Centrifugal pump common faults and routine maintenance

La bomba centrífuga, como maquinaria de uso general, desempeña un papel vital en diversos sectores, como el petrolero, el químico, el eléctrico, el metalúrgico, el minero, el textil, el transporte marítimo y el abastecimiento y drenaje de agua urbana. Utiliza la fuerza centrífuga generada por la rotación a alta velocidad del impulsor para transferir energía mecánica al líquido, de modo que este obtenga energía y realice el transporte. Sin embargo, durante el funcionamiento a largo plazo, las bombas centrífugas inevitablemente presentan diversas fallas que afectan su funcionamiento normal e incluso pueden provocar interrupciones de la producción. Por lo tanto, comprender las fallas comunes de las bombas centrífugas y dominar métodos efectivos de mantenimiento rutinario son fundamentales para garantizar su funcionamiento estable y eficiente.

Fallas comunes de las bombas centrífugas

1.La bomba no descarga agua

Rendimiento en caso de fallo: Después de la bomba centrífuga se inicia, no hay salida de líquido en el cuerpo de la bomba ni en la tubería, y no hay cambios en el puntero del manómetro o el puntero oscila violentamente.

Análisis de causa

Hay aire en la bomba o en la línea de succión: es posible que la bomba no esté completamente llena antes de arrancar o que la línea de succión no esté bien sellada, lo que provoca la entrada de aire en la bomba. Cuando hay aire en la bomba, el líquido no puede formar un flujo continuo y, por lo tanto, no puede transportarse con normalidad.

Obstrucción de la línea de succión: Puede haber residuos, sedimentos, fibras y otras obstrucciones en la línea de succión, lo que impide la succión de líquidos. Por ejemplo, al tomar agua de fuentes de mala calidad, las impurezas tienden a acumularse en la tubería de succión.

La altura de instalación de la bomba es demasiado alta: las bombas centrífugas tienen una cierta altura de vacío de succión admisible, si la altura de instalación real excede el valor, la presión en la entrada de la bomba será demasiado baja, lo que provocará la vaporización del líquido en la entrada de la bomba, formando un fenómeno de cavitación, que afecta la succión normal de la bomba.

Daño o inversión del impulsor: El impulsor es el componente clave de la bomba centrífuga. Si se daña debido al desgaste, la corrosión o un impacto mecánico a largo plazo, afectará su capacidad para trabajar con el líquido. Además, un error en el cableado del motor puede provocar la inversión del impulsor, lo que impide que la bomba descargue el agua con normalidad.

2.Flujo insuficiente

Rendimiento fallido: el caudal real de la bomba centrífuga es menor que el caudal de diseño, lo que no puede satisfacer la demanda de producción.

Análisis de causa

Velocidad insuficiente de la bomba: El caudal de la bomba es directamente proporcional a la velocidad de rotación. Si la velocidad del motor disminuye, puede deberse a una baja tensión de alimentación, un fallo del motor o un deslizamiento de la correa de transmisión, lo que provoca que la velocidad de la bomba no alcance el valor nominal, reduciendo así el caudal.

Desgaste del impulsor: El impulsor está sujeto a desgaste por líquidos, corrosión y impurezas durante el funcionamiento prolongado, y sus álabes se adelgazan, deforman o incluso mellan. Esto reduce la capacidad del impulsor para trabajar con el líquido, lo que provoca una disminución del caudal y la presión de la bomba.

Desgaste del anillo de sellado: El anillo de sellado se encuentra en la entrada del impulsor y su función es reducir las fugas de líquido a alta presión de la bomba hacia la zona de baja presión. Cuando el anillo de sellado presenta un desgaste considerable, las fugas en la bomba aumentan y parte del líquido circula por ella, lo que reduce el caudal de descarga.

Aumento de la resistencia de la tubería: Con el uso continuado, la pared interna de la tubería puede acumular incrustaciones, oxidarse o tener demasiadas válvulas y codos instalados. Esto aumenta la resistencia de la tubería. Según la curva de rendimiento de la bomba, al aumentar la resistencia de la tubería, su punto de trabajo cambia y, en consecuencia, el caudal disminuye.

3.Carga insuficiente

Rendimiento de falla: la presión del líquido de salida del bomba centrífuga no alcanza el cabezal de diseño y el líquido no puede transportarse a la altura especificada.

Análisis de causa

Velocidad de bomba insuficiente: de forma similar al caudal insuficiente, una velocidad insuficiente provocará una reducción de la fuerza centrífuga ejercida por el impulsor sobre el líquido, reduciendo así la altura de la bomba.

Impulsor dañado: Un daño en el impulsor no solo afecta el caudal, sino también la altura de elevación. Cuando los álabes del impulsor sufren daños graves, su capacidad para trabajar con el líquido se reduce drásticamente y no pueden elevarlo a la altura deseada.

Fuga interna grave de la bomba: además de la fuga interna causada por el desgaste del anillo de sellado, el daño de la junta de sellado entre el cuerpo de la bomba y la tapa de la bomba, y la falla del dispositivo de sellado entre el eje de la bomba y el cuerpo de la bomba pueden provocar la fuga de líquido a alta presión en la bomba al área de baja presión, de modo que se reduce la altura efectiva de la bomba.

Variación del peso del líquido: Si el peso real del líquido transportado difiere del peso del líquido en las condiciones de diseño, según la fórmula de cálculo de la altura de la bomba, esta también variará. Por ejemplo, si la densidad del líquido transportado es inferior al valor de diseño, la altura de la bomba se reducirá con la misma velocidad del impulsor y el mismo caudal.

4. Vibración excesiva de la bomba

Falla de rendimiento: las bombas centrífugas en el proceso de operación, el cuerpo de la bomba y las tuberías presentan vibraciones evidentes, los casos graves pueden provocar pernos de tierra sueltos, daños en las piezas de conexión e incluso afectar la estabilidad de toda la unidad.

Análisis de causa

El eje de la bomba no es concéntrico con el eje del motor: al instalar la bomba centrífuga, si el eje de la bomba y el eje del motor no están alineados, la bomba generará fuerzas alternas periódicas durante su funcionamiento, lo que provocará vibraciones. Cuanto mayor sea el grado de no centrífuga, más violenta será la vibración.

Daños en los rodamientos: El rodamiento es una parte importante de la bomba centrífuga que soporta la rotación del eje. Durante el funcionamiento prolongado, puede dañarse debido a una lubricación deficiente, sobrecarga, fatiga u otras razones. Cuando el rodamiento se daña, aumenta la fricción entre el cuerpo rodante y la pista de rodadura, lo que produce vibraciones y ruidos anormales.

Desequilibrio del impulsor: El impulsor puede presentar una distribución desigual de la calidad durante el proceso de fabricación, o su calidad local puede variar durante el funcionamiento debido a la corrosión y el desgaste, lo que puede provocar un desequilibrio de fuerza en el impulsor. Este desequilibrio provoca vibraciones en la bomba, cuya frecuencia está relacionada con la velocidad de la bomba.

Cimentación insuficiente: Si la cimentación de la bomba centrífuga no se construye según los requisitos de diseño, pueden surgir problemas como falta de resistencia y pernos sueltos, lo que impide un soporte estable de la bomba. Durante el funcionamiento de la bomba, la vibración de la cimentación se transmite al cuerpo de la bomba, lo que agrava la vibración de la misma.

Fenómeno de cavitación: cuando la presión del líquido en la bomba es inferior a su presión de vapor saturado, el líquido se vaporiza y forma burbujas. Estas burbujas, al fluir hacia la zona de alta presión, se rompen rápidamente, generando una presión de agua local de alta frecuencia. Este fenómeno de cavitación no solo daña el impulsor, sino que también provoca vibraciones y ruido en la bomba.

5. Calor del cojinete

Rendimiento en caso de fallo: Después de la bomba centrífuga Después de un cierto período de tiempo de funcionamiento, la temperatura de la parte del cojinete aumenta significativamente, superando el rango de temperatura de funcionamiento normal, lo que puede provocar el quemado del cojinete en casos graves.

Análisis de causa

Lubricación deficiente: El funcionamiento normal del rodamiento requiere una buena lubricación. Si la cantidad de lubricante es insuficiente, la calidad del aceite es deficiente (por ejemplo, impurezas, humedad, etc.) o hay demasiada grasa, la lubricación de los rodamientos se verá afectada, aumentando la fricción y generando un calor excesivo, lo que a su vez provoca un aumento de la temperatura.

Instalación incorrecta de rodamientos: Al instalar rodamientos, si se instalan demasiado apretados, aumentará la carga radial y axial, lo que provocará un funcionamiento rígido y calor por fricción. Por el contrario, si se instalan demasiado sueltos, se desplazarán en el eje, generando desgaste por fricción y, a su vez, sobrecalentándolos.

El eje de la bomba y el eje del motor no son concéntricos: el eje de la bomba y el eje del motor que no son concéntricos harán que los cojinetes soporten fuerzas radiales y axiales adicionales, lo que agravará el desgaste y el calentamiento de los cojinetes.

Daño del rodamiento: Como se mencionó anteriormente, después de que el rodamiento se daña por diversas razones, la fricción entre el cuerpo rodante y la pista de rodadura en su interior aumenta, lo que genera una gran cantidad de calor y conduce a un aumento de la temperatura del rodamiento.

Mantenimiento rutinario de bombas centrífugas

1. Inspección antes de empezar

Compruebe si el cuerpo de la bomba y las tuberías de succión y descarga presentan daños o fugas. Compruebe que las conexiones de las tuberías estén firmes y que los pernos de conexión a tierra estén bien apretados. Limpie los objetos alrededor del cuerpo de la bomba y las tuberías para garantizar un entorno de funcionamiento limpio.

En el caso de las bombas centrífugas, es necesario llenar la bomba antes de su arranque para garantizar que la bomba y la tubería de succión estén llenas de líquido y aire de escape. El escape se realiza a través de la válvula de escape ubicada en el cuerpo de la bomba; cuando el líquido sale continuamente, esto indica que la bomba está llena.

Verifique que el nivel de aceite lubricante en la caja de rodamientos esté dentro del rango normal, manteniéndose generalmente entre 1/2 y 2/3 de la marca de aceite. Verifique que la calidad del lubricante sea buena. Si detecta alguna deficiencia, impurezas o fenómenos de emulsión, reemplácelo a tiempo.

Compruebe que el cableado del motor sea correcto y firme, y que su aislamiento sea bueno. Compruebe que la tensión de la correa del dispositivo de transmisión sea la adecuada.

Para el dispositivo de accionamiento del acoplamiento, verifique si los pernos de conexión del acoplamiento están flojos y si la concentricidad del acoplamiento cumple con los requisitos.

2.Monitoreo en funcionamiento

Mediante el medidor de caudal, el manómetro y el amperímetro instalados en la tubería, se monitorean en tiempo real los valores de caudal, presión y corriente de la bomba. Compare estos parámetros con los de diseño de la bomba para determinar si funciona en condiciones normales de operación.

Toque regularmente el cuerpo de la bomba y los cojinetes con la mano para sentir la vibración. También puede usar un medidor de vibraciones para medir cuantitativamente la vibración de la bomba. El valor general de vibración de la bomba centrífuga debe mantenerse dentro del rango especificado. Al mismo tiempo, preste atención al sonido de la bomba en funcionamiento; en circunstancias normales, este debe ser suave y uniforme. Si escucha ruidos anormales, como fricción, impacto o erosión por vapor, detenga la máquina inmediatamente para su inspección.

Monitoreo de la temperatura de los rodamientos: Use un termómetro o sensor de temperatura para medir la temperatura de los rodamientos. Generalmente, la temperatura normal de funcionamiento de los rodamientos no debe superar los 70 °C ni la de los rodamientos deslizantes los 65 °C. Si la temperatura del rodamiento es demasiado alta, verifique la lubricación, si está correctamente instalado y si el eje de la bomba y el eje del motor están concéntricos, etc., y tome las medidas necesarias para reducir la temperatura a tiempo.

3. Mantenimiento después de la parada

Al apagar la bomba, primero se debe cerrar la válvula de salida y luego la de entrada. Esto evitará que el líquido de la tubería fluya en sentido inverso y dañe la bomba.

Tras la parada, limpie el cuerpo de la bomba, la tubería, el motor, la transmisión, etc., para eliminar la suciedad, el polvo y el aceite de la superficie. Lubrique o reemplace la grasa de los rodamientos y reemplace oportunamente las piezas desgastadas. Al mismo tiempo, compruebe si las piezas de conexión de la bomba están flojas; si lo están, apriételas a tiempo.

Según el uso de la bomba centrífuga Siguiendo las recomendaciones del fabricante, elabore un plan regular de mantenimiento y revisión. Realice inspecciones y mantenimiento exhaustivos de la bomba con regularidad, incluyendo la inspección y el reemplazo de piezas clave como el impulsor, el anillo de sellado, el rodamiento, el eje, etc., y pruebe y ajuste su rendimiento para garantizar su correcto funcionamiento.

Las bombas centrífugas, como equipo indispensable en la producción industrial, requieren un diagnóstico oportuno y una solución eficaz de sus fallos comunes, así como un mantenimiento diario riguroso, lo que garantiza la continuidad de la producción, mejora la eficiencia y reduce los costes. El análisis de los fallos comunes de las bombas centrífugas permite reforzar la supervisión de la operación diaria, detectar a tiempo posibles problemas y tomar las medidas de mantenimiento necesarias para prolongar su vida útil y garantizar un funcionamiento seguro, estable y eficiente. Al mismo tiempo, los operadores y el personal de mantenimiento deben seguir mejorando sus conocimientos y habilidades profesionales, y adquirir experiencia para afrontar mejor los diversos problemas que surgen durante el funcionamiento de las bombas centrífugas.