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UNIVERSIDAD GRAN MARISCAL DE AYACUCHOFACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE MANTENIMIENTO INDUSTRIALNÚCLEO ANACO. ESTADO ANZOÁTEGUI
XI SEMESTRE
ANALISIS PREDICTICO A MOTOBOMBA UBICADA EN LA PLANTA DE AGUA ANACO.
Profesor Realizado por:ELIAS BITAR C.I. 18.453.471YAMER DUN C.I. 16.063.411
CLAUDIA MEDINA C.I.16.667.129
Ing. MELCHOR LEDEZMA
ANACO, JULIO DE 2008
MARCO TEORICO
A través del mantenimiento Predictivo se puede estudiar el
comportamiento de los equipos rotativos mediante los análisis de
vibraciones, en este caso se estudiará el funcionamiento de una
Motobomba ubicada en la Planta de Agua Potable Anaco.
Mantenimiento Predictivo
El mantenimiento predictivo es una técnica para pronosticar el punto
futuro de falla de un componente de una maquina, de tal forma que dicho
componente pueda reemplazarse, con base en un plan, justo antes de que
falle. Así, el tiempo muerto del equipo se minimiza y el tiempo de vida
del componente se maximiza.
Análisis de vibraciones.
El interés de de las Vibraciones Mecánicas llega al Mantenimiento
Industrial de la mano del Mantenimiento Preventivo y Predictivo, con el
interés de alerta que significa un elemento vibrante en una Maquina, y la
necesaria prevención de las fallas que traen las vibraciones a medio
plazo.
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Registro de vibraciones en un ciclo de trabajo de la pala
Transformada Tiempo-Frecuencia.
El interés principal para el mantenimiento deberá ser la identificación
de las amplitudes predominantes de las vibraciones detectadas en el
elemento o máquina, la determinación de las causas de la vibración, y la
corrección del problema que ellas representan. Las consecuencias de las
vibraciones mecánicas son el aumento de los esfuerzos y las tensiones,
pérdidas de energía, desgaste de materiales, y las más temidas: daños por
fatiga de los materiales, además de ruidos molestos en el ambiente
laboral, etc.
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Motobomba
Una motobomba es un equipo que se utiliza en la industria
principalmente con la finalidad de bombear agua. Tiene una entrada, y
una salida, y a ambas se puede conectar una manguera que pude ser de 2,
3 o 4 pulgadas de diámetro por el largo necesario. Las hay a gasolina o
eléctricas y de gran variedad de ponencias (HP).
El rendimiento de una motobomba depende de diferentes factores
como el tubo de evacuación, el tipo de manguera, la longitud de las
descargas, los pliegues, la elevación, las distancias, etc.
A medida que aumenta la distancia de descarga, el agua entra en
contacto con una mayor superficie de la manguera. Las paredes internas
de dicha manguera sufren el efecto de la fricción. EL aumento de esta
fricción (al aumentar la distancia de descarga) frena el paso del agua, con
lo cual disminuye la capacidad de evacuación.
Otro factor físico que influye en el rendimiento es que todo líquido que
circula por un tubo genera calor debido a la fricción entre los dos
elementes (el agua y las paredes del tubo) Un tubo de acero producirá
mayor fricción que otro liso de PVC o de vinilo. La fricción aumenta
proporcionalmente con la longitud del tubo o de la manguera o cuanto
menor sea su diámetro, con lo que su capacidad de evacuación
disminuirá.
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Añadir codos a la manguera rompe la fluidez de circulación del agua Las
turbulencias que se crean en torno a esos puntos provocan un aumento de
la fricción que tendrá como consecuencia una disminución de la
capacidad de evacuación.
Las reducciones del diámetro de la manguera actúan como un dique ante
el flujo del agua. Cuando aparecen estas reducciones sólo una cantidad
parcial de agua puede circular a través de la manguera. Una regla de oro
es mantener la manguera de evacuación lo más recta posible y evitar al
máximo cualquier posible reducción de su diámetro. Las reducciones
aumentan la fricción y disminuyen la capacidad de evacuación en el
extremo de la manguera.
Los acoplamientos y válvulas que se añadan a la manguera rompen la
fluidez de la circulación. Las turbulencias que se crean en torno a estos
puntos provocan un aumento de la fricción que tendrá como
consecuencia una disminución de la capacidad de evacuación.
Otros factores a tener en cuenta para no afectar negativamente al
rendimiento de la motobomba son: la densidad del líquido (a mayor
densidad, será necesaria una bomba más potente); la textura de la
manguera (cuanto más rugosa sea, mayor será la fricción y las mermasy,
por consiguiente, disminuirá su rendimiento); reducciones y obstáculos
(cuantas más restricciones haya, mayor será la merma).
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A la hora de instalar una motobomba se deben estudiar ciertos aspectos
con exactitud:
A.- Altura de aspiración: Valor que corresponde a la distancia existente
entre la superficie del agua a extraer y el centro de la motobomba, allí
donde esté instalada. Por razones físicas está limitada a ocho metros.
B.- Altura de elevación: Corresponde a la distancia entre el centro de la
motobomba y el punto más alto de la instalación o el punto final de la
tubería.
C.- Pérdidas de carga: En toda instalación, los tubos, codos, llaves de
paso, etc., producen resistencia al paso del agua y merman el potencial de
la motobomba. La pérdida de carga en una instalación se calcula en
función de la longitud, el diámetro y la calidad de las tuberías o
manguera. Esta pérdida se expresa en metros y se añaden a la altura de
elevación.
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Descripción de la bomba
Esquema de instalación
1) Motobomba con bancada.
2) Racores conexión tuberías.
3) Tubería de aspiración.
4) Tubería de impulsión.
5) Válvula de compuerta.
Condiciones de utilización
Antes de proceder a la instalación deben cerciorarse de que:
El lugar donde va a ser instalada la bomba reúne los requisitos
necesarios.
El líquido a bombear deberá ser agua limpia, química y
mecánicamente no agresiva, con un contenido máximo de substancias
sólidas inferior a 40 gr/m³ y a una temperatura máxima no superior a
40ºC.
No deberá superarse nunca el límite fijado en el catalogo de las
características en lo concerniente a presión (de aspiración e impulsión),
velocidad de rotación, etc...
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En ningún caso la bomba trabajará en seco, sin que ello derive en
una seria avería.
Se recomienda situar la motobomba en una superficie rígida plana
y horizontal.
-Respetar siempre el diámetro de la tubería de aspiración indicado
para cada tipo de bomba y, si es necesario, aumentándolo para reducir las
pérdidas de carga.
Instalar la bomba lo más cerca posible del lugar de aspiración
siguiendo el criterio de que el NPSH disponible sea superior al NPSH
requerido, para evitar la cavitación.
Evitar curvas cerradas y repentinos cambios de sección.
Utilizar un tubo de aspiración ascendente con un mínimo de
inclinación del 2%, perfectamente estanco al aire.
Deberá montarse en la aspiración un filtro, para evitar la entrada de
sólidos a la bomba y se guardará una distancia al fondo de al menos 0,50
metros para evitar que se arrastren sedimentos
Trabajando con agua a temperatura ambiente, en general puede
fijarse el limite de aspiración en 7 metros de altura manométrica,
correspondiente a la altura geométrica más las perdidas de carga en las
tuberías.
Las tuberías de aspiración e impulsión se deberían soportar por
anclajes de modo que su propio peso no pueda dañar el cuerpo de la
bomba.
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La tubería de impulsión debe ser hermética, de dimensiones
adecuadas para no producir perdidas de carga excesivas y de espesor tal
que soporte la máxima presión posible de utilización. Para evitar que el
caudal exceda del valor máximo indicado en el catalogo, instalar una
válvula de compuerta a la salida.
En el caso de tuberías de diámetro mayor que las bocas de la
bomba, se recurrirá a la instalación de conos difusores. El de aspiración
deberá ser excéntrico con la cara plana por la parte superior, para evitar
bolsas de aire. El de impulsión puede ser concéntrico.
Funcionamiento puesta en servicio y paro
Cerciorarse con la mano que el eje del grupo motobomba gira con
facilidad.
Cerrar la válvula de compuerta de la impulsión de la bomba.
Llenar completamente con el líquido a bombear el cuerpo de la
bomba. Durante esta operación de cebado, girar repetidas veces el
eje con la mano.
El arranque del grupo se hará con la válvula de compuerta cerrada.
La bomba tardará un tiempo en aspirar el líquido, que irá llenando
la tubería de aspiración hasta alcanzar la boca de entrada a la
bomba.
Nunca dejar la bomba trabajando un tiempo superior a 3 minutos
operando a caudal cero.
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Una vez que la bomba alcance su velocidad de giro, abrir
lentamente la válvula de compuerta de la impulsión hasta
conseguir la presión necesaria. Si se abre demasiado, puede ocurrir
que se sobrecargue el motor de accionamiento.
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ANÁLISIS PREDICTIVO MOTOBOMBAS Nº 1001A,
1001B, 1001S
PLANTA AGUA POTABLE ANACO.
OBJETIVO
Presentar las condiciones operacionales, detectar los problemas
actuales y sus consecuencias futuras con sus respectivas
recomendaciones, de las Motobombas ubicada en la Planta de Agua
potable de Anaco, basándose en los resultados de la inspección
predictiva realizada el 2 de Junio del 2008.
EQUIPOS UTILIZADOS
La inspección se realizó con el Colector de Datos de Vibración
Allen-Bradley Enpac 2500 con un sensor de aceleración y el
Software Emonitor Odyssey.
CRITERIOS Y METODOLOGIAS
1. Recolección de datos de vibración e inspección visual.
2. Análisis de los valores y señales de vibración, tomando como
referencia la tabla de severidad para el análisis de equipos
rotativos.
3. La inspección visual se realizó siguiendo la norma STN TC1-A.
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RESULTADOS DE LA INSPECCIÓN:
INSPECCIÓN VISUAL:
Motobomba Inspeccionada:
- Motobomba # 1001A.
Nota; No se evidenciaron anomalías al momento de la inspección.
ANALISIS DE VIBRACION
Luego de determinar la maquina a inspeccionar, se procedió a ubicar
los puntos de medición, los cuales ya estaban establecidos, debido a que
esta tiene un continuo monitoreo de sus condiciones.
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Una vez tomadas las mediciones con el acelerómetro en los diferentes
puntos indicados en la figura anterior se logra obtener los datos, los
cuales son almacenados en el Colector de Datos de Vibración Allen-
Bradley Enpac 2500, y enviados al computador en el cual dichos datos
son procesados a través del Software Emonitor Odyssey, y de esta
manera se obtuvieron los espectros que permitirán el análisis de las
posibles fallas que pudieran estar presentes en la motobomba # 1001A.
A continuación se mostraran los distintos espectros arrojados al
momento de procesar los datos obtenidos mediante la medición de
vibración antes expuesta.
Espectro nº1;
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Espectro nº9
De acuerdo a los análisis espectrales, se observa en el motor eléctrico el
patrón típico de desalineación de ejes, obteniendo incrementos de
amplitudes de vibración considerables en el lado acople con respecto a la
última inspección realizada, la cual se encuentran ubicado en la zona de
alerta.
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Para mantener dentro de los de parámetros operación del equipo
citado se recomienda:
Motobomba # 1001A:
1. Mantener operando la unidad bajo las especificaciones
recomendadas por el fabricante.
2. Realizar alineación de ejes al conjunto motor eléctrico – bomba.
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Análisis causas raíz realizado con el propósito de descifrar la causa
real de la falla, para lo cual fue necesario tomar en cuenta posibles causas
de la falla como tal.
Análisis de las posibles fallas.
Primeramente se llego a la conclusión de que la causa de la falla era de
tipo alineación ya que mediante el análisis de los espectros se pudo
visualizar que la amplitud de estos se manifestaba alta cuando se
tomaban las mediciones cerca al acople, una vez establecida dicha falla
se derivaron de ella unas posibles hipótesis de causas de fallas como se
puede visualizar en la figura anterior, para de esta manera poder ir
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descartando hasta llegar la causa raíz la cual en este caso fue el acople
debido al desgaste en este, es importante enfatizar que la vida útil de
acople la designa el fabricante en condiciones normales de operación.
Recomendaciones del fabricante:
El fabricante recomienda reemplazar el aislante cada 20.000
horas, acción que es recomendable realizar en este caso para que
no ocurra
Actividades de mantenimiento recomendadas para el buen
funcionamiento de una motobomba.
EQUIPOS ACTIVIDADES FRECUENCIA PERSONAL Horas
MotoBomba
Remplazo del aislante del acople de los ejes 20000hrs 2 Operadores 3Realizar Mantenimiento Predictivo Mensual Operador 1Inspección visual a todo el equipo Diario Operador 0.30
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Conclusión y Recomendaciones
Durante la participación en el analisis de falla a la moto
bomba, se puede resaltar que el echo de ser un equipo rotativo
hace que el analisis de vibraciones sea una de las tecnicas que
aroja mayores resultados, aunque no quiere decir que al aplicar
otro metodo no sea factible
Es claro que la vibracion consume energia y esta es tomada
de la fuente de potencia de la moto bomba como tal lo que
produce disminucuin de su rendimiento,
Una de las recomendaciones es no esperar que el equipo falle
para hacerle un plan de mantenimiento, y asi optimizar la
fiabilidad del equipo, no solo como mejora del rendimiento y
ahora energetico si no desde el punto de vista de ingieria de
mantenimiento como fuente de información del estado y
condicion del equipo.
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