Title: Materials formatius
Course: Elements d'impulsió de líquids (bombes) > Section: 4: Operació

Aprendràs a treballar amb una bomba pas a pas. Després a practicar i demostrar-ho, això sí, sense riscos.

Connexions d'entrada i sortida

Ha arribat ja al moment d'operar una bomba. Saps quins tipus hi ha disponibles, quines caracterísitques tenen i per a què es poden fer servir.

La gran varietat de sistemes de transport i de bombes fan impossible definir una única instal·lació i una única manera d'operar.

Per tant, et trobaràs amb situacions molt diferents, però en tot cas les característiques generals sí podem descriure-les.

Podem dividir una instal·lació de transport de líquids en dos sectors bàsics:

A.- La línia de succió, coneguda també com d'alimentació o d'aspiració, que va des del dipòsit o origen del líquid fins a l'entrada de bomba.

B.- La línia de descàrrega, també coneguda com a línia d'impulsió, que va de la sortida de la bomba a la destinació del producte.

Les possibles disposicions són variables, però hi ha un conjunt de trets comuns que veurem.

Línia de succió

Anem a mirar la línia completa, des de l'origen del líquid fins arribar a la bomba.

Que hi trobem?:

A.- Diposit.

Especialment la posició. Pot estar per sobre del nivell de la bomba o per sota. Sempre és millor per a la bomba que estigui per sobre, encara que no sempre és possible.

Si està per sobre aconseguim que la NPSH sigui amb més facilitat positiva (la columna de líquid suma). La pressió interna del dipòsit, per la mateixa raó, serà important. Millor pressuritzat que amb buit, recordes?

També la bomba té la boca inundada de líquid si es troba per sobre, amb la qual cosa la posada en marxa serà més senzilla, ja que estarà encebada sempre.

B.- Vàlvules d'entrada.

El circuit s'ha de poder desmuntar i treure la bomba, de manera que trobarem una vàlvula de tancament si el dipòsit està per sobre.

Segurament serà de comporta o de qualsevol altre tipus d'obertura total, de manera que quan està oberta provoqui les menors pèrdues de càrrega possibles. Podem trobar vàlvules de purga que facilitin l'ompliment de la conducció, deixant sortir el gas.

En el cas de dipòsit per sota del nivell de la bomba, no cal tancar el dipòsit però sol haver-hi una vàlvula de retenció just a l'inici de la conducció perquè quan s'aturi el flux no es buidi la conducció, de forma que sigui més fàcil tornar a posar en marxa la bomba i encebar-la. A aquesta vàlvula se la coneix com a vàlvula de peu.

C.- Conducció.

La conducció fins a la bomba ha de ser el més curta possible per evitar les pèrdues de càrrega però garantint un manteniment còmode del sistema.

Mai té un diàmetre inferior al de la boca d'entrada i acostuma ser el doble o el triple (també per reduir les pèrdues de càrrega).

Quan s'acobla a la bomba s'ha de col·locar, en conseqüència, una reducció. El reductor ha de ser excèntric, amb la part recta amunt, per evitar zones de la canonada a nivell superior que la boca d'entrada, cosa que podria provocar bosses d'aire i entorpir el funcionament de la bomba.

 D.- Altres accessoris.

S'eviten sempre que sigui possible perquè constitueixen singularitats que augmenten la pèrdua de càrrega i disminueixen, per tant, la càrrega neta positiva d'aspiració, augmentant el risc de cavitació.

Cal col·locar el menor nombre de colzes possible, evitant sobretot els del mateix pla i només es col·loquen els que canvien de vertical a horitzontal o viceversa, ja que són imprescindibles.

Quan la bomba no funciona bé amb sòlids en suspensió o pot danyar-se, hi ha un filtre d'entrada que caldrà mantenir net.

Un manòmetre a l'entrada de la bomba és també molt freqüent.

Línia de descàrrega

Quan sortim de la bomba ja hem subministrat energia al líquid perquè arribi al seu destí.

Les pèrdues de càrrega aquí no són tan decisives com en l'aspiració.

Què ens trobarem en la línia de descàrrega d'una bomba?

A.- Posició de la destinació del líquid.

Normalment està situada on és adequat per al procés que cal dur a terme: reacció química, emmagatzematge, etc.

Per eficiència, hauria de ser tan a prop com es pugués de la bomba i el més baix possible, però sempre queda col·locada en funció dels equips i sempre tenint en compte que s'ha de minimitzar la línia de succió.

B.- Vàlvules de sortida.

Hi ha una vàlvula de tancament, que permet aïllar la bomba del circuit per si cal desmuntar-la. També ha de ser de la menor pèrdua de càrrega possible.

En les conduccions de més de 15 m de desnivell i llargues, sol haver-hi després d'aquesta vàlvula una vàlvula de retenció per evitar que el líquid retorni a la bomba quan aquesta s'atura i minimitzar d'aquesta manera el possible cop d'ariet en cas de parada brusca (repassa el cop d'ariet a la unitat anterior).

Finalment se sol col·locar una vàlvula de control, de seient o d'un altre tipus, que actua restringint el pas, augmentant les pèrdues de càrrega i per tant augmentant la càrrega total del sistema sobre la bomba, cosa que produeix una reducció del cabal. Aquesta vàlvula només s'usa en bombes rotodinàmiques. En bombes de desplaçament positiu pot provocar augments perillosos de pressió i problemes en les línies.

Quan treballem amb bombes de desplaçament positiu,  hi ha instal·lada una vàlvula d'alleujament just després de la bomba i abans de la vàlvula de tancament, per a evitar danys en cas que estigui tancat el circuit (recorda que l'únic límit d'aquestes bombes es que es facin malbé o rebetin les canonades, si el circuit no està en condicions).

També podem trobar un circuit de recirculació, amb la seva vàlvula, que està coordinada amb la de la línia principal: si està tancada la principal, s'obra la de recirculació. Aquest circuit pot estar també muntat en instal·lacions amb bombes rotodinàmiques, que també poden portar vàlvules d'alleujament, enacra que no sigui imprescindible.

C.- Conducció.

De nou ha de ser el més curta possible i del major diàmetre possible (sempre igual o major a la boca de sortida de la bomba). Els costos econòmics solen tenir un gran pes en la decisió del diàmetre, més que les pèrdues de càrrega (com més diàmetre, més cara).

D.- Altres accessoris.

Els canvis de direcció s'han de minimitzar per reduir pèrdues de càrrega però s'ha de tenir en compte el traçat i la flexibilitat (recorda la unitat anterior).

En tot cas, cal buscar colzes i altres accessoris el més oberts possible. Et trobaràs amb un manòmetre a la sortida de la bomba i, segurament, un cabalímetre per conèixer el cabal, normalment lligat a un control del procés de transport. Altres accessoris, com punts de presa de mostra o filtres, podem trobar segons la funció que exerceixi la línia de transport.

AUTOAVALUACIÓ
Fes ara l'autoavaluació H ciclant aquí sobre.

Comprovaràs si reconeixes les línies d'alimentació i descàrrega.

Després ja pots passar de pàgina.

Posada en marxa, conducció i parada

Un cop has vist amb quins tipus d'instal·lació pots trobar-te, anem a utilitzar-les.

Per on comencem?

Encebat de la bomba.

Consisteix a reemplaçar el gas (aire quasi sempre o vapors de producte), que hi ha a la línia d'alimentació i a la bomba, per líquid, garantint així un bon funcionament.Podem trobar-nos amb els dos casos que ja hem vist :

- Si el nivell de líquid d'entrada està per sobre de la bomba i hi ha aire (moltes vegades després del funcionament ja queda plena de líquid), la mateixa bomba al posar-la en marxa desplaçarà el gas.

Si la bomba no pot funcionar en sec, cal inundar la boca abans de posar-la en marxa. Hi solen haver vàlvules de purga, de vegades instal·lades al mateix cos de la bomba, que han d'obrir-se (  tancar un cop purgada la línia )abans de posar-la en marxa.

- Si el nivell del líquid està per sota de la bomba la situació es complica.

Les bombes de desplaçament positiu són autocebants per principi: desplacen el gas i aspiren el líquid. Salven bé desnivells de 8 metres, sempre que la bomba pugui funcionar en sec.

Les bombes rotodinàmiques han de tenir sistemes d'encebament . Algunes incorporen una càmera a l'entrada que reté líquid; les vàlvules de retenció (vàlvules de peu) ajuden per a processos repetitius.

Hi ha mecanismes d'encebament manual i automàtic. En el manual cal omplir el cos de la bomba i la línia d'aspiració de líquid. La presència de la vàlvula de peu es fa imprescindible. L'encebament automàtic sol fer-se amb bomba de buit, que veurem en la següent unitat i que té connectada la seva succió a la bomba que cal encebar.

És important que, si s'ha de transportar un líquid calent, s'encebi la bomba i es deixi una estona abans de posar-la en marxa perquè dilatin les diferents peces perquè no hagin problemes en la posada en marxa: en les bombes, si estan dissenyades per a líquids en calent, només cal tenir en compte que en funció dels materials o de la massa del component poden dilatar a diferent velocitat.

Posada en marxa.

Cal assegurar-se dues coses abans de posar en marxa la bomba, sobretot si és la primera vegada o és una bomba mòbil que pot connectar-se a diferents preses de corrent:

- Que la bomba giri en el sentit correcte . Això és especialment important en bombes trifàsiques, ja que a corrent altern a 220 V no hi ha problemes.

Per a això cal posar en marxa i aturar de seguida per comprovar el sentit de gir que ve normalment indicat per una fletxa en el cos de la bomba.

- Que no hi hagin impediments ni en la línia d'alimentació ni en la de descàrrega. Cal comprovar que les vàlvules, especialment les manuals, de la línia de descàrrega estan obertes o almenys ho està la línia de recirculació, en cas d'haver-ne.

Només les bombes rotodinàmiques poden funcionar amb la vàlvula de tancament o de control tancades, perquè el líquid gira dins de la carcassa. Malgrat tot no s'ha d'estar molt de temps sense obrir el pas. Han de seguir-se les instruccions de planta.

Conducció.

Durant l'inici del funcionament cal comprovar, sobretot la primera vegada, que la bomba està alineada i també que les empaquetadures i els segells mecànics no perden líquid en excés. Depèn de les instruccions de l'empresa i de les específiques de la bomba però, fins i tot sent noves, les empaquetadures perden líquid (fins a 1 gota per minut) i els segells mecànics fins a 10 gotes per hora, cosa que facilita la seva lubricació i correcte funcionament.

Parada de la bomba.

La parada de la bomba pot ocórrer de forma voluntària i controlada: en aquest cas se sol tancar la vàlvula de control i la de tancament en les rotodinàmiques;  en les de desplaçament positiu, el tancament de vàlvules ha de coincidir amb una reducció de la velocitat i una parada de la bomba. Cal evitar cops d'ariet. Finalment aturar la bomba.

Si la parada és involuntària i, en conseqüència, brusca, la presència de les vàlvules de retenció és molt adequada.

Algunes bombes, en circuits on hi ha risc de cop d' ariet, tenen muntats uns mecanismes, anomenats volants d'inèrcia, que esmorteeixen la parada del motor i la bomba  s'atura lentament. El volant d'inèrcia és un element circular col·locat sobre l'eix de gir, que acumula energia cinètica gràcies al seu disseny, amb la massa a la vora exterior de l'element. Si el motor para de cop, el volant continua girant per l'energia acumulada, obliga a girar a l'eix i aquest l'impulsor, provocant que s'aturi amb més suavitat.

A la figura pots veure'n un d'antic de grans dimensions. Actualment solen tenir forma de disc i s'usen també per esmorteir oscil·lacions de moviment.

Un cop parada la bomba, si hi ha risc de solidificació del producte a l'interior, cal drenar.

Regulació del cabal: vàlvules i variadors

4.3 . - Regulació del cabal : vàlvules i variadors . Un cop hem posat en marxa la bomba , es tracta d'ajustar el procés , tenir sota control . Quin era un dels sistemes més habituals de regulació ? Les vàlvules de control , oi ?

PENSA
A partir del que hem vist sobre les corbes característiques de les bombes centrífugues, com creus que funciona la regulació amb vàlvules de control?

Comprova aquí la resposta

Podem veure a la figura el que passa:

Recuperem la gràfica que vam veure en l'apartat de punt d'operació i suposem que la càrrega del sistema incloïa la vàlvula de control oberta un 70 % (correspon a la corba B).

Si augmentem la càrrega del sistema escanyant el pas amb la vàlvula de control fins a deixar oberta un 40% ens trobarem en la situació de la corba C. El punt d'intersecció es desplaça a càrregues superiors i, per tant, a cabals inferiors.

Si, per contra, obrim del tot la vàlvula (corba D), ens trobarem amb que la càrrega disminueix i el punt d'operació es desplaça cap a cabals superiors.

Així regulen el cabal les vàlvules de control.

Quins avantatges i inconvenients té?

Avantatges: Facilitat d'ajustar el cabal, de manera que amb un control aconseguim absorbir els efectes de canvis de líquid (viscositat, temperatura, etc.) i de necessitats de cabal. Sistema econòmic.

Inconvenients: L'eficiència disminueix, allunyant-nos del funcionament òptim ja que en augmentar la pèrdua de càrrega es dissipa energia en forma de calor (baixa el rendiment).

No serveix en sistemes amb bombes de desplaçament positiu. Ja vam veure en les seves corbes de funcionament que el cabal es veu poc afectat per la càrrega de la bomba i el que faríem seria posar en risc tota la instal·lació.

DESTACAT
En les bombes de desplaçament positiu, només la velocitat de gir del rotor o el nombre de vaivens de l'èmbol afecta el cabal.

Què es fa en aquestes bombes? Les bombes normalment no transmeten la velocitat de gir del motor (3000 rpm en un motor elèctric de corrent altern) directament a l'eix de la bomba sinó que es transforma, mitjançant caixes d'engranatges mecànics o corretges de transmissió, en velocitats inferiors. Aquests mecanismes es diuen reductors de velocitat. En les bombes amb variador de velocitat, els mecanismes reductors són regulables. Poden ser sistemes mecànics o elèctrics. Aquest és el sistema més utilitzat en bombes volumètriques.

Un altre sistema de regular la velocitat és mitjançant sistemes electrònics que modifiquen la freqüència del corrent altern que arriba al motor de la bomba, anomenats variadors de freqüència. A Europa la freqüència del corrent altern és de 50 Hz, cosa que vol dir que canvia de sentit 50 vegades per segon i aquest és el sistema que s'usa en els motors per provocar el gir (3000 vegades en un minut, d'aquí les 3000 rpm). Si podem ajustar la freqüència, modifiquem la velocitat. Si baixem la freqüència a 25 Hz, la velocitat de gir serà la meitat i també la de gir del rotor de la bomba. També pot pujar a 60 Hz: la velocitat serà més gran.

Avantatges:

- Eficient, ja que en reduir la velocitat es redueix la potència (lleis d'afinitat) i l'energia.
- Menor desgast de les bombes: eixos segells i coixinets, la qual cosa redunda en estalvi econòmic.

Inconvenients:

- Pitjor autorefrigeración dels motors: les paletes unides al motor aniran més a poc a poc.
- Possible formació de ressonàncies amb les canonades, en variar la freqüència. Requereix amortidors.
- Desgast de la bomba: just al contrari que l'avantatge. Si s'augmenta la freqüència per sobre dels 50 Hz no hi ha problemes de refrigeració però augmenta el desgast de la bomba.

Operació amb bombes en sèrie i en paral·lel

Anem a suposar ara que volem el triple de flux o pujar al triple d'altura un material.

Què proposaries? És difícil pensar que amb la mateixa bomba i els mecanismes de regulació que hem vist en l'apartat anterior puguem donar resposta a canvis tan importants en les condicions.

Si volem fer canvis importants de condicions sense allunyar-nos gaire de les zones d'eficiència elevada es pot incrementar la capacitat o la càrrega d'un procés de transport fent funcionar dues bombes, en sèrie o en paral·lel. Això és aplicable de manera general a les bombes centrífugues.

DESTACAT
Bombes en sèrie. Diem que dues bombes estan en sèrie quan el flux de sortida d'una és el d'entrada de l'altra.

Així, si tenim dues bombes idèntiques en sèrie, amb un cabal volumètric q_v i una càrrega H cadascuna, el conjunt de les dues bombes tindrà un cabal igual q_v però una càrrega 2H.

Bombes en paral·lel. Diem que dues bombes estan en paral·lel quan el flux de transport es reparteix entre les dues bombes.

Així, si tenim dues bombes idèntiques en paral·lel, amb un cabal volumètric q_v i una càrrega H cadascuna, el conjunt de les dues bombes tindrà una càrrega H però un cabal proper a 2q_V .

S'aconsella sempre treballar amb bombes de característiques similars, perquè suportin condicions similars.

Les bombes en sèrie tenen una corba característica en la qual cal sumar la càrrega de cada bomba. Serveixen per tenir més alçada manomètrica i, per tant per elevar més o per vèncer més pressió a la sortida, però no per donar més cabal.

Les bombes multietapa que vam veure al principi de la unitat són un tipus de bombes en sèrie muntades sobre el mateix equip i amb el mateix motor. A major nombre de rodets acoblats, més alçada manomètrica podrem aconseguir.

Mentre que en un circuit amb dues bombes en sèrie pot normalment seleccionar només una bomba i tenir l'altra parada segons les necessitats, quan la bomba és multietapa sempre funcionen totes les etapes .

Les bombes en paral·lel serveixen per tenir més capacitat. La seva aplicació típica és per a demandes molt variables: quan se sol·licita més cabal es posa una altra en marxa.

Imagina't un circuit d'aigua calenta i que aquest circuit dóna calor a les nits només als tancs a l'exterior i pel dia a les diferents línies d'envasament i a la neteja. La demanda pateix oscil lacions importants. Aquesta demanda variable se soluciona amb bombes en paral·lel, que es van posant en marxa a mesura que hi ha més demanda.

En augmentar el cabal augmenten també les pèrdues de càrrega del circuit i per això no arriba a donar el doble de cabal, sempre que parlem de bombes idèntiques .

EXERCICI RESOLT
Planteja't el següent problema:

Tens un circuit com el del diagrama adjunt, en el qual hi ha dues bombes.

Quines vàlvules obriries i quines tancaries per tenir les dues bombes en paral·lel?

Quines vàlvules obriries i quines tancaries per tenir les mateixes bombes en sèrie?

Identifica les vàlvules pel seu número.

Comprova aquí la resposta

AUTOAVALUACIÓ
Fes ara l'autoavaluació I ciclant aquí sobre.

Comprovaràs si reconeixes les línies d'alimentació i descàrrega.

Després ja pots passar de pàgina.

Anomalies de funcionament

Un cop hem posat en marxa la bomba tot hauria d'anar com una seda però, de vegades, les coses no van com un espera.

Què passa quan la bomba vibra o té fuites de producte?

Veurem a continuació un conjunt de problemes que poden aparèixer, com mirar de resoldre'l , i després alguns dels més característics amb més detall.

No tots els problemes es donen en totes les bombes: en funció de la instal·lació o del tipus de bomba podem tenir uns o altres.

Anomalia detectada | Causa possible | Acció (segons el manual de procedimients o instruccions)
Dificultat d'engegada. | El premsaestopes està massa fort. | Aliberar o canviar empaquetadura.
Líquid congelat o molt viscòs. | Escalfar bomba y canonades.
Bomba trabada. | Fer girar manualment. Comprovar jocs entre estàtor i rotor.
Cabal o pressió de descarrega baixos. | La bomba no està encebada. | Encebar-la correctamente.
La velocitat es baixa. | Ajustar la velocitat.
La carrega de la línia de descarrega és massa elevada. | Mirar si les vàlvulae són completamente obertes.
Cavitació. | Asegurars-e de tenir la NPSH (CNPA) positiva (temperatura, obrir vàlvules, netejar filtres).
Conductes obstruïts. | Comprovar vàlvules o netejar. ¿Hi ha filtre?: netejar-lo.
Gir en sentit contrari. | Reconnectar bé elèctricament.
Entra aire a l'aspiració. | Ajustar bé les unions.
Impulsor rotor o estátor danyat. | Reparar. Avisar a manteniment.
Viscositat del líquid molt elevada. | Escalfar el producte, si es possible.
Consum excessiu del motor. | Velocitat massa alta. | Reduir velocitat.
Fregament entre parts mòbils y fixes. | Reparar. Avisar a manteniment
El premsaestopes està massa fort. | Alliberar una mica o canviar l'empaquetadura si perd.
Mala lubricació. | Canviar oli o reomplir nivells.
La bomba es desenceba. | Entra aire a l'aspiració o a la bomba. | Ajustar bé les unions.
Bossa d'aire a l'aspiració. | Encebar correctament.
Aire o gas al producte. | Avisar del problema.
La bomba vibra. | Mala alineació. | Alinear la bomba.
Impulsor parcialment obstruït (algún àlep) o danyat. | Netejar o reparar.
Defectes mecànics: eix corbat, rodaments gastats. | Avisar per a reparar.
Cavitació. | Asegurar-se de tenir la NPSH (CNPA) positiva (escalfar, refredar, obrir vàlvules).
Aire o gas al producte. | Avisar del problema.
Ressonància amb les canonades. | Canviar velocitat.
La bomba perd líquid per l'eix. | Empaquetadura desgastada. | Canviar.
Segell mecànic danyat. | Canviar.
Els rodaments s'escalfen molt. | Tensions en conexiones amb canonades. | Comprovar les juntes de connexió.
Lubricant en mal estat. | Canviar lubricant.
Mala alineació. | Alinear la bomba.
Desgast de la bomba. | Abrasió. | Colocar filtre a l'entrada.
Corrosió. | Líquid incompatible. Avisar.
Cavitació. | Asegurar-se de tenir la NPSH (CNPA) positiva (escalfar, refredar, obrir vàlvules).

La finalitat d'aquesta taula és la de prevenir dels diferents problemes que poden sorgir i perquè vegis la lògica entre problemes, les possibles causes i els remeis proposats .

És important que et facis una idea dels problemes més habituals, encara que després cal seguir les instruccions de planta.

Cavitació i vibracions

El risc de cavitació és un dels factors més importants que influeixen en l'elecció d'una bomba, a part del preu i de la capacitat.

DESTACAT
La cavitació consisteix en la formació i reabsorció posterior en el líquid transportat de multitud de bombolles de vapor en passar per la bomba. Aquestes bombolles es formen perquè la bomba opera amb una aspiració excessiva i crea una depressió en la canonada d'aspiració.

Si aquest descens de pressió arriba a la pressió de vapor del líquid, aquest bull, passant a vapor. Quan passa a zones de pressió altes cap a la zona de descàrrega, les bombolles comencen a implotar i això afecta mecànicament a la bomba.

Ja vam veure, en l'apartat del càlcul de la càrrega neta positiva d'aspiració dels mitjans per augmentar la NPSH diponible.

Cal no confondre aquest fenomen amb l'alliberament i reabsorció de gasos dissolts ja que, encara que té el mateix fonament de disminució de pressió, és un procés molt més lent i menys brusc.

Tampoc cal confondre-ho amb el cop d'ariet que vam veure en la unitat anterior. Tots es basen en el buit però els efectes són diferents.

Els efectes de la cavitació són de tres tipus :

- Sorolls i vibracions. Es deuen a la implosió continuada de bombolles. Es comparen amb el soroll d'arrossegament de pedres. Arriben a provocar vibracions importants.
- Acció destructiva sobre les parets. Directa (ones de xoc sonores que afecten al material, degudes a les implosions) o a causa de la manca de lubricació en aquelles bombes que es lubriquen amb el producte transportat (en passar parcialment a gas lubrica pitjor).
- Reducció dràstica del rendiment per degradació de les característiques de funcionament al haver d'actuar la bomba no sobre un líquid sinó un producte bifàsic (líquid-gas).

L'aspecte de l'acció destructiva és d'un producte picat o corcat. Actua sobre zones concretes del rodet, xoa que que permet diferenciar-lo de la corrosió, que és més general.

Aquí pots veure un vídeo d'una bomba cavitant

http://www.youtube.com/watch?v=guHGpOzDa9A&feature=related

El líquid que es transporta influeix en la cavitació de les formes següents, a més de per la seva pressió de vapor:

- Impureses, com gasos dissolts o sòlids en suspensió, que poden actuar de nucli de creixement de les bombolles.
- Tensió superficial que afecta la formació de les bombolles i a la seva grandària.
- Conductivitat tèrmica que si és prou alta permet dissipar amb més facilitat l'energia dels implosions de bombolles, sent menors els efectes mecànics.

La vibració és una de les anomalies que poden produir-se per la cavitació, però pot tenir altres orígens:

- Mal muntatge de la bomba. Normalment no et trobaràs amb aquest problema ja que en la posada en marxa ha d'estar solucionat, però es poden afluixar els perns d'unió a la base.
- Mala alineació entre l'eix del motor i el de la bomba. Veurem com s'alinea en l'apartat de manteniment.
- Ressonància amb la canonada. Aquest tipus de vibracions ocorren sobretot en bombes de velocitat variable en les que pot coincidir la freqüència de gir del rotor amb la vibració de la canonada i produir-se un acoblament. Cal canviar una mica la velocitat o reforçar amb suports antivibratoris.
- Rotor no simètric, sigui per obturacions, dipòsits, efectes de cavitació o danys mecànics . Produeix desequilibris que donen lloc a vibracions.
- Altres defectes mecànics: eix corbat o els rodaments que permeten el gir de l'eix desgastats, cosa que també provoca desequilibris com en el cas del rotor.

AUTOAVALUACIÓ
Fes ara l'autoavaluació J ciclant aquí sobre.

Comprovaràs si reconeixes les anomalies de funcionament de les bombes.

Després ja pots passar de pàgina.

Corrosió i abrasió

Mentre que les anomalies de l'apartat anterior poden aparèixer des del primer dia, l'ús continuat és el que provoca les que veurem aquí.

Recordes el que vam veure en la unitat anterior sobre la corrosió? És perfectament aplicable a les bombes.

Per tant, la protecció externa i l'elecció d'un material de construcció compatible amb els líquids a transportar són la solució.

Ja vam veure la gran resistència dels inoxidables i altres productes.

En apartats anteriors hem parlat de bombes que contenien vidre i altres materials que resisteixen molt bé a la corrosió, per a casos molt especials.

PENSA
Les bombes tenen unes particularitats que fan de la corrosió un procés a considerar de forma especial: estan composades per molts elements diferents, amb parts en moviment i fixes molt properes entre si i amb un líquid al qual se subministra energia i es força a passar per zones especialment estretes.

La corrosió afecta substancialment el rendiment de les bombes, especialment a les de desplaçament positiu, ja que augmenten els jocs de manera que el desplaçament de producte es pot veure disminuït a pressions elevades.

Podem tenir diferents tipus de corrosió:

- General. Es produeix un desgast uniforme en tota la superfície: és previsible i semblant al que passa a les conduccions.
- Instersticial. Produït per petites quantitats de líquid estancant en zones molt concretes que no queden buides: rosques , juntes , forats , caps de cargols. Produeix una corrosió molt localitzada.
- Picada per tota la superfície .
- Esquerdes de corrosió. Es produeixen per combinació d'esforços mecànics i productes químics. Aquestes esquerdes solen aparèixer en els eixos de les bombes.
- Corrosió per erosió. Combinació dels dos fenòmens, de manera que l'abrasió impedeix la formació d'una capa protectora i, en conseqüència, es corroeix. La cavitació es considera un procés de corrosió per erosió.

En les bombes es poden emprar revestiments elastomèrics sobre els acers de construcció que aguanten condicions de corrosió elevades, fins i tot a temperatures elevades. Fer això en les canonades seria inviable econòmicament.

Abrasió. Una altra dels grans problemes que sorgeixen en les bombes, per la seva construcció, és el transport de líquids abrasius que causin erosió de la bomba. Parlem de l'erosió per sòlids en suspensió en els líquids.

DESTACAT
El problema de l'erosió es produeix pel fregament dels sòlids que transporta el líquid a elevada velocitat que incideixen sobre les peces de la bomba. L'efecte abrasiu s'observa en les zones on el líquid va a més velocitat, com l'extrem del rotor on la velocitat tangencial és més gran.

PENSA
En el cas que els sòlids siguin impureses, quina solució se t'acut evitar l'abrasió?

La col·locació d'un filtre en la línia de succió i el seu manteniment és una de les solucions.

En molts processos es transporten productes pastosos o suspensions de sòlids en líquids, que són productes normals en la indústria (pasta de paper, pintures, etc.).

En aquest cas el filtre no serveix i cal seleccionar correctament les característiques de la bomba i les condicions d'ús. El grau d'erosió dependrà molt del tipus de sòlids: durs, tous, rodons, afilats, cristal·lins, etc .

Si s'observa erosió cal comunicar-ho a la persona responsable superior perquè poden succeir diverses coses:

- El producte transportat hauria d'estar net i no ho està: problemes en filtres, error en producte.
- Els materials de la bomba no són prou durs per al producte que es transporta.
- El recobriment de protecció s'ha desprès.
- La bomba va a massa velocitat: quan es porten suspensions de sòlids la velocitat ha de ser menor que amb líquids nets.

Fuites

Mecànicament, quina creus que és la zona més feble d'una bomba?

La zona al voltant del premsaestopes o el segell mecànic causa més problemes en les bombes que tota la resta de peces juntes.

El segellat o tancament entre l'eix rotatori i les peces fixes de la bomba és un dels punts més delicats ja que és una de les zones que més pateix per l'ús i el mal ús de les bombes.

Ja coneixes els diferents tipus de tancament: premsaestopes amb estopada, segells mecànics o unitats hermètiques.

Si el producte és perillós (tòxic ,corrosiu o inflamable) les bombes hermètiques per acoblament magnètic o les encapsulades són una bona alternativa, com ja vam veure.

En el cas del premsaestopes, sabem que una petita pèrdua és normal i que el mateix producte lubrica la estopada.

Uncollament  excessiu per evitar això genera un ratllat de l'eix amb el consegüent problema d'estanqueïtat, a més d'un excés de consum elèctric i fins i tot el bloqueig de la bomba.

DESTACAT
La funció d'un segell mecànic és evitar la fuita de líquid per l'espai lliure entre un eix en rotació i el conducte o obertura en la paret d'una carcassa o d'un recipient de pressió.

Tots els segells tenen tres components bàsics:

- Un grup d'elements primaris: un sol ser de grafit, tou pel desgast, i l'altre ceràmic, molt més dur.
- Un grup de segells secundaris, fets amb elastòmers fluorats, del tipus juntes tòriques o anells O.
- Els components per instal·lar, subjectar i mantenir el contacte entre les cares.

El segell primari està format per dues cares polides (1 i 2 a la figura) que dificulten les fuites pel contacte de fricció entre elles.

En tots els segells, una cara està subjecta a la carcassa o coberta i l'altra està muntada en l'eix (3 a la figura) i gira amb ell.

Les trajectòries de fugida de producte entre la cara fixa i la giratòria se solen tancar amb els segells secundaris (4 a la figura).

Els segells, si ho necessiten, es lubriquen i refrigeren, moltes vegades amb el mateix producte subministrat, des de la aspiració o la descàrrega, o amb líquids compatibles amb el bombat, en cas que el producte bombat porti sòlids en suspensió.

Els segells dificulten les fuites, però tots els segells mecànics en tenen de fuites, tan petites que la major part no es poden detectar.

Els problemes de pèrdues excessives en els tancaments poden venir de:

- Corrosió per atac químic: segells primaris (metalls durs, grafit, ceràmica, etc.), Que perden brillantor o amb granulacions, segells secundaris que mostren les gomes de elastòmer inflades o amb bombolles o esquerdes.
- Erosió per fricció: segells i empaquetadures desgastats, augmentada per les vibracions o erosió pel líquid de lubricació (excés de cabal o que presenta sòlids abrasius).
- Eixos deformats, per falta d'equilibri en l'impulsor o eixos flexionats durant el funcionament per mala alineació, que afecten empaquetadures i segells, deformant-los.
- Deformació de les cares dels segells primaris per excés de temperatura o flexió excessiva de les cares per inflor dels secundaris.
- Processos variats per excés de calor en segells i empaquetadures causa de mala lubricació o mala refrigeració.
- Pressions de treball superiors a 7.10^5 Pa quan s'usen empaquetadures ja que no s'ajusten bé tret que el premsaestopes sigui molt profund.

Els problemes de corrosió són difícils de solucionar si no es canvien materials o productes bombats però els problemes d'equilibri, vibracions, mala lubricació , mala refrigeració o deformacions i flexions s'eviten amb un adequat manteniment de les bombes.

AUTOAVALUACIÓ
Fes ara l'autoavaluació K ciclant aquí sobre.

Torna a reflexionar sobre an omalies de les bombes.

Després ja pots passar de tema.