbulencias, en definitiva ineficiencias en la hidrodinámica de la bomba multietapa. Por tanto habrá que tener cuidado con la relación:

Desgaste Aros Rozantes – Rendimiento Hidrodinámico

¿Interés en el Artículo?

Se trata de equipos no sólo utilizados en el Sector Petrolero, si bien en esta industria es más habitual la problemática comentada al requerirse cambiar habitualmente las condiciones de bombeo. Pero ojo que el

Desgaste en Rozantes es un Fallo Frecuente,

siendo un aspecto generalmente revisado según calendario, pero si los niveles de vibración son elevados o se detectan perdidas significativas de rendimiento, se habrán de:

Revisar mediante gamas basadas en Predictivo

 

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Comentarios (8)

  1. jesus redondo

    que cuidados debo tener al cambiar los cojinetes en ambos lados

    Responder
    1. admin (Publicaciones Autor)

      En las bombas multietapa resulta particularmente importante el rodamiento trasero (lado opuesto al motor), por sus características de empuje. Es fundamental garantizar por ello su adecuado montaje por la importante carga axial que se experimenta en este tipo de bombas (el fluido circula en axial entre una etapa y la siguiente).
      Para ello es conveniente utilizar procedimientos de calidad que aúnen criterios de metrología, lead time (plazos de entrega) y coste.
      Pese a todo lo anterior se trata de rodamientos que, desde el punto de vista predictivo, son detectables con elevado porcentaje de acierto usando períodos de inspección no inferiores a 3 o 4 meses.
      Por ello te recomendaría Jesús que incluyeras las medidas de vibración dentro de tus estrategias futuras de mejora continua y lean dentro de tu planta o industria.

      Responder
  2. Eliecer

    eliecergonzalezt@gmail.com
    Me gustaría conocer más sobre el mantenimiento de las bombas multietapas, pero para agua de calderas. Gracias

    Responder
    1. admin (Publicaciones Autor)

      Buenas noches Eliecer,
      De manera general es importante disminuir las perdidas por disipación en la fase de operación del equipo, fundamentalmente asociables al comportamiento del lubricante en bombas que usen lubricación por grasa. Por ello la mejor práctica es la medida de ultrasonidos.
      En las bombas multietapa resulta más sencillo interpretar este fenómeno con el análisis auditivo del rodamiento delantero, generalmente radial que en el trasero (lado opuesto acoplamiento) que monta rodamiento de empuje (cargas axiales y radiales).
      Esto es así porque el mismo lubricante soporta menor carga dinámica en el delantero, estando sus niveles de fricción más cercanos al óptimo.
      La dificultad práctica radica en discernir los patrones de disipación en el lubricante, impactos transitorios entre superficies metálicas, del patrón auditivo asociado a la carga dinámica, que es un ruido repetitivo a una frecuencia con componentes en el rango audible. Por ello es conveniente usar sondas de contacto para el ultrasonido, sintonizado en frecuencia y diferentes funciones de ganancia auditiva; incluso en ciertas ocasiones puede requerirse el uso de software de análisis específico de funciones de onda.
      Si la lubricación es por anillo de aceite es importante, en el mantenimiento durante la fase de operación, mantener las variables operativas dentro de las especificaciones indicadas por el fabricant, y realizar análisis de consumo de motores para detectar anomalías con causa raíz mecánica como posible causa de sobrecarga en rodamientos de bomba.
      Muchos de estos aspectos puede encontrarlos en la categoría de mantenimiento predictivo y/o en la etiqueta ultrasonidos y circuito motor.
      En relación al mantenimiento correctivo, es decir, como reparar a estos equipos para restituir su funcionalidad, es conveniente prestar atención a su equilibrado dinámico que debe realizarse teniendo en cuenta la distribución de impulsores cara a la resultante de fuerzas y su combinacion como elemento giroscópico. El método recomendable suele ser equilibrarlos por separado y luego conjuntamente (ojo a fabricación de útiles, protocolos de equilibrado, tiempos de entrega y presupuestos.

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  3. nelson benitez

    hola buen dia , me puedes informar por favor donde consigo los manuales para un buen mantenimiento.gracias

    Responder
    1. admin (Publicaciones Autor)

      Buenos días Nelson,
      Los equipos de mantenimiento disponen de los manuales de operación de equipos, pues son entregados por parte del fabricante como parte del suministro de activos industriales.
      Se trata, por tanto, de documentos confidenciales, asociados a un número de pedido generalmente.
      Como consultor en ingeniería de mantenimiento es necesario conocerlos para establecer adecuados procedimientos de verificación; por tanto, al disponer de ellos quedo en enviarle alguna copia, PDF de manuales de bombas multietapa, a su dirección de correo electrónico.

      Responder
  4. SERGIO

    Buenos dias…
    Tengo un eterno problema en el sello mecanico interior (parte acople) de una bomba centrifuga multietapa UNITED, para el servicio de hidrocarburos.Cual podria ser el problema

    Responder
    1. admin (Publicaciones Autor)

      Buenos días SERGIO,

      Gran pregunta. No he visualizado este tipo de problemas habitualmente en el sector de hidrocarburos, si bien en alguna ocasión sí existe una excesiva vibración en el cojinete del lado acople en bombas multietapa por descentrado magnético del del motor eléctrico de accionamiento.

      Como explico en el artículo, un adecuado protocolo de inspección debe incluir un check list de comprobaciones a verificar; este es un ejemplo de los más difícilmente detectables si no se cuenta con el compromiso del inspector de mantenimiento y el apoyo del procedimiento.

      Piense que el material del cojinete trasero sí tolera vibraciones por fatiga (mm/s), usualmente medido en rutas inspección; pero no niveles elevados de desplazamiento causados por la baja frecuencia de vibración (desplazamiento magnético).

      Por ello para una detección precoz de estos problemas en caras del cierre sería conveniente usar inspectores que conozcan la maquinaria, y que testeando sensorialmente la máquina puedan detectar anómalos niveles de desplazamiento.

      La medida de temperatura en cojinete lado acople o detección de fugas en el cierre no aportaría tan nivel de precocidad para la futura planificación de la corrección de las averías.

      Como causa raíz de este problema apuntaría al mecanizado de tapas, o de elementos de máquinas de motor (elementos de soporte y articulación).

      Gracias por la cuestión SERGIO, y buena tarde de Martes.

      Responder

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