Cómo prevenir el funcionamiento en seco de las bombas y sus problemas

Introducción

El funcionamiento en seco de bombas o cualquier maquinaria hidráulica es muy perjudicial para el equipo y su reparación cuesta cientos de dólares. Con frecuencia, el desgaste solo permite reemplazar la bomba si se daña por funcionamiento en seco. Para una comprensión rápida, el funcionamiento en seco ocurre cuando la bomba funciona sin el fluido necesario para su lubricación y refrigeración. Esto provoca sobrecalentamiento, desgaste de los componentes y, finalmente, fallas en la bomba. Esto puede deberse a niveles insuficientes de fluido, obstrucciones o cavitación de la bomba, entre otras razones que se analizarán con más detalle aquí.

¿Por qué el funcionamiento en seco de las bombas es un problema grave?

El funcionamiento en seco de las bombas es un problema grave, ya que provoca daños excesivos no solo en las bombas, sino también en todo el sistema que soportan. Los lubricantes y fluidos no solo garantizan un funcionamiento sin fricción, sino que también disipan el calor de las bombas. Por lo tanto, cuando el funcionamiento en seco aumenta las pérdidas por fricción, el desgaste de los sellos, cojinetes y piezas móviles, lo que incrementa la generación de calor y daña los sellos y juntas. Debido a todo esto, las bombas fallan.

¿Qué causa el funcionamiento en seco en los sistemas hidráulicos?

Existen docenas de causas para el funcionamiento en seco de las bombas:

1. Cebado inadecuado antes del arranque
2. Problemas de arrastre de aire o cavitación
3. Fugas en la línea de succión o válvulas defectuosas
4. Error del operador durante el mantenimiento o la puesta en servicio
5. Niveles bajos de líquido en el depósito
6. Sensores de nivel o alarmas defectuosos

Falta de lubricación

Toda maquinaria rotatoria, incluidas las bombas (especialmente las centrífugas), depende del fluido bombeado para lubricar sus componentes internos, como sellos y cojinetes. Sin fluido lubricante, la fricción en las bombas aumenta, lo que genera calor. Un calor excesivo, superior a los parámetros de diseño, puede quemar o agrietar los sellos de las bombas, lo que provoca fugas y fallas.

Sobrecalentamiento de la bomba

Los aceites lubricantes no solo lubrican, sino que también ayudan a disipar el calor. Sin fluido que absorba y disipe el calor, las partes internas de la bomba, especialmente el impulsor y la carcasa, pueden sobrecalentarse. Esto provoca expansión térmica y puede causar deformación o deformación, lo cual es extremadamente peligroso y puede dañar permanentemente la carcasa y el eje de la bomba.

Daños en el sello y el impulsor

Las bombas también contienen sellos mecánicos que son especialmente vulnerables al funcionamiento en seco, ya que pueden fallar en cuestión de segundos. Además, los impulsores pueden rozar la carcasa, provocando desgaste o rayaduras.

Riesgo de cavitación

La cavitación es la presencia de vapores o burbujas de aire que colapsan en las bombas. Cuando la bomba funciona en seco, el aire puede ser aspirado hacia el sistema, lo que provoca cavitación. Esto causa picaduras y vibraciones, lo que reduce aún más la eficiencia y la vida útil de las bombas.

Funcionamiento en seco momentáneo vs. prolongado de las bombas

La duración del funcionamiento en seco de las bombas está directamente relacionada con la gravedad de los problemas que puede causar con el tiempo. Existen dos situaciones de funcionamiento en seco: momentáneo y prolongado. El funcionamiento en seco momentáneo, que dura solo unos segundos, puede causar un desgaste leve o acumulación de calor, pero suele ser tolerable en algunos diseños de bombas si es poco frecuente. Sin embargo, el funcionamiento en seco prolongado, que dura minutos o más, es muy perjudicial y provoca sobrecalentamiento, fallos en los sellos, cavitación y posible quema de la bomba.

El funcionamiento en seco momentáneo podría no causar una falla inmediata, pero los incidentes repetidos o prolongados pueden reducir considerablemente la vida útil de la bomba. El funcionamiento en seco prolongado casi siempre resulta en daños significativos y reparaciones costosas.

Tipos de bombas afectadas por el funcionamiento en seco

Diferencias en la susceptibilidad al funcionamiento en seco según el diseño y las necesidades de lubricación:

Efectos y consecuencias del funcionamiento en seco de las bombas

Los efectos y consecuencias del funcionamiento en seco de las bombas pueden resultar en costos mucho mayores en reparaciones y, en ocasiones, en el reemplazo completo de las bombas. Algunos de los efectos más perjudiciales del funcionamiento en seco de las bombas incluyen:

1. Daños mecánicos como rayaduras, raspaduras o agarrotamiento de componentes internos.
2. Sobrecalentamiento de la bomba debido al calor inducido por fricción causado por falta de lubricación.
3. Fallas en sellos, arandelas y cojinetes debido al calentamiento y las vibraciones
4. Disminución de la eficiencia o falla total de la bomba
5. Contaminación del fluido hidráulico por componentes degradados dentro de las bombas y residuos

Señales de detección y advertencia de funcionamiento en seco de bombas

El funcionamiento en seco de las bombas se puede detectar a través de varias señales de advertencia que indican condiciones de funcionamiento anormales.

1. Uno de los indicadores más comunes es el ruido inusual, como chirridos, silbidos o rechinamientos, causado por el contacto de metal con metal debido a la falta de lubricación del fluido.
2. Otra señal es que pueden producirse caídas de presión o lecturas erráticas a medida que la bomba pierde su capacidad para mantener un flujo adecuado. Esto indica una posible pérdida de succión.
3. Además, el aumento de temperatura en la carcasa de la bomba es una señal crítica que generalmente resulta de la fricción y la falta de enfriamiento del fluido.
4. Los operadores también pueden notar una vibración excesiva, que puede deberse a un desequilibrio de los componentes internos o a cavitación.

Con el tiempo, estas condiciones provocan un desgaste rápido de los sellos, cojinetes y otras piezas móviles, lo que resalta la importancia de la detección temprana y la acción correctiva inmediata.

Estrategias de prevención

El funcionamiento en seco se puede prevenir mediante varias estrategias clave:

1. Lo primero incluye los procedimientos de puesta en marcha adecuados, como el cebado y la purga de aire.
2. Luego viene la instalación de sensores de protección contra funcionamiento en seco que le ayudarán a saber cuándo su bomba se está secando para que pueda agregar aceite o líquido para evitar el funcionamiento en seco.
3. El tercer paso es realizar revisiones periódicas de los niveles de fluido y la integridad de la línea de succión. Si cuenta con sensores, puede evaluar sus datos y tomar medidas inmediatas.
4. Además, la implementación de alarmas y enclavamientos automáticos para apagar la bomba durante condiciones anormales también puede ayudarle a prevenir daños graves por funcionamiento en seco de las bombas.

Ejemplo real de funcionamiento en seco de una bomba

Veamos esto con un ejemplo real. Una gran planta siderúrgica utiliza bombas hidráulicas para operar su máquina de colada continua. Si una de las bombas principales, encargada de la circulación del fluido hidráulico al oscilador del molde, se seca y pasa desapercibida, bloqueará todo el proceso de fundición. Esto probablemente conllevará horas de paradas de mantenimiento no planificadas y la pérdida de... una enorme cantidad de dinero y horas de trabajo.

La producción podría detenerse durante más de 36 horas, lo que provocaría una pérdida financiera significativa estimada en $150,000, incluyendo tiempo de inactividad, reparaciones y reemplazo de fluidos. Una investigación revelará más detalles, como si el sensor estaba defectuoso o si había bloqueos de cebado.

Conclusión

Las bombas son un componente esencial de las operaciones industriales, independientemente de si existen sistemas hidráulicos. Además, son equipos rotatorios y deben lubricarse para minimizar el desgaste por fricción. El funcionamiento en seco de la bomba es la causa más común de fallo, que a menudo se ignora o se retrasa. Este retraso ocasiona importantes pérdidas de mantenimiento y obstáculos operativos. Con un conocimiento adecuado de la lubricación y otros métodos preventivos, puede evitar fallos en sus bombas. Además, puede mantener la eficiencia de su sistema.

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