77174071 m Vii Encargado de Mantenimiento Mecanico (1)

7/13/2019 77174071 m Vii Encargado de Mantenimiento Mecanico (1)

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Manual de Mantenimiento a EquiposManual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico

Presentación

La Gerencia de Perforación División Sur, como parte correspondiente a la formación

de carrera académica de nuestro personal operativo y considerando el acuerdo de

participar en los diferentes temas con las Divisiones Norte y Marina, y de acuerdo a

los lineamientos establecidos por la Unidad de Perforación y Mantenimiento de

Pozos a través de la Gerencia de Ingeniería, fueron desarrollados nueve manuales

de Mantenimiento a Equipos, para la formación de carrera de personal de las

especialidades de Soldadura, Electricidad y Mecánica.

Estos manuales fueron elaborados a solicitud de Subgerencia de Ingeniería ydesarrollados por el Instituto Mexicano del Petróleo con la supervisión técnica del

especialista de cada área de la Subgerencia de Servicios a Pozos, considerándolos

el principio del plan de carrera para cada una de las áreas de mantenimiento a

equipos y serán la base de los cursos de capacitación para los mismos.

Agradezco la participación de todo el personal que estuvo involucrado directa e

indirectamente en la realización de los mismos, ya que es un logro para la

capacitación operativa de nuestro personal.

Atte:

Joaquín G. Obregón de la Cruz

Gerente

I




“Mejor que las piedras preciosas y el oro acuñado es el conocimiento”

Proverbio Bíblico.

II




ÍNDICE

MANUAL VII

NIVEL II.- ENCARGADO DE MANTENIMIENTO MECÁNICO

PÁG.

INTRODUCCION XI

OBJETIVO XIII

1. DINÁMICA E HIDRÁULICA BÁSICA 1

1.1.- Dinámica: Torsión, Velocidad, Trabajo y Potencia 1

1.2.- Definición y Clasificación de Hidráulica 4

1.3.- Formulario de Hidráulica 6

1.4.- Simbología Hidráulica 9

1.5.- Diagrama Hidráulico 11

1.6.- Bombas de desplazamiento positivo 11

1.7.- Bombas de desplazamiento no-positivo 12

1.8.- Partes principales de un circuito Hidráulico 12

1.9.- Sistema abierto y cerrado 13

1.10.- Tipos de bombas y su aplicación 14

1.11.- Tipos de válvulas y su aplicación 19

1.12.- Tipos de actuadores 211.13.- Accesorios Hidráulicos 22

1.14.- Elaboración de diagramas hidráulicos 23

1.15.- Interpretación de diagramas hidráulicos 23

1.16.- Tablas de fallas más comunes y su corrección 24

1.17.- Bitácora de mantenimiento 27

2. NEUMÁTICA BÁSICA 28

2.1.- Definiciones y características 28

2.2.- Simbología Neumática 30

2.3.- Circuitos neumáticos básicos 33

2.4.- Elaboración de circuitos neumáticos 34

2.5.- Interpretación de circuitos neumáticos 36

III




2.6.- Tipos de compresores de aire 38

2.7.- Tipos de válvulas 45

2.8.- Tipos de actuadores 48

2.9.- Accesorios Neumáticos 49

2.10.- Tablas de fallas más comunes y su corrección 50

3. MANTENIMIENTO III 53

3.1.- Llenado de formatos de mantenimiento mecánico 53

3.2.- Orden de trabajo de mantenimiento 54

3.3.- Aplicación de una orden de trabajo de mantenimiento 57

4. METROLOGIA DIMENSIONAL 58

4.1.- Breve historia de la metrología 58

4.2.- Equivalencias en el sistema inglés 59

4.3.- Equivalencia en el sistema Internacional (SIU) 63

4.4.- Conversión entre los sistemas de medición 72

4.5.- Principios básicos del calor 76

4.6.- Escalas de temperaturas y conversiones 78

4.7.- Errores de Medición, Origen y Corrección 79

4.8.- Uso del Plastigage 86

4.9.- Manejo del calibrador de hojas 86

4.10.- Uso del flexómetro 87

4.11.- Calibración, uso y lectura del micrómetro de exteriores 88

4.12.- Calibración, uso y lectura del micrómetro de interiores 89

4.13.- Calibración, uso y lectura de micrómetro de profundidades 90

4.14.- Calibración, uso y lectura del indicador de carátula 90

4.15.- Calibración, uso y lectura del deflexometro 914.16.- Calibración, uso y lectura del tacómetro manual 91

4.17.- Manejo del nivel de gota y manguera para nivelar equipos 92

4.18.- Calibración y manejo del torquímetro de carátula y de golpe 94

4.19.- Manejo de Indicadores telescópicos 94

4.20.- Calibración, uso y lectura del vernier en sus diferentes tipos 96

IV




5. MOTORES DETROIT-DIESEL MTU 98

5.1.- Principales características 98

5.2.- Enumeración de cilindros 104

5.3.- Ordenes de encendido 105

5.4.- Sistemas de operación del motor 105

5.5.- Verificación de tiempo del motor 109

5.6.- Procedimiento de afinación menor y mayor 110

5.7.- Calibración de válvulas 111

5.8.- Ajuste de inyectores 111

5.9.- Calibración de cremalleras 112

5.10.- Ajuste del gobernador 1125.11.- Dispositivos de paro por emergencia 112

5.12.- Sistema de inyección electrónica 113

5.13.- Uso del escáner y método practico 113

5.14.- Carta de mantenimiento 114

5.15.- Fallas más comunes y su corrección 118

6. MOTORES CATERPILLAR 121

6.1.- Principales características y origen de los modelos 121

6.2.- Enumeración de cilindros 123

6.3.- Orden de encendido 123

6.4.- Sistemas de operación del motor 124

6.5.- Dispositivos de paro 132

6.6.- Procedimiento de una afinación menor y mayor 136

6.7.- Conversión de un turbo izquierdo a derecho y viceversa 139

6.8.- Instalación de la base del gobernador 139

6.9.- Comprobación de operación del gobernador 140

6.10.- Colocación del brazo del gobernador con bomba 141

6.11.- Ajuste de las perillas del gobernador UG-8 tipo cuadrante antes

y después del arranque del motor. 142

V




6.12.- Ajuste de compensación gobernador hidráulico 142

6.13.- Ajuste del actuador EG-3P 144

6.14.- Ajuste del gobernador mecánico 146

6.15.- Cambio de un conjunto de potencia 148

6.16.- Secuencia de torque T.G.A. (torque-giro-apriete) 153



7. MOTORES EMD-645-E1 186


7.2.- Enumeración de cilindros y bancadas 192

7.3.- Orden de encendido 1957.4.- Sistemas de operación del motor 195

7.5.- Dispositivos de paro por emergencia 203

7.6.- Procedimiento de afinación de motor diesel 205

7.7.- Aplicación de la tabla de inspección en una vuelta 206

7.8.- Cambio de rotación de un soplador roots 207

7.9.- Calibración de las válvulas de escape 208

7.10.- Ajuste de inyectores 208

7.11.- Calibración de cremalleras 209

7.12.- Ajuste del gobernador PGR y EGB 211

7.13.- Verificación de los tubos “P” 217

7.14.- inspección de pistones y anillos 218

7.15.- inspección de camisas de cilindros 219

7.16.- inspección de puentes hidráulicos 219

7.17.- inspección de metales de bancada y biela 223

7.18.- Cambio de un conjunto de potencia 225

7.19.- Prueba de acolchonamiento 235


7.21.- Colocación analítica y empírica del puntero del volante 239

VI




8. BOMBAS CENTRÍFUGAS 242

8.1.- Tipos de bombas y su aplicación 242

8.2.- Clasificación de bombas 244

8.3.- Características y partes principales 245


9. COMPRESORES DE AIRE 251


9.2.- Principios de operación 252

9.3.- Sistemas de operación 253

9.4.- Pruebas y arranque 2559.5.- Tablas de mantenimiento 256


10. CENTRIFUGADORAS 262

10.1.- Principio de operación del la centrifugadora 262

10.2.- Partes principales 262

10.3.- Mantenimiento preventivo 262


11. BOMBAS PARA LODO 265


11.2.- Principios de operación 266


11.4.- Proceso de alineación parte mecánica 272

11.5.- Reparación de la parte hidráulica 273

11.6.- Ajustes más comunes 279


11.8.- Manejo del manual de partes 284

11.9.- Calculo de gasto de la bomba 284

VII




11.10.- Aplicación de la carta de mantenimiento 285

12. MESA ROTARIA 289


12.2.- Diferencias entre las diversas rotarias 290

12.3.- Reparación y mantenimiento de barra cardan 290



12.6.- Carta de mantenimiento a caja de transmisión 301

13. MALACATE PRINCIPAL

13.1.- Principales características y principios de operación 302

13.2.- Tipos de malacate (frenos de disco y de banda) 302


13.4.- Cambio de balatas de freno principal y embragues 308

13.5.- Ajuste del freno de la corona 314

13.6.- Verificación y ajuste del sistema de frenos de disco 315

13.7.- Verificación del desgaste de tambores 322

13.8.- Sistema de transmisión 32413.9.- Tipos de válvulas 324

13.10.- Sistema neumático 326




14. FRENO AUXILIAR 339


14.2.- Tipos de freno auxiliar 340

14.3.- Principios de operación del freno electromagnético 341

14.4.- Especificaciones del Freno Electromagnético 343

14.5.- Recomendaciones de Mantenimiento 345

VIII




15. SISTEMA DE IZAJE 349

15.1.- características de los equipos de izaje 349

15.2.- Cartas de mantenimiento 352


15.4.- Fallas más comunes 353

15.5.- Unión giratoria, reemplazo y calibración del tubo lavador,

sistema de empaque a uniflex 353

15.6.- inspección de la corona 380

15.7.- Verificación de las poleas de la corona 381

15.8.- Dispositivo protector de corona (Crown-o-matic) 381

15.9.- Lubricación de la polea viajera 38215.10.- Operación y ajustes del gancho 382


16. BOMBA KOOMEY 385



16.3.- Precarga de acumuladores 395

16.4.- Manejo de las válvulas de control de cuatro vías (Ramlock) 396

16.5.- El llenado del depósito de aceite 397

16.6.- Interpretación del diagrama hidráulico 397

16.7.- Interpretación del diagrama neumático 397



16.10.- Respaldo de Nitrógeno 400

16.11.- Aplicación de criterios para el cálculo de volumen

requerido para operar preventores 401

17. PREVENTORES 403

17.1.- Principales arreglos 403

IX




17.2.- Tipos de preventores 407

17.3.- Operación de preventores 412


17.5.- Pruebas de campo 415

18. AGITADORES 419

18.1.- Principio de operación 419

18.2.- Tipos de agitadores más comunes 421

18.3.- Mantenimiento preventivo menor 422

18.4.- Mantenimiento preventivo mayor 422

18.5.- Los candeleros y las aspas 423


19. MALACATES AUXILIARES 425

19.1.- Principio de operación 425

19.2.- Medidas de seguridad en su manejo 430

19.3.- Mantenimiento preventivo menor 433

19.4.- Mantenimiento preventivo mayor 437

19.5.- La válvula de control del malacate y su ajuste 441

19.6.- El manejo del cable de izaje del malacate 442


APÉNDICE A

ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 449

BIBLIOGRAFIA 457

X




INTRODUCCION

La Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos dentro del Sistema deDesarrollo Profesional, está implantando procesos sistemáticos dinámicos y

permanentes, para lograr el desarrollo integral del Factor Humano; esto implica la

optimización, selección, preparación y edición del material didáctico para apoyar los

programas de cursos que emanen del sistema citado.

El manual para “Encargado de Mantenimiento Mecánico” esta dirigido al personal

que labora en el área de mantenimiento de los equipos de Perforación yMantenimiento de Pozos en la rama mecánica.

Su función fundamental es de gran importancia, ya que de su aplicación eficiente

depende la operación segura y oportuna de las unidades componentes de los

Equipos.

Como parte integral de los servicios de mantenimiento se cuenta con talleres deInstrumentos, Válvulas, Árboles, Herramientas Especiales, Inspección Tubular,

Mecánico, Eléctrico y Laboratorio de Electrónica para desarrollar y complementar las

actividades de mantenimiento a las unidades componentes de los equipos de

perforación y mantenimiento de pozos.

XI




Los Manuales de Mantenimiento elaborados en esta Edición, se encuentran

estructurados didácticamente de tal manera que se encuentran en ellos los

conocimientos básicos de mantenimiento: Estructural, Eléctrico y Mecánico, que

deben tener los ayudantes de Operario especialista: Soldador, Electricista,

Mecánico y Operario de Segunda de Mantenimiento Mecánico, Encargados

Soldador, Eléctrico y Mecánico, los Supervisores Eléctrico y Mecánico para

desempeñar con éxito la categoría que ostentan.

Se incluyen también los conocimientos básicos de Temas Conductuales, Control de

Brotes, Salud Ocupacional, Computación, Aritmética, Ortografía y Redacción que son

de interés general para todo el personal que labora en Mantenimiento, y que de

aprovecharlos, les ayudaran a tener los conocimientos necesarios para una mejor

nivel de vida, para ellos y sus familias que es una de las razones primordiales de las

Políticas de nuestras Autoridades de la Unidad de Perforación y Mantenimiento de

Pozos.

XII




OBJETIVO

Actualizar, nivelar y ampliar de manera teórica y práctica los conocimientos técnicos

y humanos del personal que labora en las categorías de ayudantes de Operario

especialista: Soldador, Electricista, Mecánico y Operario de Segunda de

Mantenimiento Mecánico, Encargados Soldador, Eléctrico y Mecánico, los

Supervisores Eléctrico y Mecánico.

Quienes podrán de inmediato, o a corto plazo aplicar los conocimientos adquiridoscon la finalidad de optimizar tiempos, minimizar los riesgos de trabajo en las

operaciones de perforación y mantenimiento a pozos terrestres, lacustres y marinos.

Enfrentando con éxito los retos que ofrece la perforación en el siglo XXI.

XIII




1.- DINÁMICA E HIDRÁULICA BÁSICA

1.1.- Dinámica: Torsión, Velocidad, Trabajo y Potencia

Dinámica.

La dinámica es la parte de la Física que estudia movimiento de los cuerpos por

efecto de las fuerzas ejercidas sobre ellos y las Leyes que rigen estos movimientos.

Algunos conceptos básicos de la Dinámica son los siguientes.

Torsión.

Definición de Torsión: La deformación de un cuerpo sometido a dos pares de fuerza

que actúan en direcciones opuestas, de modo que cada sección del mismo sufre una

rotación respecto a otra sección próxima.

Las unidades de torsión que se manejan son:

SISTEMA METRICO DECIMAL

Kilogramo-metro (kg-m).SISTEMA INGLES

Libras-pié (lb-pié).

Los factores de conversión que deben usar en este caso son los siguientes:

Para convertir de kg-m a Ib-pié:

Multiplique los kg-m por 7.22

Para convertir de Ib-pie a kg-m:

Multiplique las lb-pie por 0.1384

Velocidad.

Todos los cuerpos se mueven; aún los que parecen quietos tienen movimiento, para

conocer la rapidez con que se desplazan, es necesario utilizar el concepto de

velocidad.

1




Definición de Velocidad (V): La rapidez con que un cuerpo se mueve de un punto a

otro en determinado tiempo.

La fórmula para obtenerla es:

t

donde:

V = Velocidad del móvil.

d = Distancia recorrida.

t = Tiempo empleado .

Para calcular la distancia que el móvil recorrerá en determinado tiempo, se multiplicala velocidad por el tiempo.

donde:


V = Velocidad del móvil.

t = Tiempo empleado.

El tiempo se calcula conociendo la distancia que se ha de recorrer y la velocidad:

dt = ---------

donde:

t = Tiempo empleado.


v = Velocidad del móvil.

Las unidades en las que se expresa la velocidad son:


Kilómetro/hora (km/h) metro/segundo (m/seg)

SISTEMA INGLES

d

V = -------

d = Vt

V

2




pie/minuto (pie/min) pie/segundo (pie/seg)

Asimismo, los factores que se deben emplear para transformar de manera

homogénea las unidades de velocidad y poder resolver el calculo son:

Para convertir de km/h a m/seg : Multiplique los km/h por 0.28

Para convertir de m/seg a km/h : Multiplique los m/seg por 3.6

Trabajo

Definición de trabajo: Se realiza un trabajo cuando un cuerpo es desplazado una

cierta distancia por efecto de una fuerza.

La siguiente formula se utiliza para determinar el trabajo.

donde:

T = Trabajo en kg-m ó lbs-pie.

F = Fuerza en kg ó lb.

d = Distancia en m ó pie.

Normalmente el trabajo se expresa en las siguientes unidades:


Kilogramo -metro ( kg -m )

SISTEMA INGLES

Libras-pie ( lbs-pie )

Los factores de conversión que se usan para homogenizar las unidades de trabajo

son:

Para convertir kg-m a lbs-pie: Multiplique los kg-m por 7.233

Para convertir de lbs-pie a kg-m: Multiplique las lbs-pie por 0.1382

Potencia

Definición de la potencia: La potencia es el resultado de hacer un trabajo en

determinado tiempo, y su valor se obtiene con la siguiente fórmula:

T = F d

3




T

P= ---

t

donde:

P= Potencia en kg-m/seg ó lbs-pié/seg.

T= Trabajo en Kg-m ó lbs-pié.

t= Tiempo en seg.

Las unidades en las que se expresa la potencia son:


Kilogramos-metro/segundo (kg -m / seg).

SISTEMA INGLESLbs-pie/segundo (lbs-pie / seg).

Para potencias grandes se utiliza el caballo de potencia (HP).


HP= 76.04 kg-m/seg

SISTEMA INGLES

HP= 550 lbs-pié/seg

POTENCIA ELECTRICA

Hp = 746 Watts

1.2.- Definición y clasificación de Hidráulica

Hidráulica es la ciencia de transmitir fuerza o movimiento a través de un medio

liquido confinado. En un dispositivo hidráulico, la fuerza es transmitida empujando un

líquido confinado. La Figura 1.2.1., muestra un dispositivo hidráulico simple. Latransferencia de energía tiene lugar porque una cantidad de líquido es sujeto a

presión. Para operar los sistemas líquidos impulsados, el operador debe tener un

conocimiento de la naturaleza básica de los líquidos. Esté capítulo cubre las

propiedades de los líquidos y como deben actuar bajo diferentes condiciones.

4




La Presión es forzada contra un área especifica (fuerza por unidad de área),

expresada en libras por pulgadas cuadradas (PSI). La presión puede causar una

expansión o resistencia a compresión, de un fluido que este siendo forzado. Un fluido

es cualquier líquido o gas (vapor) Fuerza es cualquier cosa que tiende a producir o

modificar (empujar o jalar) un movimiento y es expresado en libras.

El rol de la presión atmosférica en la mayoría de los sistemas hidráulicos es

significativo. La figura siguiente muestra la interacción de presión hidráulica y

atmosférica bajo las tres condiciones establecidas.

5




Un sistema hidráulico contiene y confina un líquido en el cual usa las leyes que

escribe algunos problemas básicos y componentes de un sistema hidráulico y

como un almacén y un acondicionador del fluido. Filtros, coladores y tapones

magnéticos de condición de fluido para remover impurezas dañinas que podrían

los conductos y dañar las partes. A menudo se usan intercambiadores de

la temperatura dentro de los límites de seguridad y prevenir la

nicamente son fuentes de energía

almacenes de fluidos.

ormulario de Hidráulica

Fuerza: la relación de fuerza, presión y área se expresa en la siguiente formula:

F = P x A

Donde

F = fuerza, en libras

P = presión en psi (libras por pulgada cuadrada)A = área, en pulgadas cuadradas

Use la siguiente formula para determinar la distancia:

Donde:

F1= fuerza del pistón pequeño, en libras

D1= distancia de movimiento

lgadas

----------------

F2

gobiernan los líquidos para transmitir energía y producir trabajo. Este capítulo

d

condiciones del fluido. El depósito de aceite (bombas o tanque) usualmente sirve

obstruir

calor para conservar

degradación del aceite. Los acumuladores, téc

almacenada, es decir actúan como

1.3.- F

D2=F1 X D1

del pistón pequeño, en pulgadas

D2= distancia de movimientos del pistón grande, en pu

6




F2= fuerza del pistón grande, en libras

Ejemplo: Determine D2, cuando la fuerza del pistón grande es de 500 lbs., el

la fuerza del pistón pequeño es de 100

= f x d / t

movimiento del pistón es de 10 pulgadas,

libras.

Use la siguiente ecuación para encontrar la potencia:

P

Do

p = potencia, en caballos de fuerza (HP)

f = fuerza, en libras

d = distancia, en pulgadas

t = tiempo en segundos

Las ventajasDiseño Simple, en la mayoría de los caso

Suavidad: Los sistemas hidráulicos son suaves y silenciosos

• Control: Es relativamente fácil controlar un amplio rango de velocidad y fuerza.

• Costo: Alta eficiencia con mínima perdida por fricción a costo mínimo.

• protección Carga excesiva de: las válvulas automáticas protegen el sistema

contra una avería por presión excesiva

D2= ---------------- = 2”100 X 10

500

D2= ----------------

F2

F1 X D1

nde

del sistema hidráulico sobre otros métodos de transmisión fuerza son:s, pocos componentes de diseño pueden

remplazar mecanismos de conexión.

• Flexibilidad: Los componentes hidráulicos pueden ser localizados con

facilidad. Las tuberías y mangueras en lugar de elementos mecánicos

prácticamente eliminan los problemas.

•

7




La principal desventaja de un sistema hidráulico es mantener en condiciones las

partes de precisión cuando están expuestas a climas adversos y una atmósfera

sucia. Hay que protegerlas contra el oxido, corrosión, suciedad, deterioro y otras

inclemencias del medio ambiente.

Definiciones

Hidráulica. Desde el punto de vista de la perforación, se define como la adecuada

distribución de la energía producida por las bombas de lodos para satisfacer los

os de presión de bombeo y gasto de

esarios para la operación de las barrenas.

llaje hidráulico, máxima fuerza de impacto,

uma de las caídas de presión por fricción en el sistema de

ón en el sistema (ps). Perdida de presión por fricción en el sistema

de circulación excluyendo la barrena..

Máximo caballaje hidráulico. Se refiere a gastar en la barrena el 30 % de la

potencia de las bombas.

Máxima fuerza de impacto. Se refiere a gastar el 50 % de la energía de la bomba

en la barrena.

requerimientos de limpieza de fondo y transporte de recortes, y las bombas diversas

que manejan líquidos en el equipo.

Ventana operacional. Limites operativ

circulación dictados por las condiciones del equipo superficial y los requerimientos

mínimos nec

Criterio de optimación. Se refiere al modo de utilización de la energía producida por

la bomba. Puede ser máximo caba

velocidad en toberas o velocidad anular.

Presión de bombeo. La s

circulación.

Caída de presi

8




1.4.- Simbología Hidráulica

Descripción Símbolo Descripción SímboloLínea de trabajo Válvula relevo de

presión

Línea piloto Válvula reducción depresión

Línea de desagüeVálvula 5/3.

ConectorVálvula 5/2.

Línea flexibleVálvula 4/3.

Punto de conexiónVálvula 4/3.

Línea de cruceVálvula 4/2.

Línea de flujoVálvula 3/3.

Tanque arriba nivelfluido

bomba

Tanque abajo nivelfluido

Motor

Válvula check Motor dos sentidos degiro.

Bomba Doble posición cuatroconexiones

Bomba Tres posicionescuatro conexiones

Restricción de arreglo Acumulador deresorte

Restricción de arreglo Acumulador de cargade gas

Variable de restricción Bomba

Motor no reversible cilindro

Motor reversible Bomba

9




Descripción Símbolo Descripción Símbolo

Filtro Amplificador

bomba Válvula de relevo

Válvula trouugh Motor de cargaVálvula direccional bomba

Válvula direccional Válvula de controldireccional

Válvula de aguja Bomba carga pesada

Tapón de ventilación Bombadesplazamientovariable

Manómetro Manómetro

Válvula de control depresión

Válvula de controldireccional

Válvula de control devolumen

Pulsador deemergencia. Seta.

Válvula de controlPulsador en general.

Solenoide Accionamiento porleva.

Compresor Accionamiento porrodillo.

Termómetro Accionamiento porMotor eléctrico.

Manómetro De simple efecto.Retorno por muelle.

TanqueDe doble efecto.

Válvula selectora. De doble efecto conamortiguador.

Regulador de presión. De doble efecto condoble vástago.

Regulador de presióncon escape.

Motor un solo sentidode giro.

Tabla: 1.4.1 Simbología hidráulica

10




1.5.- Diagrama Hidráulico

Los diagramas de circuito hidráulico son figuras completas de un circuito hidráulico.Se incluye en el diagrama una descripción, secuencia de operaciones, notas y lista

de componentes. Los diagramas de circuitos hidráulicos pueden ser de cuatro tipos:

de bloque, trazados, pictóricos y gráficos.

1.6.- Bombas de desplazamiento positivo

En estas bombas, un volumen determinado de líquido es entregado en cada ciclo de

operación de las bombas, la diferencia de presión es tan grande como la capacidad

de la bomba sin ser excedida. Si una válvula en la salida es completamente cerrada

en la bomba se establecerá una represión que pede romper la bomba. Por

consiguiente una bomba de desplazamiento positivo requiere una válvula de relevo a

una presión calibrada un 5% arriba de la presión en el sistema. La Figura

1.7.1.muestra una bomba de tipo reciproco y desplazamiento positivo.

11




1.7.- Bombas de desplazamiento no-positivo

En estas bombas, el volumen de líquido entregado para cada ciclo depende en la

resistencia ofrecida al flujo. Una bomba produce una fuerza en el líquido que es

constante para cada velocidad particular de la bomba. Una resistencia en la línea de

descarga produce una fuerza en la dirección opuesta. Cuando estas fuerzas son

iguales, el líquido está en estado de equilibrio y no fluye.

Si la válvula de salida de una bomba de desplazamiento no-positivo es

completamente cerrada, la descarga de presión puede aumentar al máximo para

una bomba operando a la velocidad máxima y producir calor.

1.8.- Partes principales de un circuito Hidráulico

• Depósito de aceite• Tubos

• Mangueras

• Conectores: fijos y rápidos

• Actuadores

12




• Válvulas

• Válvulas reguladoras

• Válvulas de seguridad

• Válvulas check• Bombas

• Motores

1.9.- Sistema abierto y cerrado

Sistema de centro abierto: En este sistema, la válvula de control debe estar abierta

en el centro para permitir a la bomba que el flujo pase a través de ella y regrese al

depósito. La figura muestra este sistema en posición neutral. Opera varias funciones

simultáneamente, un sistema de centro abierto debe tener sus conexiones

adecuadas.

Figura.1.9.1.Sistema de centro abierto

Sistema de centro cerrado: En este sistema, la bomba puede descansar cuando el

aceite no se requiere en la operación. Esto significa que una válvula de control esta

cerrada en el centro, parando el flujo de aceite desde la bomba. La Figura 1.9.2,

muestra un sistema de centro cerrado. Puede operar varias funciones

simultáneamente.

13




Figura.1.9.2.Sistema de centro cerrado

1.10.- Tipos de bombas y su aplicación

Las bombas hidráulicas convierten la energía mecánica desde un motor (eléctrico

C.I.) en hidráulica (presión) energía. La presión es usada luego de operar un

actuador. Las bombas presionan en el fluido hidráulico creando el flujo.Las bombas pueden ser clasificadas de acuerdo al diseño específico usado para

crear el flujo de líquido. La mayoría de las bombas hidráulicas son centrifugas,

rotatorias o reciprocantes.

a) Bomba centrifuga: Esta bomba generalmente es usada donde un gran volumen

de flujo es requerido a baja presión relativamente. Estas pueden ser puestas en serie

conectando la alimentación de la descarga de una bomba en la succión de otra. Coneste arreglo, las bombas pueden aumentar la presión de bombeo. Una bomba

centrifuga es una bomba de desplazamiento no-positiva, y los dos tipos más

comunes son la de voluta y la de difusor.

(1)Bomba de voluta: Fig.9-1. Esta bomba tiene un bombeo circular en la

cámara con un puerto de entrada central (tubería de succión) y un puerto de salida.

14




El impulsor rotatorio está localizado en la cámara de bombeo. Una cámara entre el

revestimiento y el centro del cubo es llamada voluta (caracol). El líquido entra a la

cámara bombeando a través de una entrada central y es atrapado entre las aspas

giratorias. La fuerza centrifuga lanza el líquido hacia afuera a alta velocidad y el

caracol dirige el líquido a través de un puerto de salida.

Figura.1.10.1.Bomba de voluta

Figura.1.10.2. Bomba de difusor

(2) Bomba de difusor: Fig.9-2. Similar al tipo de voluta, una bomba difusora tiene

una serie de aspas estacionarias (la difusora) que curva en la posición opuesta a las

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aspas giratorias. La parte difusora aumenta la velocidad del líquido, forzando el flujo

en la descarga.

(b) Bomba rotatoria: Esta bomba de tipo de desplazamiento positivo, un movimiento

rotatorio lleva el líquido desde la entrada de la bomba hasta su salida. Una bomba

rotatoria es usualmente clasificada de acuerdo al tipo de elemento que transmite el

líquido.

(c) Bomba reciprocante: Una bomba reciprocante, depende de un movimiento

reciproco para transmitir el líquido desde la entrada o salida de la bomba. (d)

Bombas de engranes: Las bombas de engranes se dividen en externas, internas o

de lóbulos.

- Externas: La Figura 1.10.3, muestra la operación principal de una bomba de

engrane externo. Los engranes giran en direcciones opuestas y se juntan en un

punto entre los puertos de entrada y salida succionando por medio de vacío y

descargando a presión del otro lado.

Figura.1.10.3. Bomba de engrane

Internos: En estas bombas un engrane gira dentro de otro en la bomba. Este tipo de

engrane puede rotar o ser rotado por un engrane compañero. La rotación del

engrane interno ocasiona la rotación del engrane externo, ya que los dos están

acoplados. Todo gira dentro de la cámara excepto la media luna, ocasionando que el

líquido sea atrapado en los espacios de los engranes y sea forzado fuera de la

bomba por los engranes acoplados.

16




Figura.1.10.4. Bomba de engrane externo.

De lóbulos: La Figura.1.10.5, muestra una bomba de lóbulos. Esta difiere de otras

bombas de engranes, en que usa lóbulos en vez de engranes. El elemento impulsor

también difiere en una bomba de lóbulos. En una bomba de engranes uno mueve al

otro, en la de lóbulos ambos elementos son impulsados a por un engranaje externo.

Figura.1.10.5. Bomba de lóbulo

Bombas de alabes: En este tipo de bombas un rotor ranurado acoplado a una flecha

impulsora aloja un conjunto de alabes deslizables que giran dentro de una cámara

elíptica o circular, bombeando el fluido entre los espacios que hay entre alabe y

alabe

17




Figura1.10.6. Bomba de alabes.

(e) Bomba de pistón: Las bombas de pistones son radiales o axiales.

Radial: En una bomba de pistón radial, los pistones son colocados radialmente unbloque de cilindros. Un eje impulsor que está dentro del alojamiento circular, impulsa

el bloque de cilindros. El bloque gira en una flecha estacionaria que contiene los

puertos de entrada y salida. Cuando el bloque del cilindro gira, la fuerza centrifuga

lanza los pistones que el cual siguen el contorno del alojamiento circular.

Axial. En una bomba de pistones axiales, estos se mueven a lo largo del bloque

rotatorio que los contiene, es decir axialmente. Las hay en línea (rectas) y en ángulo,

pueden manejar presiones de hasta 5000 psi y velocidades de media a alta y gastosde hasta 40 galones por minuto.

Operación de bombas: A continuación se mencionan algunos de los problemas que

pueden ocurrir cuando una bomba esta operando:

Sobrecarga: Un riesgo de sobrecarga por exceso en el impulso de rotación en el eje

impulsado. Puede aumentar la presión en forma excesiva sobrecargando la bomba.

También puede ser ocasionada por restricciones en las líneas. Exceso de

velocidad: Correr una bomba a alta velocidad puede causar perdida de lubricación y

ocasionar fallas prematuras. El exceso de velocidad también puede provocar

cavitación.

Cavitación: La cavitación ocurre cuando el fluido disponible no llena los espacios

existentes. Esto usualmente ocurre en la succión de una bomba cuando las

condiciones no son capaces de soportar suficiente fluido manteniendo llena la

18




entrada. La cavitación causa erosión en el metal en y la deteriora rápidamente. La

cavitación puede ocurrir si hay demasiada resistencia en una línea de succión o si el

depósito de aceite esta demasiado lejos de la entrada o si la viscosidad del aceite es

muy alta.

Problemas de operación: baja presión, baja velocidad, no entrega y ruido son

problemas comunes de operación en una bomba.

• Baja Presión: La baja presión significa que hay una fuga en la trayectoria del

sistema. Una bomba operada de forma incorrecta puede causar bajas presiones.

Una bomba puede perder su eficiencia gradualmente. Si embargo, la baja presión es

más usualmente causada por fugas de cualquier parte del sistema (válvula de relevo,

cilindros y motores).

• Operación Lenta: Esta puede ser causada por una bomba gastada o por una

fuga parcial de aceite en el sistema.

• No entrega; si el aceite no ha sido bombeado, la bomba:

- Puede estar ensamblada incorrectamente

- Puede estar en dirección incorrecta

- No ha sido purgada

- Tener un eje roto• Ruido: Si escuchas algún ruido inusual, apaga la bomba inmediatamente. El

ruido de cavitación es causado por una restricción en una línea de succión, un filtro

sucio de succión o demasiada velocidad. El aire en el sistema también puede causar

ruido. El aire puede dañar severamente una bomba por que esta puede no tener

suficiente lubricación. Esto puede ocurrir si el depósito tiene poco aceite.

1.11.- Tipos de válvulas y su aplicación

Las válvulas son usadas en los sistemas hidráulicos para controlar el flujo o la

operación de los actuadores. Las válvulas regulan la presión creando condiciones

especiales de de presión, y mediante el control de cuanto aceite puede fluir en

19




secciones de un circuito y a donde puede ir. Las tres categorías de las válvulas son:

de presión, de control y de flujo-(volumen) control direccional algunas válvulas tienen

múltiples funciones, posicionándolas en más de una categoría. Las válvulas son

catalogadas por sus medidas, presión, capacidades y flujo de presión.

Figura.1.11.1. Válvulas

1) Válvulas controladoras de presión:

a. válvulas de relevo

b. válvulas de reducción de presión

c. válvulas de secuencia

d. válvulas de contrabalance

2) Válvulas de control direccional:

e. válvulas “poppet”

f. válvulas de carrete giratorio o corredizo

g. válvulas check

h. válvulas de dos vías

20




i. válvulas de cuatro vías

3) Válvulas de control de flujo:

j. válvulas de compuerta

k. válvulas de globol. válvulas de aguja

m. válvulas check de orificio

n. válvulas Igualadoras de flujo

1.12.- Tipos de actuadores

Un actuador hidráulico recibe energía de

presión y la convierte a fuerza mecánica y

movimiento, un actuador puede ser lineal o

rotatorio. Un actuador lineal da fuerza y

movimiento en línea recta. Este es más

comúnmente llamado cilindro. Un actuador

rotatorio produce torsión y movimiento de

rotación. Esto es más comúnmente llamadomotor hidráulico o motor.

Cilindro: Un cilindro es un actuador

hidráulico que es construido de un pistón

que opera en un alojamiento cilíndrico por la a

1.12.1, muestra las partes básicas de un cilindro. Un cilindro consta de un tubo

(alojamiento) en el cual opera un pistón. En un cilindro una barra es conectado a un

pistón que va a actuar sobre una carga. Las conexiones hidráulicas están al extremode la cabeza del puerto y al extremo de la barra del puerto.

cción de líquido bajo presión. La Figura

21




Tipos de cilindros:

cción sencilla:

l:

.13.- Accesorios Hidráulicos

Figura.1.13.1. Probador de circuito hidráulico

a) Cilindro de a

b) Cilindro de doble acción:

c) Cilindro diferencial:d) Cilindro no diferencia

e) Cilindro tipo ariete:

f) Cilindro tipo pistón:

g) Cilindro amortiguador:

h) Cilindro de bloqueo:

1

.

Figura.1.13.2.Manómetro

22




Figura.1.13.3. Conectores para tubería .

1.14.- Elaboración de diagramas hidráulicos

Para elaborar un diagrama hidráulico se debe de hacer un esquema de la ubicación

de componentes y maquinaria que intervenga en el o los circuitos hidráulicos de losque se pretenda elaborar el diagrama, especificando dimensiones, capacidades,

cedulas de tuberías, tipos de conexiones, fijas o desmontables, mangueras. Una vez

que se tienen estos datos se procede a elaborar el diagrama, sustituyendo los

componentes con los símbolos hidráulicos correspondientes que se mencionaron

anteriormente.

1.15.- Interpretación de diagramas hidráulicos

Para interpretar un diagrama hidráulico se necesita estar familiarizado con la

simbología correspondiente o auxiliarse con tablas de símbolos hidráulicos mas

comunes para la debida interpretación.

23




Es conveniente identificar el origen o punto de inicio del sistema a partir del cual

funciona la unidad. Normalmente puede ser un tanque de almacenamiento de fluido

o una bomba impulsora.

1.16.- Tablas de fallas más comunes y su corrección

REPARTO DE PRESIÓN INADECUADO

PROBLEMAS SOLUCIONESEl nivel de fluido en el aceite es

demasiado bajo.

Checar el nivel en ambos lados del

tanque, para asegurar que la succión dela bomba sea sumergida.Succión del aceite en la tubería o el filtroesta tapado en la succión.

Limpiar el filtro; remover la obstrucción.

La filtración de aire en la línea desucción, causa ruido y accionesirregulares en el circuito de control.

Reparar fugas.

La viscosidad de aceite es demasiadapara el suministro principal.

seguir recomendaciones del manual deservicio.

Giro del eje en dirección incorrecta. Hacer cambio inmediatamente paraprevenir

Suciedad en la bomba. Desmantelar y limpiar la bomba.El suministro de la bomba es incorrecto. Verificar presiones del el manual de

instrucciones, hacer ajustes.

FALTA PRESIÓN EN EL SISTEMALa bomba no reparte aceite en lasección de arriba.

Seguir por secciones la verificación depresiones y reparar falla.

* La válvula de relevo le falta capacidad.* La válvula de relevo tiene fugas.* El resorte de la válvula de relevo estaroto.

* checar en manual la presión. correcta* Verificar y reparar fugas.* Remplazar el resorte

La cabeza esta suelta Apretar la cabeza, checar el manualaprietes.

Las válvulas de control tienen filtracióninterna.

Bloquear partes del circuito paraencontrar donde esta la filtración, yrepararla falla.

El aceite en el tanque, recirculalibremente a través del sistema.

Verificar si el retorno de la línea estalibre.

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BOMBAS CON RUIDO ANORMAL

PROBLEMAS SOLUCIONESLa línea de succión, filtro, o succión de

tuberías restringidas parcialmente.

Limpiar la succión o eliminar las

restricciones, asegurese que la línea de

entrada este abierta.

Succión de aceite con burbujas de aire Use aceite hidráulico que tenga espuma.

El depósito de aire esta tapado. Limpiar o reemplazar el respirador.

La bomba opera demasiado rápido. Ver manual en velocidades máximas.

Viscosidad del aceite es demasiado alta. Use aceite viscosidad apropiada, checar

manual para recomendación de servicio

Partes son rotas. Remplazar partes rotas.PARTES ROTAS DENTRO DEL ALOJAMIENTO DE LA BOMBA

Presión de la bomba excesiva, arriba dellímite

Checar el regulador, ajustar el máximoestablecido en la bomba.

La succión falla, debido a la falta deaceite.

Checar el nivel del depósito, el filtro deaceite y restricción en línea de entrada.

El material sólido esta siendo depositadoen la bomba.

Instalar un filtro en la línea de succión.

OPERACIONES LENTASEntra aire al sistema. Verificar el sistema, reparar y purgarLos actuadores del cilindro o válvulas decontrol direccional tienen filtracióninterna.

Reemplazar el pistón o remplazar elcilindro, reparar la válvula, limpiar launidad y limpiar de materias extrañas.

CALOR CAUSADO POR LA UNIDAD DE PODER (DEPOSITO, BOMBA,VÁLVULAS DE ALIVIO, ENFRIADORES)

La válvula de alivio con más presión,exceso del aceite a través deldesprendimiento en varias partes de laválvula de alivio o válvula direccional.

Checar el manual de presión correcta:restablecer y ajustar válvula de relevo.

Filtraciones internas de aceite, debido aluso en la bomba.

Reparar o reemplazar la bomba.

La viscosidad de aceite es muy alta. Corregir viscosidad del aceite.Las bombas o válvulas de alivio tienenfiltración

Reparar o reemplazar la válvula.

El enfriador de aceite funcionainadecuadamente en el corte.

Inspeccionar el enfriador, limpiar dentro yfuera.

25




EXCESIVA TEMPERATURA EN EL SISTEMA

PROBLEMAS SOLUCIONES

Las líneas están restringidas Remplazar líneas si estas estáncolapsadas, remover obstrucción.Las bombas no reparten la cargapropiamente.

Asegurese que están abiertas lasválvulas, y las válvulas de alivio esten enla posición correcta.

La radiación es insuficiente. Use enfriador artificial.La bomba tiene filtración interna. Localizar la filtración, y remplazar el

condensador.El depósito es demasiado pequeño parasuministrar adecuado enfriamiento.

Remplazar la unidad con un depósitomás grande.

Las válvulas o tuberías estánsobrecargadas.

Checar flujo de velocidad a través de laslíneas y válvulas, comparar en manualde recomendaciones. Si la velocidad esexcesiva, instalar equipo más grande.

GIRO DEL MOTOR EN DIRECCIÓN INCORRECTA

Conductores se cruzan en el control deválvula y el motor.

Checar el circuito para determinar laconexión correcta del conductor entre laválvula de control y el motor.

EL MOTOR NO DESARROLLACarga excesiva de la válvula de alivio, elajuste establecido no es correcto.

Checar la presión del sistema,restablecer la válvula de alivio.

Válvulas de alivio abiertas Limpiar o remplazar la válvula de alivio,ajustarla.

El aceite circula libremente a través deldepósito en el sistema.

Checar el control de la válvula,probablemente este en el centro abiertoneutral.

La bomba no entrega suficiente gasto opresión.

Checar gasto y la presión, reparar oremplazar.

FILTRACIÓN DE ACEITE EXTERNO DESDE EL MOTORSelle la filtración. Checar el motor por tres líneas.

CAÍDA REPENTINA DE PRESIÓN EN EL ACUMULADORAcumuladores con externas e internasfiltraciones.

Reparar la filtración o remplazar elacumulador.

PRESIÓN ANORMAL CUANDO LA BOMBA NO OPERALínea hidráulica tiene una filtración degas o válvula check.

Remplazar el check o la válvula de gas.

26




RESPUESTA LENTA DEL ACUMULADOR

PROBLEMAS SOLUCIONESEl colador de aceite en el acumulador se

detiene.

Desmantelar el acumulador, limpiar el

colador.El gas pre-cargado no es suficiente. Pre-cargar de acuerdo a las

recomendaciones en el manual; checarla filtración de gas.

NOTA: Relevar las presiones internas antes de hacer reparaciones en losacumuladores o en el sistema.

Tablas.1.16.1. Fallas más comunes y su corrección

1.17.- Bitácora de mantenimiento

En esta bitácora de mantenimiento se lleva un control o reporte a cerca de los

avances del trabajo el cual se esta realizando, este reporte puede ser diario o

semanal, según el método más conveniente.

27




2.- NEUMÁTICA BÁSICA

2.1.- Definiciones y características

Definición.

La neumática es una fuente de energía de fácil obtención y tratamiento para el

control de máquinas y otros elementos sometidos a movimiento. La generación,

almacenaje y utilización del aire comprimido resultan relativamente baratos y además

ofrece un índice de peligrosidad bajo en relación a otras energías como la

electricidad y los combustibles gaseosos o líquidos.

Características

El aire comprimido se utiliza para la operación de maquinas y herramientas, taladrar,

pintar, en transportadores neumáticos, en la preparación de alimentos, en la

operación de instrumentos y para operaciones en el sitio de uso (por ejemplo,

combustión subterránea). Las presiones van desde 25 psig (172 kpa) hasta 60 000

psig (413.8 Mpa). El empleo más frecuente es a presiones de 90 a 110 psig, que sonlos límites de la presión normal en casi todas las fábricas.

Los circuitos en donde es empleado el aire comprimido se llaman circuitos

neumáticos y se componen de los siguientes elementos:

Elementos que producen aire comprimido: Los compresores

Elementos de control: Las válvulas

Elementos de transmisión de fuerza: Los cilindros

El comportamiento de los gases

El aire que respiramos de nuestra atmósfera terrestre es una mezcla de gases y

todos los gases están formados por pequeñas partículas llamadas moléculas, las

cuales se mueven rápidamente en todas direcciones ejerciendo una fuerza llamada

28




presión . La presión entonces se puede definir como la cantidad de fuerza ejercida en

la unidad de área o superficie. Por ejemplo si un peso de un kilogramo está sentado

en un área de un centímetro cuadrado, empuja en esa área con una fuerza de un

kilogramo. La presión es también medida en libras por pulgada cuadrada (psi).

Si un aire a una presión de 1 kg/cm2 actúa sobre un área de 3 cm2, la fuerza ejercida

será de 3 kilogramos. Esto quiere decir que la presión de un aire no es la fuerza

total que recibe un recipiente , sino la presión del aire multiplicada por el número de

centímetros cuadrados de superficie que este tiene .

El peso de una columna de aire que se extienda desde la parte superior de la

atmósfera y que descanse en un centímetro cuadrado pesa 1.033 kilogramos al nivel

del mar; a mayores altitudes habrá menos aire arriba de nosotros, por lo tanto la

atmósfera ejercerá menor presión.

La presión atmosférica disminuye conforme estemos más arriba del nivel del mar.

Normalmente la presión atmosférica se mide con un barómetro, el cual mide la

presión indicando la altura de una columna de mercurio que balancea dicha presión.

Dicha columna a nivel del mar será de 760 mm de mercurio, que equivalen a una

presión de 1.033 kg/cm2.

La mayoría de los instrumentos medidores de presión la miden por arriba o por abajo

de la presión atmosférica, llamando a la presión indicada en estos instrumentos

presión manométrica .

Los instrumentos que miden la presión por debajo de la atmosférica se llaman

generalmente vacuómetros y están calibrados de 0 a 760 mm de Hg (mercurio),

cuando un instrumento de estos marca cero quiere decir que es la presión

atmosférica normal, en cambio si se lee 760 indicaría que es un vacío perfecto. El

vacío perfecto es prácticamente imposible obtenerlo, por lo tanto los equipos que

trabajen al vacío, solo lo harán a vacío parcial.

Supongamos que el manómetro de un cilindro de aire comprimido muestra una

presión manométrica de 10 kg/cm2, esto quiere decir que la presión del cilindro es 10

kg/cm2 arriba de la presión atmosférica.

29




La “presión absoluta ” es la presión manométrica más la presión atmosférica; así el

cilindro en cuestión, si esta a nivel del mar tendrá una presión absoluta de 10 +

1.033, o sea 11.033 kg/cm2.

2.2.- Simbología Neumática

CilindrosSímbolo: Descripción:

De simple efecto. Retorno por muelle.

De doble efecto.

De doble efecto con amortiguador.

De doble efecto con doble vástago.

Motor neumático de un solo sentido degiro.

Motor neumático de dos sentidos degiro.

Unidades de Tratamiento del AireSímbolo: Descripción:

Filtro con purga de agua manual.

Filtro con purga de agua automática.

Filtro en general.

Refrigerador.

Secador.

Lubricador.

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Símbolo: Descripción:

Compresor.

Termómetro.

Manómetro.

Tanque.

VálvulasSímbolo: Descripción:

Válvula selectora.

Regulador de presión.

Regulador de presión con escape.

Válvula 5/3.

Válvula 5/2.

Válvula 4/3.

Válvula 4/3.

Válvula 4/2.

Válvula 3/3.

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Válvula 3/2.

Válvula 3/2.

Válvula 2/2.

Válvula 2/2.

Accionamientos


Pulsador de emergencia. Seta.

Pulsador en general.

Accionamiento por leva.

Accionamiento por rodillo.

Accionamiento por Motor eléctrico.

Accionamiento por Palanca.

Accionamiento por Pedal

Retorno por muelle.

Electro válvula servo pilotada.

Electro válvula servo pilotadagobernable manualmente.

Lógica

32





Función igualdad.

Función negación.

Función AND.

Tabla.2.2.1. Simbología Neumática

2.3.- Circuitos neumáticos básicos

En algunas ocasiones es necesario accionar una máquina desde una posición o másposiciones, esto puede explicarse mediante el siguiente diagrama.

Figura.2.3.1.Circuito neumático básico.

En el circuito mostrado, el cilindro de accionamiento único puede activarse ya sea

pulsando el botón A o el B, pero es necesario que el circuito contenga una válvula dedoble efecto.

33




CIRCUITO DE CONTROL AUTOMÁTICO

Este circuito funciona automáticamente porque el pistón acciona su propia válvula decontrol (C) al activar las válvulas de mando A y B en cada extremo de su movimiento.

Mira el circuito e imagina que en ese momento el pistón se está volviendo positivo.

Cuando sea completamente positivo, el pistón activa la válvula A, que envía una

señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el orificio 2). Por

tanto, el pistón enseguida empieza a volverse negativo hasta que se activa la válvula

B. Entonces, la válvula B envía una señal de aire para activar la válvula C (que

conecta el orificio 1 con el 4) y el pistón empieza a volverse positivo de nuevo, y de

esta forma el ciclo se repite mientras se mantenga el suministro de aire.

Figura.2.3.2.Circuito neumático.

2.4.- Elaboración de circuitos neumáticos

Esquemas básicos.

Mando de un cilindro de simple efecto: El vástago de un cilindro de simple efecto

debe salir al accionar un pulsador y regresar inmediatamente al soltarlo.

34




Figura.2.4.1. Cilindro de simple efecto

Para realizar este mando se precisa una válvula distribuidora 3/2 cerrada en posición

de reposo. Al accionar dicha válvula, el aire comprimido pasa de P hacia A; el

conducto R está cerrado. Por el efecto del muelle de reposición de la válvula, el

cilindro se pone en escape de A hacia R; el empalme de alimentación P se cierra.

Mando de un cilindro de doble efecto: El vástago de un cilindro de doble efecto

debe salir o entrar según se accione una válvula.

Figura.2.4.2. Cilindros de doble efecto

Este mando de cilindro puede realizarse tanto con una válvula distribuidora 4/2 como

con una 5/2. La unión de los conductos de P hacia B y de A hacia R en la 4/2

mantiene el vástago entrado en la posición final de carrera. Al accionar el botón de la

válvula se establece la unión de P hacia A y de B hacia R. El vástago del cilindro seis

hasta la posición final de carrera. Al soltar el botón, el muelle recuperador de la

válvula hace regresar ésta a la posición Inicial. El vástago del cilindro vuelve a entrar

hasta la posición final de carrera.

35




Si se emplea una válvula distribuidora 5/2, el escape se realiza por R ó S. Para

regular la velocidad, basta incorporar válvulas de estrangulación.

2.5.- Interpretación de circuitos neumáticos

Los Circuitos Neumáticos, son la base complementaria de la neumática, se puede

decir que hay de mando directo de un cilindro de simple efecto, al realizar nuestro

circuito siempre debemos realizar nuestro plano de situación, para después dar una

solución a nuestro caso, en el plano de situación, debemos identificar las variables

del proceso. Lo anterior es con el fin de aplicarlo en la industria al armar nuestros

circuitos básicos, debemos tener nuestros elementos bien definidos, ahora bien es

importante también resaltar los niveles, ya sea descendente o ascendente, desde el

nivel 1 al 5 ya que con esta identificación podemos armar nuestro circuito en la

práctica.

En la industria de la perforación petrolera, uno de los sistemas neumáticos mas

importantes es el del malacate, del cual a continuación se describe su diagrama

neumático.

DIAGRAMA NEUMATICO DEL MALACATE

36




Figura.2.5.1. Diagrama neumático de un Malacate Principal

Donde:

1. Válvulas para operar embragues

2. Consola de control

4. Manómetro5. Grifo para purga del aire

6. Soporte de la válvula de relevo

7. Rotosellos

8. Válvulas de relevo

9. Filtro de aire

10. Grifo para purga del aire

11 Cilindro para cambio de transmisión de alta a baja

13, 14, 15,16. conexiones de placa a manguera

19. cilindro para operar freno de corona

20. valvula toggle para operar freno de corona

37




2.6..- Tipos de compresores de aire

Compresores. Los circuitos neumáticos se alimentan de aire comprimido, así que espreciso disponer de un sistema que lo genere. Un compresor es el sistema más

usual para generar aire comprimido, es una maquina que desarrolla un trabajo al

incrementar la presión de un gas, estas maquinas toman el aire a cierta presión y lo

descargan a una presión superior. La diferencia entre la presión de succión y la

presión de descarga representa el trabajo hecho por el compresor.

La relación de compresión abreviada “R”, es la relación de la presión absoluta de

descarga entre la presión absoluta de succión, su relación de compresión “R” será de

2.

succióndeabsolutaesión

adescdeabsolutaesión R

Pr

argPr=

Conforme un compresor obliga a las moléculas de aire a estar mas cerca, su

velocidad también se incrementa.

Este aumento en la velocidad molecular causa un aumento en la temperatura, este

aumento depende de la naturaleza del gas, de la temperatura de succión y de la

relación de compresión “R”, entre mayor sea “R” mayor será el aumento de

temperatura.

Si la temperatura de succión aumenta, también aumentará la temperatura de

descarga. Si comparamos los gases ligeros con los gases pesados encontramos

que los primeros se calientan más para una misma “R” que los segundos. Para una

buena operación la temperatura final de un aire comprimido no debe ser superior a

ciertos límites especificados. La temperatura de descarga puede ser bajada, bajando

el valor de “R”, enfriando el aire antes de comprimirlo, o enfriando el compresor. El

valor de “R” puede ser bajado reduciendo la presión de descarga, aumentando la

presión de succión, o ambas cosas.

Unidades y condiciones estándares.

38




En el sistema internacional (SI), la unidad estándar de presión para los compresores

es el kilopascal (kpa). En algunos países es la única unidad que se puede emplear

por ley en los manómetros de los compresores. En Europa el comité de fabricantes

de compresores, bombas de vació y herramientas neumáticas (PNEUROP) y en

Estados Unidos, el Compressed Air and Aire Institute (CAGI), prefieren utilizar el bar

como unidad estándar para unidades: PNEUROP y CAGI han seleccionado como

condiciones estándar 1bar (14.5 lb/pulg2) (100 kpa). 20°C (68°F) y 0% de humedad

relativa. La unidad de flujo en ISO es m3 /s, aunque todavía se emplean m3 /h, m3 /min,

y L/s. En EUA se emplean pie3 /min (cfm) y pie3 /h (cfh). La potencia se expresa en

kilowatts (PNEUROP) y en caballos de potencia (CAGI)

Tipos de compresores

Los compresores son aparatos o maquinas que sirven para comprimir un fluido, el

cual generalmente es aire a una presión dada. Existen dos categorías de

compresores, los que operan por desplazamiento volumétrico son llamados

compresores de desplazamiento positivo, y los turbo compresores, en donde el aire

es arrastrado por una rueda móvil, a tal velocidad que se traduce en un aumento de

presión en la rueda y en el difusor de salida. La mayoría de estos compresores son

de movimiento reciprocante, pero hay algunos que son de movimiento rotatorio.

Compresor de desplazamiento positivoFigura.2.6.1. Desplazamiento del pistón Figura.2.6.2.Compresor movimiento rotatorio

39




En un compresor rotatorio o soplador, la parte que desplaza el aire gira, mientras que

en uno reciprocante se desplaza hacia delante y hacia atrás.

En un compresor reciprocante, una carrera hacia delante y una hacia atrás es una

revolución, si el aire es descargado solamente en la carrera hacia adelante o en la

carrera hacia atrás el compresor se denomina de simple acción o simple efecto o sea

que descarga una vez por revolución.

Compresor reciprocante o de desplazamiento positivo

Figura.2.6.3.Carrera de compresión Figura.2.6.4.Carrera de succión o admisión

En un compresor de simple efecto la carrera hacia adelante es la carrera decompresión, y la carrera hacia atrás es la carrera de succión o de admisión,

La mayoría de los compresores de servicio pesado son de doble acción o doble

efecto, donde el aire es comprimido en ambos lados del pistón o sea, tiene dos

carreras de descarga por revolución.

40




Figura.2.6.5.Compresor de doble acción Figura.2.6.6.Compresor de pistón o embolo

El compresor de pistón o de émbolo es el más antiguo y extendido, se emplea

exclusivamente para presiones elevadas. A la cantidad de aire que un compresor

descarga se le llama capacidad del compresor .

Los HP (caballos de fuerza) requeridos por un compresor dependerán del trabajo

hecho en un tiempo dado y de la eficiencia mecánica del compresor, o sea la relación

entre los HP suministrados por el elemento motriz y los HP entregados al gas.

Sin embargo, la llamada eficiencia volumétrica de un compresor es la relación entreel aire realmente descargado y el teóricamente factible de ser descargado, o sea si

disminuye la cantidad de aire descargado por un compresor disminuye su eficiencia

volumétrica.

Puesto que cuando un compresor trabaja a relaciones de compresión elevadas, la

cantidad de aire que permanece en el espacio libre es mayor, su eficiencia

volumétrica tiende a bajar. Cuando baja la eficiencia volumétrica de un compresor el

trabajo realizado baja, y cuando el trabajo baja se requieren menos HP.

Sin embargo la eficiencia volumétrica no afecta significativamente a la eficiencia

mecánica del compresor, resumiendo:

Si la eficiencia volumétrica baja:

• La capacidad de la compresora, baja

41




• Los HP requeridos, bajan

• La eficiencia mecánica, sigue prácticamente igual

Control de la capacidad de descarga de los compresoresControl De Capacidad Del compresor por Estrangulamiento con Válvula. .Algunas

veces es necesario cambiar la capacidad o cantidad de aire descargado de una

compresora, esto puede hacerse por estrangulamiento de la línea de succión , por

medio de una válvula, figura siguiente.

Figura.2.6.7.Control de la capacidad de estrangulamiento por válvula

Control de capacidad por espacios libres.- Al final de cada carrera de compresión,

algo de aire queda atrapado en el espacio libre entre el pistón y las paredes del

cilindro. El volumen de aire que permanezca dentro del espacio libre afectará la

eficiencia volumétrica del compresor, entre mayor sea este volumen menor será la

eficiencia volumétrica y menor será la cantidad de aire descargado, por lo que es

posible controlar la capacidad por medio de espacios libres.

42




Figura.2.6.8.Control de capacidad por espacios libres

Control de La Capacidad por válvulas descargadoras.- Cuando es posible abrir

manualmente una de las válvulas de succión de un compresor decimos que es unaválvula “descargadora”, en la Figura 2.6.9, se muestra una válvula de este tipo la cual

puede ser abierta por medio de un volante de mano

.

Figura.2.6.9.Control de capacidad por válvula descargadora con volante

En ocasiones el volante de mano es sustituido por un “descargador” automático

usando un pistón y resortes, donde al presionar la parte superior del pistón se abre la

válvula descargadora. Los descargadores automáticos pueden ser controlados por

la presión de succión o de descarga del propio compresor.

43




Figura.2.6.10.Control de capacidad por válvula automática

Control de Capacidad por Variación de Velocidad.- Otra forma de controlar la

capacidad de un compresor es variando la velocidad del compresor. En los motores

de combustión interna bajo carga, es posible variar la capacidad del compresor entre

el 75 y 100%, al disminuir su velocidad disminuye su consumo de combustible y por

lo tanto los costos de operación, es por lo tanto un método muy eficiente de controlar

capacidad de compresores, movidos por motores de combustión interna.

En la mayoría de este tipo de máquinas la velocidad del motor es ajustadaautomáticamente, ver figura siguiente.

Figura.2.6.11.Control de capacidad por variación de velocidad

44




Aquí el controlador regula la velocidad estrangulando la entrada de combustible al

motor, y puede estar conectado para que responda a cambios de presión o cambios

de flujo en la descarga del compresor.

En el caso de compresores movidos por motores eléctricos, estos últimos tienen

velocidad constante y es antieconómico usar motores eléctricos de velocidad

variable, por lo que el control de capacidad por variación de velocidad está limitado a

compresores movidos por maquinas de combustión interna.

La mayoría de los compresores de desplazamiento positivo trabajan a bajas

velocidades, las turbinas son elementos motrices de alta velocidad, por lo que,

cuando se usan para mover este tipo de compresores debe usarse un reductor de

velocidad, que en algunas ocasiones es de velocidad variable.

En los arreglos mas usados en reductores de velocidad, trenes de engranes o

bandas en “V”, en los cuales según sean las dimensiones de los engranes o de las

poleas, será la relación de velocidad entre el elemento motriz y el elemento

impulsado

2.7.- Tipos de válvulas

Figura.2.7.1.Circuito de válvula y cilindro

Una válvula de tres orificios es un interruptor empleado para controlar el flujo de aire.

El tipo que se ve en la Figura 2.7.1, tiene el componente denominado conjunto

45




rotor, que se mueve dentro de la válvula cuando se pulsa o se suelta el botón. Su

función es dirigir el flujo de aire por la válvula. Cuando se pulsa el botón, se deja

pasar el aire comprimido del suministro de la tubería 1 a la tubería 2 (que está

conectada al cilindro).

Un cilindro de accionamiento único usa aire comprimido para producir movimiento

y fuerza. Tiene un pistón que puede deslizarse "hacia arriba" y "hacia abajo". Un

muelle hace subir al pistón dentro del cilindro. Sin embargo, cuando la válvula se

acciona, como se muestra en el dibujo, el aire comprimido entra en el cilindro y le

obliga a bajar su émbolo. El aire del otro lado sale por el orificio de escape.

Válvula de tres vías y dos posiciones (3/2) Figura.2.7.2.Válvulas tres vías

Observa que el símbolo muestra la vía 1 bloqueada,pero las vías 2 y 3 están conectadas, como en laválvula real.Ahora noten aire en cuenta la mitad inferior delsímbolo e imagina que cuando se pulsa el botón, laparte superior del símbolo se desliza por la mitadinferior, como se ve en el dibujo.

Esto indica que los orificios de la válvula real estánconectados cuando se pulsa el botón.La mitad inferior del símbolo indica las conexionesdentro de la válvula cuando no se pulsa el botón, y lasuperior cuando se pulsa

Figura.2.7.3. Control Dual Control Dual

A veces es necesario ser capaz de accionar unamáquina desde más de una posición. El circuito

de este dibujo funciona de esta forma. El cilindrode accionamiento único se puede activarpulsando el botón A o el B. El circuito, noobstante, tiene que contener una válvula dedoble efecto.

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Figura.2.7.4. Válvula de doble efecto Válvula de doble efecto y conector en T

La válvula de doble efecto tiene tres orificios, ycontiene un pequeño pistón de caucho que semueve libremente dentro de la válvula.Si el aire entra por un orificio, el pistón esempujado a la posición contraria y el aire nopodrá salir por allí. Si la válvula de doble efectodel circuito anterior se sustituyera por unconector tipo T, el circuito no funcionaría. Ni laválvula A ni la B podrían utilizarse para activarel cilindro.

Funcionamiento de un circuito con válvula 5/2 Figura.2.7.5. Circuito con Válvula

Además de los dos cilindros de doble efecto seusan en este esquema una válvula 5/2 y unregulador de caudal o de flujo. La válvula 5/2 esaccionada por una palanca.Cuando el conjunto rotor está en la posiciónindicada en el diagrama 1, el aire comprimido pasapor la válvula entre los orificios 1 y 2, y el aire haceque los pistones "salgan". El aire aprisionadodebajo de los pistones sale por las tuberías y por laválvula saliendo a la atmósfera por el orificio 5.

Cuando la palanca se desplaza a la otra posición,el conjunto rotor sube, como se ve en el diagrama.Ahora, sigue el flujo del aire del diagrama, y verás

que los pistones "entran". El aire aprisionadoencima de los pistones sale.

Figura.2.7.6. Válvula antirretorno Válvula antirretorno

Son aquellas que impiden el paso del aire en unsentido y lo dejan libre en el contrario. Tan

pronto como la presión de entrada en el sentidode paso aplica una fuerza superior a la delresorte incorporado, abre el elemento de cierredel asiento de la válvula.

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2.8.- Tipos de actuadores

Los actuadores neumáticos, utilizan el aire comprimido como fuente de energía y sonmuy indicados en el control de movimientos rápidos, pero de precisión limitada. En

ellos, la fuente de energía es aire comprimido entre 5 y 10 bar. Existen dos tipos de

actuadores neumáticos:

En los motores neumáticos de aletas rotativas, se consigue el desplazamiento de un

embolo encerrado en un cilindro, como consecuencia de la diferencia de presión a

ambos lados de este. Existen dos clases de cilindros neumáticos que son de simple

o de doble efecto. En los primeros, el embolo se desplaza en un sentido como

resultado del empuje ejercido por el aire a presión, mientras que en el otro sentido se

desplaza como consecuencia del efecto de un muelle (que recupera al embolo a su

posición en reposo). En los cilindros de doble efecto el aire a presión es el encargado

de empujar al embolo en las dos direcciones, al poder ser introducidos de forma

arbitraria en cualquiera de las dos cámaras.

Generalmente, con los cilindros neumáticos solo se persigue un posicionamiento en

los extremos del mismo y no un posicionamiento continuo. El posicionamiento

continuo se consigue con una válvula de distribución (normalmente de accionamiento

directo) que canaliza el aire a presión hacia una de las dos caras del embolo

alternativamente.

Los motores de pistones axiales tienen un eje de giro solidario a un tambor que se ve

obligado a girar las fuerzas que ejercen varios cilindros, que se apoyan sobre un

plano inclinado. Las siguientes figuras se muestran como ejemplos de actuadores:

Figura.2.8.1.Actuador cremallera y piñón Figura.2.8.2.Actuador tipo Rotatorio

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Figura.2.8.3.Tipo cremallera y piñón Figura.2.8.4.Actuador de paletas

FUERZAS EN UN CILINDRO DE ACCIONAMIENTO DOBLE

Figura.2.8.5.Cilindro doble acción Explicación

La fuerza producida por un cilindro deaccionamiento doble en el sentido queconsideramos positivo, no es igual a lafuerza que produce en el sentido negativo.Esto puede explicarse mirando el pistóndel cilindro y recordando que: F = p . SObserva que las superficies de las caras

"frontal" y "posterior" del pistón no soniguales. La biela del pistón reduce el áreade la cara "posterior". Así que aunque lapresión del aire en ambos lados del pistónsea la misma, la fuerza producida serámenor para un pistón en sentido negativo.

2.9.- Accesorios Neumáticos

Los accesorios neumáticos son los componentes de los circuitos que hacen posible

la unión entre ellos considerando sus diferentes medidas, formas de salida y entrada,

su conexión en el lugar de aplicación, grifos para purga de aire, soportes de válvulas,

rotosellos, conexiones de placa a manguera, filtros de aire, etc.

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Figura.2.9.1. Manómetros Figura.2.9.2.Termostatos (de inmersión y capilares), controladores de nivel

2.10.- Tablas de mantenimiento

REPARTO DE PRESIÓN INADECUADO

PROBLEMAS SOLUCIONESLa presión de aire en el sistema esdemasiado baja.

Checar compresor drenar, trampas deagua y limpiar o cambiar filtros de aire,

revisando las líneas de aire que notenga fugas.La succión del aire en la tubería o el filtroesta tapado en la entrada.

Limpiar filtro; remover la obstrucción.

Fuga aire en la línea de entrada, causaruido y acciones irregulares en el control.

Reparar fuga.

Suciedad en el compresor Desmantelar y limpiar el compresor.

La presión incorrecta en varios repartosdel compresor.

Ver el manual de instruccionesapropiado.

DEFICIENCIA EN LA PRESIÓN DEL SISTEMA

La presión de aire en el sistema no esconstante y es demasiado baja como semencionó anteriormente

Seguir las recomendaciones dadas.

* La válvula de relevo fue fijada a unapresión que no es suficientemente alta.* La válvula de relevo tiene fuga de aire.* El resorte de la válvula de relevo estarota.

* Incrementar la presión establecida enla válvula, checar el manual.* Verificar lo establecido.* Remplazar el resorte

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PROBLEMAS SOLUCIONESLa cabeza esta suelta Apretar la cabeza, checar el manual.Las válvulas de control tienen fugasinternas.

Bloquear partes del circuito y localizarfalla donde esta la filtración, reparar.

El aire en el tanque, recircula librementea través del sistema. Verificar si el retorno de la línea si estaabierto.COMPRESOR CON RUIDO ANORMAL

La línea de succión, filtro, o succión detuberías restringidas están parcialmenteobstruidas.

Limpiar la Succión, eliminar restricciones,asegurar que la línea de entrada esteabierta.

El depósito de aire esta tapado. Limpiar o reemplazar el respirador.

El compresor esta operando demasiado

rápido.

Ver el manual apropiado para

recomendaciones de velocidades

máximas.

Las partes están rotas. Remplazar las partes rotas.PARTES ROTAS DENTRO DEL COMPRESOR

Presión excesiva arriba del límitemáximo fijado en el manómetro delcompresor.

Checar el regulador del máximoestablecido en el compresor.

Ruptura debido a la falta de aceite. Checar el nivel de aceite, verificar daño yreparar

NO OPERA EL SISTEMAEl sistema falla con algunos problemaslistados en la tabla anterior.

Seguir las soluciones recomendadasanteriormente.

OPERACIONES LENTASEl aire es presentado en el sistema. Verificar el sistemaVálvulas de control tienen una fugainterna.

Reparar válvula, limpiar la unidad yremover las materias extrañas.

Opera lento al inicio después, latemperatura incrementa, la velocidad

baja lentamente después de calentarse.

Checar El manual de lubricaciónadecuado.

SE CALIENTA EL COMPRESORLa válvula de alivio es calibrad a masalta presión de lo necesario,

Checar el manual de presión correcta:restablecer la válvula de relevo.

Fugas internas de aceite, debido a laoperación del compresor.

Reparar el compresor.

La viscosidad de aceite es muy alta. Checar el manual del aceite y usarchecar a varias temperaturas.

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PROBLEMAS SOLUCIONESEl enfriador de aire funcionainadecuadamente en el corte.

Inspeccionar el enfriador, limpiar dentro yfuera.

EXCESIVO LA TEMPERATURA EN EL SISTEMA

Las líneas están restringidas Remplazar líneas comprimidas, removerobstrucción si están parcialmentetapadas.

El compresor no reparte la descargaadecuadamente.

Verificar ajuste de presión de válvulas dealivio este en la posición correcta.

El radiador es insuficiente. Verificar operación del sistema deenfriamiento.

El depósito de aire es demasiadopequeño para suministro adecuado

Remplazar la unidad con un depósitomás grande.

Las válvulas o tuberías están

sobrecargadas.

Checar el flujo de la velocidad a través

de las líneas y las válvulas, compararestas con el manual derecomendaciones.

GIRO DEL MOTOR EN DIRECCIÓN INCORRECTAConductores se cruzan entre el controlde válvula y el motor.

Checar el circuito para determinar laconexión correcta del conductor entre laválvula de control y el motor.

EL MOTOR NO DESARROLLALa carga de la válvula de alivio es

excesiva, el ajuste establecido no escorrecto.

Checar la presión del sistema,

restablecer la válvula de alivio.

Válvulas de alivio abiertas Limpiar o remplazar la válvula de alivio,ajustarla.

El aceite circula libremente a través deldepósito en el sistema.

Checar el control de alivio.

El compresor no entrega suficientepresión.

Checar el compresor y su presión,reparar o remplazar.

PRESIÓN ANORMAL CUANDO NO OPERALínea tiene filtración, o válvula check

fuga

Remplazar o reparar válvula o reparar

línea.NOTA: Relevar las presiones internas antes de hacer reparaciones en loscompresores o en sistema.

Tabla.2.10.1.- Mantenimiento, fallas y correcciones

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3.- MANTENIMIENTO III

3.1.- Llenado de formatos de mantenimiento mecánico

Las actividades de mantenimiento ejecutadas en las unidades de cualquier

instalación, tienen primordialmente el objetivo de evitar interrupciones en los

procesos productivos, originadas por unidades que tengan que sacarse de operación

por alguna causa no deseada o no prevista.

Por lo general, el mantenimiento aplicado a las unidades se basa en el cumplimiento

de un programa, que se emite con una frecuencia variable especificada en horas o

en días, pudiendo ser en éste último caso semanal, mensual ó anual.

En el programa se establecen las actividades de mantenimiento, así como la

periodicidad o frecuencia con la que se aplican.

Las actividades de mantenimiento mecánico que se van a realizar, se clasifican en

diferentes maneras, por ejemplo: Mantenimiento Mayor, Mantenimiento Menor,

Lubricación, etc. dependiendo de la complejidad y la frecuencia de la aplicación.

La relación detallada de las actividades de mantenimiento cualquiera que sea su

clasificación, se encuentra en las Cartas de Mantenimiento , y éstas a su vez forman

parte del Manual de Procedimientos .Tanto la frecuencia de aplicación, como las actividades a ejecutar, se especifican

tomando en cuenta factores como son los siguientes:

Características del servicio que presta la unidad.

Tiempo que permanece en servicio la unidad.

Condiciones del medio ambiente que rodean la unidad.

Recomendaciones del fabricante.

Experiencia adquirida durante la ejecución de los programas.

Cualquier otra información obtenida de libros, manuales, etc.

Tomando como base el Programa Calendarizado Anual , se elabora el Programa

Semanal , y de acuerdo a éste se emiten las Ordenes de Trabajo correspondientes a

cada unidad considerada en ese programa.

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Los formatos de la orden de trabajo tienen particular importancia, ya que la

información que contienen es de utilidad para diferentes conceptos como son:

Registro del cumplimiento o incumplimiento del programa.

Re-programación de actividades no ejecutadas.

Registro histórico del mantenimiento para cada unidad.

Registro de información estadística.

Registro del costo del los materiales utilizados.

Registro del costo de la mano de obra utilizada

Considerando lo anterior, se hace evidente, que la utilidad de la información

contenida en el formato de la Orden de Trabajo, será mayor en cuanto esté mascompleta y sea verídica.

3.2.- Orden de trabajo de mantenimiento mecánico

En las páginas siguientes se muestra la vista frontal y el anverso del formato de una

orden de trabajo, en la cual hay los espacios suficientes para anotar la información

necesaria, relacionada con los datos del equipo, de la unidad, de los materiales

utilizados, del tiempo de ejecución y los nombres y categorías del personal que la

ejecuta.

También se detallan las precauciones que se tienen que tomar, para cumplir con la

Normatividad relacionada con la Seguridad Industrial, así como con todos los

aspectos ecológicos relacionados con la protección al entorno.

54




Figura.3.2.1. Formato de orden de trabajo

55




Figura.3.2.2.Reverso de formato de orden de trabajo

56




3.3.- Aplicación de una orden de trabajo de mantenimiento mecánico

Cada semana, se emiten las Órdenes de trabajo para las unidades comprendidas en

ese período en el Programa Calendarizado.Estas Órdenes, se entregan al Encargado de Mantenimiento Mecánico, quien es el

responsable de la ejecución de la misma.

Para ejecutar la orden, se requiere tener disponible la Carta de Mantenimiento

correspondiente. También se requiere tener disponibles los materiales, herramientas,

equipos e instrumentos recomendados.

En la Carta de Mantenimiento se detallan las actividades de mantenimiento en una

secuencia lógica para su ejecución. Cuando el caso los requiere, se dan los valores

de parámetros a medir, comprobar y registrar, como pueden ser:

Valores de Temperatura.

Dimensiones Máximas ó Mínimas.

Presiones.

Tolerancias.

Valores de Torsión (Torque)

Valores de Voltaje.

Valores de CorrienteCuando así lo requiera la Orden, los valores solicitados deberán registrarse, ya que

esta información sirve de apoyo para los registros estadísticos.

Una vez llenado el formato de la Orden, el Encargado de Mantenimiento Mecánico lo

entrega al Supervisor de Mantenimiento Mecánico, quien efectúa los registros

correspondientes, para hacerlo llegar al Encargado de Rama Mecánico.

57




4.- Metrología Dimensional

4.1.- Breve historia de la metrología

Se considera que el primer sistema de medición “SISTEMA METRICO” fue

desarrollado en Francia en el año 1800.

La unidad de longitud se tomo como igual a 1/10 000 000 de la cuarta parte de un

meridiano (polo norte al ecuador) y se le denominó metro. La unidad de volumen fue

un cubo de 1/10 de metro por lado llamado litro.

La masa de agua que llena este cubo fue el kilogramo, o sea, el estándar de masa;es decir, 1 litro de agua = 1 kilogramo de masa. Se construyeron barras y pesas

metálicas, conforme a estas prescripciones, para el metro y el kilogramo. Se

seleccionaron una barra y una pesa para que fueran las representaciones primarias.

En la actualidad el kilogramo y el metro se definen de manera independiente y el litro

aún cuando durante muchos años se definió como el volumen de un kilogramo de

agua a la temperatura de su máxima densidad 4°C y bajo una presión de 76 cm de

mercurio, ahora se considera igual a un decímetro cúbico.En 1866, el congreso de Estados Unidos reconoció formalmente las unidades

métricas como un sistema legal y en consecuencia permitía su aplicación en Estados

Unidos.

En 1893 los Estados Unidos fijaron los valores de la yarda y de la libra en términos

del metro y del kilogramo, respectivamente como, 1 yarda = 3600/3937 m, y 1 libra =

0.453 592 4277 Kg.

En 1959, por acuerdo entre los laboratorios nacionales de normas de las naciones dehabla inglesa, las relaciones que se aplican en la actualidad son:

1 yd = 0.9144 m, por lo que 1 pulg. = 25.4 mm exactamente y 1lb = 0.453 592 37

Kg, o bien, 1lb = 453.59 g (aproximadamente).

58




En 1960 en la décima primera Conferencia General Internacional Sobre Pesas y

Medidas redefinió y amplio el sistema, con el fin de incluir otras unidades físicas y de

ingeniería.

A este ampliado se le dio el nombre de SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

(SIU)

El Sistema Internacional consta de siete unidades básicas, dos unidades

suplementarias, un conjunto de unidades derivadas, coherentes con las básicas y las

suplementarias, y un conjunto de prefijos aprobados para la formación de múltiplos y

submúltiplos de las diversas unidades

Actualmente, la mayoría de los países del mundo, tienden a unificar sus sistemas

de unidades y tratan de adoptar el Sistema Internacional de Unidades (SI).

Desgraciadamente, las medidas del SI no han sido totalmente adoptadas en muchas

aplicaciones industriales por el alto costo que esto significa.

En Estados Unidos, no obstante que el sistema internacional de unidades tiene

avance, todavía se utiliza en un gran porcentaje de industrias el sistema antiguo de

unidades (USCS), por esta razón, conviene estar familiarizado tanto con el sistema

internacional de unidades como con el sistema de unidades en Estados Unidos

(USCS).

4.2.- Equivalencias en el sistema inglés

Sistemas de unidades:

Un sistema de unidades está formado por dos tipos de unidades: unidades

fundamentales y unidades derivadas.

Son unidades fundamentales o unidades básicas, las que sirven como base para

formar un sistema de unidades.

Unidades derivadas, son aquellas que están formadas por dos o más unidades

básicas.

Actualmente se conocen seis sistemas de unidades: tres sistemas absolutos y tres

gravitacionales.

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Sistemas absolutos de unidades:

Los sistemas absolutos, tienen como unidades fundamentales, las de longitud,

masa y tiempo:

1.- MKS absoluto; Metro, Kilogramo, segundo, m/s, m/s2; (m) (Kg) (s)

2.- cgs absoluto; centímetro, gramo, segundo, cm/s, cm/s2; (cm) (g) (s)

3.- Sistema Inglés absoluto; pie, libra, segundo, ft/s, ft/s2; (ft) (lb) (s)

Unidades derivadas del sistema MKS absoluto:

Fuerza………………………….. Newton (N), Kg . m/s2

Energía……….......................... Joule (J), N . m

Potencia……………………….. Watt (W), J/s

Presión……………………….… Pascal (Pa), N/m2

Unidades derivadas del sistema cgs absoluto:

Fuerza…………………………..…... Dina cm.g/s2

Energía…………………………..……Ergio Dina.cm.

Potencia…………………………..…. Ergio/s

Unidades derivadas del sistema Inglés absoluto:

Fuerza……………………..………… Poundal lb.ft/s2

Velocidad……………………………. ft/s

Aceleración…………………………. ft/s2

Sistemas de unidades gravitacionales:

Los sistemas de unidades gravitacionales tienen como unidades básicas ofundamentales, las de longitud, fuerza y tiempo:

1.- MKS gravitacional; metro, Kilogramo, segundo; (m) fuerza ó (s) Kilopondio (Kgf)

2.- cgs gravitacional; centímetro, gramo fuerza, segundo; (cm) gf (s)

3.- Sistema Inglés gravitacional; pie, libra fuerza, segundo; (ft) (lbf) (s)

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Unidades derivadas de los sistemas gravitacionales:

MKS gravitacional; Masa unidad técnica de masa (UTM); ( Kgf/m/s2 ) MKS

cgs gravitacional; Masa unidad técnica de masa (UTM); (gf/cm./s2 ) cgs

Sistema Inglés gravitacional; Masa Slug, lbf; ft/s2

Para interpretar correctamente las unidades de un sistema, al leer un libro, algún

escrito científico o problema, si la masa está expresada en Kilogramos, gramos o

libras, la fuerza en Newtons, Dinas o Poundals, se trata de sistemas absolutos. Si la

masa está expresada en UTM,o Slug, la fuerza en Kilogramos o libras, se trata de

sistemas gravitacionales.

Sistemas de unidades

Nombre Unidades SistemaIngles

SistemaMétrico

SistemaCGS

SistemaInternacional(SI)

Longitud L 1 pie 1 m 1 cm 1 mMasa M 1 slug 1 kg 1 g 1 kg

Fuerza F 1 lb - 1dina 1 NTiempo T 1 s 1 s 1 s 1 s

Tabla.4.2.1.Sistemas de unidades

Equivalencias en sistema inglés

Unidades de longitud

NOMBRE plg pie yd mm m Km1 plg (in) = 1 0.08333 0.02778 25.4 0.0254 -

1 pie (ft) = 12 1 0.333 304.8 0.3048 -1 yd = 36 3 1 914.4 0.9144 -1 mm = 0.03937 3281x10-6 1094x10-6 1 0.001 10-6

1 m = 39.37 3.281 1.094 1000 1 0.0011 km = 39 370 3281 1094 10-6 1000 1

Tabla.4.2.2.Sistema Ingles: Longitud

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Unidades de área

NOMBRE plg2 pie2 yd2 cm2 dm2 m2

1 plg2 = 1 - - 6.452 0.06452 64.5x10-5

1 pie2 = 144 1 0.1111 929 9.29 0.09291 yd2 = 1296 9 1 8361 83.61 0.83611 cm2 = 0.155 - - 1 0.01 0.00011 dm2 = 15.5 0.1076 0.01196 100 1 0.011 m2 = 1550 10.76 1.196 10 000 100 1

Tabla.4.2.3.Sistema Ingles: Área

Unidades de volumen

NOMBRE plg3 pie3 yd3 cm3 dm3 m3

1 plg3 = 1 - - 16.39 0.01639 -1 pie3 = 1728 1 0.037 28320 28.32 0.2831 yd3 = 46 656 27 1 765400 - -1 cm3 = 0.06102 3531X10-8 1.31X10-6 1 0.001 10-6

1 dm3 = 61.02 0.03531 0.00131 1000 1 0.0011 m3 = 61023 3531 130.7 10-6 1000 1

Tabla.4.2.4.Sistema Ingles: Volumen

Unidades de masa

NOMBRE dram oz lb g kg Mg1 dram = 1 0.0625 0.003906 1.772 0.00177 -1 oz = 16 1 0.0625 28.35 0.02835 -1 lb = 256 16 1 453.6 0.4536 -1 g = 0.5644 0.03527 0.002205 1 0.001 10-6

1 kg = 564.4 35.27 2.205 1000 1 0.001

1 Mg = 564.4x103 35 270 2205 106 1000 1Tabla.4.2.5.Sistema Ingles: Masa

62




Unidades de trabajo y energía

NOMBRE pie-lbf kgf-m J kW-h kcal Btu1 pie-lbf = 1 0.1383 1.356 376.8x10-9 324x10-6 1.286x10-3

1 kgf-m = 7.233 1 9.807 2.725x10-6 2.34x10-3 9.301x10-3

1 J = 0.7376 0.102 1 277.8x10-9 239x10-6 948.4x10-6

1 kW-h = 2.655x106 367.1x103 3.6x106 1 860 34131 kcal = 3.087x103 426.9 4187 1.163x10-3 1 3.9681 Btu = 778.6 107.6 1055 293x10-6 0.252 1

Tabla.4.2.6.Sistema Ingles: Trabajo y Energía

Unidades de potencia

NOMBRE hp kgf-m/s W kW kcal/s Btu

1 hp = 1 76.04 745.7 0.7457 0.1782 0.70731 kgf-m/s

= 13.15x10-

33.6x106 9.807 9.807x10-3 2.344x10-

39.296x10-3

1 W = 1.34x10-3 0.102 1 10-3 239x10-6 948.4x10-6

1 kW = 1.341 102 1000 1 0.239 0.94841 kcal/s = 5.614 426.9 4187 4.187 1 3.9681 Btu = 1.415 107.6 1055 1.055 0.252 1

Tabla.4.2.7.Sistema Ingles: Potencia

4.3.- Equivalencia en el sistema Internacional (SIU)

Unidades básicas del sistema internacional de unidades (SIU):

CLASE UNIDAD SIMBOLOLongitud Metro mMasa Kilogramo KgTiempo segundo sCorriente eléctrica ampere (amperio) ATemperatura Termodinámica Kelvin KIntensidad luminosa candela cdCantidad de sustancia mol mol

UNIDADES COMPLEMENTARIAS:

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CLASE UNIDAD SIMBOLOAngulo plano radián radAngulo sólido estereorradián sr

UNIDADES DERIVADAS

CLASE UNIDAD SIMBOLOAceleración metro por segundo al cuadrado m/s2

Aceleración angular radián por segundo al cuadrado rad/s2

Área metro cuadrado m2

Cantidad de calor Joule J N .mCantidad de electricidad Coulomb C A .sCapacidad calorífica especifica joule por kilogramo-kelvin J/(kg'K)Capacitancia eléctrica farad F A's/VConductancia eléctrica siemens S A/V

Conductividad térmica watt por metro-kelvin W I(m' K)Densidad kilogramo por metro cúbico kg/m3

Potencia watt W J/sPresión pascal Pa N/m2

Trabajo joule J N'mVelocidad metro por segundo m/sVelocidad angular radián por segundo rad/sViscosidad cinemática metro cuadrado por segundo M2 /sViscosidad dinámica pascal-segundo Pa's

Voltaje volt VVolumen metro cúbico m3

Tabla.4.3.1. Equivalencia en el sistema Internacional (SIU)

No obstante que aun cuando el pie, la libra y otras unidades se emplean en Estados

Unidos (USCS, Unites States Customary System), éstas han sido redefinidas en

términos de las unidades estándar del sistema internacional de unidades (sistema

métrico). Así, todas las mediciones están actualmente basadas en los mismos

estándares.

64




Cuadro de comparación de unidades del SI y del USCS

Magnitud Unidades del SI Unidades del USCSLongitud metro (m) pie (ft)

Masa Kilogramo (Kg) slug (slug)

Tiempo segundo (s) segundo (s)

Fuerza (peso) newton (N) libra (lb)

Temperatura kelvin (°K) grado Rankin (°R)

Tabla.4.3.2. Comparación de unidades del SI y del USCS

Una ventaja propia del sistema internacional de unidades o sistema métrico con

respecto a los otros sistemas de unidades es el uso de prefijos para indicar múltiplos

y submúltiplos de la unidad.

Múltiplos y submúltiplos para unidades del SI

Tabla de Múltiplos y Submúltiplos de las Unidades

Prefijo Símbolo Factor de multiplicación

tera T 1012 ó 1 000 000 000 000

giga G 109 1 000 000 000

mega M 106 1 000 000

hectolitro hk 105 100 000

miria ma 104 10 000

kilo k 103 1000

hecto h 102 100

deca da 10 10

65




Prefijo Símbolo Factor de multiplicación

1 - 1 - unidad

deci d 10-1 ó 0.1

centi c 10-2 0.01

mili m 10-3 0.001

decimili dm 10-4 0.0001

centimili cm 10-5 0.000 01

micro µ 10-6 0.000 001

nano n 10-9 0.000 000 001

pico m 10-12

0.000 000 000 001Tabla.4.3.3.Múltiplos y Submúltiplos de Unidades

Definiciones:

El metro.- La unidad estándar para la longitud, el “metro” (m), fue originalmente

definida como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre que

pasa por París. Por razones prácticas esta distancia fue plasmada en una barra

de platino iridiado. En 1960, se cambió el estándar para permitir el acceso de una

medida más precisa del metro. Actualmente el metro se define Así:Un metro es la longitud exacta de 1,650,763.73 longitudes de onda de la

luz roja anaranjada del kriptón-86.

El kilogramo.- Es la unidad de masa llamada kilogramo-patrón y es un cilindro de

platino iridiado que se conserva en la oficina internacional de pesas y medidas en

Francia.

El segundo.- La unidad básica del tiempo es “el segundo”. Anteriormente se

definía al segundo como la 1/86, 400 ava parte del día solar medio. Actualmente se

define como el tiempo que tardan en producirse exactamente una frecuencia

de 9 192 631 770 vibraciones de los átomos de cesio.

El Newton.- La unidad de fuerza en el sistema internacional es el “Newton” y se

define como la fuerza no equilibrada que comunica a 1 Kg una aceleración de 1 m/s2.

1N = 1 Kg . m/s2.

66




Equivalencias en el sistema internacional (SIU).

A continuación se dan algunas definiciones útiles, donde los símbolos de las

unidades están entre paréntesis:

1 metro (m) = 1000 milímetros (mm)

1 metro (m) = 100 centímetros (cm)

1 kilómetro (Km) = 1000 metros (m)

1 metro (m) = 1010 ángstrom (°A)

1 metro (m) = 109 milimicras (mµ)

1 metro (m) = 106 micras (µ)

1 pulgada (in) = 25.4 milímetros (mm)

1 pie (ft) = 0.3048 metros (m)

1 yarda (yd) = 0.9144 metros (m)

1 milla (mi) = 1,609.344 metros (m)

1 metro (m) = 39.37 pulgadas (in)

1 metro (m) = 3.2808 pies (ft)

1 metro (m) = 1.094 yardas (yd)

1 kilómetro (Km) = 0.6214 millas (mi)

Aceleración:

1 m/s2 = 3.28 ft/s2

1 ft/s2 = 0.3048 m/s2

Factores de conversión

ÁREA:

1 m2 = 10.7584 ft2

1 m2 = 1x106 cm2

1 m2 = 1.55x103 pulgadas cuadradas (in2)

1m2 = 1x106 milímetros cuadrados (mm2)

1 ft2 = 9.29 x 10-2 m2

67




1 in2 = 6.45 x 10-4 m2

1 Km2 = 3.862x10-1 millas cuadradas (mi2)

1 milla2 = 2.59x106 m2

1 ft2 = 9.29x10-2 m2

1 pulgada cuadrada (in2) = 6.45x10-4 m2

MEDIDAS AGRARIAS:

1 acre = 4,046.856 m2

1 hectárea (Ha) = 2.4711 acres

1 Hectárea (Ha) = 10,000 m2

1 Área (a) = 100 m2

1 centiárea = 1 m2

1 acre = 0.4047 Hectáreas (Ha)

DENSIDAD:

1 g/cm3 = 1x103 Kg/m3

1 slug/ft3 = 515.4 Kg/m3

1 g/cm3 = 102 UTM/m3

Energía: 1 BTU = 252 cal

1 joule ( j ) = 1 N . m

1 cal = 4.184 joules

1 electrón volt (eV) = 1.602x10-19 joules (J)

1 ergio = 1x10-7 joules

1 kilowatt hora (Kw.h) = 3.6x106 joules

FUERZA:

1 newton (N) = 1x105 dinas

1 newton (N) = 0.102 Kgf

1 newton (N) = 7.22 poundal

68




1 kilogramo fuerza (Kgf) = 9.81 Newtons (N)

1 Kilográmo fuerza (Kgf) = 2.21 Libras (lbf)

1 gramo fuerza (gf) = 981 dinas

1 libra fuerza (lbf) = 4.448 Newtons (N)

1 dina (D) = 1x10-5 newtons

MASA:

1 kilogramo (Kg) = 1000 gramos (g)

1 Kg = 2.21 lb

1 UTM = 9.81 Kg

1 lb = 454 g

1 lb = 0.454 Kg1 slug = 14.59 Kg

LONGITUD:

1 m = 100 cm

1 m = 1000 mm

1 m = 3.28 ft

1 m = 39.36 pulgadas (in)1 ft = 12 pulgadas (in)

1 ft = 0.3048 m

1 ft = 30.48 cm

1 pulgada (in) = 2.54 cm

1 pulg = 0.0254 m

1 kilómetro = 1000 m

1 milla terrestre = 1,609.3344 m

1 milla terrestre = 5280 ft

1 milla terrestre = 1.609 Km

1 milla marítima (nudo) = 1853 m

1 yarda (yd) = 3 ft

1 año luz = 9.461x1015m

69




VELOCIDAD:

1 m/s = 100 cm/s

1 m/s = 3.28 ft/s

1 m/s = 3.6 Km/h

1 m/s = 2.237 mí/h

1 Km/h = 0.2778 m/s

1 Km/h = 0.9113 ft/s

1 Km/h = 0.6214 mi/h

1 mi/h = 1.609 Km/h

1 mi/h = 1.467 ft/s

VOLUMEN:

1 m3 = 1X106 cm3

1 m3 = 35.2876 ft3

1 lt = 1000 ml

1 lt = 1000 cm3

1 galón = 3.785 lts

POTENCIA: 1 hP = 2545 BTU/h

1 hP = 550 ft.lb/s

1 hP = 746 W

1 hP = 0.1782 Kcal/s

1 Watt = 1 j/s

1 Watt = 2.389 x 10-4 Kcal/s

1 Watt = 1.341 x10-3 hP

1 Watt = 0.7376 ft.lb/s

PRESION:

1 atmósfera = 1.01325x105 Pascales (Pa)

1 atmósfera = 1.01325x106 Dinas/cm2

70




1 Pa = 1 N/m2

1 Pa = 10 Dinas/cm2

1 atm. = 76 cm Hg

1 atm = 406.8 pulgadas de agua

1 atm. = 2116 lb/ft2

1 atm.= 14.70 lb/in2

1 atm = 760 Torr

1 bara = 1x105 Pa.

1 cm Hg = 13.33 Pa

1 Dina/cm2 = 1x10-1 Pa

1 lb/ft2 = 47.88 Pa

1 lb/in2 = 6895 Pa1 Torr = 133.3 Pa

TIEMPO:

1 hora = 60 minutos

1 hora = 3600 segundos

1 minuto = 60 segundos

1 día solar medio = 24 horas1 día solar medio = 86400 segundos

OTROS DATOS IMPORTANTES

Velocidad de la luz c = 2.997925x108 m/s = 3x105 Km/s

Constante de gravitación universal de Newton = 6.67x10-11 N.m2/Kg2

Número de Avogadro Na = 6.023x1026 moléculas/Kmol; NA = 6.023X1023 moléculas

/mol

Constante de los gases R = 8314 j/Kmol.°K; R = 1.9872 Kcal/Kmol.°K; R = 8.314

j/mol °K

R = 8.314 x107 ergs/mol.°K; R = 0.0821 lt . atm/°K . mol

Aceleración de la gravedad estándar g = 9.80665 m/s2 ; g = 32.17 ft/s2

71




Masa de la tierra = 5.98x1024 Kg; Radio promedio de la tierra = 6.37x106 m

Densidad promedio de la tierra = 5.570 Kg/m3

Distancia promedio entre la Tierra y la Luna 3.84x108 m

Distancia promedio entre la Tierra y el Sol 1.496x1011 m

Masa del Sol 1.99x1030 Kg; Radio del Sol 7x108 m

Intensidad de radiación del sol en la tierra 0.032 cal/cm2.s; 0.134 j/cm2.s

Equivalente mecánico del calor = 4.184 j/cal

4.4.- Conversión entre los sistemas de medición

UNIDADES MULTIPLICAR POR PARA OBTENERAcres 0.4047 Hectáreas

Amperios (Amperes) Volts 0.00173 Kilovoltamperios (KVA)

Kg/cm2Atmósferas (presión) 1.03322

Kg/cm2Bares (presión) 1.0197

Barias (presión) 0.001 Milibares

Barriles Británicos 164 Litros

Barriles de petróleo 159 Litros

Barriles US 119.237 Litros

Braza 1.829 Metros

Braza 2 Yardas

British thermal units (BTU) 252 Calorías

British thermal units (BTU) 102 Kilográmetros (Kgf.m)

Bushels Británicos 36.35 Litros

Bushels US 35.2383 Litros

Caballos ingleses (HP) 0.746 Kilowatts

Caballos métricos (CP) 0.735 Kilowatts

72




UNIDADES MULTIPLICAR POR PARA OBTENER

Caballos métricos (CP) 75 Kilográmetros / seg.

Calorías. Gramo 0.425 Kilográmetros

Calorías. Kilo 1000 Calorías. Gramo

Calorías. Kilo 3.968 British thermal units (BTU)

Centímetros 0.3937 Pulgadas

Centímetros cuadrados 0.155 Pulgadas cuadradas

Centímetros cúbicos 0.061023 Pulgadas cúbicas

Decímetros cuadrados 15.5 Pulgadas cuadradas

Decímetros cúbicos 61.023 Pulgadas cúbicasDinas 0.00102 Gramos. Fuerza

Furlongs 201.17 Metros

Galones Británicos 4.5437 Litros

Galones US 3.7853 Litros

Gramos 0.035274 Onzas avoirdupoids

Gramos 0.03215 Onzas troy

Hectáreas 2.471 Acres

Julios (Joule) 0.102 Kilográmetros

Julios (Joule) 0.738 Libras. Pie (ft. Lb)

Kilográmetros 9.81 Joules

Kilográmetros 7.233 Libras. Pie (ft. Lb)

Kilográmetro/segundo 9.81 Watts

Kilogramos 2.21 Libras avoirdupoids

Kilogramos 35.2734 onzas avoirdupoids

Kilogramos 2.679 Libras trío

Kilogramos 32.1507 Onzas troy

73





Kg/ cm2 14.223 Libras/ pulg. Cuadrada

Kilolitros (= metro cúbico) 35.315 Pies cúbicos

kilómetros 0.62137 Millas

Kilómetros cuadrados 0.3861 Millas cuadradas

Kilómetros por hora (Km/h) 0.54 Nudos

Kilómetros por hora (Km/h) 0.27778 Metros/seg

Kilowatts 102 Kilográmetros/seg.

Kilowatts 1.341 Caballos ingleses (HP)

Kilowatts 1.36 Caballos métricos (CP)Leguas náuticas 4.828 Kilómetros

Libras avoirdupoids 0.454 Kilogramos

Libras . Pie 0.1382 Kilográmetros

Libras / pie (lb/ft) 1.488 Kilogramos / metro

Libras / pie cúbico (lb/ft3) 16.02 kilogramos / m3

Libras / pulg2 (lb/in2) 0.07 Kg/cm2

Litros 0.2642 Galones US

Litros 0.22 Galones Británicos

Metros 1.0936 Yardas

Metros 3.2808 Pies

Metros 39.37 Pulgadas

Metros cuadrados 1.196 Yardas cuadradas

Metros cuadrados 10.764 Pies cuadrados

Metros cúbicos 1000 Litros

Metros cúbicos 1.308 Yardas cúbicas

Metros cúbicos 35.315 Pies cúbicos (ft3)

74





Metros cúbicos 264.18 Galones US

Metros cúbicos 220 Galones Británicos

Metros cúbicos 2204.6 Libras de agua

Micrones 0.001 milímetros

Micrones 0.03937 Milésimos de pulgada

Milésimos de pulgada 0.0254 milímetros

Milibares (presión) 0.001 Bares

Millas náuticas 1853 Kilómetros

Nudos 1.853 Km/ horaOnzas avoirdupoids 28.35 Gramos

Onzas fluidas Británicas 28.4 Mililitros (ó cm. Cúbicos)

Onzas trío 31.1035 Gramos

Onzas fluidas US 29.57 Mililitros (ó cm. Cúbicos)

Pies 30.48 Centímetros

Pies 0.3048 Metros

Pies cúbicos 28.317 Decímetros cúbicos (litros)

Pies cúbicos 7.473 Galones US

Pulgadas 2.54 Centímetros

Pulgadas 0.0254 Metros

Quilates 200 Miligramos

Toneladas métricas 0.9842 Toneladas largas

Toneladas métricas 1.1023 Toneladas cortas

Toneladas métricas 2204.62 Libras

Watts 0.102 Kilográmetros por seg.

Watts 0.001 Kilowatts

75





Yardas 0.9144 Metros

Toneladas cortas 904.9774 Kg

Toneladas largas 1,013.5747 Kg

Toneladas Métricas 997.5657 Kg

Tabla.4.4.1. Conversión de unidades

4.5.- Principios básicos del calor

El Calor es una forma de energía.

La física define a la Energía como la “capacidad para desarrollar un trabajo”.

Existen muchas formas de energía, las más comunes se expresan en la siguiente

tabla.

FORMAS DE ENERGÍACalorífica Potencial (de altura)

Eléctrica Atómica

Mecánica Cinética (de movimiento)

De presión Química

Tabla.4.5.1.Formas de energía

Una de las leyes de la física dice que “aunque la energía se puede transformar o

cambiar de una forma a otra, no se puede crear ni destruir”.

Los ventiladores, bombas, los motores eléctricos, las compresores, las turbinas, los

motores de combustión, los elevadores, las calderas, los calentadores, etc.;

convierten la energía de una forma a otra.

76




Un cambiador de calor un cable eléctrico o una línea de aire comprimido, mueven o

transportan la energía de un sitio a otro, pero no la transforman.

En un medidor de placa de orificio, la energía de presión del fluido se convierte en

energía cinética (o de velocidad),

Puesto que la energía no se puede crear ni destruir, una cantidad fija de una forma

de energía, solamente se puede transformar en una cantidad fija de otra forma de

energía.

Al resultado de la relación entre las calorías absorbidas por el flujo que pasa dentro

de los tubos de un calentador y las calorías producidas al quemar el combustible que

se introdujo al calentador, se llama Eficiencia del calentador.

Por ejemplo si en un horno 70 de cada 100 calorías producidas llegan a calentar la

corriente de proceso, se dice el horno tiene una eficiencia de 70%.

El movimiento del calor se llama transferencia de calor. Las operaciones correctas

de la mayoría de los procesos dependen de la aplicación correcta de los principios de

la transferencia de calor. Cuando manejamos un material caliente, podemos aislar el

sistema para mantener el calor dentro; cuando el material es frío, podemos aislarlo

para mantener el calor fuera.

El calor se puede intercambiar por tres mecanismos diferentes llamados:

Conducción, Convección y Radiación, los cuales se describen a continuación.

Conducción.- Es la transferencia de calor de una parte de un cuerpo a otra del

mismo cuerpo, o de un cuerpo a otro que esté en contacto físico con el, sin

movimiento ni mezcla de partículas.

Si calentamos el extremo de una barra de metal el otro extremo se calentará tanto

hasta el grado de quemarnos si lo tocamos. Sin embargo, si calentamos el extremo

de una barra de madera, el otro extremo apenas si se entibiará. De lo anterior se

concluye que el metal es buen conductor del calor y que la madera es muy mala

conductora del calor. Cada uno de los metales conduce el calor con velocidades

diferentes. Por ejemplo una varilla de cobre conduce el calor más rápido que una de

una varilla de aluminio y esta a su vez conduce el calor más rápido que una varilla de

acero, lo que demuestra la conductividad.

77




Convección.- Es la transferencia de calor de un punto a otro dentro de un líquido o

un gas mezclando una parte del líquido o del gas con la otra. La transferencia del

calor por convección se usa tanto en la calefacción como en el enfriamiento de

nuestros hogares. Hervir el agua es un claro ejemplo de transferencia de calor por

convección, el agua entra en movimiento debido al calor. La circulación continuará

hasta que el agua llegue a su punto de ebullición. Se puede observar mejor este

experimento si lo realizamos con un recipiente de vidrio y agregamos aserrín al agua

para visualizar el movimiento de las partículas debido al calor.

Radiación.- Es la transmisión de calor de un cuerpo caliente a un cuerpo más frió,

mediante ondas de calor. El calor que nos llega del sol es un ejemplo de radiación.

El sol por la mañana calienta casi instantáneamente la tierra y cuando desaparece en

la noche, la tierra se enfría con la misma rapidez con la que se calentó.

4.6.- Escalas de temperaturas y conversiones

La Temperatura es una medida del calor; es decir es una medida de que tan caliente

o que tan fría está una sustancia, o sea la intensidad con la que se manifiesta el calor

en los cuerpos. La temperatura es parecida al nivel o a la presión de agua por su

capacidad de hacer que el calor fluya desde un cuerpo que está a alta temperatura

hacia un cuerpo que está a baja temperatura.

Existen varias escalas mediante las cuales puede medirse la temperatura. Dos de

estas escalas son la de Rankine y la de Kelvin, se llaman “escalas absolutas”,

porque el “cero” de ellas es la temperatura mas baja que el hombre podrá lograr.

También contamos con la escala centígrada, la cual se usa en trabajos de laboratorio

y en países que emplean el sistema métrico. Las escalas que normalmente se

utilizan en los hogares y en la mayor parte de las industrias son la escala Fahrenheit

(°F) y la escala centígrada (°C).

Mencionaremos algunos datos de temperaturas como ejemplo de lo familiarizados

que estamos con las escalas Fahrenheit y centígrada. El agua congela a 0°C ó 32°F,

la temperatura del cuerpo humano es de 37°C ó 99°F.

78




A más de 60°C ó 140°F, se siente caliente al tacto o quema, 100°C ó 212°F es el

punto de ebullición del agua.

Conversiones:

°F = 1.8°C + 32 °K = 273 + °C

8.132−°

=°F

C

°R = 460 + °F

4.7.- Errores de medición, origen y corrección

En el proceso de medición cuando medimos, nos preguntamos:

¿Qué medimos?, es decir el objeto; ¿con qué medimos?, es decir el instrumento.

¿En base a qué medimos?; es decir un sistema de referencia o patrón. ¿Quién

mide?, es decir el operador.

El objeto a medir limita el número de cifras significativas que podemos recoger en la

medición; siendo las cifras significativas la cantidad de dígitos que realmente se

están midiendo con algún instrumento.

El instrumento determinará también, de acuerdo a sus características, el número de

cifras significativas como lo hemos ejemplificado anteriormente.

El sistema de referencia, condiciona la exactitud por su propio proceso de medición

y de definición en la calibración del instrumento.

El operario que interactúa con el instrumento y el objeto, también contribuye con los

errores del proceso de medición.

Los valores obtenidos cuando medimos magnitudes físicas, no tenemos cómo

asegurar que corresponden al valor verdadero. Por ello, necesitamos determinar cual

es el grado de incertidumbre o error de la cantidad obtenida. Entendemos aquí por

79




ERROR a la indeterminación propia del proceso de medición y no lo tomamos como

si fuera una equivocación por el operador, ver la figura siguiente

SISTEMA DE

REFERENCIA

INSTRUMENTO

OBJETO

Produce error de

interacción

Calibración Interacción

Produce errorde definición

Produce error de

apreciación Produce error de

exactitud

Figura.4.7.1. Errores del proceso de medición

Cada uno de los sistemas que intervienen en el proceso de medición, introduce un

error en el valor medido y son los siguientes:

Error de definición (edef): está determinado por la naturaleza del objeto a medir.

(Las rugosidades de un cuerpo aparentemente de superficie lisa, que por más que

mejoremos el orden de cifras significativas, llega un momento que no puede

mejorarse)

Error de apreciación (eap): es el mínimo valor de medida que puede medir el

instrumento . (Una cinta de sastre tendrá una apreciación de 1 cm o 0,5 cm)

Error de interacción (eint): surge como resultado de la interacción entre operario,

instrumento y objeto . Se introduce este error en la medida que perturbamos el

sistema objeto de nuestra medición. (Medir con un cronómetro manual, tiempos del

orden da magnitud de nuestra capacidad de reacción)

Error de exactitud (eexac): surge de la fidelidad con la que un instrumento recoge los

datos de la realidad . (Un amperímetro clase 0,2, es decir, que a plena escala se

comete un error de apreciación de 0,2 para 100 divisiones).

A la sumatoria de los cuatro errores antes mencionados, se le da el nombre de error

mínimo (emin.) y se expresa como sigue:

80




emin = edef + eint + eap + eexac

En muchos casos, de acuerdo a las necesidades de precisión del problema se

efectuarán una medición o varias mediciones. Para acotar los errores experimentalespodemos proceder de las siguientes maneras:

Errores sistemáticos y casuales

Sistemáticos: Son aquellos que ocurren siempre en una misma dirección .

Un error sistemático no es fácilmente detectable, porque se producen siempre en

una misma dirección, lo podemos identificar cuando usamos otros aparatos u otros

métodos de medición. Así podemos cometer errores sistemáticos de medicióncuando:

1.- El instrumento está mal calibrado

2.- fallas en el aparato de medición (balanza mal construida, milímetros más grandes

o chicos)

3.- El operador tiene poca o nada de experiencia en las mediciones (mala ubicación

del ojo para mirar es decir error de paralaje)

4.- Afecta la influencia del ambiente (aumento de la temperatura)

Una vez conocidos los errores sistemáticos es posible eliminarlos .

Casuales o accidentales: Son aquellos que se cometen en forma azarosa, es decir,

no podemos predecir cuales son las causas y corregirlas . Los valores de las

magnitudes medidas, se cometen por exceso o por defecto. Admiten por lo tanto,

para una cantidad grande de medidas un tratamiento estadístico a diferencia de los

anteriores. Algunos ejemplos de estos son:

1.- Variaciones de las condiciones externas en forma accidental (variación de la

tensión domiciliaria)

2.- Error en la apreciación del instrumento (no se estima correctamente la división de

la escala con la que se esta midiendo)

81




3.- Limitaciones impuestas por el propio objeto (superficie rugosa)

Acotación de errores en una sola medición

En el caso de efectuar una sola medición podemos determinar:Error absoluto (E ) : Es la diferencia entre el valor verdadero (V) y el valor medido

(V m ). Pero nosotros sabemos que por mas exacto que sea el instrumento, por más

experimentados que sea el operador, y aún condicionando otras circunstancias, el

valor verdadero de una magnitud física no existe, Por lo que el error absoluto no

pasa de ser una definición teórica que podemos estimar con el error de apreciación

E = Vv - Vm

Error de apreciación (Ea): es la menor lectura que puede efectuarse con el instrumento . Por ejemplo:

Si medimos con una regla milimetrada, el Ea = 1 mm = 0,1 cm = 10-3 m

Si medimos con una regla en centímetro, el Ea = 1cm = 0,1 dm = 10-2 m

Error de estimación (Ee): Un operador podría considerar que si está midiendo con

una regla milimetrada puede “ver” hasta la mitad o 1/2 de la menor apreciación del

instrumento, es decir 0,5 mm. En este caso el error cometido en la medición recibe elnombre de error de estimación. Es decir, es la menor medida que un operador puede

estimar con un determinado instrumento de medición.

Error relativo: Es el cociente entre el error absoluto y el valor medido.

Ea

Er = Vm

Calcula el error relativo para los casos mencionados, compara los resultados y

elabora una conclusión.

82




Para poder independizar el error cometido de la medida y poder informar el resultado

con precisión, se calcula también el:

Error porcentual (E%

): Es el error relativo multiplicado por cien (100)

E% = Er . 100

Determina el error porcentual en las mediciones efectuadas anteriormente.

Acotación de errores para varias mediciones.- El problema que se nos plantea

ahora es cómo informamos del resultado de nuestras mediciones, si disponemos de

una gran cantidad de datos o valores medidos. Supusimos que los erroresaccidentales permiten un tratamiento estadístico.

El mejor valor.- El primer problema que debemos enfrentar es ver cuál es la mejor

medida. Para ello calculamos el valor promedio de los Vmi valores medidos:

Vm = Vmi / m

La justificación de porque hemos propuesto el promedio como el mejor valor, es que

al considerar que los errores accidentales son azarosos, el error cometido en cada

medición es

Ei = Vmi - Vm

Por lo que las desviaciones por exceso o defecto se compensan, es decir:

Ei = (Vi - Vm ) = 0

De donde despejando Vm , resulta la expresión dada inicialmente en este apartado.

83




Podemos ahora completar la tabla inicialmente planteada. Es importante tener en

cuenta que los valores obtenidos resultan de que un sólo observador efectúe las

mismas mediciones, con el mismo instrumento y bajo las mismas condiciones de

replicabilidad (no de reproductividad).

Error cuadrático medio

Concluimos que la determinación del mejor valor para la magnitud que estamos

midiendo es el promedio matemático de las Vmi medidas realizadas. El siguiente

problema ha resolver es cómo informamos de las incertezas o desviaciones

cometidas en el proceso de medición. Para ello vamos a calcular el error del

promedio. Con ello queremos acotarlo en función de las mediciones realizadas.

Observamos que hemos obtenido una expresión que nos informa del error promedio

de cada medición, que aunque aumente el número de ellas, tanto el numerador como

el denominador, están afectados proporcionalmente, por lo que resulta independiente

del número de mediciones realizadas. Por otro lado, σ nos da la calidad o precisión

de la medición realizada, como consecuencia de la construcción de su expresión. Si

su valor es grande, las mediciones efectuadas se desvían bastante del Vm , caso

contrario sucede con un valor más pequeño.

Error cuadrático medio del promedio

Podemos plantearnos ahora el problema de acotar el error del promedio, para ello

calculamos el error cuadrático medio del promedio:

Observemos que a medida que aumente m, E disminuirá, es decir podemos acotar

el mejor valor. Esta última expresión nos da un intervalo de incerteza de nuestra

medición. Por cálculos que no desarrollaremos en este breve trabajo, la certeza de

encontrar el valor verdadero en el intervalo mencionado, es de un 63,8%.

Estamos en condiciones ahora de expresar el resultado del proceso de medición

como

84




V = Vm E

Propagación de errores

En muchos casos podrá planteársenos el problema de acceder a mediciones deciertas magnitudes a través de otras en forma indirecta, ya sea por no poseer los

instrumentos adecuados o por sólo poseer una expresión matemática a través de la

cual se la define cuantitativamente. Tal es el caso del volumen de un cuerpo q través

de las longitudes de sus aristas, o el caudal de un río a través del volumen por

minuto de agua que circula, etc.

Reflexionando podemos concluir que el Vm de la medición indirecta dependerá de los

valores promedios o mejores valores de las magnitudes que se miden en formadirecta.

Para facilitar el proceso de acotación de los errores ejemplificaremos con:

a) Si V = A + B entonces EV = EA + EB

b) Si V = A . B entonces ERV = ERA ERB

c) Si V = A/ B entonces ERV = ERA + ERB

d) Si V = An entonces ERV = n ERA

Ocurre que al medir las distintas magnitudes directas, no todas son medidas con el

mismo número de cifras significativas. En este caso, se tomará como criterio

determinar el orden del error de la magnitud indirecta como aquella del orden de la

menor número de cifras significativas. Para ello se realizará el redondeo

correspondiente.

85




4.8.- Uso del Plastigage

Calibrador desechable fabricado en plástico que se surte en varios rangos, sirve paramedir holgura entre los muñones y metales de cigüeñales, árboles de levas, barras

de transmisión con chumaceras.

Para conocer la holgura se limpian completamente las superficies del metal y muñón

del que se quiere conocer la holgura, se coloca el calibrador plástico en forma

longitudinal, se coloca la cubierta o tapa y se aprietan sus tornillos al torque

correspondiente. Se desmonta la tapa y el metal y se recupera el calibrador plástico,

el sobre en que viene este, tiene marcada la escala, donde se mide el aplastamiento

del calibrador y representa o indica directamente la holgura en milésimas. Viene en

varios rangos dependiendo la holgura que se requiere medir.

4.9.- Manejo del calibrador de hojas

Se usa para medir holguras interiores y su uso es de acuerdo a la medición de las

hojas disponibles que se tenga, ya que los hay en diferentes espesores y se hace lasmediciones en milésimas de pulgadas. Se puede sumar las hojas para darle a la

medición más capacidad en el espesor a medir.

Figura.4.9.1.Calibrador de hojas

86




4.10.- Uso del flexómetro

Flexometro ó metro de cinta metálica. Es el metro por excelencia. Tiene gran

exactitud y vale para tomar todo tipo de medidas. Para medir longitudes largas una

persona sola, conviene que la cinta metálica sea ancha y arqueada para mantenerla

recta sin que se doble.

Es la forma más simple de hacer una medición ya que el flexometro son cintas

metálicas o de materiales flexibles, graduadas que se enrolla en cajas compactas, se

utilizan para hacer mediciones sin exactitud y los hay desde un metro hasta 7 metrosaproximadamente. Los hay en el sistema métrico o en el sistema ingles o ambos ya

que existen los que en lado viene el sistema decimal y en el otro el sistema ingles.

Figura.4.10.1.Flexometro de 5 metros

87




4.11.- Calibración, uso y lectura del micrómetro de exteriores

El micrómetro de exteriores es un instrumento para medición muy útil y de uso muyextenso, se denomina micrómetro para exteriores o simplemente micrómetro. Los

micrómetros normales pueden medir hasta una milésima (0.001) de pulgada o una

centésima (0.01) de milímetro. Para medir con exactitud de una diez milésima

(0.0001) de pulgada o una milésima (0.001) de milímetro se utiliza el micrómetro con

vernier. Los micrómetros consisten en un bastidor, tope fijo o yunque, husillo,

manguito o cilindro, tambor y trinquete, ver figura siguiente.

Figura.4.11.1. Partes del Micrómetro de Exteriores

Los micrómetros pueden estar graduados en milímetros o pulgadas. Las mediciones

se toman cuando la mordaza y el husillo tocan la pieza de trabajo.

Cada vuelta del manguito mueve el husillo 0.025” en el micrómetro en pulgadas y 0.5

mm., en el micrómetro graduado en milímetros. Esto se debe a un mecanismoroscado maquinado a alta precisión. Las graduaciones en el tambor o dedal y el

manguito indican la medida. Se encuentran disponibles una gran variedad de tipos

diferentes de micrómetros para aplicaciones especializadas.

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Figura.4.11.2. Lectura del Micrómetro

4.12.- Calibración, uso y lectura del micrómetro de interiores

Los micrómetros de interiores se utilizan para medir el ancho de ranuras y el

diámetro de agujeros internos. Existen tres formas de micrómetros para interiores,

estos se muestran en la Figuras siguientes.

Figura.4.12.1.Micrómetro de interiores

Figura.4.12.2.Micrómetro de carátula para interiores

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4.13.- Calibración, uso y lectura de micrómetro de profundidades

Los micrómetros de profundidades tienen varillas medidoras de diversa longitud, quesustituyen al husillo convencional. Las varillas se extienden a lo largo de un barril

maquinado de precisión, hacia dentro del lugar que se van a medir. Las lecturas se

toman como en el micrómetro normal. En forma general, el micrómetro de

profundidades proporciona un rango de mediciones tan grande como el vernier de

alturas y es mucho más fácil de usar y mucho menos costoso que este instrumento.

Se puede usar un micrómetro de profundidades para medir la profundidad deagujeros y ranuras, el instrumento se muestra en la Figura 4.13.1.

Figura.4.13.1.Micrómetro de profundidades

4.14.- Calibración, uso y lectura del indicador de carátula

Los micrómetros para medir roscas de tornillos son similares al micrómetro normal,

excepto en la forma del yunque o mordaza y del husillo. El husillo es puntiagudo,

mientras que el yunque tiene una forma de v doble.

Los micrómetros de tamaño estándar para roscas de tornillos tienen una capacidad

de 0 a 2 pulgadas y para 8 a 30 hilos por pulgada. Otras formas de micrómetros

90




tienen yunques y husillos de diversas conformaciones para uso en aplicaciones

espaciales. Los yunques y husillos en forma de hoja se utilizan para medir cuneros.

Los yunques redondeados permiten la medición de superficies de medición muy

especiales, utilizados por ejemplo para medir el espesor del papel y las distancias

desde un borde hasta un agujero.

Figura.4.14.1.Micrómetro de carátula para medir exteriores

4.15.- Calibración, uso y lectura del deflexometro

Instrumento que se utiliza para medir la deflexión o torcimiento de los cigüeñales oárboles de levas. Su uso esta está indicado para reparaciones en los talleres

mecánicos donde se hacen reparaciones mayores en motores de combustión

interna.

4.16.- Calibración, uso y lectura del tacómetro manual

Normalmente su calibración es cuando no se usa, en donde se hace coincidir el cerode la manecilla con la graduación de la carátula. El uso es con tomas directas en el

centro de la flecha donde la lectura es lo que marca la carátula, tiene varios

adaptadores para ajustarse al centro de la flecha que se le requiere, así mismo

cuenta con extensiones para poder tener mas opciones de su aplicación. Tiene una

91




graduación para adaptar la lectura de la carátula al rango de revoluciones que se

quiere medir.

Figura.4.16.1. Tacómetro manual

4.17.- Manejo del nivel de gota y manguera para nivelar equipos

La nivelación de equipos de perforación se hace con nivel de gota, manguera de

nivel llena de un líquido, normalmente agua, maderas para calzar el desnivel, gatos

hidráulicos para levantar y por medio de un contrapeso que sirva de plomada. Se

considera el centro del pozo y se le hace varias pruebas en la subestructura

considerando la vertical con respecto a el mástil y se le marca el rango de desnivel

para ver hacia adonde hay que calzar para que asiente la madera que es aplicada

entre el piso de la localización y las pizarras de la subestructura.

Esta actividad normalmente se efectúa antes de correr la TR ya que es para prevenir

cualquier problema para introducirla. El desnivel de equipo en la operación de un

pozo es natural ya que el peso de equipo aunado, con la vibración de las

92




operaciones durante la perforación y considerando las localizaciones de relleno hace

que sea una actividad normal.

Figura.4.17.1. Uso del nivel de gota en una instalación

Nivel de gota.- El nivel de gota sirve para medir la horizontalidad o verticalidad de un

elemento.

Figura.4.17.2. Nivel de gota

93




4.18.- Calibración y manejo del Torquímetro de carátula y de golpe

El torquímetro de carátula tiene dos agujas una ajustable manualmente con la que se

fija la calibración del torque que se desea aplicar. La otra aguja es operada por la

torsión aplicada al maneral y se opera el mismo hasta llegar a la torsión indicada por

la aguja móvil.

El torquímetro de golpe tiene su calibración en la parte posterior del maneral y es un

tornillo ajustable en una escala graduada en unidades de torsión que tiene un

indicador del ajuste. Una vez ajustado al operar el torquímetro y llegar a lacalibración ajustada se escuchará un leve chasquido que será el indicativo que se

aplicó el torque calibrado.

Figura.4.18.1. Torquímetro de carátula

4.19.- Manejo de Indicadores telescópicos

Los calibradores telescópicos, son instrumentos en forma de “T” y consisten en un

par de tubos telescópicos conectados a una manija; los tubos se llaman partes o

émbolos del instrumento. Estos tubos, están cerrados en un extremo y existe un

resorte dentro de ellos que los empuja y separa.

El extremo de la manija, tiene una perilla que se utiliza para cerrar el instrumento; el

extremo de la parte es de forma esférica, con un radio igual al del barreno más

pequeño que se puede medir con este instrumento.

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Estos calibradores se fabrican para medir diámetros de barrenos desde pulgadas

hasta 6 pulgadas, y son más confiables que los compases en cualquier trabajo de

medición. Además, cuando se desea trazar una inspección rápida de los cortes

hechos por una máquina-herramienta en un proceso de maquinado, puede ser que

un calibre telescópico sea el mejor método, también son mejores en la medición de

dimensiones de ranuras de formas irregulares. Para usar este instrumento, se

sugieren los siguientes pasos.

Estos calibradores se fabrican para medir diámetros de barrenos desde pulgadas

hasta 6 pulgadas, y son más confiables que los compases en cualquier trabajo de

medición. Además, cuando se desea trazar una inspección rápida de los cortes

hechos por una máquina-herramienta en un proceso de maquinado, puede ser que

un calibre telescópico sea el mejor método, también son mejores en la medición dedimensiones de ranuras de formas irregulares. Para usar este instrumento, se

sugieren los siguientes pasos.

1. Determine que este instrumento sea el adecuado.

2. Seleccione el tamaño adecuado del calibre.

3. Limpie tanto la pieza a medir como el instrumento.

4. Cierre el calibre una distancia ligeramente más pequeña que la medición requerida

y fije las patas del calibre.

5. Insértelo, inclinando ligeramente la manija, sujete las patas del instrumento.

6. Apriete ligeramente la perilla.

7. Alinee el calibre de tal forma que el eje de sus patas y la línea de medición estén

en el mismo plano.

8. Gire sobre el centro, pivoteando sobre una de las patas y jalando la manija hacia

abajo.

9. Fije las patas con la perilla.

10. Mida con el micrómetro de exteriores la distancia que existe entre las patas.

11. Repita los pasos 4 a 10 hasta tener confiabilidad en la medida.

95




4.20.- Calibración, uso y lectura del vernier en sus diferentes tipos

Cuando se quiere medir una longitud rectilínea se utilizan escalas graduadas dediferente longitud, según la distancia que se vaya a medir.

Si la distancia que se quiere medir es menor que la longitud de la escala, se hará

coincidir el cero de la escala con el principio de la cantidad a medir y el fin de esta

coincidirá o no con alguna de las divisiones de la escala. Lo más probable es que no

coincida y entonces hay que apreciar (a ojo) a cual de las divisiones de la escala se

aproxima más. A lo más que puede llegar la vista normal es a apreciar los milímetros

o en algunos casos excepcionales, los medios milímetros. A este tipo de divisiones

es a lo que llegan las reglas comunes y corrientes que normalmente utilizamos.

Hay casos en los que es necesario un mayor grado de aproximación en la medición y

entonces se recurre a ciertos artificios como el nonius y el tornillo micrométrico. El

nonius fue inventado por Pedro Nuñes, matemático portugués en 1542 y fue

construido por Vernier, natural del Franco-Condado. Es una escala graduada movible

que sirve para apreciar fracciones de otra. La escala móvil tiene una longitud igual a

un número exacto de divisiones de la regla fija pero dividida en un cierto número de

partes.

Nonius

Figura.4.20.1. Principio del Nonius

96




El nonius se utiliza en bastantes de medición entre ellos, el calibrador o pie de rey , el

cual es utilizado para medir espesores externos o internos y también para

profundidades, como se muestra en la siguiente figura.

Vernier o pie de rey

Figura.4.20.2.Vernier

97




5.- MOTORES DETROIT-DIESEL MTU-4000

5.1.- Principales características

Figura.5.1.1. Principales características Motor MTU-4000

Motor Detroit Diesel Serie 4000, Modelo T123-7K36, Potencia de salida 2200 bhp

(1640 kw) @ 1800 rpm., no. de cilindros 12, Desplazamiento total 2975 in3

(48.75its.), Consumo de combustible 101.1 gal/hr. (6.38Its/min),

Generador marca Marathon, Modelo 743 RSS 4290, 3 Fases, 4 hilos. 0.8 Factor de

Potencia., 600 Vol TS, Aislamiento Nema Clase H, 1800 RPM, 40°C Ambiente.,1570

KVA Continuos, Con regulador electrónico de voltaje Modelo DVR 2000, +/- 0.25 %

de regulación.

Radiador industrial Mesabi de tubos intercambiables servicio pesado, No. de parte

106153.

98




Base deslizable tipo petrolero, con dos tanques de acero inoxidable interconectados

de 300 lts. c/u. y flotador controlador de llenado.

Silenciador tipo residencial crítico con matachispas integrado y tubo flexible bridado

de conexión por separado.

Los grupos electrógenos, son unidades se fuerza, compuestas de un motor de

combustión interna de 8, 12, 16 cilindros tipo industrial estacionario, un generador

síncrono de corriente alterna.

Los controles y accesorios están seleccionados para trabajar en conjunto dando la

máxima seguridad y alta eficiencia en su operación.

Las plantas diesel-eléctricas (motor, generador) esta montado en la base de acero

con sus sistemas de enfriamiento, protección contra alta temperatura del agua, baja

presión del aceite y sobrevelocidad, motor de arranque, controles de arranque y

paro, válvulas de purga, bomba de inyección de combustible, filtros de aire y

combustible.

Unidad de transferencia automática montada en su respectivo gabinete.

El motor de combustión interna esta compuesto de varios sistemas que son:

a) Sistema de combustión.b) Sistema de aire.

c) Sistema de enfriamiento.

d) Sistema de lubricación.

e) Sistema eléctrico.

f) Sistema de arranque.

g) Sistema de protección.

99




Principales dimensiones del motor

Figura.5.1.2. Principales dimensiones del Motor MTU-4000

A – Longitud D – Longitud del motor a la brida de montaje

B – Anchura E – Del centro del Cigüeñal al carter

C – Altura F – Del centro del Cigüeñal a la base de montaje del motor

DIMEN

SIONES

8V 12V 16V

Longitud - A 2066 mm 81.4”. 2537.7 mm 99.91” 3008 mm 118.43”Anchura - B 1594 mm 62.8” 1610 mm 63.41” 1626 mm 64.01”Altura - C 1737 mm

68.4”2259.1 mm88.94”

1985 mm78.15”

Superficie dela pestaña - D

N/A 1984.8 mm 24.61” 625 mm 107.48”

Linea centralde aceite - E

N/A 625 mm 24.61” 625 mm 24.60”

Línea centraldel motor - F N/A 337 mm 3.27” 337 mm 13.27”

Tabla.5.1.1. Principales dimensiones del Motor MTU-4000

MOTOR RÉGIMEN DE POTENCIAbhp (kW) r/min

TORQUE MÁXIMOIb.ft (N.m) /min

NUMERO DECURVA

12 V 1600 (1194) 1800 5602 (7595) 1500 E4-T123-32-05Tabla.5.1.2. Capacidad del Motor MTU-4000

100




Grafica de Potencia

Figura.5.1.3. Grafica de Potencia

101




Información generalAplicación de grupo 5AAplicación de designación C20Modelo T1237K11

Potencia de salida BHP 1600Potencia de SALIDA KW 1194Velocidad de régimen RPM 1800Número de cilindros 12Desplazamientos total en pulg3(L) 2975 (48.75)Relación de compresión 14.0:1Velocidad del pistón ft/min (m/s) 2369 (12.0)Turbocargador BTV7506CONFIGURACIÓN DEL MOTOR

Tipo de motor 90° V, 4 tiemposdiámetro y Carrera pul (mm) 6.5x7.5 (165x190)Válvulas de admisiónpor cilindro 2Válvulas de escape por cilindro 2Sistema de combustión Inyección directaDispositivo de inyección Electrónico de

múltiple comúnCarga de aire en el sistema de enfriamiento SCCCPESOS

Peso seco Ib (kg) 13382 (6070)Peso húmedo Ib (kg) 13920 (6314)SISTEMA DE COMBUSTIBLETemperatura de combustible a la entrada máximo, °F (°C) 140 (60)Máxima succión bomba de combustible, In, Hg (kPa) 6 (20)Retorno de combustible, presión máxima Ib/in (kPa) 7 (50)Medida del filtro de combustible, secundario, micron 8Inyector de combustible, número de parte 0000107851

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

Flujo refrigerante:Circuito del Motor gal/min (m3/hr) 374 (85)Circuito del postenfriador gal/min (mts3 /hra) 220 (50)Temperatura de salida refrigerante de, máximo °F (°C) 203 (95)Temperatura de entrada al postenfriador , máximo °F (°C) 171 (77)Temperatura de refrigerante, mínima °F (°C) 160 (71)

102




Capacidad de refrigerante del motor gal(L) 42 (160)Termostato:HTC empieza abrir a °F (°C) 170 (77)HTC abre completamente a °F (°C) 185 (85)

LTC empieza a abrir °F (°C) 90 (32)LTC abrie completamente °F (°C) 112 (44)SISTEMA DE SUCCIÓN DE AIREFlujo de aire entrada, a máxima potencia ft3 /min (mt3 /seg) 3750 (1.77)Temp. entrada al Compresor de Turbocargador°F(°C) 77 (25)diámetro interior de tubería de admisión, RecomendadoSencillo en in (mm) 12 (305)Doble en in (mm) 8 (203)SISTEMA DE ESCAPE

Volumen del flujo de escape ft3 /min (m3 /s) 8000 (3.78)temperatura de escape °F (°C) 700 (371)diámetro interior recomendado de la tubería de escapeSencilla en (mm) 14 (360)Doble en (mm) 10 (250)

SISTEMA DE LUBRICACIÓNPresión de aceite, velocidad de régimen Ib/In2 (kPa) 80 (550)Presión de aceite en holgar Ib/In2 (kPa) 36 (250)Flujo de aceite, velocidad de régimen , gal/min (L/min) 90 (341)

Flujo de aceite velocidad de holgar gal/min (L/min) 47 (178)de temperatura de aceite en la Galería, Máximo, °F (°C) 210 (99)Capacidad de aceite en carter, la marca más alta debayoneta qt (lt)

211 (200)

Capacidad de aceite en carter, la marca más baja debayoneta qt (lt)

169 (160)

Capacidad total de aceite con filtros qt (L) 232 (220)DATOS DE RENDIMIENTOCapacidad de altitud ft(m) 21,000(6402)

BMEP Ib/In2

(bar) 237 (16.3)Potencia de fricción:Velocidad de régimen hp (kW) 200 (149)Torque máximo hp (kW) 130 (97)

Tabla.5.1.3. Características generales

103




Motor Potencia Torque

(RPM) bhp(kW) Ib-ft (N.m)

1800 1600 (1194) 4668 (6329)1650 1600 (1194) 5093 (6905)

1500 1600 (1194) 5602 (7595)

1350 1213 (905) 4719 (6398)

1200 849 (633) 3716 (5036)

Tabla.5.1.4.Torque del motor

5.2.- Enumeración de cilindros

Para considerar la enumeración de los cilindros del motor siempre es visto de frente

al volante los bancos izquierdo designados con la letra “A” y el banco derecho con la

“B”. Se enumeran iniciando del lado del volante hacia atrás consecutivamente, como

se observa en el dibujo siguiente, donde se designa los números de cilindro de un

motor 12 en “V”. Esta designación de los cilindros es de acuerdo a la Norma DIN ISO

1204.

Figura.5.2.1. Enumeración de cilindros

104




5.3.- Orden de encendido

Figura.5.3.1.Vista de líneas de inyección

Orden de encendido para los motores en “V” de 12 y 16 cilindros:

12V: A1, B2, A5, B4, A3, B1, A6, B5, A2, B3, A4, B6

16V: A1, A7, B4, B6, A4, B8, A2, A8, B3, B5, A3, A5, B2, A6, B1, B7

5.4.-Sistemas de operación del motor

Sistema de control.

La interconexión del control deberá ser con cable calibre No. 12 con aislamiento

THW a través de la tubería conduit y accesorios de 1” de diámetro, desde la tablilla

de control del tablero a la caja de conexiones del motor diesel, conectándose así;

salvo en caso de controles especiales.

En las terminaciones finales de la caja de conexiones, se deberá poner unaalimentación de 110V. ó 220V. a través de un interruptor de protección para

alimentación del precalentador. La alimentación de 110V. ó 220V. de C.A. se

determina por el voltaje de operación del precalentador.

Para casos especiales de control, se envía junto con los planos, un plano de

interconexión de control.

105




Sistema de fuerza.

Las conexiones de fuerza deberán ser con cable apropiado para conducir la corrientenominal del equipo de preferencia con aislamiento tipo THW, canalizado por charola

de aluminio, ducto metálico o trinchera bajo el piso. A la llegada del generador se

deberá utilizar accesorios y tuberías flexibles. Las terminales del generador serán

con contactores mecánicos ó de ponchar.

Alimentación de emergencia de las puntas de fuerza del generador al interruptor de

protección de emergencia de la transferencia del tablero del control.

Alimentación a la carga del bus general de la transferencia hasta el interruptor o busde carga del tablero de distribución.

Dependiendo de la capacidad de la planta diesel-eléctrica se instala como

desconectadores de transferencia; contactores interruptor termomagnético o

interruptor electromagnético.

En Contactores en el lado de emergencia, se coloca un interruptor de protección en

el generador, por lo que no se requiere alguna otra protección en el lado de

emergencia.

Sistema de generación.

Interconectar con cable No. 12 tipo THW las puntas F1 y F2 de las terminales de

control del tablero a las puntas F+ F- del generador.

Sistema de escape.

La salida de gases deberá hacerse por medio de tubería rolada calibre No. 14,conectándose al tubo flexible del motor, uniendo dicha tubería con bridas de ¼” de

espesor y empaques de asbesto en todas las uniones, soportándose

adecuadamente con solera de fierro ó cadenas flexibles todo el tramo de tubería y en

forma individual por su propio peso el silenciador, con el objeto de que el tubo flexible

106




pueda hacer perfectamente su función y no quede cargado el escape en el múltiple

de la salida o turbocargador de la máquina, considerándose una distancia no mayor

de 15 metros y 3 cambios de trayectoria como máximo; si se requiere una distancia

mayor de 15 metros y más cambios de trayectoria, favor de consultar con la fábrica

las dimensiones de la tubería.

Cuando la terminación del escape, es en forma horizontal, bastará con realizar en la

punta del tubo un corte pluma o cuello de ganso. Si la terminación es en forma

vertical deberá ponérsele un papalote o un gorro chino.

Sistema de alimentación de combustible.

Las máquinas diesel-eléctricas por lo general tienen alimentación y retorno, la

alimentación deberá conectarse de la parte frontal inferior del tanque de combustible

a la conexión de alimentación del motor, saliendo del tanque de combustible con una

llave de cuadro e interconectándose a través de una válvula check a la conexión de

alimentación del motor. De la conexión de retorno del motor a la parte frontal superior

del tanque directamente ésto es sin poner llave ni check.

La alimentación y el retorno deberán ser con tubería negra ó de cobre y visibles, para

poder corregir cualquier fuga fácilmente, la llegada a la máquina deberá ser con

manguera flexible y de ser posible de alta presión para evitar que el calentamiento

del combustible provoque fugas.

De ninguna forma podrá quedar la tubería con tubo galvanizado ya que esto es

perjudicial para el sistema de inyección del motor.

En máquinas de hasta 200 KW, la tubería deberá ser de ½”, y para máquinas de

hasta 1100 KW, la tubería deberá ser de ¾”.

Los tanques de combustible se fabrican con sus soportes, por lo tanto no se requiere

fabricarles base especial, deberán respetarse las medidas de altura de los tanques,

esto es, ponerlos a nivel del piso, con el objeto, de que el nivel máximo en el tanque

no sobrepase 30 centímetros arriba del nivel de inyectores del motor.

107




CAPACIDAD DEL ACEITE

Las cantidades son aproximadas.

Motor 8V 12V 16VCapacidad de aceite del carter del motor.

En la marcainferior de labayoneta delaceite.

No disponible160 L(42.3 gal)

190 L(50.2 gal)

En la marcasuperior de labayoneta delaceite

No disponible200 L(52.8 gal)

230 L(60.8 gal)

Capacidad totalPara el llenadoinicial.

No disponible 265 L(70 gal)

265 L(70 gal)

Para cambio deaceite.

No disponible 215 L(56.8 gal)

215 L(56.8 gal)

Tabla.5.4.1.Capacidad de Aceite

108




5.5.- Verificación del tiempo del motor

PUESTA A TIEMPO

II

I

Figura.5.5.1. Ciclos de Tiempo del motor

1.- Válvula de admisión abierta; ángulo del cigüeñal de 42.6° antes TDC.

2.- Válvula de admisión cerrada; ángulo del cigüeñal de 66.6° después BDC.

3.- Válvula de escape abierta; ángulo del cigüeñal de 57.6° después BDC.

4.- Válvula de escape cerrada; ángulo del cigüeñal de 30.4° después TDC.

5.- Traslape de 73°; con ángulo del cigüeñal

6.- Inicia entrega; mapa base.

I.-TDC (punto muerto superior).

II.-BDC (punto muerto inferior).

109




5.6.- Procedimiento de afinación menor y mayor

El Procedimiento de afinación menor y mayor para mantenimiento de los motores

diesel esta basado en el concepto del mantenimiento preventivo, estos

procedimientos permiten la programación anticipada para facilitar la detección de

posibles fugas y prevenir fallas. Mantiene todo el tiempo el motor limpio, en

condiciones de servicio. Protege las partes sintéticas y de hule del aceite y el

combustible, nunca use detergentes orgánicos y limpie solamente con trapo seco.

El concepto de mantenimiento DDC se basa en 6 niveles de mantenimiento

designados del W1 al W6, como se enlista abajo.

Nivel de Mantenimiento Descripción

W1 Verificaciones operacionales

W2, W3 y W4 Servicios de mantenimiento periódicos que se

ejecutan durante los periodos que el motor este

parado y no requieren desensamblar el motor

W5 Servicios de mantenimiento que requieren

desensambles parciales del motor diesel

W6 Servicios de reparación general que requieren eldesensamble completo del motor en un taller.

Tabla.5.6.1.Niveles de Mantenimiento

La estructura de niveles de mantenimiento y periodos están basados en la

experiencia operacional. Los intervalos se han estructurados para asegurar la

correcta operación del motor hasta llegar hasta el siguiente nivel de mantenimiento.

Se considera como afinación menor el nivel de mantenimiento W2 y la afinación

mayor el nivel de mantenimiento W3.

110




5.7.- Calibración de válvulas

La calibración de las válvulas se hace con el motor frió (temperatura ambiente).Admisión 0.20 mm (0.008 in.)

Escape 0.50 mm (0.02 in.)

Las válvulas de admisión se calibran a 0.20 mm (0.008”).

Las válvulas de escapen se calibran a 0.50 mm (0.020”).

El procedimiento detallado se describe en el manual de servicio del motor diesel S-

4000, No. 6SE4011

5.8.- Ajuste de inyectores

Estos motores tienen un sistema de inyección de combustible de un múltiple común,

que le suministra la bomba de inyección a una presión de 30,000 PSI en un sistema

de control electrónico EEC, que determina su ajuste de inicio y fin de inyección de

combustible, por lo que no requiere ajuste de campo.

Figura.5.8.1.Inyector

111




5.9.- Calibración de cremalleras

En el sistema de inyección electrónico EEC los inyectores no poseen cremalleras por

lo que su calibración es controlada por la computadora

5.10.- Ajuste del gobernador

Un sistema de control electrónico se utiliza en el motor no requiere de ajustes, se

autoprotege para evitar daños accidentales al motor, se autodiagnóstico, si hay un

mal funcionamiento, no requiere afinaciones, por lo tanto no usa gobernador.

5.11.- Dispositivos de paro por emergencia

El circuito del motor de arranque y protección de máquinas consta de las siguientes

funciones:

a) Retardo al inicio del arranque (entrada de marcha):

• Retardo programables (3 y 5 intentos).

• Periodo de estabilización del generador sincrónico de C.A.

• Retardo de transitorios.

b) Sensores para protección por las siguientes fallas:

• Largo periodo de arranque, baja presión de aceite, alta temperatura, sobre y

baja velocidad, no-generación, sobrecarga, bajo nivel de combustible, nivel de

refrigerante (en algunas ocasiones), paro de emergencia y dos extras más

c) Solenoides de la máquina:

• Solenoide auxiliar de arranque (4x).• Válvula de combustible.

El tablero de control contiene:

112




Circuito de control de arranque y paro automático de la planta, mantenedor de carga

de baterías, fusibles de protección controlador basado en microprocesador para

realizar las funciones de transferencia y control de maquina.

Instrumentos: un Vóltmetro, un Ampérmetro, frecuencímetro y horómetro,

conmutadores de fase para el Ampérmetro y el Vóltmetro.

Estos instrumentos se pueden localizar integrados en la puerta del tablero de control

(Plantas Automáticas) ó en el tablero colocado sobre el generador de la planta

(Plantas de Arranque Manual).

Acumuladores con cables de conexión.

Silenciador de gases de escape tipo hospital, industrial, residencial y tramo de tubo

flexible para conectarlo con el múltiple de escape del motor.

Juego de amortiguadores antivibratorios tipo resorte (opcional).

5.12.- Sistema de inyección electrónica

Sistema de inyección electrónica esta gobernado por el microprocesador del motor y

de acuerdo a las RPM y carga determina el tiempo de inyección de combustible para

mantener la máxima potencia requerida con el menor combustible posible. A nivel decampo el sistema de inyección no requiere de calibración o ajustes. El sistema de

control electrónico optimiza el desempeño, emisiones a el ambiente, ruido y consumo

de combustible. Tiene capacidad para enviar parámetros de operación por medio de

telemetría.

5.13.- Uso del escáner y método practico

El tablero de control del motor dispone de conexiones para un modulo de

comunicaciones CCM que opera por medio de un escáner. Permitirá las

comunicaciones bidimensionales entre el tablero de control modular electrónico del

113




grupo electrógeno (EMCP II) y una computadora personal (PC) y otro dispositivo con

un puerto.

Los ocho indicadores de fallas (1-8), ubicados en la parte delantera del de Tablero de

control, se usan para mostrar y describir la falla presente. Los primeros indicadores

son indicadores rojos de parada por falla y el octavo es un indicador amarillo de

alarma de falla.

El indicador amarillo da alarma de la falla (8) destella cuando el tablero detecta una

falla que sea una condición de alarma. El motor sigue funcionando y arranca, el

indicador de alarma de falla. Va acompañado por un código de alarma de falla,

mostrado en la pantalla superior (9), cuando se pulsan las teclas de los códigos de

alarma (10).

El indicador rojo de parada por falla (7) destella cuando el tablero detecta una falla

que sea una condición de parada. El motor se para si esta en funcionamiento y no se

permite el arranque. El indicador de parada por falla va acompañado por un código

de falla de diagnóstico que se muestra inmediatamente en la pantalla superior.

Seis indicadores de parada rojos son para las siguientes condiciones de parada: baja

presión de aceite (1), parada de emergencia (2), temperatura elevada de agua (3),

exceso de velocidad del motor (4), bajo nivel de refrigerante (5) y falla de arranque

del motor (6). Cuando el tablero de control detecta una falla en una de estas

condiciones, destella el indicador de parada correspondiente. El motor se para si esta

en marcha y no se puede arrancar.

No hay códigos de falla asociados con los indicadores de parada especiales, ya que

cada indicador tiene una etiqueta interpretativa.

5.14.- Carta de mantenimiento

Mantenimiento del motor diesel

Diariamente verificar.

a) Nivel de agua en el radiador.

b) Nivel de aceite en el cárter y/o en el gobernador hidráulico si lo tiene.

114




c) Nivel de combustible en el tanque.

d) Nivel de agua en las baterías, así como remover el sulfato en sus terminales.

e) Limpieza y buen estado del filtro de aire.

f) Que el precalentador eléctrico del agua de enfriamiento opere correctamente paramantener una temperatura de 140°F.

g) Que no haya fugas de agua caliente y/o combustible.

Semanalmente.

a) Operar la planta diesel-eléctrica en vacío y de preferencia con carga, comprobar

que todos sus elementos operen satisfactoriamente, durante unos 15 minutos.

b) Limpiar el polvo que se haya acumulado sobre la misma o en los pasos de aire deenfriamiento.

Mensualmente.

a) Comprobar la tensión correcta y el buen estado de las bandas de transmisión.

b) Cambiar los filtros de combustible.

c) Cambiar el filtro de aire o limpiarlo.

Cada 400 horas.

a) Observar que la planta diesel-eléctrica opere siempre con carga.

(En las hojas de mantenimiento “mensual ó cada 400hrs” y “anual”).

Reglas que deben observar para el buen funcionamiento de su motor.

1. - Procure que no entre tierra y polvo al motor, al generador y al interior de los

tableros de control y transferencia.

2. - Conserve perfectamente lubricado el motor y la chumacera o chumaceras del

generador y excitatriz.

115




3. - Cerciórese que está bien dosificado el combustible para el motor.

4. - Compruebe que al operar la planta se conserve dentro de los rangos de

operación:

a) Temperatura del agua 160 a 200°F.

a) Presión de aceite 40 a 60 Lbs.

b) Voltaje 220 a 440 V.

c) Frecuencia 58 a 62 Hz.

d) Corriente del cargador

de batería 0.8 a 3Amps

5.- Los motores nuevos traen un aditivo que los protege de la corrosión el cual dura

12 meses, después de éste período deberá cambiarse el agua y ponerle nuevamenteaditivo, además de evitar fugas y goteras sobre partes metálicas.

Es necesario utilizar anticorrosivo, anticongelante en la mezcla recomendada por el

fabricante del motor dependiendo de la zona donde se ubicara y trabajará la planta

de emergencia eléctrica.

En general hay que prevenir y evitar la corrosión a toda costa de los componentes de

la planta.

6. - Hay que procurar que se cuente siempre con los medios de suministro de aire

adecuados por ejemplo:

a) Aire limpio para la operación del motor.

b) Aire fresco para el enfriamiento del motor y generador síncrono de C.A.

c) Medios para desalojar el aire caliente.

7. -. Compruebe siempre que la planta diesel-eléctrica gira en la flecha a la velocidad

correcta por medio de su frecuencímetro, y sí, es pequeña y no la tiene, entonces,

por medio de un tacómetro.

8. - Entérese del buen estado de su equipo, para que cuando se presente una falla

por insignificante que está sea, se corrija a tiempo y adecuadamente, para tener su

equipo en condiciones óptimas de funcionamiento.

116




9. - Implante un programa para controlar el mantenimiento de su planta diese-

eléctrica. Abra una libreta para anotar todos los datos de la vida de la planta, y por

medio de ellas compruebe la correcta aplicación del mantenimiento.

117




5.15.- Fallas más comunes y su corrección

FALLAS CAUSASPOSIBLES

FORMA DEDETECTARLO

FORMA DECORREGIRLO

Medir voltaje debatería(s).

Cambiar batería(s).

Conexiones flojas y/oulfatadas.s

Limpiarlas yreapretarlas.

Revisar conexiones rotas. Reponerlas.Batería(s) en malestado.

Revisar cables dañados. ReponerlosMedir voltaje en la bobinade solenoide auxiliar (4X).

Reponerlo.

MAQUINAMotor de arranque.

Medir voltaje en laspuntas de alimentación.

Desmontar y mandar areparar

Válvula solenoideno opera.

Medir voltaje dealimentación de la bobina.

Reponer.

Verificar nivel de tanque. Reponer combustible ypurgar líneas.

Revisar llaves de pasocerradas.

Abrir llaves y purgaslíneas.Falta de

combustible. Check de alimentación enmal estado

Reponer y purgarlíneas.

Medir voltaje en laspuntas de alimentación 2(+) 3 (-) positivo ynegativo respectivamente.

Checar conexiones yreparar

Revisar elevadores decontrol, No operan (K3,K5).

Desmontar probarlos yreponer dañados.

Revisar protecciones delmotor activadas.

Restablecer oprimiendobotón de desbloqueodespués de haber

corregido la falla.

NO

ARRANCA.

Módulo deprotección,arranque y paro noopera.

Verificar conexiones,señales, de salida delcontrolador GENCON almódulo de relevadoresauxiliares.

Corregir conexiones,cambiar controladorGENCON.

118





FORMA DEDETECTARLO

FORMA DECORREGIRLO

Conexiones sueltaso flojas.

Verificar conexiones. Apretar o reconectar

Máquina noarranca.

Verificar puntos demáquina no arranca.

Máquina no genera.Verificar puntos demáquina no genera.

Verificar fusibles decontrol. Reponer.

52/E no opera. Medir voltaje dealimentación de la bobina.

Reponer bobina

Medir voltaje de

alimentación de la bobina.

Reponer bobinaContactores defuerza.

Revisar contactos defuerza del contactor.

Reponerlos o cambiarcontactor

Interruptor deprotección demáquina.

Verificar contactos yoperación de interruptor. Restablecer o reponer.

Verificar si se encuentraado.dispar

Restablecer de acuerdoa las instrucciones delcambiador de fuerza.Interruptor de

transferencia noopera. Revisar contactos defuerza del interruptor. Reponer.

Rmicr

evisar ajustes deos, contactos y

conexiones de acuerdoal plano.Reponer motor ymecanismo.Interruptor

electromagnético detransferencia noopera.

Verificar operación demotor de energíaalmacenada.

Verificar los bloqueos delinterruptor de normal nodispara

Disparar interruptor denormal y revisar suoperación de acuerdoal plano.

Verificar fusible dealimentación Reponerlo.Verificar calibración. Corregir calibración.

SISTEMA

DE

EMER-

GENCIA

NO

OPERA.

Circuito sensitivo devoltaje(integrado en elcontrolador)

Verificar operación Cambiar controlador.

119





FORMA DEDETECTARLO

FORMA DECORREGIRLO

Revisar nivel de agua.

Esperar que baje latemperatura del agua a160°F y reponer el

agua faltante.Revisar las bandas deventilador.

Reapretar o cambiarbandas.

Revisar bomba de agua. Reponer.Revisar termostato. Reponer.Revisar radiador tapado. Desmontar y sondearlo.

Sobretemperatura.

Revisar operación ycalibración del sensor desobretemperatura enmáquina (26).

Calibrar o reparar.

Revisar nivel de aceite. Reponer faltante.Revisar fugas de aceite. Corregirlas.Revisar filtro de aceite. Cambiarlo.

BLOQUEOS

Baja presión deaceite.

Revisar operación ycalibración del sensor deaceite en máquina (63Q). Calibrar ó reponer.Revisar ajuste deacelerador. Corregir.Revisar gobernador. Desmontar y reparar.

Sobrevelocidad. Revisar operación ycalibración del sensor desobrevelocidad enmáquina (12).

Calibrar o repararó reponer.

Verificar precalentador deagua medir voltaje en lasterminales.

Corregir conexiones ocambiar precalentador

Verificar alimentación decombustible.

Ver punto falta decombustible máquinano arranca.

DEL

MOTOR.

Largo arranque.

Verificar motor dearranque marcha dañada.

Ver punto marcha noopera máquina noarranca.

Tabla.5.15.1. Fallas más comunes y su corrección

120




6.- MOTORES CATERPILLAR

6.1.- Principales características y origen de los modelos

Figura.6.1.1.Vista de motor Ceterpillar

El motor Caterpillar es un motor de inyección directa de Combustible de cuatro

tiempos y seis cilindros en línea (3306B), 8, 12 y 16 en “V” (D-379, D-398 y D-3’9

respectivamente). Cada culata de cilindro tiene dos válvulas de admisión y dos

válvulas de escape. Los balancines y las válvulas son Accionadas por el árbol de

levas. La acción es llevada a cabo por levanta válvulas mecánicos y varillas de

empuje.

Estos motores tienen un regulador hidromecánico de gama completa que controla la

salida de la bomba de inyección, manteniendo las RPM del motor seleccionadas por

el operador. Las bombas de inyección individuales (una por cada cilindro) dosifican y

bombean el combustible a alta presión hasta los inyectores. El avance de

sincronización automático proporciona la mejor sincronización de inyección en toda

la gama de velocidades del motor.

121




El control de la relación de combustible está ubicado en el regulador. El control de la

relación de combustible limita el movimiento de la cremallera de combustible. Sólo se

permite inyectar la cantidad apropiada de combustible en

Los cilindros durante la aceleración. Esto reduce al mínimo el humo de escape.

El motor está equipado con un grupo de protección que disuade a las personas a que

manipulen de forma Indebida el ajuste de control de la relación de combustible. Los

pernos normales han sido sustituidos por pernos resistentes a las manipulaciones

indebidas. Esto es requerido por las regulaciones de las emisiones.

El aire de admisión atraviesa un filtro de aire. El aire es comprimido por un

turbocompresor antes de entrar en los cilindros del motor. El turbocompresor está

impulsado por los gases de escape del motor. El motor estándar tiene

turbocompresor y dispone de un sistema de posenfriamiento del agua de las

camisas.

El sistema de enfriamiento consiste en:

• Una bomba centrífuga impulsada por engranajes

• Un termostato que regula la temperatura del refrigerante del motor

• Un enfriador de aceite, y

• Un radiador (que dispone de un sistema de derivación).El aceite lubricante del motor, que es enfriado y filtrado, es suministrado por una

bomba de engranajes. Las válvulas de desvío proporcionan un flujo sin restricciones

de aceite lubricante a las piezas del motor si la viscosidad del aceite es alta, o si se

tapona el enfriador de aceite o los elementos del filtro de aceite.

La eficiencia del motor, la eficiencia de los controles de emisión y el rendimiento del

motor dependen de si se respetan las recomendaciones adecuadas de operación y

mantenimiento. El rendimiento y la eficiencia del motor también dependen del uso decombustibles, aceites de lubricación y refrigerantes recomendados. Siga el programa

de mantenimiento correspondiente, prestando atención al mantenimiento del filtro de

aire, del sistema de combustible, del sistema de lubricación y del sistema de

enfriamiento.

122




6.2.- Enumeración de cilindros

Caterpillar enumera los cilindros considerando el lado derecho, viendo el motor defrente del lado del volante y alternando entre el banco derecho e izquierdo como se

observa en la figura siguiente en un motor Caterpillar D-398, en “V” 12 cilindros

Figura.6.2.1.Numeración de cilindros en Ceterpillar


Diámetro interior de los cilindros 6.250”

Carrera del pistón 8”

Rotación del motor visto del volante Izquierda

Orden de encendido D-379 1, 8, 5, 4, 7,2, 3, 6Orden de encendido D-398 1,12, 9, 4, 5, 8,11, 2, 3, 10, 7, 6

Orden de encendido D-399 1, 2, 5, 6, 3, 4, 9,10,15,16,11,12,13,14, 7,8

Potencia máxima 1200 RPM, D-398 750 HP

Potencia máxima 1200 RPM, D-399 990 HP

123




6.4.- Sistemas de operación del motor

Sistema de aire de entrada y escape de gasesLos componentes de este sistema son:

1.- Turbina.

2.- Compresor.

3.- Múltiple de admisión.

4.- Múltiple de escape.

5.- Enfriador de aire

6.- Componentes de válvulas (admisión y escape)

Funcionamiento: los gases de escape al salir por el múltiple, pasan al

compartimiento del turbocargador donde se encuentra la turbina, la cual al ser

impulsado por los gases, mueve la flecha que la une con el compresor, esto hace

que el compresor suministre el aire a presión para la combustión a los cilindros,

cuando se incrementa la carga en el motor, origina que se inyecte más combustible a

los cilindros, ocasionando que aumente la presión de los gases de escape y por lo

tanto que la turbina y el compresor giren más rápidamente, para suministrar más

volumen de aire a los cilindros con el consecuente aumento de la potencia.

La velocidad del turbo es determinada por la cremallera, de la bomba de inyección,

afectando en su rendimiento, fallas como una velocidad alta en vacío, o demasiada

altura sobre el nivel del mar.

Los cojinetes del turbo son lubricados por aceite del sistema de lubricación del motor,

entrando por una conexión en la parte superior del turbo y saliendo por otra en la

parte inferior, después de haber bañado a los cojinetes y flecha para posteriormenteregresar al motor.

Algunos motores tienen un enfriador de aire instalado en lugar del múltiple de

admisión. su función es la de bajar la temperatura del aire que proviene del turbo, ya

que al comprimirse el aire se calienta y es necesario el uso de un enfriador de aire,

124




pues entre mas frío sea un aire mas peso (densidad) tiene. Por lo general la

temperatura de aire hacia los cilindros disminuye hasta 2000 F, el refrigerante del

enfriador es suministrado por el mismo sistema de enfriamiento del motor.

En algunos motores se utiliza un enfriamiento por el interior del múltiple de escape y

del turbo, evitando así el uso del enfriador de aire.

Sistema de combustible.

Las partes que constituyen este sistema son:

1.- Depósito de combustible.

2.- Filtro de malla primario.3.- Línea de alimentación.

4.- Bomba de transferencia.

5.- Válvula "by pass" o de derivación.

6.- Válvula " de alivio.

7.- Bomba cebadora.

8.- Caja de filtros.

9.- Bomba de inyección de combustible.

10.- Toberas.

11.- Línea de retorno hacia la bomba de transferencia.

12.- Línea de retorno hacia el depósito.

Cuando el motor se encuentra listo para arrancar se utiliza la bomba cebadora la cual

está montada sobre la caja de filtros de combustible, por medio de ella se desaloja el

aire que pudiera haber en el sistema, aflojando las líneas de las toberas una por una.También se verifica si no hay fugas o restricciones. Cuando se ceba el sistema, el

combustible pasa por una válvula de "by pass" o de derivación que se encuentra

ubicada por el lado de descarga de la bomba de transferencia, evitando así una

restricción que afecte en el cebado de dicho sistema.

125




Cuando el motor arranca el combustible es succionado desde el depósito y el filtro

primario por medio de la bomba de transferencia la cual manda el combustible a una

cavidad que se encuentra en la parte superior de la bomba de cebado, que contiene

2 válvulas de alivio las cuales controlan la presión de combustible en el sistema,

cuando existe una sobrepresión las válvulas de alivio se abren y, el combustible que

no es necesario es regresado, una parte hacia el lado de succión de la bomba de

transferencia y otra parte regresa al tanque de combustible. el aire que pudiera haber

en la caja de filtros también regresa al tanque.

De la caja de filtros el combustible pasa a la bomba de inyección de combustible

donde se inyectará a cada cilindro por medio de las toberas.

Sistema de lubricación.

Las partes que componen este sistema son:

1. Carter.

2. Cedazo de malla.

3. Bomba de aceite.

4. Válvula de alivio de la bomba.5. Bomba prelubricadora (si lo tiene).

6. Enfriador de aceite.

7. Válvula lubricadora del turbo (solo unos modelos).

8. Caja de filtros.

9. Válvula de alivio del filtro.

10. Múltiple de aceite.

11. Mecanismo de válvulas (balancines, varillas, etc.)

12. Tubos "P" o "JET".

13. Bomba de inyección,

126




En los motores de los nuevos modelos se utiliza una bomba pre-lubricadora que

como su nombre lo indica sirve para llenar todo el sistema de lubricante

especialmente el árbol de levas, turbocargador, y mecanismo de válvulas, antes de

poner a funcionar el motor, ya que esas tardan más en recibir el aceite desde la

bomba al arrancar el motor. La bomba pre-lubricadora puede ser manual de tipo

"reloj" o de engranes movida por motor eléctrico.

Esta bomba succiona el aceite desde el carter por medio de una línea independiente

al sistema para mandarlo a los filtros y a las partes arriba mencionadas.

La válvula lubricadora del turbo en los motores, tiene una función similar a la bomba

pre-lubricadora, ya que cuando el motor se detiene, impide que se vacíe el aceite del

turbo, permitiendo que al arrancar nuevamente el motor, no peligre el turbo, la

válvula lubricadora del turbo permite el paso de aceite desde el sistema hasta que el

motor alcanza su presión normal de funcionamiento ocasionando que la válvula se

inhabilite, hasta que se requiera nuevamente de ella.

Por esa razón los motores recientes no llevan válvulas lubricadoras del turbo, pues

su función la realiza la bomba pre-lubricadora.

Cuando el motor arranca el aceite es succionado del carter por la bomba, una válvula

de alivio permite que cualquier sobrepresión que mande la bomba se desvíe al

carter, el flujo normal continúa su recorrido hacia el enfriador de aceite el cual dirige

el aceite hacia la válvula lubricadora del turbo (en algunos modelos) y, de ahí fluye

hacia el turbo cargador donde lubrica los cojinetes y flecha del mismo para regresar

por gravedad al carter. También del enfriador de aceite sale una línea hacia la caja

de filtros donde se encuentra una válvula de alivio la cual se abre permitiendo el flujo

de aceite del enfriador de aceite al múltiple, solo cuando hay una sobrepresión

ocasionada por filtros tapados. Del múltiple el lubricante se distribuye al árbol delevas, cigüeñal, mecanismo de válvulas, tubos "P" o "JET", bomba de inyección,

gobernador, dispositivo de paro por emergencia, tren de engranes auxiliar,

turbocargador y por último el tren de engranes de tiempo para regresar por gravedad

al carter.

127




Figura.6.4.1.Corte trasversal de motor Ceterpillar

Sistema de enfriamiento

Las ventajas que del sistema de enfriamiento de motores Caterpillar son:

a.- elevar el punto de ebullición.

b.- Evitar la cavitación (vacío) en la bomba de agua.

c.- Evitar la formación de bolsas de aire o de vapor dentro del sistema.

128




Este sistema se utiliza comúnmente en los motores industriales y se compone de las

siguientes partes.

1.- Radiador.

2.- Bomba de agua.

3.- Enfriador de aceite.

4.- Enfriador de aire.

5.- Camisas y culata del motor.

6.- Múltiple de escape.

7.- Caja de termostatos.

Cuando el motor arranca, el agua es succionada

desde el radiador por medio de la bomba centrífuga de

agua, la cual manda el refrigerante hacia el enfriador

de aceite, de ahí el agua fluye al interior del motor

para enfriar cilindros y culata; también del enfriador de

aceite sale otra línea hacia el enfriador de aire para

pasar posteriormente el refrigerante al motor para

ayudar a enfriar camisas y culatas. Del interior delmotor el agua sale a un múltiple que se encuentra en

el exterior, el cual esta diseñado en los motores en "V"

para quitar calor al múltiple de escape.

Posteriormente el agua fluye a la caja termostática la

cual impide por medio de termostatos que el agua

fluya hacia el radiador cuando la temperatura de agua

del motor es baja, permitiendo de esa manera queexista una recirculación en el interior del motor hasta

rmal de enfriamiento (160 a 185°F).

Cuando ocurre

que alcance su temperatura no

lo anterior los termostatos se abren permitiendo el paso del agua

hacia el radiador para su enfriamiento con la ayuda del ventilador del motor.

129




Sistema de aire de arranque.

ste sistema lo componen las siguientes partes:

n de aire.

trol de arranque

anque neumático.

rranque neumático se utiliza para hacer girar el volante de un motor

uede ser montado sobre cualquier lado trasero del motor.

puede almacenar un volumen de aire de hasta 250 PSI cuando se llena

es que no necesitan mucha fuerza en el arranque el gobernador se

relacionado con la

a presión de aire está relacionada con la fuerza que se necesita para hacer girar el

volante del motor.

E1.- Suministro de aire.

2.- Regulador de presió

3.- Conexión "T"

4.- Válvula de con

5.- Cubierta conductora.

6.- Válvula actuadora.

7.- Lubricador.

8.- Motor de arr

9.- Deflector.

El motor de a

para ponerlo a funcionar.

Dicho motor de arranque p

Un compresor de aire se encarga de suministrar el aire atmosférico y almacenarlo enun depósito, determinando dicho volumen el tiempo que girará el motor en el

arranque.

El depósito

por completo.

Para los motor

regula a 100 PSI, lo suficiente para mover el volante fácilmente.

El aire que se consume en el arranque está directamentevelocidad.

L

130




El ajuste del gobernador puede hacerse a 150 PSI lo suficientemente necesario para

mover el volante del motor.

na trampa de agua en la línea de suministro elimina la

Para un mejor rendimiento del motor de arranque el suministro de aire deberá estar

limpio de agua y suciedad u

humedad del aire.

La máxima presión que se puede usar en un motor de arranque es de 150 PSI, si

acaso hay presiones mayores podría ocasionar problemas muy serios.

actuadora por

El aire que sale de la compresora es regulado a 150 PSI por el gobernador, y

posteriormente pasa a la válvula de control de arranque y a la válvula

medio de una conexión "T". La válvula de control de arranque manda a la presión de

aire a la cubierta conductora para que el piñón o bendix se acople a la corona del

volante. Posteriormente se abre la válvula actuadora para permitir el paso del flujo de

aire hacia el lubricador y por último al motor de arranque el cual tiene en su interior

unas paletas que giran provocando el movimiento del bendix o piñón que se

131




encuentra engranado al volante del motor, posteriormente el flujo sale por un

deflector que se encuentra en la parte inferior del motor de arranque.

.5.- Dispositivos de paro

.- Por sobrevelocidad.

ceite

tor.

excepción del dispositivo por sobrevelocidad, los dispositivos por baja presión de

6

1

2.- Por baja presión de a

3.- Por alta temperatura del mo

A

aceite y por alta temperatura del motor mandan una señal hidráulica al dispositivo

principal de paro por emergencia que se localiza en el vértice del motor en su parte

trasera, a un lado del gobernador. Dicho dispositivo también actúa como dispositivo

132




por sobrevelocidad ya que recibe impulso su mecanismo interior desde la flecha que

mueve el árbol de levas de la bomba de inyección y también al gobernador, al haber

una sobre velocidad el engrane piñón que va unido al eje que mueve el árbol de

levas de la bomba transmite el movimiento al dispositivo el cual debido a la fuerza

centrífuga se dispara una varilla cargada a resorte que hace contacto con la palanca

terminal del gobernador y esta con la barra cremallera de la bomba de combustible

moviéndola a la posición de "cierre de combustible" "FULL OFF" ocasionando el paro

del motor.

Cuando existe, una alta temperatura o una baja presión de aceite cuando el motor

terior 2

otor se haya detenido por una

paro recibe lubricación en sus partes internas desde el

esta funcionando, los dispositivos ubicados en el múltiple de aceite y agua mandan

una señal de aceite al dispositivo principal de paro ocasionando que se dispare su

mecanismo interno actuando sobre la barra cremallera, deteniendo al motor.

También dicho dispositivo principal de paro tiene en su parte superior ex

botones uno cilíndrico v otro plano, el cual el primero se utiliza para detener el motor

en caso de emergencia, oprimiéndolo manualmente, el segundo botón o sea el plano

se utiliza para restablecer el dispositivo en caso de haber utilizado el botón cilíndrico,.

.como precaución no se debe utilizar este botón de paro por emergencia para

detener al motor cuando está trabajando normalmente, pues causaría daños almecanismo interno del dispositivo principal de paro.

Para restablecer el dispositivo en caso de que el m

emergencia primeramente debe corregirse la causa de la falla. Si el paro se debió a

una sobrevelocidad, restablezca jalando hacia afuera la varilla de restablecimiento en

caso de trabarse investigue la causa de la sobrevelocidad. En caso de no trabarse

dicha varilla entonces una baja presión de aceite, o una alta temperatura, fue lo que

ocasionó el paro del motor por lo que se deben revisar tanto el sistema de lubricacióncomo el de enfriamiento.

El dispositivo principal de

múltiple auxiliar de aceite ubicado en el vértice del motor para lubricar la bomba de

inyección y al gobernador, así como el tren de engranes trasero.

133




Por lo general los 3 dispositivos de emergencia se disparan bajo las siguientes

condiciones de operación:

1.- sobrevelocidad.- cuando la velocidad aumenta un 18% arriba de su velocidad

máxima. Por ejemplo un motor que trabaje a 1200 R.P.M. su velocidad de paro será

1416 R.P.M.

2.- baja presión de aceite.- cuando hay una caída de presión de aceite hasta 12 –psi.

3.- alta temperatura del motor.- cuando la temperatura del agua aumenta hasta

210°F

En los motores en línea el dispositivo principal de paro se localiza en el lado

izquierdo del motor, montado en la caja de accesorios.

NOTA: Por cada vuelta de ajuste a dispositivos de sobrevelocidad se aumentará o

disminuirán las R.P.M. en un rango de 40 a 50 R.P.M.

Partes del dispositivo de emergencia mecánico.

1.- Dispositivo de paro.

2.- Cable (chicote) de restablecimiento del dispositivo.

3.- Entrada de la señal de baja presión de aceite por alta temperatura del motor.

4.- Entrada de la señal por baja presión de aceite.

5.- Piñón y flecha de paro por sobrevelocidad.

6.- Conexión hacia la barra cremallera.

7.- Botón de paro por emergencia.

8.- Botón de restablecimiento.9.- Tapa del tornillo de ajuste de paro por sobrevelocidad.

10.- Toma de fuerza del tacómetro.

134




Dispositivo de paro hidromecánico.

Este dispositivo protege al motor en caso de:

1.- Sobrevelocidad.2.- Baja presión de aceite.

3.- Alta temperatura del motor.

Dicho dispositivo también tiene un control manual de paro por emergencia. Para su

operación utiliza aceite de lubricación desde el motor, y tiene una bomba de aceite

que proporciona presión a todo el sistema del dispositivo hidromecánico.

La cremallera de paro mueve a la cremallera de combustible a la posición de corte de

combustible en caso de baja presión de aceite o de una alta temperatura del motor.El dispositivo de paro de las papa latas que se encuentran en los 2 múltiples de

admisión se disparan en caso de sobrevelocidad, deteniendo el paso del aire a los

cilindros produciendo el paro del motor, también este dispositivo se dispara

manualmente.

La cremallera de paro del dispositivo se restablece automáticamente, pero no así el

dispositivo de las papalotas, el cual debe restablecer manualmente.

El dispositivo hidromecánico proporciona 2 rangos de operación de presión de aceitedel motor, a medida que se incrementa la velocidad del motor, la presión de aceite

también necesita incrementarse.

Cuando el motor trabaja a baja velocidad, el dispositivo se dispara a una presión

mínima de 20 PSI. Cuando el motor trabaja a velocidad alta, el dispositivo se puede

disparar con una presión mínima de 30 PSI.

El dispositivo consiste de un contrapeso controlado y una válvula piloto que se utiliza

para proporcionar los 2 rangos de operación antes mencionados.La flecha conductora mueve los contra pesos y estos a la válvula piloto. La flecha

conductora se muestra acoplada con la flecha de la bomba de aceite del motor.

135




Cuando el motor aumenta la velocidad de los contrapesos se mueven hacia fuera

oprimiendo la válvula piloto la que manda la señal de disparo a las papalotes de los

múltiples de admisión.

6.6.- Procedimiento de una afinación menor y mayor

Afinación menor (cada mil horas)

• Mantenimiento preventivo rutinario de engrase y cambio de aceite lubricante y

los elementos de filtros de aire, combustible y aceite

• Revisión y reemplazo, rutinaria de elementos de desgaste como bandas

manqueras, etc. • Tensar bandas, su revisión y reemplazo

• Verificación de funcionamiento periódicamente

Además de las anteriores actividades consideradas como rutinarias en la afinación

menor se debe efectuar lo siguiente:

1. Verificación del sistema de enfriamiento agregando acondicionador requerido

NOTA: el agua es corrosiva a temperaturas de operación del motor por lo que se

debe de utilizar un acondicionador del refrigerante. No se debe de mezcladores

diferentes, en caso de duda, deseche todo el refrigerante reponiendo el mismo, en

una proporción aproximada de 90% agua, 10% acondicionador.

2. Verifique el tapón del radiador y cámbielo en caso necesario

3. Drenar el aceite del gobernador, lavar el interior con solvente no inflamable y

llenar con aceite nuevo

4. inspeccionar y comprobar: operación de los dispositivos de seguridad, alarmas

y protección del motor.

5. Verificar condiciones de operación de turbocargadores y postenfriadores de

aire.

6. Revisar sistema de arranque neumático (motor, válvula y lubricadores)

136




7. Comprobar operación y lubricar si se requiere el varillaje de control de

combustible, ajustar en caso necesario.

Afinación mayor (cada dos mil horas)

Se debe de efectuar las actividades de la afinación menor, además de las siguientes:

Calibración de las válvulas de admisión y escape considerando las siguientes

tolerancias:

• Juego de válvulas de admisión: -0.38 mm (0.015”)

• Juego de válvulas reescape: -0.90 mm (0.035”)

• El juego de las válvulas no se debe calibrar si está dentro de 0.07mm (0.003”)

de las especificaciones

1. Pare el motor

2. Limpie base de las cubiertas para evitar suciedad

3. Saque las cubiertas de las válvulas

4. Saque la cubierta d e calibración de la caja de volante

5. Gire el volante en dirección de rotación normal

6. Alinee la marca de regulación “TC-1”, correspondiente a su motor (TC1-7”,

TC1-11”, o TC1-15”) con el puntero de sincronización situado dentro de la caja

del volante.

Cuando están en la carrera de compresión, los balancines de las válvulas de

admisión y escape se pueden mover fácilmente con la presión del dedo.

Cuando están en la carrera de escape, únicamente se pueden mover libremente con

la presión del dedo los balancines de las válvulas de admisión.

1. Verifique el movimiento de los balancines del cilindro No. 1 determine si el

pistón esta en carrera de compresión o de escape.

2. Consulte la tabla que precede y calibre únicamente las válvulas especificadas

en la tabla correspondiente al cilindro No. 1 en las carreras de compresión o

de escape según como se determina en el paso 7.

137




3. Haga girar al volante una revolución en dirección de la rotación normal y

alinee la marca de regulación “TC-1” del volante.

4. Observe el movimiento de los balancines del cilindro No. 2.

5. Calibre las restantes válvulas tal como se especifica en la tabla.

Tabla.6.6.1. Calibración de válvulas

Ajuste del juego de las válvulas- Cilindro No.1 en la carrera de compresión

Motor Válvulas de escape Válvulas de admisión

D- 379 1, 4, 5, 8 1, 2, 3, 6

D- 398 1, 4, 5, 6, 9, 12 1, 3, 6, 7, 10, 12

D- 399 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 1, 2, 7, 8, 11, 12, 13, 14

Tabla. 6.6.2. Calibración de válvulas

Ajuste del juego de las válvulas- Cilindro No.1 en la carrera de escape

Motor Válvulas de escape Válvulas de admisión

D- 379 2, 3, 6, 7 4, 5, 7, 8

D- 398 2, 3, 7, 8, 10, 11 2, 4, 5, 8, 9, 11D- 399 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 3, 4, 5, 6, 9, 10, 15, 16

Ajuste del juego de válvulas

Al Ajustar el juego de válvulas, el motor debe de estar parado y frío.

1. Afloje la tuerca de traba del tornillo de ajuste

2. Gire el tornillo de ajuste hasta obtener el juego apropiado de la válvula.

3. Sostenga el tornillo de ajuste y apriete la tuerca de traba

4. Vuelva a verificar el juego de la válvula.

Rotores de las válvulas del motor

138




Después de verificar el juego de todas las válvulas y antes de instalar las cubierta de

las válvulas:

Arranque el motor

Mueva el control del regulador a la posición de la posición de velocidad baja en

vacío.

Observe las estrías del retén de válvulas. Cada reten de válvula debe girar

ligeramente siempre que se cierra la válvula.

6.7.- Conversión de un turbo izquierdo a derecho y viceversa

El cartucho para turbocargador se acopla al mismo mediante fleje ajustable otornillos. Para convertir un turbo izquierdo a derecho o viceversa, debe aflojar el fleje

o desatornillarlo y girar la carcaza, hasta hacer coincidir las líneas de entrada y salida

de lubricación para el turbocargador. Volver atornillar o apretar el fleje.

6.8.- Instalación de la base del gobernador

Cada mil horas de operación debe de efectuarse la comprobación de operación del

gobernador y de su base de acoplamiento al motor. Siguiendo los pasos que se

describen a continuación:

1. Purga del gobernador

2. Arranque el motor y déjelo funcionar hasta que alcance su temperatura normal.

3. Afloje la tuerca en el lado del gobernador que sujeta el puntero de ajuste de

compensación.

4. Mueva con la mano el puntero hacia arriba lo más posible y apriete la tuerca, esto

permite purgar el aire del gobernador

5. Quite el tapón de la base del gobernador para acceder a la válvula de aguja.

6. Con un desarmador de hoja ancha haga girar la válvula de aguja, tres o cuatro

vueltas hacia la izquierda

139




7. Permita que el motor cabecee durante unos 30 segundos

8. Afloje la tuerca del puntero de ajuste de compensación y muévala hacia abajo

todo lo posible

9. gire lentamente hacia la derecha la válvula de aguja, hasta que el motor deje de

cabecear

10. ahora debe de requerir menos de una vuelta para poder cerrar por completo la

válvula de aguja

11. abra la válvula de aguja hasta la misma posición en que el motor dejo de

cabecear

12. Mueva manualmente el varillaje del gobernador para variar la velocidad del motor.

Si la velocidad del motor se estabiliza y la válvula está abierta de media a trescuartos de vuelta el gobernador esta bien ajustado. Instale el tapón de la base del

gobernador

6.9.- Comprobación de operación del gobernador

Para la comprobación de operación del gobernador si requiere que la válvula de

aguja más de tres cuartos de vuelta para que el motor no cabecee ejecute lossiguientes pasos:

1. Levante el puntero dos divisiones en su escala

2. Abra la válvula de aguja tres o cuatro vueltas a la izquierda

3. Deje que el motor funcione unos 30 segundos cabeceando

4. Gradualmente cierre la válvula hacia la derecha hasta que el motor deje de

cabecear tomando nota de las vueltas requeridas para cerrar la válvula de aguja.

5. Abra la válvula de aguja en la base del gobernador a la misma posición en que

dejo de cabecear el motor.

6. Manualmente mueva el varillaje del gobernador para variar la velocidad del

motor. La velocidad del motor se debe estabilizar con la válvula de aguja abierta de

medio a tres cuartos de vuelta.

140




7. Una válvula abierta menos de media vuelta produce una respuesta lenta a los

cambios de carga. Si esta abierta más de tres cuartos de abierta producirá una

excesiva velocidad de respuesta a los cambios de carga.

8. Si el motor no se estabiliza entre media a tres cuartos de vuelta, eleve el

puntero dos divisiones y repita los pasos del 2 al 7.

9. cuando la velocidad del motor se estabiliza es prueba de que el gobernador

opera satisfactoriamente y la válvula de aguja de la base del gobernador esta bien

calibrada.

6.10.- Colocación del brazo del gobernador con la bomba de inyección

Normalmente una falla muy común en el gobernador EGB es la instalación incorrecta

del brazo que va montado sobre la barra terminal de salida del gobernador.

Por esa razón se anota en los siguientes pasos como colocar dicho brazo:

1.- Con el gobernador instalado en su base del motor, y sin las articulaciones,

coloque la perilla de límite de carga en la posición cero, al hacer esto la barra

terminal se moverá a la posici6n de corte de combustible.

2.- En caso de que el puntero de la escala del gobernador no haya bajado a su límiteinferior, ayúdelo a lograrlo manualmente.

3.- coloque las articulaciones en posición de "corte de combustible" y acople el brazo

a la barra terminal del gobernador .

4.- Revise que al mover manualmente la palanca de aceleración en la posición de

"máximo combustible", observe que se mueva también el puntero del gobernador a la

posici6n máxima de la escala, mueva ahora la palanca a la posición mínima de la

escala, en caso de no dar el ajuste vuelva a checar la posición de la leva y el brazo.5.- Coloque el puntero marcando 1" de la escala, mueva la perilla de límite de carga

al máximo y calibre las cremalleras de los dos bancos.

NOTA: después de calibrar cremalleras vuelva a verificar el recorrido del puntero de

la escala de la posición mínima a máxima.

141




6.11.- Ajuste de las perillas del gobernador UG-8 tipo cuadrante, antes y

después del arranque del motor

Antes del arranque

• Gire la perilla del limite de carga hasta que el indicador este entre los números

5 y 7

• Gire la perilla del sincronizador hasta el numero 8

• Mueva el interruptor start-stop a la posición Start (arranque)

• Arranque el motor y hágalo funcionar en vacío y en velocidad baja por unos 5

minutos

Después del arranque

• Gire la perilla del limite de carga hasta el número 10

• Gire la perilla de sincronización a la derecha hasta que el motor funcione a

velocidad plena regulada

• Gire la perilla de caída para tener la caída adecuada para la operación. Si va

operar un solo motor la perilla debe ajustarse en cero.

• Aplique la carga y reajuste la perilla del sincronizador para obtener el reparto

de carga deseado

6.12.- Ajuste de compensación gobernador hidráulico

Antes de arrancar el motor, se deben revisar los niveles agua, aceite y combustible

así mismo la presión de aire de arranque (100 PSI mínimo), así mismo se debe dechecar el nivel de aceite del gobernador. Posteriormente realice los siguientes

ajustes:

142




1.- ajuste la perilla de caída de velocidad a cero, cuando se trate de un motor que

trabaja independiente de otro, en cambio si se trata de varios motores en serie, el

ajuste se hará entre 30 y 50.

2.- La perilla indicador del sincronizador se colocara en el numero 8 por medio de la

perilla del slncronlzador, esto quiere decir que el motor arrancará a 800 R.P.M.

3.- La perilla de control de límite de carga se deberá ajustar en todos los motores

entre 5 y 7.

4.- Arranque el motor, manteniéndolo a baja velocidad durante 5 minutos, después

gire la perilla de límite de carga hasta 10 (de no hacerse este ajuste, el motor será

incapaz de absorber la carga y se puede llegar a pensar que el motor esta fallando).

5.- Por medio de la perilla del sincronizador incremente la velocidad a la especificada

por el fabricante.

Ajuste de compesación. (Entre 800 y 900 RPM)

Estos ajustes se realizan con el motor funcionando a su temperatura normal de

operación. .

1.- Afloje la tuerca que retiene el puntero de compensación y colóquelo en su

posición máxima.2.- Quítese el tapón exterior de la válvula de aguja (parte inferior del gobernador),

aflójese la ranura más grande, y abrase la ranura más pequeña aproximadamente 3

vueltas, déjese oscilar el motor de 30 a 60 segundos para purgar el aire atrapado en

los conductos internos del gobernador.

3.- Aflójese la tuerca que retiene el puntero de compensación y bajar a su posición

mínima, cierre despacio la válvula de aguja hasta que apenas se detenga la

oscilación. Haga un aceleramiento manual rápido para verificar si se establececorrectamente la velocidad del motor, si es así el gobernador ha sido ajustado

correctamente, en caso contrario haga el siguiente paso.

4. - Aflójese la tuerca del puntero y colóquelo 2 divisiones arriba del mínimo ábrase

nuevamente la aguja para purgar 30 segundos, cerrar lentamente hasta que apenas

se detenga la oscilación, nuevamente realice un aceleramiento manual y rápido, en

143




caso de establecerse la velocidad del motor, el ajuste se ha realizado correctamente

en caso contrario súbase el puntero otras dos divisiones en la escala, siguiendo los

pasos anteriores.

6.13.- Ajuste del actuador EG-3P

El gobernador actuador Woodward modelo EG-3P, se utilizan generalmente en los

equipos de perforación electrónicos los motores que lo utilizan estos gobernadores

los Caterpillar que, acoplado a un alternador o sea en equipos CA-CD, normalmente

trabajan a 1200 RPM son suficientes para desarrollar determinado trabajo.

Se le llama gobernador actuador porque se compone de 2 sistemas, uno hidráulico yotro eléctrico, los cuales al trabajar en conjunto logran mantener el motor a las 1200

RPM necesarias para el trabajo.

El número 3 que aparece después de las letras EG indican el torque en libras-pie de

salida en la flecha terminal.

Estos gobernadores es proporcional (P), y sé identifican por lo general por la inicial

que esta impresa en la placa de identificación después del modelo,

Perillas del gobernador EG-3P1.-Perilla de caída de velocidad.

2.- Perilla de límite de carga

3.- Perilla del sincronizador.

Funciones de las perillas.

1.-Perilla de caída de velocidad, tiene un rango de 0 a 100 y su función es la de

repartir adecuadamente la carga en motores que trabajan solos o en paralelo,

proporcionando una respuesta mas lenta o rápida ante un cambio de carga.

2.- Perilla de límite de carga: tiene un rango de o a 10 y su función es parecida a la

de una de llave de paso pues permite un flujo completo o restringido del combustible

hacia los inyectores del motor.

144




3.- Perilla del sincronizador, tiene la función de acelerar o desacelerar la velocidad

del motor de acuerdo con el trabajo que se va a desarrollar.

Indicador del sincronizador: Es una escala en forma media luna que indica por

medio de un número la velocidad del motor, utilizándose el factor 50 para poder

conocer dicha velocidad, por ejemplo si la escala indicara el número 18 entonces la

velocidad del motor en ese momento es de 1200 RPM.

NOTA.- no siempre indicará la escala la velocidad real del motor, por lo que no es

recomendable tomarla como base de las RPM.

Ajuste de las perillas del gobernador EG-3P. Cuando el arranque va a realizarsedesde el cuarto de control lo siguiente:

a).- Coloque la perilla de caída de velocidad en cero.

b).- Coloque la perilla de limite de carga en 10.

c).- Coloque la perilla del sincronizador en su posición máxima (hasta su tope girando

hacia la derecha).

Cuando el arranque va a ser realizado manualmente, es decir sin la ayuda de la

clavija o receptáculo, entonces coloque las perillas en .la siguiente posición:

a).- Caída de velocidad en cero.

b).- Limite de carga en 5 (posteriormente se pasa a 10).

c).- Sincronizador en posición mínima (hacia la izquierda hasta que tope), el motor

arrancará aproximadamente a 500 RPM.

Inmediatamente después que el motor arranca coloque la perilla de 1imite de carga

en posición 10 y espere a que el motor alcance su temperatura normal de operación

(160-l85°p) para que pueda mover la perilla del sincronizador hacia la derecha hasta

que el motor llegue a las 1200 RPM.

NOTA: la perilla de limite de carga se coloca en posición 10 en el arranque para

evitar que el motor se desboque.

145




Ajuste electromecánico del gobernador EG-3P

Después que el gobernador o reparado ha sido instalado en el motor, y la leva o

chango correctamente instalada, realice los siguientes pasos en compañía del

eléctrico del equipo:

1.- Arranque el motor y manténgalo a velocidad baja en vacío (530 RPM

aproximadamente).

2.- Quite la tapa superior del gobernador para tener acceso al tornillo de ajuste de

voltaje.

3.- Localice el tornillo Allen de 1/8" que tiene una contratuerca de 5/16” y con la

ayuda del eléctrico y un voltímetro verifique el voltaje de entrada al gobernador el

cual debe de ser de 1.5 Volts, en caso de no estar la señal eléctrica dentro del rango

haga lo siguiente:

4.- Con mucho cuidado afloje la contra tuerca del tornillo allen de 1/8" y mueva dicho

tornillo muy levemente hacia arriba para disminuir el voltaje, y hacia abajo para

aumentarlo hasta que el voltaje sea el correcto (1.5 volt).

5.- Aumente la velocidad del motor hasta las 1200 RPM vuelva a checar la señal la

cual no debe de pasar de 1.5 a 1.8 Volts, en caso de no estar en el rango repita el

paso # 4.

6.- coloque la tapa superior del gobernador.

NOTA: este ajuste debe realizarse cuando el gobernador manifiesta falla, o bien

cuando se instale uno nuevo o reparado, además cuando se quite de un motor para

colocarlo en otro.

6.14.- Ajuste del gobernador mecánico

1.- Torque del tornillo. 265 ± 35 lb-pie

2.- Motor D-399; diámetro del muñón de la flecha donde van el buje trasero e

intermedio. 1.6230 ±0.0003”

146




Motores D-379 y D-398; diámetro del muñón de la flecha donde va montado el buje

trasero. 1.6230 ±0.0005”

Diámetro interior de los bujes trasero y central. 1.6255 ± 0.0005”

Máximo espacio permitido entre los muñones de flecha y bujes. 0.009”

3.- Juego axial del piñón biselado. 0.004 ± 0.002”

Diámetro de la superficie del piñón. 0.9358 ± 0.0002”

Diámetro interior del buje del piñón 0.9375 ± 0.0005”

Máximo espacio permitido entre buje y piñón. 0.008”

Ajustes de gobernador hidromecánico.

Para ajustar el gobernador hidromecánico, arranque el motor y verifique las

velocidades baja y alta en vacío, una placa de información del motor menciona los

rangos de las velocidades.

En caso de no estar ajustado el gobernador, quite la tapa de los tornillos de ajuste, y

síganse los siguientes pasos:

1.- Primeramente ajuste el tornillo de baja velocidad en vacío mover la palanca de

control hasta la posición de baja velocidad en vacío, si se quiere disminuir dicha

velocidad, gírese el tornillo de ajuste hacia la derecha, para aumentar gírese hacia la

izquierda, para comprobar el ajuste, incremente la velocidad del motor hasta la

posición alta en vacío, y vuelva a poner la palanca de control en velocidad baja en

vacío, en caso de variación vuelva a checar.

2.- Muévase la palanca de control del gobernador hacia atrás o sea a la posición

velocidad alta en vacío, gírese el tornillo de ajuste hacia la derecha para disminuir la

velocidad, y hacia la izquierda para aumentarla, reduzca la velocidad y vuelva a

poner la palanca de control en velocidad alta en vacío, en caso de variación vuelva achecar.

3.- Cuando ya se hayan hecho los ajustes correctos, vuelva a colocar la tapa de los

tornillos de ajuste, dicha tapa tiene un acabado interior que se adapta a la cabeza de

los tornillos para evitar que la vibración de motor varié el ajuste.

147




4.- Por último instale un sello de alambre a la tapa.

Ajuste de velocidad variable

BAJA = 650 RPMALTA = 1250 RPM

Ajuste de velocidad constante

BAJA = 450 RPM

ALTA = 1320 RPM

6.15.- Cambio de un conjunto de potencia

Remoción e instalación de culatas

1.- Vacíese el sistema de enfriamiento.

2.- Quítese la tapa de balancines.

3.- Retírese la línea de combustible a la tobera

4.- Quite las líneas de aceite.5.- Remover el conjunto de balancín.

6.- Afloje y quite los tornillos del múltiple de escape y de admisión.

7.- Aflójese las tuercas de los prisioneros de la culata.

8.- Quite la culata teniendo cuidado de no golpearla ni a los prisioneros.

9.- Quítese las varillas levanta-válvulas.

Instalación.

Las empaquetaduras de las culatas podrán usarse nuevamente si no están dañadas,

en caso de tener quebraduras o marcas de pasos de gases entonces si deberán

cambiarse.

148




1.- Colóquese la empaquetadura metálica y la de material de corcho y neopreno que

va instalada donde se encuentran los levanta válvulas, y el conducto que permite el

paso del aceite del múltiple a la cabeza. Procure no utilizar permatex en ninguna de

las 2 empaquetaduras.

2.- Coloque los ferrules (conductos de agua), con un poco de grasa para facilitar su

entrada a la culata al instalarse.

3.- Revise si no ha caído material extraño a los pistones.

4.- Con los prisioneros ya colocados en sus lugares coloque con mucho cuidado la

culata, revise si ha asentado correctamente, apriétese las tuercas de los prisioneros

como indica el fabricante, así como los tornillos de los múltiples de admisión y

escape.

5.- Colóquese las varillas levanta-válvulas y el mecanismo de los balancines.

6.- Instálese las líneas de aceite y combustible.

7.- Calíbrese las válvulas.

8.- Llene el sistema de enfriamiento.

Anillos

Los anillos del pistón sellan la compresión y controlan la cantidad de aceite en lasparedes de los cilindros. Si el consumo de aceite no es excesivo y la compresión es

satisfactoria no deben removerse los pistones ni tampoco instalarse anillos nuevos

cuando se desarme el motor por alguna otra razón. Cuando se van a usar anillos

nuevos en camisas desgastadas debe rebajarse el borde de la camisa y deslustrarse

(quitar briíllo).

Después que se han instalado anillos nuevos, el motor debe hacerse funcionar para

asentarlo en forma adecuada antes de aplicar carga completa. Siempre que seinstalen anillos, pistones, o camisas nuevas asegurar asentar el motor cuando menos

4 horas antes de hacerlo trabajar con carga y velocidad normales. No se haga

funcionar al momento en velocidad alta en vacío en ningún momento durante el

proceso de asentamiento. La siguiente tabla muestra un procedimiento seguro a

seguir.

149




Periodo de 0 a 11/2 hora, velocidad en vacío.

Periodo de 1 1/2 a 2 1/2 hora, 1/4 de carga, 3/4 R.P.M.

Periodo de 2 1/2 a 3 1/2 hora, 1/2 de carga, 3/4 R.P.M.

Periodo de 3 1/2 a 4 1/2 hora, 3/4 de carga, máximas R.P.M.

Remoción e instalación de pistones

Remoción

1.- Vacíese el aceite v el agua del motor.

2.- Remover las culatas.

3.- Remover el carbón de la parte superior interior de las camisas.

4.- Remover las tapas de inspección del bloque del motor y quitar las tapas de bielas.

5.- Gírese el cigüeñal hasta que el pistón que se quiere remover este en su P.S.M. y

con mucho cuidado empújela biela hacia arriba hasta que el anillo del pistón este

fuera del cilindro.

6.- Levántese el pistón v el conjunto de la biela.

Instalación.

1.- Antes de instalar el pistón asegurar que las camisas y los pistones estén limpios.

2.- Colóquese un compresor de anillos de pistón, sobre el cilindro en el cual se va a

instalar el pistón.

3.- Acéitese el pistón v anillos v colóquense el pistón y el conjunto de la biela en el

compresor de anillos v en el cilindro. Colóquese la marca "V" que se encuentra en la

parte superior del pistón, alineada con las marca "v" en la parte superior del bloque

del motor. Esto permitirá los recesos para las válvulas y el tapón térmico o inserto enel pistón en relación correcta con las válvulas v cámara de precombustión de la

culata. Empújese el pistón a través del compresor y el cilindro.

NOTA: tenga cuidado de no poner alineadas las puntas de los anillos entre si, ni con

el orificio del perno del pistón.

150




Perno del pistón.

No siempre será necesario cambiar los bujes del perno del pistón cada vez que se

repare el motor. Pueden tener mucha duración si el aceite de lubricación se mantiene

limpio. Después que se ha limpiado el aceite del pasador o perno y del buje, se

sentirá un juego que es normal, no se confunda con desgaste.

Limpieza e inspección del pistón

Los pistones que no están excesivamente desgastados o muy rayados deben

limpiarse y usarse de nuevo. Las ranuras para los anillos deberán estar a escuadra y

parejas. Hay un buen número de disolventes de carbón para limpiar pistones. Unablandador de carbón para uso en los pistones motor diesel es agua fresca y fría.

Remójense los pistones en agua fría durante la noche, déjenlos secar de preferencia

a la luz del sol, y la mayor parte del carbón, incluyendo el de las ranuras de los

anillos podrá removerse fácilmente.

Evite el uso de anillos quebrados o raspadores de carbón en las ranuras de los

anillos, ya que podrían cortarse y deformarse. Puede usarse un pedazo de madera

dura para realizar dicha limpieza. El fondo de cada ranura de anillo deberá estar

limpio así como los agujeros de retorno de aceite, antes de instalar anillos nuevos. El

are a sobre el anillo superior puede limarse pareja, pero los pist9nes que estén muy

rayados debajo de la ranura del anillo superior deben cambiarse.

Remoción e instalación de camisas.

Las camisas de cilindra san torneadas, templadas, rectificadas, bruñidas (sin brillo), v

tratadas químicamente para asegurar un asentamiento correcta. La superficie

resultante es tan dura que las herramientas para tornear no cortarán. El fabricante

suministra camisas, pistones y anillos, solamente en tamaño estandard y no

requieren ajuste cuando se instalen.

Las camisas deben cambiarse cuando se encuentren rayadas o con un excesivo

desgaste, el cual deberá comprobarse can un micrómetro de interiores. En el

151




extremo inferior de cada camisa hay 3 sellas de anillos "0" ajustadas en ranuras. El

sella superior protege a la camisa contra oxidación v las demás para evitar el pasa

de refrigerante al carter.

También lleva la camisa una banda de hule en su parte superior para sellar el paso

del refrigerante.

Remoción

1.- Vacíese el sistema de enfriamiento.

2.- Remover la culata, pistón y bielas.

3.- Colóquese una protección debajo de la camisa. Para evitar la entrada de

impurezas al aceite del carter, y evitar un daño al muñón de biela.4.- Colóquese el extractar sobre la camisa que se quiere remover.

5.- Remover la camisa v límpiese el sedimenta en el bloque del motor.

6.- Cepíllese la parte exterior v límpiese con un trapa el interior de la camisa.

7.- si se va a acondicionar nuevamente la camisa, use lija de carbura de silicio A-99-

240-MC para una limpieza interior.

Instalación.

1.- Cuando se instale una camisa, use sellos de goma "0" nuevos, revístalos con

jabón líquido para facilitar su instalación, no utilice grasa.

2.- Bájar con cuidado la camisa en el bloque, hasta que toque fondo enseguida

golpee un block de madera suavemente varias veces, hasta asegurarse que la

camisa ha entrado correctamente.

3.- Algunas camisas pueden sentirse flojas, sin embargo funcionan en forma

satisfactoriamente.

152




6.16.- Secuencia de torque T.G.A. (torque-giro-apriete)

El procedimiento "torque-giro-apriete" se utiliza en algunas especificaciones detorque en los motores Caterpillar. Para aplicar dicho procedimiento será necesario

seguir los siguientes pasos:

1.- Limpie el tornillo o tuerca que se va a apretar.

2.- Aplique aceite lubricante sobre la rosca del tornillo o de la tuerca.

3.- Gire el tornillo o tuerca de acuerdo al torque especificado.

4.- Coloque una marca sobre la parte superior del tornillo o tuerca.

5.- Gire el tornillo o tuerca según los grados especificados, a partir de la marca.

VUELTAS DE LA TUERCA O TORNILLO1½1/3¼1/6

1/12

GIRO EN GRADOS360°180°120°90°60°30°


Mantenimiento rutinarioFrecuencia de aplicación diaria

Actividades: Las que se relacionan con motores de C.I. estipuladas en el programadiario de mantenimiento del operario de 2° mecánico equipos de perforación

Inspección y verificaciónFrecuencia de aplicación 20 días de operación continua o menos si el % de azufreen el diesel es más alto de 0.5 %. 500 hora

Actividades:1.0.- cambiar el aceite lubricante (SAE-40)1.1.- cambiar filtros de aceite

153




1.2.- cambiar filtros de combustible1.3.- cambiar o limpiar filtros de aire1.4.- limpiar el carter (con trapo limpio bastillado)1.5.- limpiar panal del radiador1.6.- cambiar aceite del gobernador

1.7.- purgar aire del gobernador1.8.- inspeccionar bandas del ventilador y tensar si es necesario

Mantenimiento menorFrecuencia de aplicación: mensual1.0.- comprobar operación de los dispositivos de protección.1.1.- dispositivo de sobrevelocidad:

A).- mecánico, opera a 1475 R.P.M.B).- hidromecánico, cierra las papalotas en los múltiples de admisión a 1476R.P.M.

1.2.- dispositivo de alta temperatura opera a 210°F.

1.3.- dispositivo de baja presión de aceite:Motores de velocidad constante con dispositivo hidromecánico, opera en dos rangos:

Baja velocidad: opera a 20 P.S.I.Alta velocidad: opera a 30 P.S.I.

2.0.- limpiar cedazo de la succión de la bomba de aceite (cada dos cambios deaceite.3.0.- inspeccionar bielas. Pistones y tubos de lubricación de la corona del pistón.4.0.- probar operación del gobernador, varilla de articulación, perillas, etc. (ajustarvelocidad. Respuesta al cambio de carga y calda de velocidad).

5.0.- probar dispositivos de seguridad por giro inverso del motor: tarjeta monitora einterruptor de presión de aceite.Mantenimiento mayorFrecuencia 2000 horasActividades:Incluye las especificaciones en mantenimiento menor, además:

1.0.- afinación del motor.1.1.- verificar tiempo de la bomba de inyección.1.2,- calibrar válvulas de admisión y escape: 0.015' y 0.035' respectivamente.1.4.- calibrar gobernador (R.P.M. Respuesta rápida a los cambio6 de carga. Caída de

velocidad)1.5.- desmontar y limpiar turbocargadores, comprobar condiciones de los mismos.2.0.- desmontar y limpiar enfriador de aceite3.0.- desmontar y limpiar motor de arranque4.0.- verificar condiciones de baleros del ventilador y cambiar bandas5.0.- agregar inhibidor de corrosión al sistema de enfriamientoMantenimiento semestralActividades: Incluye las especificadas en mantenimiento mayor, además:

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1.0.- desmontar postenfriador de aire y limpiar los panales2.0.- cambiar las válvulas de servicio (toberas)3.0.- reparar la bomba del agua4.0.- reparar o cambiar la bomba de cebar y la de transferencia5.0.- cambiar baleros a chumaceras del ventilador y tensor de bandas

6.0.- verificar y corregir si es necesario la alineación del generador7.0.- cambiar hules o rejillas del acoplamientoMantenimiento anualActividades: Incluye las especificadas en mantenimiento semestral, además:1.0.- Cambiar turbocargadores2.0.- cambiar bombas individuales de inyección (verificar condiciones de los yugos)3.0.- inspeccionar guías de las válvulas de las cabezas. Balancines, etc. Cambiar l0ssellos a precamaras.

Análisis de aceite

El análisis de aceite se compone de tres pruebas básicas:

• Análisis de desgaste

• Pruebas químicas y físicas

• Análisis del estado del aceite

El análisis de desgaste se lleva a cabo por medio de un espectrofotómetro de

absorción atómica para supervisar las velocidades de desgaste de los componentes

identificando y midiendo concentraciones, en partes por millón, de los elementos de

desgaste presentes en el aceite usado. Los limites máximos de desgaste de los

elementos se basan en los datos de concentraciones normales conocidos. Las fallas

inminentes pueden identificarse cuando los resultados de las pruebas se desvían de

las concentraciones establecidas como aceptables, basándose en un desgaste

normal.

Las pruebas químicas y físicas detectan la presencia de agua, combustible y glicol

(anticongelante) en el aceite y determinan si sus concentraciones exceden o no los

limites máximos establecidos.

El análisis del estado del aceite se evalúa por medio de un análisis de rayos

infrarrojos. Esta prueba determina la presencia y mide la cantidad de contaminantes

tales como hollín, productos azufrados, oxidación y productos de nitración en el

aceite. El análisis de rayos infrarrojos también puede contribuir a adaptar (reducir,

155




mantener o prolongar) los intervalos de cambio de aceite para ciertas condiciones y

aplicaciones.

El análisis de rayos infrarrojos debe ir acompañado siempre de un análisis de

elementos de desgaste y de pruebas físicas y químicas para asegurar una diagnosis

exacta.

Programa de mantenimiento

Diariamente

Inspección general -Inspeccione el motor para ver si tiene fugas y conexiones flojas.

Cárter del motor -Compruebe el nivel de aceite.

Sistema de enfriamiento -Compruebe el nivel de refrigeranteFiltro de aire -Compruebe el indicador de servicio/Efectúe el servicio del filtro de aire

cuando sea necesario.

Lubricador del motor de arranque neumático -Compruebe el nivel de fluido/Ajuste la

alimentación del engrasador

Tanque de aire -Drene el agua/Compruebe la presión.

Cada 50 horas

Filtro de aire -Limpie el caja de filtro /Reemplace el filtro de aire de servicio ligero

Cada 250 horas (primer cambio de aceite)

Luz de las válvulas -Compruebe/Ajuste

Sensor magnético -Inspeccione/Ajuste

Análisis DE ACEITE -Obtenga la muestra y el análisisCárter del motor -Reemplace el aceite y los filtros

Respiradero del cárter -Limpie

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Sistema de enfriamiento (refrigerante/anticongelante convencional solamente)-

Pruebe la concentración de SCA u obtenga un análisis de refrigerante del Nivel

l/agregue SCA si es necesario.

Sistema de combustible -Limpie el filtro de combustible principal /Reemplace el filtro

de combustible final.

Tanque de combustible -Drene el agua y los sedimentos

Radiador, posenfriador Limpie/inspeccioné

Correas -Compruebe/Ajuste

Mangueras -Inspeccione/Reemplace

Cojinete de mando del ventilador -Lubrique

Baterías -Limpie/Compruebe (si es necesario)

Cada 1.000 horas

Dispositivos de protección del motor -Inspeccione/Compruebe

Varillaje de control de combustible -Compruebe/Lubrique

Cada 2.000 horas

Luz de las válvulas del motor, rotadores de válvulas -Compruebe/Ajuste

Control de relación de combustible, punto de control y velocidad baja en vacío -

Compruebe/Ajuste

Inyectores de combustible -Pruebe/intercambie

Turbocompresor -Limpie/inspeccione/Compruebe

Soportes del motor -Inspeccione

Amortiguador de vibraciones del cigüeñal -Inspeccione

Cada 3.000 horas

Regulador de temperatura (termostato) -Reemplace

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Sistema de enfriamiento (refrígerante/anticongelante de larga duración solamente)-

Agregue prolongador

Sistema de enfriamiento (refrigerante/anticongelante convencional solamente) -

Drene/Limpie/Reemplace el refrigerante

Bomba de agua -Inspeccione/Reemplace el sello

Cada 4.000 horas

Sensor magnético -Inspeccione/Ajuste

Cada 6.000 horas

Sistema de enfriamiento (refrigerante/anticongelante de larga duración solamente) -Drene/Enjuague/Reemplace el refrigerante.

Inspección general

Inspeccione el motor para ver si tiene fugas y conexiones flojas La inspección

general debe tomar sólo unos minutos. Al tomar el tiempo para efectuar estas

comprobaciones, se pueden evitar reparaciones y accidentes costode aceite y su

equipo estará listo para funcionar en caso de que surja la necesidad.

Para lograr la máxima duración del motor, efectúe una inspección completa antes de

arrancar el motor. Fíjese en cosas tales como fugas de aceite o refrigerante, pernos

flojos, correas de ventilador desgastadas, conexiones flojas y basura acumulada.

Quite la basura acumulada y efectúe las reparaciones necesarias.

• Todos los protectores deben estar colocados. Repare o reemplace los

protectores que falten o estén dañados.

• Limpie todas las conexiones, tapas y tapones antes de efectuar el servicio

para reducir la posibilidad de que se contamine el sistema.

Inspeccione:

158




ATENCION: Limpie el fluido derramado (refrigerante. lubricante o combustible) a

causa de fugas. Si se observan fugas, localice el origen y repare la fuga. Si se

sospecha una fuga, compruebe los niveles de fluido más a menudo de lo

recomendado hasta que se localice o se repare la fuga, o hasta que se demuestre

que no hay razones de sospechar una fuga.

• Asegúrese de que las tuberías de enfriamiento estén bien sujetas y apretadas.

Compruebe si hay conexiones flojas o fugas. Compruebe el estado de todas las

tuberías y conexiones.

• La bomba de agua para ver si tiene fugas de refrigerante por el orificio de

drenaje. Compruebe el orificio de drenaje para ver si está bloqueado el filtro del

respiradero de la bomba de agua. Reemplace el filtro si es necesario.

NOTA: El sello de la bomba de agua está lubricado por refrigerante en el sistema de

enfriamiento. Es normal que se produzca una pequeña fuga al enfriarse el motor y

contraerse las piezas.

Las fugas excesivas de refrigerante pueden indicar la necesidad de reemplazar el

sello de la bomba de agua. Para quitar e instalar bombas de agua y sellos.

El sistema de lubricación para ver hay fugas en lugares tales como los sellosdelantero y trasero del cigüeñal, colector de aceite, filtros de aceite y tapas de las

válvulas.

ATENCION: Las abrazaderas de las tuberías de combustible no deben apretarse

excesivamente. El apriete excesivo hace que las abrazaderas se deformen, lo que

produce una baja fuerza de sujeción, vibraciones en las tuberías de combustible y la

rotura con el tiempo. Consulte las Especificaciones de pares de apriete en estemanual.

• El sistema de combustible para ver si tiene fugas, abrazaderas y conexiones

flojas en las tuberías de combustible y mangueras flojas o desgastadas.

159




• Inspeccione las tuberías y los codos del sistema de admisión de aire para ver

si están agrietados y hay abrazaderas flojas.

• Fugas y acumulación de basura en el núcleo del radiador.

• Mangueras y codos del radiador y del sistema de admisión de aire para ver siestán agrietados y si las abrazaderas están flojas.

• Posenfriador de aire a aire para ver si hay insectos, polvo y otras partículas.

Limpie según sea necesario. Limpie la parte delantera del posenfriador con un cepillo

de acero inoxidable y agua jabonosa.

Dependiendo de lo que encuentre y del entorno de operación, se puede prolongar el

intervalo de mantenimiento para limpiar el posenfriador de aire a aire desde

diariamente hasta una frecuencia deseada.• Grietas, roturas u otros daños en las correas de mando de los accesorios.

Las correas de poleas pluriacanaladas deben reemplazarse en grupos. Si sólo se

reemplaza una correa de un grupo de dos o tres correas, la correa nueva soportará

más carga que las correas que no se hayan reemplazado, ya que las correas más

viejas estarán estiradas. La carga adicional en la correa nueva hará que se rompa.

• Drene todos los días agua y sedimentos de los tanques de almacenamiento

de combustible y de los tanques de uso diario para asegurarse de que el sistema decombustible sólo utilice combustible limpio.

• Inspeccione los cables y los mazos de cables para ver si hay conexiones flojas

y cables desgastados o deshilachados.

Respiradero del cárter

ATENCION: El respiradero del cárter se taponará si no se efectúa su mantenimiento

de forma regular. El taponamiento del respiradero del cárter produce una presiónexcesiva del cárter que puede causar fugas en el sello del cigüeñal.

Limpie

1. Afloje el perno de retención del respiradero (1).

160




2. Afloje las abrazaderas de manguera (2) y quite el conjunto de respiradero (3) y el

sello (4).

3. Lave el respiradero con disolvente no inflamable limpio. Dejar secar el conjunto de

respiradero.

4. Instale un sello nuevo.

5. Monte el respiradero. Instale el respiradero en el orden inverso de desmontaje.

6. Apriete las abrazaderas de manguera.


ATENCION: Asegúrese de leer y entender la información comprendida en las

secciones de Seguridad y Especificaciones del sistema de enfriamiento de este

manual antes de seguir adelante con las tareas de mantenimiento del sistema deenfriamiento.

Compruebe el sistema de enfriamiento solamente después de haberse parado el

motor y de que esté frío. Quite lentamente la tapa de llenado para aliviar la presión.

No añada nunca productos de sistema de enfriamiento a un motor recalentado a fin

de impedir que se dañe. Deje primero que se enfríe el motor.

Pruebe si hay SCA u obtenga un análisis del Nivel I (refrigerante/anticongelante convencional solamente)

El uso de SCA Caterpillar impedirá que se produzcan daños internos en el motor,

tales como picaduras de las camisas o del bloque. Si la concentración es demasiado

baja, se pueden producir picaduras en las paredes de los cilindros, lo que puede

acarrear daños costo de aceite en el motor.

Si la concentración es muy alta, se pueden formar Iodos y depósitos de aceite en el

sistema de enfriamiento. Esto afecta de forma adversa el rendimiento del motor ytambién puede ocasionar reparaciones costosas en el motor y en el sistema de

enfriamiento.

161




ATENCION: La concentración excesiva de aditivo de refrigerante suplementario

producirá depósitos en las superficies más calientes del sistema de enfriamiento y

creará una barrera que reducirá las características de transferencia térmica del

motor. La menor transferencia térmica puede agrietar la culata y otros componentes

a altas temperaturas. Las concentraciones excesivas de aditivo también pueden

acelerar el desgaste del sello de la bomba de agua.

Use el Juego de Pruebas 4C-9301 o use el Juego de Pruebas 8T -5296 para medir la

concentración de SCA. Agregue SCA si la concentración es demasiado baja. Si la

concentración de SCA concentración es excesiva, drene la mitad del refrigerante, y

reemplácelo por la mezcla adecuada de agua anticongelante.

NOTA: Puede medir la concentración de SCA en el refrigerante O medirla como

parte de un análisis de de aceite de refrigerante (Nivel 1).

Obtenga el análisis del Nivel I

El análisis de refrigerante S.0.8 constituye la mejor forma de supervisar el estado del

refrigerante y del sistema de enfriamiento.

Nivel 1: Comprobación de mantenimiento básica del refrigerante

Comprueba el equilibrio químico correcto para controlar el calor y la corrosión.Prueba lo siguiente:

• Glicol

• Concentraciones de SCA

• pH

• Conductividad

El análisis DE ACEITE de refrigerante de Caterpillar proporciona datos y hace

recomendaciones, normalmente en un plazo máximo de 24 horas. Consulte con su

distribuidor Caterpillar para obtener más información.

Agregue aditivo de refrigerante suplementario líquido (SCA)

162




ATENCION: Agregue solamente SCA si así lo requieren los resultados de la pruebade SCA.

ATENCION: Una concentración excesiva y un exceso de concentración continuo deSCA (mayor que el6 % recomendado en el llenado inicial), junto con concentraciones

de anticongelante mayores que el 60 % , puede producir depósitos en las superficiesa temperaturas más elevadas del sistema de enfriamiento, un desgaste acelerado delsello de la bomba de agua y el bloqueo de los tubos del radiador, formando unabarrera que reduce las características de transferencia térmica del motor. La menortransferencia térmica puede causar el agrietamiento de la culata y de otroscomponentes a altas temperaturas. Para impedir la inhibición excesiva del sistemade enfriamiento del motor, no use nunca simultáneamente SCA líquido y el elementode SCA.

Figura. 6.17.1.Sistema de lubricación

Descripción Descripción1 Salida aceite del turbo 2 Entrada aceite al turbo3 Entrada aceite bomba diesel 4 Bomba aceite gobernador5 Balancines 6 Múltiple distribución aceite7 Enfriador de aceite 8 Caja filtros aceite9 Metales árbol de levas 10 Metales de bancada11 Metales de biela 12 Toberas enfriamiento pistones13 Bomba prelubricación (D399) 14 Válvula reguladora presión15 Campana de succión 16 Bomba de aceite17 Carter motor

163




1. Afloje lentamente la tapa del tubo de llenado del radiador para aliviar la presión.

Quite la tapa.

2. Tal vez sea necesario drenar suficiente refrigerante del radiador para poder añadir

SCA.

3. Añada 0,25 litros (1/2 pinta) de SCA de Caterpillar por cada 20 litros (5 gal de

EE.UU.) de capacidad de sistema de enfriamiento.

Consulte en el cuadro de Capacidades de llenado de esta publicación la capacidad

del sistema de enfriamiento del motor.

4. Inspeccione las empaquetaduras de la tapa del tubo de llenado del radiador.

Reemplace la tapa si las empaquetaduras están dañadas.5. Instale la tapa del tubo de llenado.

Reemplace el elemento de SCA

ATENCION: Reemplace el elemento de SCA solamente si lo requieren los resultados

de las pruebas de SCA.

ATENCION: NO use SCA y elementos de aditivo de refrigerante juntos. De hacer

esto se produciría un exceso de concentración de aditivo. Use uno u otro método

exclusivamente.

1. Cierre la válvula de entrada (1) Y la válvula de salida (2) del elemento de aditivo de

refrigerante. Quite y deseche el elemento de aditivo de refrigerante (3).

2. Limpie la base de montaje del elemento. Asegúrese de que se haya quitado toda

la empaquetadura.

3. Instale un nuevo elemento de aditivo de refrigerante de Caterpillar.

4. Recubra la empaquetadura del nuevo elemento con una películas fina de

refrigerante.

164




5. Instale el elemento. Gire el elemento hasta que el sello haga contacto con la base

y apriete después 3/4 de vueltas adicionales con la mano. No apriete en exceso.

6. Abra las válvulas de entrada y salida (1) Y (2).

7. Quite la tapa del tubo de llenado del radiador.

8. Arranque el motor y examine si hay fugas. Deje que se estabilice el nivel de

refrigerante.

9. Agregue la mezcla apropiada de refrigerante/agua. Si es necesario, hasta que el

nivel de refrigerante esté a 13 mm (1/2 pulg) como máximo del tubo de llenado o

alcance el nivel apropiado en la mirilla, si la tiene.

10. Vuelva a poner la tapa del tubo de llenado del radiador.

Sistema de combustible

Limpie/Reemplace los filtros

Filtro de combustible final (1), filtro de combustible primario (2) y bomba de cebado

(3) típicos.

• Pare el motor.

• Ponga el interruptor ECS en la posición de APAGADO o desconecte la batería

(o el motor de arranque) al efectuar el mantenimiento de los filtros de combustible.

• Cierre la válvula de suministro del tanque de combustible al motor.

Limpie el filtro de combustible primario

Corte de un filtro de combustible primario típico: perno(1), elemento (2) y cubierta (3).

1. Afloje el perno (1) Y quite la cubierta (3).

2. Quite el elemento (2) y lávelo con disolvente limpio o inflamable3. Instale el elemento (2) y la cubierta (3). Apriete el perno (1) a un par de 24± 4 N.m

(18 ±3 lb-pie).

165




Reemplace el filtro de combustible final

1. Quite y deseche el filtro de combustible final.

2. Limpie la superficie de sellado de la empaquetadura de la base del filtro.Asegúrese de quitar toda la empaquetadura vieja.

3. Aplique combustible diesel limpio a la nueva empaquetadura del filtro.

ATENCION: NO llene los filtros de combustible antes de instalarlos. El combustible

no se habrá filtrado y podría estar contaminado. El combustible contaminado puede

causar el desgaste acelerado de las piezas del sistema de combustible.

4. Instale el filtro nuevo. Gire el filtro de combustible en la base hasta que laempaquetadura haga contacto con la misma. Apriete el filtro 3/4 de vuelta adicionales

con la mano. No apriete excesivamente.

5. Cebe el sistema de combustible.

Cebado del sistema de combustible

Cebe el sistema de combustible para llenar los filtros de combustible secos y purgar

el aire atrapado. Es necesario cebar el sistema de combustible después de:

• Que se agote el combustible.

• Un período de almacenamiento.

• La limpieza/reemplazo del filtro de combustible.

NOTA: Si el motor carece de bomba de cebado de combustible, vaya al paso 4.

1. Destrabe y opere el émbolo de la bomba de cebado hasta que se sienta una

resistencia. Tal vez sea necesario un número considerable de embaladas de lasbombas.

2. Empuje hacia adentro el émbolo y apriételo con la mano.

166




3. Haga girar el motor. Si arranca, pero funciona de forma irregular, siga haciendo

funcionar el motor a velocidad baja en vacío hasta que el motor funcione de forma

uniforme.

A TENCION: No haga girar el motor durante más de 30 segundos. Si el motor no

arranca, deje que se enfríe el motor de arranque durante dos minutos antes de volver

a tratar de arrancar el motor.

NOTA: Si no arranca el motor, o si una vez que haya arrancado, sigue rateando o

desprendiendo humo, es necesario hacer un cebado funcional. Repita los pasos de

filtro de aceite 1 a 3. Si persisten los problemas de operación después de repetir lospasos de cambio de filtros de aceite uno a tres, es necesario hacer un cebado

adicional.

4. Abra la válvula de descarga (si la tiene) en la caja de la bomba inyectara.

ATENCION: NO quite el tapón de la base del filtro de combustible (para la unidad

emisora de presión de combustible [si la tiene]) a fin de purgar el aire del sistema de

combustible. El desmontaje periódico del tapón producirá un mayor desgaste de lasroscas en la base del filtro de combustible y causará fugas de combustible.

5. Opere la bomba de cebado hasta que el flujo de combustible procedente de la

válvula de descarga sea continuo y no tenga burbujas de aire. Si el motor carece de

bomba de cebado, arranque el motor hasta que combustible circule sin burbujas. No

haga girar el motor durante más de 30 segundos. Deje que se enfríe el motor de

arranque durante dos minutos antes de volver a tratar de arrancar el motor.

6. Cierre la válvula de descarga. Empuje hacia adentro el émbolo y apriételo a mano.7. Haga girar el motor. Si el motor arranca, pero funciona de forma irregular, siga

haciendo funcionar el motor a velocidad baja en vacío hasta que el motor funcione de

forma regular.

167




NOTA: Si no arranca el motor, o si una vez arrancado el motor. sigue rateando o

desprendiendo humo, es necesario un cebado adicional.

8. Afloje las tuercas de las tuberías de combustible, de una en una, en la base de la

tapa de las válvulas.

ATENCION: Los inyectores de combustible resultarán dañados si la parte de arriba

gira con respecto al cuerpo. El motor se dañará si se usa un inyector de combustible

defectuoso, ya que el dardo de rociado de combustible que sale del inyector será

incorrecto. Los inyectores de combustible pueden resultar permanentemente

dañados al girarse si sólo se usa una llave para aflojar o apretar las tuercas de las

tuberías de combustible. NO deje que la parte de arriba de los inyectores de

combustible giren al aflojar las tuberías de combustible. Use una llave para sujetar el

inyector y otra para aflojar la tuerca de la tubería de combustible.

Opere el émbolo de la bomba de cebado hasta que el flujo de combustible

procedente de la tubería de combustible sea continuo y no tenga burbujas de aire.

Empuje el émbolo hacia adentro y apriételo con la mano. Si el motor no tiene una

bomba de cebado de combustible, arranque el motor.

Apriete cada tuerca de la tubería de combustible antes de que se afloje la siguiente

tubería de combustible. Apriete las tuercas de las tuberías de combustible a 40 ± 7

N.m (30 ± 5 lb-pie). Siga el procedimiento hasta que se haya eliminado el aire de

todas las tuberías. Asegúrese de que las tuercas de las tuberías de combustible

estén apretadas y que la bomba de cebado esté trabada antes de arrancar el motor.

Tanque de combustible

Drene el agua y los sedimentos

La calidad del combustible es crítica para el rendimiento y la durabilidad de los

componentes del motor. La presencia de agua en el combustible puede producir una

avería. Se forma condensado a medida que se calienta el combustible al atravesar el

sistema de combustible y enfriarse al volver al tanque de combustible. Esto hace que

se acumule agua en los tanques de almacenamiento de combustible. El agua se

168




puede eliminar drenando regularmente el tanque de combustible y adquiriendo

combustible de fuentes fiables.

Los tanques de combustible deben contener cierto dispositivo para drenar el agua y

los sedimentos del fondo de los tanques.

Abra la válvula de drenaje en el tanque de combustible y drene el agua y los

sedimentos. Cierre la válvula.

Drene el agua y los sedimentos semanalmente del tanque de almacenamiento de

combustible, al cambiar el aceite y antes de llenar el tanque. Esto contribuirá a

impedir que se bombee agua y sedimentos desde el tanque de almacenamiento al

tanque de combustible del motor.

Si se ha llenado recientemente un tanque de almacenamiento a granel o se ha

movido recientemente, deje que transcurre un tiempo adecuado para que se asienten

los sedimentos antes de llenar el tanque de combustible del motor. Los deflectores

internos del tanque de almacenamiento a granel contribuirán a atrapar

los sedimentos. El filtrado de combustible al bombearse desde el tanque de

almacenamiento permite asegurar la calidad. Los separadores de agua se deben

usar siempre que sea posible.

NOTA: Llene el tanque de combustible del motor al final de cada día de operación

para eliminar el aire húmedo e impedir la formación de condensado. No llene el

tanque hasta arriba. El combustible se expande al calentarse y puede rebosar.

Radiador, posenfriador

Limpie/inspeccione el radiador

Compruebe las aletas del radiador para ver si hay partículas. El agua a alta presión

constituye una forma excelente de limpiar las partículas de las aletas del radiador. Sies necesario, use una bombilla detrás de las aletas del radiador para ver si están

completamente limpias.

Limpie/inspeccione el posenfriador

169




ATENCION: La rotura de una manguera o cualquier fuga considerable del sistemaproducirá una disminución grande de la presión y potencia de refuerzo. El motorpuede hacerse funcionar a este nivel de potencia durante un tiempo suficientementelargo como pararse de forma segura o llegar a una zona de reparación. Se debeevitar una operación sostenida en esta condición.

Inspeccione la parte delantera del posenfriador de aire a aire. Examine las aletas delnúcleo para ver si hay daños externos, insectos, polvo, partículas, sal, corrosión, etc.

Use un cepillo rígido de acero inoxidable yagua jabonosa para quitar el polvo, las

partículas, la sal, etc. Dependiendo de lo que encuentre y del entorno de operación,

es posible que sea más frecuente el intervalo de mantenimiento para la limpieza del

posenfriador de aire a aire.

Una ligera disminución de potencia o de respuesta, o un pequeño aumento de la

temperatura de escape, puede indicar una pequeña fuga de aire en el núcleo o en lastuberías del enfriador del aire de carga. Inspeccione todos los conductos de aire y las

conexiones de las empaquetaduras en cada cambio de aceite. Las abrazaderas de

manguera de par constante deben estar bien sujetas. Apriete estas abrazaderas

hasta que el resorte esté al menos parcialmente comprimido.

Inspeccione todas las soldaduras para ver si están agrietadas. Compruebe los

soportes de montaje para asegurarse de que estén fijos y en buenas condiciones.

NOTA: Siempre que se reparen o reemplacen piezas del posenfriador aire a aire esmuy recomendable efectuar una prueba de fugas. Consulte el manual de servicio o

consulte con su distribuidor Caterpillar para averiguar cuál es el procedimiento

correcto al efectuar una prueba de fugas.

Inyectores de combustible.

Pruebe/intercambie

Las puntas de los inyectores están sujetas a un desgaste. El desgaste de las puntas,es debido a la contaminación de combustible, puede causar:

• Un aumento del consumo de combustible

• Humo negro

• Goteo

170




• Un funcionamiento irregular

Los inyectores deben de limpiarse, inspeccionarse, probarse y reemplazarse si es

necesario.

Atención: no raspe ni cepille un inyector con cepillo de alambre ya que dañará elorificio finamente maquinado. Se debe de hacer con la herramienta apropiada.

El funcionamiento normal del motor, la emisión de humo y el golpeteo del motor

pueden ser síntomas de un funcionamiento defectuoso de los inyectores. Se deben

aislar los inyectores de uno en uno para determinar cual es el inyector que funciona

mal.

1. Arranque el motor.

ATENCIÓN: los inyectores resultarán dañados si la parte de arriba gira con respectoal cuerpo. El motor se dañará si se usa un inyector defectuoso, ya que el dardo del

rociado de combustible que sale del inyector de combustible será incorrecto. Los

inyectores pueden resultar permanentemente dañados al girarse si solo se usa una

llave para aflojar o apretar las tuercas de las tuberías de combustible. NO deje que la

parte de arriba de los inyectores giren al aflojar las tuberías de combustible. Use una

llave para sujetar el inyector y otra para aflojar la tuerca de la tubería de combustible.

2. Afloje una de las tuercas de las tuberías de combustible en la bomba de inyección.

Se debe usar un trapo o material similar para impedir que se rocíe combustible en los

componentes calientes del sistema de escape. Apriete las tuercas antes de aflojar la

tuerca siguiente.

3. Se puede identificar un inyector defectuoso cuando se afloja una tuerca y:

• Se elimina el humo de escape de forma parcial o total.

• El funcionamiento irregular no se ve afectado.

Se deben quitar los inyectores que se crean que son defectuosos. Se debe instalarun inyector nuevo en el cilindro para determinar si el inyector quitado es defectuoso.

Desmontaje e instalación de los inyectores de combustible Se requieren

herramientas especiales para quitar e instalar inyectores.

171




Turbocompresor

Se recomienda una inspección y una limpieza periódicas de la caja del compresor del

turbocompresor (lado de entrada) y del núcleo del posenfriador. Como los humos del

cárter se introducen por el sistema de admisión de aire, se pueden acumular aceite y

subproductos de la combustión en estas dos áreas.

Esta acumulación, con el tiempo, puede contribuir a la pérdida de potencia del motor,

mayores cantidades de humo negro y una disminución general de la eficiencia del

motor. Esta acumulación es sólo una de las posibles contribuciones a que se

produzcan estas condiciones.

La operación del motor hasta que se avería el turbocompresor puede dañar

seriamente la rueda del compresor del turbocompresor y el motor. Los daños

ocasionados en la rueda del compresor pueden permitir que partes de la rueda

entren en el cilindro del motor, produciendo daños adicionales en el pistón, en la

válvula y en la culata.

ATENCION: Las roturas de los cojinetes del turbocompresor pueden hacer que

entren grandes cantidades de aceite en los sistemas de admisión y escape. La

pérdida de lubricante en el motor puede producir daños importantes en el motor. Las

fugas menores de la caja del turbocompresor al funcionar el motor de forma

prolongada a velocidad baja en vacío no producirá problemas siempre y cuando NO

se produzca la rotura de un cojinete del turbocompresor. Cuando la rotura de un

cojinete del turbocompresor va acompañada de una pérdida considerable del

rendimiento del motor (humo de escape o aceleración del motor sin carga), NO

continúe la operación del motor hasta que no se repare o reemplace el

turbocompresor.

Una inspección/comprobación del turbocompresor reducirá a un mínimo las paradas

no programadas y reducirá las posibilidades de que se produzcan daños potencialesen las otras piezas del motor.

NOTA: Los componentes del turbocompresor requieren unas holguras de precisión y

balance debido a la operación a altas velocidades rotacionales (torsionales). Las

aplicaciones de servicio rigurosas pueden acelerar el desgaste de los componentes y

172




tal vez sugieran la necesidad de inspeccionar, reparar, o reemplazar el núcleo a

intervalos reducidos para asegurar la máxima fiabilidad y retención del núcleo

completo.

Desmontaje e instalación

Para desmontar e instalar, o reparar/reemplazar el turbocompresor, consulte con su

distribuidor Caterpillar. Consulte el procedimiento y las especificaciones en el Manual

de Servicio de este motor o consulte con su distribuidor Caterpillar.

Limpie/inspeccione/compruebe

1. Desconecte del turbocompresor las tuberías de salida de escape Y de admisión de

aire. Compruebe visualmente si hay fugas de aceite.2. Gire a mano la rueda del compresor y la rueda de la turbina. El conjunto debe girar

libremente. Inspeccione la rueda del compresor Y la rueda de la turbina para ver si

hacen contacto con la caja del turbocompresor. NO debe haber ninguna señal de

contacto entre la rueda de la turbina o la rueda del compresor y la caja del

turbocompresor. Si existe una indicación de contacto entre las ruedas de contacto y

la caja, se debe reacondicionar o reemplazar el turbocompresor.

3. Compruebe si está limpia la rueda del compresor. Si sólo está sucio el lado de lasaspas de la rueda, esto significa que hay polvo y humedad que atraviesa el sistema e

filtrado del aire. Si se encuentra aceite en el lado de atrás de la rueda, indica una

posible fuga del sello de aceite del turbocompresor.

Las fugas pueden ser consecuencia de la operación prolongada del motor a

velocidad baja en vacío o de una restricción en la tubería de admisión de aire (filtros

de aire taponados), lo que hace que el turbocompresor "babee" aceite.

4. Use un indicador de esfera para comprobar el juego longitudinal del eje. Conecte

el punto del indicador de esfera en el extremo del eje del turbocompresor. Empuje y

tire del otro extremo del eje. Observe la lectura total del indicador de esfera. Si el

juego longitudinal medido es mayor que las especificaciones del Manual de Servicio,

repare o reemplace el turbocompresor. Si el juego longitudinal medido es menor que

las especificaciones mínimas del Manual de Servicio puede indicar la acumulación de

173




carbón en la rueda de la turbina. El turbocompresor debe desmontarse para limpiarse

e inspeccionarse si el juego longitudinal medido es menor que las especificaciones

mínimas del Manual de Servicio.

5. Inspeccione el diámetro interior de la caja de la turbina para ver si está corroído.

6. Limpie la caja del turbocompresor con solventes de taller normales y cepillo de

cerdas blandas.

7. Sujete la tubería de admisión de aire y la tubería de salida de escape a la caja del

turbocompresor. Consulte la sección de Especificaciones de los pares de apriete de

este manual en lo que se refiere a pares de apriete correctos de los sujetadores.

Amortiguador de vibraciones del cigüeñalInspeccione

Los daños, o la avería, en el amortiguador de vibraciones del cigüeñal aumentarán

las vibraciones torsionales y producirá daños en el cigüeñal y en otros componentes

del motor. El amortiguador deteriorado producirá un ruido excesivo del tren de

engranajes en los puntos variables en la gama de velocidad.

Se pueden observar oscilaciones en el amortiguador (movimientos hacia la parte

delantera y trasera en rotación) en el anillo exterior. Esto no significa que seanecesario reemplazarlo, ya que son normales ciertas oscilaciones del anillo exterior.

El amortiguador está montado en el cigüeñal, detrás del protector de la correa en la

parte delantera del motor.

Amortiguador de caucho

El motor puede estar equipado con un amortiguador de caucho estándar. El

amortiguador de caucho estándar usa un anillo de caucho montado para reducir lasvibraciones del cigüeñal. Si el motor está equipado con un amortiguador de caucho,

inspeccione el amortiguador para observar:

• Si el caucho está deteriorado o agrietado.

• El movimiento del caucho desde la posición original.

174




Amortiguador viscosoEl motor puede estar equipado con un amortiguador viscoso. El amortiguador viscoso

tiene una pesa, ubicado en el interior de una caja llena de fluido. La pesa

se mueve en la caja para limitar las vibraciones torsionales. Inspeccione los

amortiguadores para ver si hay evidencia de melladuras, grietas o fugas de fluido.

NOTA: Para ver si la cantidad de oscilaciones son aceptables, o si es necesario

reemplazar el amortiguador, compruebe el amortiguador con el procedimiento de la

sección de Pruebas y ajustes del Manual de Servicio.

Regulador de temperatura (termostato).

Remplace

El reemplazo del termostato antes de que se averíe es una práctica de

mantenimiento preventiva recomendada ya que reduce las probabilidades de una

parada no programada.

Dependiendo de la carga, un termostato que se quede averiado en la posición

parcialmente abierta puede producir un recalentamiento y un enfriamiento excesivo.

Si el termostato se avería en la posición cerrada, producirá un recalentamiento

excesivo. El recalentamiento excesivo puede producir problemas de agrietamiento de

la culata y agarrotamiento de los pistones.

Si el termostato se queda en la posición abierta, hará que la temperatura de

operación del motor sea demasiado baja durante la operación de carga parcial. Las

bajas temperaturas de operación durante la cargas parciales pueden producir una

acumulación excesiva de carbón dentro del cilindro. Esta acumulación excesiva de

carbón puede producir un desgaste acelerado de los anillos y de las camisas.

ATENCION: De no reemplazar el termostato de forma regular, se pueden producir

daños importantes en el motor. Los motores Caterpillar disponen de un sistema de

175




enfriamiento en derivación y hacen necesario que el motor funcione con un

termostato instalado. Si el termostato está mal instalado, el motor puede

recalentarse, produciendo daños en la culata. Asegúrese de que el nuevo termostato

esté instalado en la posición original. Asegúrese de que el orificio de ventilación del

termostato esté abierto. NO use material de empaquetadura líquido en la superficie

de la empaquetadura o de la culata.

Consulte el procedimiento de reemplazo del regulador de temperatura en el Manual

de Servicio, o consulte con su distribuidor Caterpillar.

NOTA: Si se reemplazan los termostatos solamente, drene el refrigerante del

sistema de enfriamiento hasta un nivel por debajo de la caja del termostato.

Consulte las Especificaciones del sistema de enfriamiento de cada publicación en lo

que se refiere a toda la información sobre agua aceptable y requisitos de

refrigerante/anticongelante y SCA, o póngase en contacto con su distribuidor

Caterpillar para pedir asistencia.

ECS: modulo de alarma en el tablero

EMCP: Tablero de control modular electrónico del grupo electrógeno

GSC: Control del grupo electrógeno

SCA: aditivos de refrigerantes convencionales suplementarios


1. El motor no gira cuando la válvula rápida se opera.

2. El motor gira pero no arranca.

3. Falla de encendido.4. Se para por bajas RPM.

5. Cambio Súbito en las RPM del motor.

6. Falta de potencia.

176




7. Vibración excesiva.

8. Ruido anormal en la combustión.

9. Tren de válvulas con ruido anormal.

10. Aceite en el sistema de enfriamiento.

11. Golpeteo anormal al operar el motor.

12. Alto consumo de combustible.

13. Ruido excesivo en el tren de válvulas.

14. Válvulas con luz excesiva.

15. Rotadores de válvulas o seguros de resortes sueltos.

16. Aceite en el escape.

17. Válvulas sin luz o muy poca.

18. El motor presenta desgaste prematuro.

19. Refrigerante en el aceite lubricante.

20. Humo negro o gris excesivo.

21. Humo blanco o azul excesivo.

22. Motor con baja presión de aceite.

23. Motor gasta demasiado aceite.

24. Enfriador de aceite demasiado caliente.

25. Alta temperatura en el escape.

1.- El motor no gira cuando el motor de arranque es operadoCausa. Remedio.

Tiene baja presión de aire. Verificar línea de aire y cargar mínimo 125 PS!.Falla de la válvula rápida. Corregir.Falla en motor dearranque.

Cambiar por uno o corregir falla.

Problemas dentro delmotor no permiten que gire

Después de desacoplar el equipo auxiliar, quite lastoberas y girando el cigüeñal verifique si expulsalíquido en las camisas, si esto no corrige el

177




problema, se requiere desarmar el motor paradeterminar la causa de la pegadura.

2.- El motor gira pero no arranca.Causa. Remedio.Gira lento Cargar suficiente presión de aire

Filtro diesel tapado Cambiar filtroLíneas de diesel rotas obloqueadas

Destape o instale líneas nuevas

No hay combustible en loscilindros

Cargue combustible, accionar bomba de cebado,purgar aire de las líneas

Diesel con agua o de malacalidad

Drenar, saque diesel del tanque, instale nuevo diesely cargue diesel limpio en el tanque

Inyección fuera de tiempo Poner a tiempo la inyección

3.- Falla de encendidoCausa. Remedio.

Baja presión diesel Cambiar filtros, revisar líneas de alimentación altanque y a la bomba de transferencia, válvula decontrol pegada. La presión de salida de la bomba detransferencia debe de tener 20 PSI mínimo, si tienemenos cambie el filtro, si persiste la falla, revise labomba

Aire en el sistema decombustible Encuentre y corrija la fuga por entrada de aire. Si elaire esta en todo el sistema, esta entrando en lasucción de la bomba de transferencia.

Luz de válvula inadecuada Calibre a su valor correspondienteFuga por línea rota entrebomba de inyección ytobera

Cambiar línea defectuosa


4.- Se para por bajas RPM

Causa. Remedio.Baja presión diesel Cambiar filtros, revisar líneas de alimentación altanque y a la bomba de transferencia, válvula decontrol pegada. La presión de salida de la bomba detransferencia debe de tener 20 PSI mínimo, si tienemenos cambie el filtro, si persiste la falla, revise labomba

RPM muy bajas en holgar Ajuste el gobernador a la velocidad de holgar

178




correctaInyección de combustibledefectuosa por toberas obombas individuales

Ponga el motor a las RPM que no se pare, afloje latuerca de la línea de diesel de la bomba deinyección para cada cilindro, una por una, determinelas líneas que al aflojar su tuerca no cambia el

funcionamiento del motor. Pruebe la bombaindividual y las toberas correspondientes, cambiandosi se requiere.

5.- Cambio Súbito en las RPM del motorCausa. Remedio.

Falla de gobernador obombas de inyección

Verifique si hay resortes o varillas dañadas,desmonte el gobernador, verifique el movimientolibre del mecanismo de inyección. Verifique las

bombas individuales estén instaladas correctamentey cambie las partes defectuosas y dañadas.

6.- Falta de potenciaCausa. Remedio.

Combustible de malacalidad

Saque el diesel, instale nuevos filtros y cargue condiesel adecuado

Baja presión diesel Cambiar filtros, revisar líneas de alimentación altanque y a la bomba de transferencia, válvula decontrol pegada. La presión de salida de la bomba detransferencia debe de tener 20 PSI mínimo, si tiene

menos cambie el filtro, si persiste la falla, revise labombaFugas en sistema deadmisión de aire

Verifique la presión de aire en el múltiple de succión,verificar si hay filtros de aire tapados y cámbielos.

Varillaje del gobernador Verifique que toda su carrera este libre o cambie laspartes dañadas

Luz de válvula inadecuada Calibre a su valor correspondienteInyección de combustibledefectuosa por toberas obombas individuales

Ponga el motor a las RPM que no se pare, afloje latuerca de la línea de diesel de la bomba deinyección para cada cilindro, una por una, determinelas líneas que al aflojar su tuerca no cambia el

funcionamiento del motor. Pruebe la bombaindividual y las toberas correspondientes, cambiandosi se requiere.

Bombas de individuales deinyección fuera de tiempo

Calibrar adecuadamente: D-379 y D-398: 2.090”±0.001”, D-399: 2.078” ±0.001”,

Ajuste de cremallera muybajo

Ajuste cremalleras adecuadamente

Control de relación de Ajuste el control, verifique si hay diafragmas rotos o

179




combustible equivocado odefectuoso

resortes rotos, cambielos si es necesario

Turbocargador condepósitos de carbón

Inspeccione y repárelo si es necesario

7.- Vibración excesivaCausa. Remedio.

Amortiguador de vibracióno polea están flojos

Reapretar e inspeccionar, si cualquiera tieneagujeros dañados, cambielos

Amortiguador de vibracióndefectuoso

Cambiar

Soportes del motor flojos odefectuosos

Reapretar tornillos de montaje o cambiar soportesdañados

El equipo impulsado, estádesalineado o

desbalanceado

Verificar alineación y/o balancear

Cople flexible defectuosoentre motor y equipoimpulsado

Verificar y cambiar si es necesario

8.- Ruido anormal en la combustiónCausa. Remedio.

Combustible de malacalidad

Saque el diesel, instale nuevos filtros y cargue condiesel adecuado

Inyección de combustibledefectuosa por toberas obombas individuales

Ponga el motor a las RPM que no se pare, afloje latuerca de la línea de diesel de la bomba deinyección para cada cilindro, una por una, determinelas líneas que al aflojar su tuerca no cambia elfuncionamiento del motor. Pruebe la bombaindividual y las toberas correspondientes, cambiandosi se requiere.


9.- Tren de válvulas con ruido anormal.

Causa. Remedio.Resortes o candados deválvulas rotos

Cambiar por nuevos. Los candados rotos puedenocasionar que las válvulas se deslicen por el cilindroy causar daños mayores.

Lubricación insuficiente Verificar lubricación en compartimiento de válvulas,con alta RPM debe haber flujo fuerte y con bajasRPM un flujo pequeño, los conductos de aceitedeben estar libres especialmente los que van a la

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cabeza.Demasiada luz en lasválvulas

Ajuste al valor correcto

10.- Aceite en el sistema de enfriamientoCausa. Remedio.Núcleo defectuoso delenfriador de aceite

Cambiar

Fallas de empaques decabeza

Verificar y cambie los requeridos

11.- Golpeteo anormal al operar el motor.Causa. Remedio.

Metales de biela

defectuosos

Verificar y cambiar si es necesario, al cigüeñal

verificar muñones y evaluar.Engranes de tiempodañados

Verificar daño y cambiar los requeridos

12.- Alto consumo de combustibleCausa. Remedio.

Fugas en el sistema decombustible

Revisar y cambiar partes dañadas


13.- Ruido excesivo en el tren de válvulasCausa. Remedio.

Resortes o candados deválvulas rotos

Cambiar por nuevos. Los candados rotos puedenocasionar que las válvulas se deslicen por el cilindroy causar daños mayores.

Árbol de levas roto Cambiar y limpiar completamente el motor

14.- Luz excesiva en válvulas

Causa. Remedio.Lubricación insuficiente Verificar lubricación en compartimiento de válvulas,con alta RPM debe haber flujo fuerte y con bajasRPM un flujo pequeño, los conductos de aceitedeben estar libres especialmente los que van a lacabeza.

Balancines desgastadosen la cara lado válvula

Reparar balancines y ajustar luz

181




Extremo de válvulagastado

Cambiar válvula y ajustar luz

Elevadores o vástagos deempuje de válvulagastados

Cambiar Elevadores o vástagos y ajustar luz

Elevadores rotos Cambiar elevadores de válvulas, verificar desgastedel árbol de levas, verificar que los vástagos deválvulas estén libres y rectos, limpiar motor y ajustarluz

Levas o árbol de levasgastados

Verificar luz de las válvulas, movimiento libre deválvulas o válvulas dobladas, instala árbol de levasnuevo y ajustar luz de válvulas

15.- Rotadores de válvulas o seguros de resortes sueltosCausa. Remedio.

Resortes, candados de

válvulas o válvulas rotos

Cambiar por nuevos. Los candados rotos pueden

ocasionar que las válvulas se deslicen por el cilindroy causar daños mayores.

16.- Aceite en el escapeCausa. Remedio.

Demasiado aceite en elcompartimiento deválvulas

Vea ambos extremos de la flecha de balancines yasegurese que haya un tapón en cada extremo

Guías de válvulas

gastadas

Reponer por nuevas

Anillos de pistón gastados Cambiar

17.- Válvulas sin luz o muy pocaCausa. Remedio.

Asiento de válvulas oválvulas gastados

Reacondicionar cabeza y ajustar luz

18.- Motor con desgaste prematuro

Causa. Remedio.Aceite lubricante sucio Remplazar con filtros nuevos, revisar válvula by-pass de filtros, si fuga o si tiene resorte roto, cambiar

Fugas en succión de aire Inspeccione empaques y conexiones y repare fugasque localice

Fugas de combustible alaceite lubricante

Esto ocasiona alto consumo de combustible y bajapresión de aceite, repare e instale partes nuevasdonde se requiera

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19.- Refrigerante en el aceiteCausa. Remedio.

Núcleo de enfriador deaceite defectuoso

Cambie el núcleo del enfriador, drene el aceite,cambie filtros y cambie aceite nuevo

Fallas de empaques decabeza Verificar y cambie los requeridos, apriete tornillos deacuerdo a especificacionesCabeza bretada odefectuosa

Cambiar culata

Block bretado odefectuoso

Verificar daño y si es posible reparar en campo

Empaque de camisadefectuosos

Cambiar empaques

20.- Humo negro o gris excesivoCausa. Remedio.

No existe suficiente airepara la combustión Verifique los filtros y turbocargadores, cambiar si esnecesarioToberas de inyección decombustible dañadas

Pruebe las toberas y cambiar si es necesario

Inyección fuera de tiempo Poner a tiempo la inyecciónControl de relación decombustible inadecuado

Ajuste el control de combustible, verifique resortesrotos y cambielos

21.- Humo azul o blanco excesivoCausa. Remedio.

Existe demasiado aceite

en el motor

Verifique con bayoneta y sacar el exceso,

determinar la fuente del exceso,Falla de encendido Ver punto 3.-Tiempo de inyeccióninadecuado

Ajustar tiempo de inyección

Guías de válvulasgastadas

Reacondicionar cabezas

Anillos de pistón gastados Cambiar anillos dañadosFalla de sellos de aceitedel turbocargador

Checar si hay aceite en múltiple de admisión, yreparar turbocargador si se requiere

22.- Motor con baja presión de aceite

Causa. Remedio.Manómetro de aceitedefectuoso

Verificar y cambiar

Combustible en el aceitelubricante

Localice la fuga de diesel al aceite y repárela, dreneel aceite diluido, cambie filtros y cambie aceitedañado

Demasiada holgura entrela flecha de balancín y los

Verificar desgaste, cambiar piezas necesarias

183




balancinesTubo de succión de labomba de aceitedefectuoso

Cambie el tubo

Válvula reguladora de

presión no cierra

Limpie válvula y el cuerpo, instale partes nuevas si

se requiereBomba de aceitedefectuosa

Verificar y reemplazar si es necesario

Demasiada holgura entremetales de bancada ycigüeñal

Verificar tolerancias y cambiar metales si esnecesario

Demasiada holgura entremetales y árboles de levas

Verificar tolerancias y cambiar metales y árboles sies necesario

23.- Motor gasta mucho aceiteCausa. Remedio.

Existe demasiado aceiteen el motor Verifique con bayoneta y sacar el exceso,determinar la fuente del exceso,Fugas de aceite Eliminar fugas, verificar que el respiradero este

limpioTemperatura de aceitemuy alta

Verificar operación del enfriador de aceite, cambienúcleo en caso necesario

Demasiado aceite en elcompartimiento deválvulas

Verifique en ambos extremos de las flechas debalancines que tenga un tapón en cada extremo

Guías de válvulasgastadas

Reacondicionar cabezas

Anillos de pistón gastados Inspeccione e instale anillos nuevos si es necesario24.- El refrigerante esta demasiado caliente

Causa. Remedio.No hay suficienterefrigerante

Agregue y verifique fugas

Termostatos otermómetros defectuosos

Verificar temperatura de agua y operación, cambiarpartes si se requiere

Restricción en los tubosdel radiador

Sondear radiador o cambiar en caso necesario

Flujo de aire restringido a

través del radiador

Eliminar restricciones y limpiar y lavar radiador

El ventilador del radiadorcon baja velocidad

Bandas flojas o gastadas, cambio de bandas

Válvula relevadora depresión defectuosa

Verificar su operación, instale nueva si se requiere

Gases de combustión enel refrigerante

Localice y repare entrada de gases

Bomba de agua Repare la bomba

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defectuosaDemasiada carga en elsistema

Verifique y reduzca la carga

Inyección de combustiblefuera de tiempo

Poner a tiempo

25.- Temperatura de escape muy altaCausa. Remedio.

Fugas en succión de aire Inspeccione empaques y conexiones y repare fugasque localice, verifique presión en el múltiple deadmisión y filtros de aire

Sistema de escape tienefugas

Localice fugas y repare

La succión o el escapetiene restricciones

Elimine las restricciones

Inyección de combustible

fuera de tiempo

Poner a tiempo

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7.- MOTORES EMD-645-E1


Figura.7.1.1. Corte trasversal motor EMD-645-E1

Descripción Descripción

1 Balancín válvulas de escape 2 Puente válvulas de escape

3 Resorte válvulas de escape 4 Válvulas de escape5 Cabeza 6 Pistón

7 Arandela de empuje 8 Portapistón

9 Perno pistón 10 Estructura del motor (block soldado)

11 Camisa 12 Biela de hoja

13 Drene aceite y ventilación 14 Caja de aire y tapa de registro

15 Tubo “P” enfriamiento pistón 16 Múltiple aceite enfriamiento pistón

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17 Tapa registro carter 18 Carter

19 Bayoneta 20 Bandeja bomba de succión

21 Tapa punterías 22 Árbol de levas

23 Brazo cremalleras inyectores 24 Flecha dispositivo sobrevelocidad

25 Múltiple diesel 26 Flecha control inyectores

27 Cremallera inyectores 28 Válvula prueba cilindro

29 Inyector de combustible 30 Grapa sujeción cabeza

31 Puerto entrada aire 32 Caja de aire

33 Brincador tubo agua 34 Múltiple entrada agua

35 Múltiple lubricación principal 36 Biela de horquilla

37 Canasta de la biela 38 Base de metal de Bancada

39 Tapa metal de bancada 40 Cigüeñal

41 Contrapeso del cigüeñal 42 Codo de escape

43 Múltiple salida agua 44 Base de cancamo de levante

Para mantener la calidad de servicio en los Motores diesel EMD-645, los respalda el

diseño, pruebas y certificaciones siguientes, que son la base de un buen

funcionamiento contra las otras marcas y en los equipos de perforación de la Unidad

de Perforación y Servicio a Pozos, a nivel sistema, cuentan dentro de sus unidades

principales un 65% de estas unidades.

Diseño, prueba y certificaciones: Los motores GM-EMD están prestigiosamente

diseñados, construidos con los mejores componentes y probados bajo estrictasnormas de la American Bureau of Shipping (ABS). Sus certificaciones están

disponibles. Los motores marinos están aprobados por Board of Steamship

Inspection del Departamento de Transporte de Canadá. La aprobación del Equipo

EMD por el USCG, se basa en la aceptación ABS de reglas y regulación, tal como se

prescribe en Regulaciones de Ingeniería Marina, subparte F, subparte 58.05-1, de las

Sociedades de Inspección por clasificación, derivadas de ABS, las que serán

enviadas bajo especial consideración si se solicitan. Cambios específicos al equipo

básico EMD para acomodar requerimientos especiales de cualquier agencia de

Inspección ó clasificación, quedan sujetos a negociación por separado. Cualquier

equipo que no requiera Clasificación, Inspección, Prueba ó Análisis de investigación,

es construido de acuerdo con normatividad EMD, y sus rígidos procesos de

construcción.

187




Figura.7.1.2. Motor EMD-645-E1de 20 cilindros

Análisis torsional: Es necesario que un análisis torsional de vibración de cada tipo

individual de propulsión, se realice para asegurar su comportamiento satisfactorio.

EMD, por ejemplo para un barco, conforma un estudio torsional después de la

recepción completa y detallada de las especificaciones de la flecha y propulsor y

aprueba el sistema o recomienda las modificaciones necesarias.

Especificaciones comunes

Los motores de cuatro tiempos requieren cuatro carreras del pistón para completar

un ciclo: carrera de admisión; carrera de compresión; carrera motriz y carrera de

escape. El cigüeñal da dos vueltas completas por cada carrera motriz. Durante las

carreras de admisión y de escape el pistón trabaja como una compresora de aire,

operación que consume energía.

En los motores de dos tiempos, como el modelo 645E1, solamente se requieren dos

carreras del pistón para completar un ciclo. La admisión y el escape se efectúan

durante parte de la carrera de compresión y parte de la carrera motriz.

188




189

Tabla.7.1.1. Especificaciones Motor EMD-645-E1

Motores Diesel Serie 645.

pistones (1) extracción. Desplazamientopositivo.

Dispositivo de sobrevelocidad: Centrífugo, Independiente delgobernador.

Gobernador: Sistema Woodward.

Bomba de Combustible: Desplazamiento positivo impulsada porel motor Diesel.

Inyectores de Combustible: Unitarios-GM mecánico válvula de aguja.

Sistema de Arranque: (2) motores neumáticos

Bombas de agua de enfriamiento: (2) Centrífugas movidas por el motorDiesel.

Cambiador de Calor: Bomba Centrífuga de agua

Diámetro del muñón principal del cigüeñal.: 215.9 mm. (81/2")

Diámetro del muñón de biela: 165.1 mm (6 1/2")

Diámetro del perno del pistón: 93.5 mm. (3.68").

Tipo: 2 Ciclos, 45° “V”.

Construcción, Bancada y Carter: Acero soldadoDiámetro y Carrera: 230.2 x254.0 mm(9 1/16"x 10")

Desplazamiento/Cil. 11,635 cm3. (645.0404 pulg. Cúbicas)

Rango operativo de velocidad: 350-900 RPM

Velocidad de régimen 900 RPM

Velocidad del pistón @ 900 rpm. 503m/mín (1650 pies/mín.)

Relación de compresión. 14.5: 1

Tipo de Sistema de Aire: Flujo unidireccional

Abastecimiento de Aire: Centrífugo por soplador

Admisión del aire al cilindro: Puertos ó lumbrerasEscape: 4 Válvulas/Cabeza

Enfriamiento del pistón: Chorro directo de aceite a presión.

Lubricación de cojinetes principales: Presión plena

Bombas de aceite lubricante: (1) Principal, (1) enfriamiento de




Figura.7.1.3. Esquema ilustrativo de operación Motor EMD-645-E1

El pistón impulsa el cigüeñal en cada carrera descendente, así pues, en un motor dedos tiempos habrá el doble de impulsos motrices al cigüeñal que en un motor de

cuatro tiempos del mismo número de cilindros y trabajando a la misma velocidad.

Como en los motores de dos tiempos los pistones no trabajan como los de una

compresora, es necesario usar un dispositivo exterior para proporcionarle aire. Para

este objeto se usa un turboalimentador ilustrado esquemáticamente en la Fig. 0- 1,

que suministra un caudal de aire mayor que el logrado en los sopladores tipo Roots

que se utilizan en otros motores del modelo 567.

Este turboalimentador fuerza aire dentro del cilindro a través de sus puertos,

expulsando los gases de escape y llenando el cilindro con una nueva carga de aire

para la siguiente combustión.

Durante el funcionamiento del motor bajo condiciones de carga reducida, el

turboalimentador utiliza la potencia que suministra el tren de engranes del árbol de

190




levas, así como la energía térmica que pueden suministrar los gases de escape para

impulsar la turbina. Sin embargo, cuando la energía contenida en los gases de

escape es suficiente para impulsar la turbina por sí sola, se desacopla el embrague

impulsor y de esta manera la turbina acciona un compresor centrífugo que suministra

aire al motor. Este aire sale a una presión alta y consecuentemente a una

temperatura elevada. Es preferible reducir la temperatura del aire para aumentar su

densidad antes de que llegue a la cámara de admisión de los cilindros; esta

temperatura se reduce al pasar por los enfriadores. Este efecto ocasiona una

alimentación de aire al motor con mayor peso relativo y mayor cantidad de oxígeno.

El ciclo del motor de dos tiempos, así como la operación del turboalimentador, se

describen gráficamente en la Figura y se explican en los párrafos siguientes:

Al final de su carrera descendente el pistón descubre los puertos del cilindro,

admitiendo aire para desalojar los gases de combustión.

La corriente de aire que entra a través de los puertos y sale por las válvulas de

escape barre completamente el cilindro y lo deja cargado con aire fresco cuando el

pistón cierra los puertos en su carrera ascendente.

Al continuar el pistón su carrera ascendente se cierra las válvulas de escape y la

carga de aire se comprime a casi un quinceavo de su volumen inicial, lo que equivale

a una presión mayor de 45 Kgs/cm2 (más de 600 Lbs/Pulg2). Al comprimirse el aire a

esa presión su temperatura aumenta a un valor que sobrepasa los 550°C (más de

1000°F). Este alto grado de compresión se conserva a todas las cargas y

velocidades del motor.

Poco antes de llegar el pistón a su punto muerto superior, se inyecta combustible,

atomizado por una alta presión a la cámara de combustión. El combustible se

enciende por la alta temperatura del aire y continúa quemándose hasta que se

consume toda la carga. Los gases resultantes producen un rápido aumento depresión, la cual actúa sobre el pistón forzándolo a descender en su carrera motriz.

Poco antes de llegar el pistón al final de su carrera motriz, se abren las válvulas de

escape, permitiendo a los gases salir a la atm6sfera. El pistón después descubre los

puertos de admisión de aire. Para ese momento los gases de escape ya se han

191




expansionado a tal grado que la presión dentro del cilindro es menor que en la

cámara de aire. A continuación se repite nuevamente el ciclo.

El motor Diesel modelo 645E1 es del tipo “V” de dos tiempos, con ventajas tales

como poco peso por caballo de potencia, sistema de aire para barrido total, inyección

directa individual a cada cilindro y alta compresión.

7.2.- Enumeración de cilindros y bancadas

Se enumeran los cilindros iniciando en el banco derecho considerado desde el lado

trasero en el volante e inicia la numeración del lado del frente del motor o sea del

lado del tren de engranes, a continuación se observa el esquema de un block decilindros de un motor 12-645-E1:

Figura.7.2.1.Enumeración de cilindros

DESIGNACIÓN DE MODELOS

Tipo de unidad S estacionaria

Números de cilindros: 8, 12 y 16

Modelo del motor: E1, E2, E3, E4, E5, F6, E7, E8: soplador roots

E4: turboalimentado

Toma de fuerza: G: generador

192




P: toma de fuerza mecánica

Sistema de enfriamiento: W: cambiador de calor A: arreglo para radiador ó soloaire

j

EJEMPLO DE DESIGNACIÓN

S 8 E 1 P W: Motor de 8 cilindros EMD-E1 con soplador roots, toma de fuerza y

cambiador de calor.

S 20 E 4 G A: Motor de 20 cilindros, EMD-E4 con torboalimentador y

generador, enfriado por radiador ó soloaire.

DATOS DE OPERACIÓN.

1.- Velocidades: Velocidad en vacío: 315 RPMVelocidad baja: 475-483 RPM

Velocidad media: 720-750 RPM

Velocidad alta: 900 RPM

2.- Potencia efectiva: 8 cilindros: 975 HP a 900 RPM

12 cilindros:1500 HP a 900 RPM

16 cilindros:1950 HP a 900 RPM

3.- Flujos de aceite a 900 RPM

8 cilindros 12 cilindros 16 cilindros

bomba de barrido 71 GPM* 105 GPM 157 GPM

bomba de tubos “P” 36 GPM 48 GPM 66 GPM

bomba principal 140 GPM 205 GPM 279 GPM

4.- flujos de combustible a 900 rpm :


bomba de barrido 2.1 GPM 2.1 GPM 4.5 GPM

193




5.- Vacíos y temperaturas de admisión y escape a 900 RPM:


Volumen de aire 3550 ft

3

/min 5400 ft

3

/min 7100 ft

3

/minSucción en la admisión 7 a 9" HG. 7 a 9" HG. 7 a 9" HG.

Temperatura del aire 90° F 90° F 90° F

Volumen de escape (ft3 /min) 7950 12,550 15, 800

Temperatura del escape 775° F 835 ° F 810 ° F

Contrapresión en el escape 21 "H2O 21 "H2O 21 "H2O

6.- Flujo de agua a 900 RPM:8 cilindros 12 cilindros 16 cilindros

290 gal/min 490 gal/min 515 gal/min

7.- Presión en el sistema de enfriamiento a 900 RPM:


41 PSI 49 PSI 46 PSI

8.- Temperaturas normales de operación:

Entrada Salida

Agua 155 A 175°F 160 -185°F

Aceite 115 -118°F 180 -215°F

9.- Presiones normales de operación:

Agua 30 a 50 PSI

Aceite 40 a 60 PSI

Diesel: 35 a 50 PSI -Aire: 130 a 150 PSI

10.- Presión de compresión a 400 RPM.

950 a 1000 PSI

194





Orden de Encendido de los motores diesel EMD 645-E18 Cilindros 1,5,3,7,4,8,2,6

12 Cilindros. 1, 12, 7, 4, 3, 10, 9, 5, 2, 11, 8, 6

16 Cilindros 1,8,9, 16,3,6, 11, 14, 4,5,12,13,2,7,10,15

7.4.- Sistemas de operación del motor

Sistema de alimentación y barrido de aire.

El aire necesario para los motores de 8, 12, 16, 20, cilindros, lo abastece un soplador

localizado en el extremo del volante del motor Diesel.

El objetivo primario del soplador es incrementar la potencia del motor economizando

combustible, aprovechando el aire de la atmósfera.

El diseño del soplador, permite un impulso positivo desde el tren de engranes del

árbol de levas, abasteciendo el aire necesario para la combustión. La capacidad del

soplador se alcanza cuando el motor Diesel se aproxima a su plena carga.

El Soplador se abastece de lubricante filtrado a través de un filtro montado en la

parte trasera derecha del motor Diesel. El aceite regresa a la cubierta del tren de

engranes y de ahí al colector de aceite.

Sistema de combustible.

Este Sistema consiste en los inyectores unitarios de combustible, bomba movida por

el motor diesel y filtros coladores montados sobre el motor. Se tiene una bomba

195




manual por separado, a fin de cebar los inyectores previos al arranque, después de

haber permanecido el motor parado normalmente o que se hayan realizado

reparaciones.

El combustible circula por la tubería de abastecimiento desde la bomba a través de

coladores de succión y es enviado a los filtros montados en el motor a través de un

múltiple que se lleva al frente del mismo. Al fluir el combustible a través de este

sistema, llega a los inyectores por medio del múltiple de tubería y el brincador en

cada uno de ellos montado en su cilindro.

El combustible se introduce al cilindro por el inyector, siendo pulverizado a una

presión muy elevada a través de la boquilla. El resto del combustible que no utiliza el

inyector, circula por su mecanismo y lo enfría y lubrica regresando por una línea de

retorno al tanque de abastecimiento.

Bomba de combustible

Esta bomba de desplazamiento positivo la impulsa el motor Diesel a través de su

bomba de extracción de lubricante.

La presión es regulada por válvulas de alivio.

Filtro de combustible y múltiple de distribución.

El filtro montado en el motor es tipo doble (duplex) quedando instalado en el múltiple

de distribución al frente del citado motor diesel. El combustible es admitido por el

conjunto de filtro por medio de una válvula check tipo antiderrame enresortada

ajustada a 69 kPa (10 PSI).

La cubierta o caja de alojo cuenta con una válvula-check a contrapresión regulada almismo valor que la anterior descrita y además una válvula de alivio ajustada a 448

kPa (65 PSI), la que actúa cuando los filtros se tapan.

El Conjunto de filtros utiliza elementos desechables de 12 micrones que pueden

aflojarse o apretarse en segundos.

196




Figura.7.4.1.Partes del Inyector

Una válvula de control manual deriva el combustible a cualquiera de los elementos

que se desee, permitiendo aflojar para remover el filtro y reapretado nuevamente sin

parar el motor.

Inyectores.

El inyector unitario GM-EMD, conteniendo la bomba de inyección de alta presión y su

tobera, entrega el combustible a muy alta presión dentro del cilindro. Todas las líneas

de alimentación de combustible trabajan a baja presión hasta su admisión al inyector

y dentro de éste, el mecanismo eleva el combustible a muy alta presión sucediendo

esta función en una etapa muy corta hasta el momento de inyectarlo pulverizado

dentro de la cámara de combustión por la boquilla. El inyector es accionado a través

del árbol de levas por un balancín.

La cantidad de combustible inyectado, se dosifica por medio de la posición de

rotación del émbolo en el inyector, que es ajustado por su cremallera de control y el

gobernador. Se cuenta con una palanca de control manual en ambos lados del

extremo frontal del motor para accionar todos los inyectores a la vez, ya sea que se

desee detener manualmente el motor; para facilitar su arranque y para control de

emergencia.

197





Figura.7.4.2.Sistema de Lubricación

DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN

1 Bomba de barrido 2 Colador de aceite

3 Bomba de enfriamiento pistón 4 Línea de impulsor del gobernador

5 Múltiple de aceite enfriamiento pistón 6 Válvula de relevo presión aceite7 Línea presión aceite al gobernador 8 Vía aceite por árbol de levas

9 Línea aceite toma fuerza sopladorderecho

10 Línea aceite bancos derecho eizquierdo de árbol de levas

11 Línea aceite toma fuerza sopladorizquierdo

12 Pasaje de aceite a toma de fuerza deengrane loco No.1

13 Pasaje de aceite a toma de fuerza deengrane loco No.2

14 Múltiple de aceite principal

15 Suministro de aceite a cigüeñal ymetales de bancada

16 Línea de aceite de enfriamiento depistones

Este Sistema es una combinación de 3 sistemas separados: El Sistema principal de

lubricación, el de enfriamiento de pistones y el de extracción de lubricante, cada uno

de ellos con su propia bomba.

198




Las bombas principales y enfriamiento de pistones, aún cuando son bombas

individuales, están ambas instaladas en un mismo cuerpo é impulsadas por la misma

flecha. La bomba de extracción es separada. Todas las bombas se mueven a través

del tren de engranes impulsor de auxiliares al frente del motor.

La caja de coladores de lubricante sirve para ambas bombas como reserva de aceite

y como colador para protección de ellas.

Durante su operación, el soplador se lubrica por la bomba principal a través de

conductos internos en el motor Diesel. Antes de llegar el aceite al turbo, es filtrado a

través de un elemento desechable instalado en un filtro situado en la parte posterior

derecha de la bancada.

Previo al arranque del motor, el Soplador es lubricado por una bomba

retroalimentadora.

El aceite para el soplador es enviado desde el colector de aceite, filtrado a través de

un elemento desechable del Sistema retroalimentador y suministrado al mecanismo

del soplador a través de tuberías externas conectadas a la caja del filtro.

Si el motor Diesel se para por cualquier causa, el mismo sistema retroalimentador

opera por un tiempo determinado, lo cual permite al fluido lubricante absorber el calor

remanente del turbo y sus cojinetes evitando daños al mismo.

Bombas de extracción de lubricante.

Esta bomba tipo engranes movida por el tren de engranes impulsor de auxiliares

extrae el aceite lubricante desde el colector de aceite a través de un colador de malla

gruesa localizado en la caja de coladores instalada a un lado del motor Diesel. El

aceite entonces se forza a través de un filtro y un enfriador antes de entregarse al

colador de malla fina para abastecer las bombas principal y de, enfriamiento de

pistones con aceite enfriado y filtrado. El exceso de aceite retorna al colector.

199




Bomba principal de aceite lubricante.

Esta bomba abastece el aceite a presión los cojinetes, engranes y sistema general

de lubricación. La bomba envía el aceite desde el colador de malla fina, fluyendo al

múltiple principal localizado arriba del cigüeñal a todo lo largo del motor. La presión

máxima es regulada por una válvula de alivio entre la bomba y el múltiple repartidor.

El aceite lubricante es conducido desde el múltiple a los cojinetes principales del

cigüeñal y de bielas. Así mismo se abastece de lubricante a los trenes de .engranes,

cojinetes del árbol de levas, ajustadores hidráulicos y mecanismo del

turboalimentador.

Bomba de enfriamiento de pistones.

Esta bomba recibe aceite de una succión común con la succión de la bomba principal

y envía el aceite a dos múltiples de aceite de enfriamiento de pistones a todo lo largo

del motor, Un colador de malla 40 en la caja de coladores protege la admisión de

esta bomba.

Figura.7.4.3.Sistema de Enfriamiento

200




Coladores de lubricante.

Los coladores de aceite lubricante se localizan en una caja aliado derecho de la

cubierta del tren de engranes impulsor de auxiliares.

Esta caja la constituyen dos compartimientos que contienen dos coladores, que

protegen las bombas de extracción y de presión. La caja sirve también para

almacenar aceite de reserva limpio y enfriado, del cual se surten las bombas que lo

requieren. Excepto cuando se trata de lapsos prolongados de paro, el aceite

almacenado en este depósito proporciona el fluido necesario de lubricación,

eliminando la necesidad de cebar el sistema cada vez que se arranque el motor

diesel.

La Caja contiene una válvula manual para drenar aceite hacia el colector de aceite,

antes de refrescarlo ó cambiarlo. El aceite nuevo que quiera agregarse al sistema,

debe realizarse a través de la abertura cuadrada localizada en la parte superior de la

Caja de Coladores.

Figura.7.4.4.Sistema de enfriamiento


1 Múltiple de descarga 2 Codo de descarga

3 Cabeza de cilindro 4 Paso de agua en el cilindro

5 Tubo de entrada 6 Múltiple de entrada

7 Bomba de agua 8 Codo de salida

9 Válvula de drenar

201




El sistema de lubricación principal se protege por dos coladores de malla metálica

No. 40 dentro de un cilindro metálico. El Cilindro exterior proporciona un nivel

constante de aceite, puesto que la succión se realiza desde el fondo solamente. El

aceite fluye desde el fondo del colador, entre el cilindro y la malla a través del colador

y el núcleo de metal perforado hacia el centro del elemento y hacia las bombas

principales.

La caja de coladores también contiene un colador rígido perforado de 3.57 mm.

(9/64") para el sistema de extracción.

Bombas de agua de enfriamiento.

Estas bombas tipo centrífugo autodrenadas, están movidas por el engrane impulsor

del gobernador. Proporciona un gasto suficiente en todas las velocidades de rotación

del motor. Opcional mente se pueden surtir acoplamientos entre las bombas y el rack

ó bastidor de accesorios cuando se surte éste último.

Figura.7.4.5.Partes del Gobernador EGB


1 Tapa filtro de aceite 2 Motor ajuste de velocidad

3 Perilla control limite de carga 4 Perilla control mecanismo de ajuste develocidad

5 Grifo para drenar 6 Puntero de escala flecha terminal

7 Tapón acceso válvula de aguja eléctrica 8 Perilla control de caída de velocidad

9 Receptáculo eléctrico 10 Escala de flecha terminal

11 Flecha terminal 12 Mirilla nivel de aceite

13 Tapón acceso válvula aguja centrifuga

202




Gobernador.

La velocidad específica ó seleccionada del motor Diesel es controlada y/o fijada con

gobernadores Woodward que en este caso de motores EMD modo 645 según su

aplicación son:

1. PGA Hidráulico neumático

2. ECGB-P Actuador: eléctricamente controlado en conjunto con su control

eléctrico Mod. 2301.

3. UA-12R actuador electro-hidráulico con señal proporcional de control electrico

2301 A.

4. UG8 Electro-Hidráulico.

7.5.- Dispositivos de paro por emergencia

Dispositivos de Protección: están diseñados para proteger el motor en caso de un

mal funcionamiento que ocurra durante la operación del mismo.

Dispositivo que para el motor por baja presión de aceite lubricante

El dispositivo de parar por baja presión de aceite lubricante, no se considera parte

del motor, es un componente del gobernador. Sin embargo, se incluye en esta

sección debido a su función como dispositivo protector del motor.

Detector por bajo nivel de agua y presión en el colector de aceite

El conjunto detector de bajo nivel de agua y presión del colector, es un dispositivo

compacto para detectar la pérdida o carencia de agua de enfriamiento del motor, así

como cualquier cambio de presión negativa que es la normal. Si existe cualquiera de

estas dos condiciones, el dispositivo para el motor.

La presión en la porción de bajo nivel de agua, se equilibra con la presión del motor

de la cámara de aire, más un resorte suave sujeto a una válvula derivadora en

posición cerrado. En caso de que el nivel de agua dentro motor disminuya a un valor

203




menor de la presión de la cámara de aire, más la tensión del resorte, el aceite de la

válvula de alivio se deriva,. El gobernador detecta la baja presión de aceite e inicia la

parada del motor. La porción del dispositivo de bajo nivel de agua, operará siempre

que se drene el sistema de enfriamiento. La porción del dispositivo de presión del

colector consiste de una válvula de alivio para aceite, comparable a la porción de

bajo nivel de agua, sujeta en la posición de cerrado, hasta que una presión positiva

se crea en el colector. El aceite de la válvula de alivio se deriva. Igual que en la

porción de bajo nivel de agua, el gobernador detecta la baja presión de aceite e inicia

la parada del motor.

Dispositivo de sobrevelocidad

El mecanismo interruptor de sobrevelocidad protege el motor cortando la inyección

de combustible a los cilindros cuando la velocidad del motor es mayor que la

permisible. Este mecanismo opera cuando su velocidad aumenta a los límites

especificados.

Debajo de cada árbol de levas hay una flecha a lo largo del motor, provista de levas

que al girar hacen contacto con trinquetes de resorte montados en cada cabeza de

cilindro, directamente debajo del balancín del inyector. En la caja del interruptor de

sobrevelocidad situada en el frente del motor, las flechas de interrupción están

conectadas entre sí por medio de un mecanismo de eslabones y una palanca con

resorte. Al mover la palanca restablecedora hacia el banco derecho, se da tensión al

resorte que dispara el mecanismo; la tensión se conserva con una palanca de

disparo que embona en una muesca en la flecha de la palanca restablecedora. Esta

es la posición normal de operación, en la cual se conservan las flechas de

interrupción con sus levas separadas de los trinquetes.

Dispositivo de parar el motor por aceite caliente

El dispositivo de protección por aceite caliente. Consiste de una válvula termostática

y sus conexiones respectivas.

204




La válvula se localiza en el codo de descarga de la bomba de lubricación principal.

Un tubo que parte de la válvula está conectado en la línea de la presión del aceite,

entre el detector de presión en el colector y bajo nivel de agua y el gobernador.

También hay una línea de drenaje de la válvula a la caja del impulsor del gobernador.

Cuando el aceite alcanza una temperatura de 124°-126°C. (255°- 260°F), la válvula

termostática abrirá permitiendo que el aceite a presión se drene hacia la caja del

impulsor del gobernador. Esta detecta la baja presión del aceite resultante y para el

motor.

7.6.- Procedimiento de afinación de motor diesel.

Afinación del motor

1.- Checar dispositivos de protección de alta temperatura.

2.- Checar dispositivo de presión positiva en el cartero

3.- Checar dispositivo de sobrevelocidad.

4.- Cambio de aceite del motor y gobernador.

5.- Revisar baleros de articulaciones del gobernador.

6.- Cambio de filtros de aire, aceite y combustible.

7.- Reapretar tornillos del múltiple de escape.

8.- Revisar ánodos de zinc

9.- Lubricar motores de arranque.

10.- Calibrar válvulas, inyectores y cremalleras.

11.- Revisar puentes hidráulicos.

12.- Reapretar tornillos de biela.13.- Revisar camisas, pistones y anillos.

14.- Sondear intercambiador de calor.

15.- Alinear tubos "P"

16.- Limpiar cámaras de barrido

205




17.- Revisar tubos brincadores de agua.

18.- Revisar instrumentos de control

19.- Inspeccionar mecanismos de balancines.

20.- En el motor 12-645, revisar bancadas 2 y 6

7.7.- Aplicación de la tabla de inspección en una vuelta

Método de inspección del motor 12-645-E1 en una vuelta de cigüeñal

De la siguiente tabla se toma como referencia para la inspección del motor EMD,

modelo 12-645-E1 que se desea inspeccionar.

Para empezar la verificación, el puntero del volante debe estar en 0°, en el lado

izquierdo de la tabla de inspección se encuentra la columna que indica "grados del

volante", que se utilizara para la comprobación a efectuar.

Los encabezados de cada columna son:

Calibrar válvulas e inyectores: el número que aparece en esta columna indica cual

cilindro esta listo para que se calibren tanto las válvulas como los inyectores.

Anillos de arriba (up): el número que aparece en esta columna indica que los 2

anillos de compresión superiores se encuentran pasando por las lumbreras

permitiendo su inspección.

Anillos de abajo (down): este número de la columna indica que los dos anillos de

compresión inferiores se encuentran pasando por las lumbreras permitiendo su

inspección.

Tubos “P”: el número que aparece en esta columna indica que puede verificarse la

alineación del tubo “P” sin necesidad de mover el volante.

Pistón: el número que aparece en esta columna indica que la falda del pistón de

dicho cilindro puede verificarse.

206




Cilindro: el numero que aparece en esta columna indica que el pistón de dicho

cilindro esta cerca del punto muerto inferior lo que facilita su inspección a través de

las lumbreras.

Tabla de secuencia de inspección de una vuelta del cigüeñal del motor 12-645

colocar Ajustarválvulas

anillos tubos “P” pistones camisas

° volante e inyectores arriba abajo

356 1 3 2 10 - -

15 12 10 11 5-9 - -

41 7 9 8 2 10 2-5

90 4 5 6 8 9-12 11

116 3 2 1 11 7 8135 10 11 - 6 - -

147 - 12 - 1 - 6

161 9 8 7 - 4 -

186 - - - 12 3-11 1-12

210 5 6 4 - 8 7

236 2 1 3 4 - -

255 11 - 10 7 6 -

267 - - 12 3 - -

281 8 7 9 - 1-5 3-4

320 - - - - 2 -330 6 4 8 - - 9-10

Tabla.7.7.1. Secuencia de inspección de una vuelta

7.8.- Cambio de rotación de un soplador roots

Los motores EMD 12 y 16-645 tienen 2 sopladores roots, uno derecho y uno

izquierdo, se recomienda que cuando se cambie uno de ellos, el soplador removido

se envíe al taller para su reparación. En casos de emergencia y se tiene un sopladorde lado contrario al requerido se puede invertir mediante los siguientes pasos:

1. Desmonte la tapa trasera

2. Desmontar la tapa delantera

3. Sacar la flecha impulsora

207




4. Montar la flecha impulsora en el lado contrario del estator

5. Instalar las tapas invirtiendo su sentido (la trasera se vuelve delantera y la

delantera se vuelve trasera).

6. Instalar empaques nuevos y verificar ajustes.

Con esta operación usted ha convertido derecho en izquierdo o viceversa.

7.9.- Calibración de las válvulas de escape

1.- Abra las válvulas de purga y gire el volante en su rotación normal hasta que el

puntero del volante indique 40 antes del punto muerto superior (TDC) del cilindro que

se va a calibrar.2.- Afloje la contratuerca del tornillo de ajuste del balancín y saque el tornillo de

ajuste hasta su tope máximo.

3.- Para dar el ajuste correcto a las válvulas se utilizan en la práctica 4 métodos

diferentes, los cuales son:

a).- Apretar poco a poco el tornillo de ajuste y con la ayuda de un calibrador de hoja

de .001” realice la calibración entre puente y válvula apretando después una vuelta y

media el tornillo de ajuste.

b).- Apretar poco a poco el tornillo de ajuste hasta que tope en su asiento, enseguida

apriete dicho tornillo una vuelta y media.

c).- Apretar poco a poco el tornillo de ajuste y con la otra mano hacer girar el rodillo

del balancín del inyector que se esta calibrando, hasta que deje de girar dichos

rodillo posteriormente apriete una vuelta y media.

d).- Apretar el tornillo de ajuste hasta que salga una gota de aceite entre puente y

válvula, apriete una vuelta y media más.

7.10.- Ajuste de inyectores

208




Para calibrar los inyectores del motor 645-E1 se puede realizar de 2 maneras

diferentes, con la ayuda de un calibrador de altura que proporciona el fabricante en

un estuche de afinación, o con la ayuda de un Vernier y su varilla de profundidades.

En el caso del calibrador de altura EMD está diseñado para calibrar el inyector a una

altura de 2.431”, en el caso de! Vernier se debe colocar la varilla de profundidades a

2 7/16”.

La calibración se realiza colocando el cilindro que se va a calibrar 4° antes de su

punto muerto superior, por ejemplo si va usted a calibrar el cilindro num. 1, el volante

lo tendrá que colocar a 356° .

Al colocarse el calibrador de altura EMD en el cuerpo del inyector se tomara en

cuenta un orificio guía que servirá para que el calibrador tome correctamente la altura

del transportador.

Al colocarse la varilla del Vernier para medir la altura no se tomará en cuenta dicho

orificio guía, tomándose la altura desde el mismo cuerpo del inyector.

En caso de no estar el inyector a la altura correcta aplicando cualquiera de los

métodos anteriores se aflojará la contratuerca del tornillo de ajuste del balancín del

inyector que se esta calibrando hasta que la altura sea la correcta, lo cual indicará ya

sea el calibrador o el Vernier al rozar sobre la superficie del transportador.

7.11.- Calibración de cremalleras

Las cremalleras deben ajustarse cuando el motor esté a la temperatura normal de

operación. si se ajustan cuando el motor no está a esa temperatura todos los ajustes

deben volverse a verificar cuando la temperatura alcance su valor correcto (160-

180°F), a medida que aumenta la temperatura del motor, la longitud de las

cremalleras del banco derecho disminuye y en las del banco izquierdo aumenta. la

variación correspondiente al banco izquierdo es insignificante pero la variación en el

banco derecho puede disminuir la longitud de las cremalleras a menos de la

tolerancia mínima de 1/64”.

209




NOTA: siempre que se instale un gobernador en el motor deberá verificarse el ajuste

de las cremalleras de los inyectores, debido a las tolerancias de fabricación en los

agujeros de los tornillos de montaje del gobernador, la posición del gobernador en

relación con el mecanismo del inyector puede cambiar el ajuste de las cremalleras.

Para calibrar cremalleras realice los siguientes pasos:

1.- Instale un gato para el ajuste de la de la articulación del inyector.

2.- Para los motores diesel equipados con gobernadores pg ó EGB, ajuste el gato

hasta que el indicador del gobernador se alinee con la escala de la flecha terminal en

la marca 1.000”.

3.- Utilizar el escantillón de la cremallera sin el adaptador para ajustar la cremallera

en los motores con gobernador PG ó EGB. Ajustar la cremallera dentro de lasmarcas de regulación del escantillón. El escantillón de ajuste de la cremallera es un

multiplicador de 8:1 que indica tolerancia de 1/64” en marcas de 1/8” en cada lado de

la marca central de su escala.

Es importante que se utilice el calibrador de cremalleras adecuado, pues los modelos

anteriores medían la longitud de la cremallera desde el cuerpo del inyector en lugar

de hacerlo desde la cara del calibrador de corredera y puede identificarse fácilmente

por la ubicación del botón en su parte delantera. este calibrador puede utilizarse para

todos los inyectores.

4.- Colocar el calibrador sobre la cremallera del inyector y sostenerlo firmemente

sobre la superficie del calibrador de corredera, la superficie de la regla de calibración

del inyector y observe la posición del índice. si este índice apunta hacia el extremo

corto “S” de la escala. Indicará que la cremallera no ha salido lo suficiente del cuerpo

del inyector. Afloje la tuerca candado del eslabón de ajuste y gire la tuerca hasta que

el índice pase al extremo largo “l”, de la escala, enseguida invierta la trayectoria del

indicador hasta que este en el centro de las escalas. Sostenga la tuerca de ajuste y

apriete la tuerca candado. la razón para exceder la proporción la proporción del

ajuste, es para eliminar la holgura del mecanismo de la cremallera y sus dientes en la

misma dirección.

210




5.- Cuando el índice este en el extremo largo “l” de la escala, ajústelo a la marca

central, la exactitud del calibrador de cremallera del inyector puede verificarse

insertando un bloque patrón en el cuerpo del calibrador. el índice deberá alinearse

con la marca central de la escala.

7.12.- Ajuste del gobernador PGR y EGB

Ajuste del gobernador PGR

Algunas veces al realizarse la calibración de los solenoides del gobernador PGR

puede presentarse el caso de que no queda el ajuste a dichos solenoide, entonces

será necesario realizar los siguientes ajustes:A un lado de del fulcro se encuentra un tornillo tope llamar “tornillo amortiguador” el

cual se identifica por tener una tuerca candado de 7/16” y un tornillo Allen de 1/8” el

cual se encarga de realizar el ajuste.

El ajuste se debe realizar con el motor trabajando a velocidad de holgar (315 a 323

RPM), entonces se sacara el tornillo Allen de 1/8” aproximadamente ¼” y

posteriormente se introducirá lentamente hasta que llegue al tope y posteriormente

se mete una vuelta y media más, después apriete la contratuerca.

211




Figura.7.12.1. Descripción esquemática gobernador PGR


1 Solenoide de control de velocidad 2 Punto de velocidad del fulcrum

3 Escala de velocidad 4 Solenoide5 Regulador de carga 6 Pistón de fuerza

7 Pistón de mecanismo de velocidad 8 Buje de rotación de control de velocidad

9 Válvula piloto control de velocidad 10 Dispositivo de protección

11 Pistón compensador de entrada 12 Válvula piloto de pistón de fuerza

13 Puerto regulador 14 Válvula de aguja compensadora

15 Pistón de fuerza del gobernador 16 Escala de flecha de salida

17 Pistón 18 Bomba de aceite

19 Acumulador de bomba de aceite 20 Receptáculo eléctrico

Otro ajuste que también debe de realizarse es el del tornillo de paro, teniendo el

motor también a velocidad de holgar, en ese momento entre el bloque y el punto de

apoyo debe de haber 1/32” de tolerancia, si no la hubiera entonces ajuste.

212




Pasos para calibrar un gobernador PG de velocidad variable

1.-Se verifica por medio del “puenteo” del tablero a que velocidades están ajustados

los solenoides, con la ayuda de un tac6metro manual.

2.-En caso de que los solenoides estén fuera de su límite de control de velocidad,

quite la tapa superior del gobernador PGR para tener acceso al fulcro y a los

solenoides para calibrarlos de acuerdo a la tabla.

3.- Normalmente se empieza el ajuste con la velocidad media para continuar con la

alta, la baja, y por último la velocidad de holgar que tiene la característica que no

necesita puenteo para ajustarse pues el control de velocidad del tablero en la

poslcl6n "start" proporciona dicho rango.

4.-El fulcro se calibra metiendo o sacando una tuerca especial de 7/16”, si la tuerca

se afloja (izquierda), el rango de velocidad aumenta, en cambio si se aprieta

(derecha), la velocidad disminuye.

5.- El solenoide se ajusta aflojando una contratuerca de 1 1/8” y moviendo con la

ayuda de un desarmador el tornillo de ajuste, al girarlo hacia la izquierda aumentará

la velocidad del motor y si lo mueve a su derecha la velocidad disminuye.

6.- La calibración se debe verificar y corregir cada 3 meses o cuando el equipo lo

requiera.

TABLA DE AJUSTE DEL GOBERNADOR PGR

Solenoide energizado RPM Velocidad Calibre solenoide

a,b,c,d 730-738 media fulcro

a,b,c 900-908 alta d

c 475-483 baja b- 315-373 holgar c

Tabla.7.12.1. Ajuste del gobernador PGR

213




Cuando el gobernador no se encuentra dentro de los rangos indicados en la tabla de

arriba, será necesario calibrar tanto el fulcro como los solenoides, quitando la tapa

superior del gobernador.

El primero que se calibra es el fulcro que es un tornillo largo con una tuerca de 5/16”

la cual al apretarse disminuye el rango de velocidad media, si se afloja entonces

aumenta dicho rango.

Los solenoides a, b, c y d, tienen una ranura para desarmador en su parte superior y

una contratuerca de 15/16”, que se tiene que aflojar para poder calibrar el solenoide.

para realizar este ajuste es necesario contar con un tacómetro manual, el cual debe

instalarse sobre la parte delantera del árbol de levas izquierdo del motor,

exactamente donde se encuentra una tapa sujetada con dos tornillos que al quitarse

se da acceso a la toma de fuerza del tacómetro, de esta manera se dará cuenta la

variación de velocidad que esta manifestando el motor al realizar el ajuste.

Como precaución procure no disparar accidentalmente la palanca del dispositivo de

paro por sobrevelocidad, pues se encuentre muy cerca del lugar donde va a

realizarse el ajuste del gobernador pg. también puede suceder que al dispararse el

dispositivo de sobrevelocidad se dispare el botón rojo que indica el paro por baja

presión de aceite, por lo cual hay que restablecerlo introduciéndolo nuevamente al

gobernador.

NOTA: también se puede calibrar el gobernador pg con la ayuda del perforador si es

que se presta para hacerlo, pidiéndole que desde la consola controle los 4 rangos de

velocidad del motor, de esa manera verificará si la señal del perforador al motor es

correcta.

Método de calibración del gobernador PGR con ayuda del Afenol

Este método consiste en calibrar los solenoides del gobernador PG conectando al

tablero de control del motor 8 distintos cables que salen del Afenol, para controlar las

diferentes velocidades por medio de interruptores, los cuales energizan los

solenoides de acuerdo a como lo pida la tabla de calibración.

214




Introducción al gobernador actuador EGB

El gobernador actuador Woodward modelo EGB-10 y EGB-13, se utilizan

generalmente en los equipos de perforación electrónicos y también en las

plataformas marinas de producción siendo los motores que mas utilizan estos

gobernadores los EMD-645 que normalmente trabajan a 900 RPM son suficientes

para desarrollar determinado trabajo.

Se le llama gobernador actuador porque se compone de 2 sistemas, uno hidráulico y

otro e1ectrico, los cuales al trabajar en conjunto logran mantener e1 motor a 1a s 900

rpm necesarias para el trabajo.

El número 10 ó 13 que aparece después de las letras EGB indican el torque en

libras-pie de salida en la flecha terminal.

Estos gobernadores se dividen en dos tipos: proporcional (P), y compensado (C), y

sé identifican por lo general por la inicial que esta impresa en la placa de

identificación después del modelo, por ejemplo: un gobernador EGB-13P es un

gobernador tipo proporcional.

Perillas del gobernador EGB

1.-Perilla de caída de velocidad.

2.- Perilla de límite de carga

3.- Perilla del sincronizador.

Funciones de las perillas.

1.-Perilla de caída de velocidad, tiene un rango de 0 a 100 y su función es la de

repartir adecuadamente la carga en motores que trabajan solos o en paralelo,

proporcionando una respuesta mas lenta o rápida ante un cambio de carga.

2.- Perilla de límite de carga: tiene un rango de o a 10 y su función es parecida a lade una de llave de paso pues permite un flujo completo o restringido del combustible

hacia los inyectores del motor.

3.- Perilla del sincronizador: tiene la función de acelerar o desacelerar la velocidad

del motor de acuerdo con el trabajo que se va a desarrollar.

215




Indicador del sincronizador

Es una escala en forma media luna que indica por medio de un número la velocidad

del motor, utilizándose el factor 50 para poder conocer dicha velocidad, por ejemplo

si la escala indicara el número 18 entonces la velocidad del motor en ese momento

es de 900 RPM.

NOTA.- no siempre indicará la escala la velocidad real del motor, por lo que no es

recomendable tomarla como base de las RPM.

Ajuste de las perillas del gobernador EGB

Cuando el arranque va a realizarse desde el cuarto frío realice lo siguiente:a).- Coloque la perilla de caída de velocidad en cero.

b).- Coloque la perilla de limite de carga en 10.

c).- Coloque la perilla del sincronizador en su posición máxima (hasta su tope girando

hacia la derecha).

Cuando el arranque va a ser realizado manualmente, es decir sin la ayuda de la

clavija o receptáculo, entonces coloque las perillas en .la siguiente posición:

a).- Caída de velocidad en cero.

b).- Limite de carga en 5 (posteriormente se pasa a 10).

c).- Sincronizador en posición mínima (hacia la izquierda hasta que tope), el motor

arrancará aproximadamente a 500 RPM.

Inmediatamente después que el motor arranca coloque la perilla de 1imite de carga

en posición 10 y espere a que el motor alcance su temperatura normal de operación

(160-l85°p) para que pueda mover la perilla del sincronizador hacia la derecha hasta

que el motor llegue a las 900 RPM.

NOTA: la perilla de límite de carga se coloca en posición 10 en el arranque para

evitar que el motor se desboque.

Ajuste electromecánico del gobernador EGB

216




Después que el gobernador EGB nuevo o reparado ha sido instalado en el motor, y

la leva o chango correctamente instalada, realice los siguientes pasos en compañía

del eléctrico del equipo:

1.- Arranque el motor y manténgalo a velocidad baja en vacío (530 RPM

aproximadamente).

2.- Quite la tapa superior del gobernador para tener acceso al tornillo de ajuste de

voltaje.

3.- Localice el tornillo Allen de 1/8" que tiene una contratuerca de 5/16” y con la

ayuda del eléctrico y un voltímetro verifique el voltaje de entrada al gobernador el

cual debe de ser de 1.5 Volts, en caso de no estar la señal eléctrica dentro del rango

haga lo siguiente:

4.- Con mucho cuidado afloje la contra tuerca del tornillo a11en de 1/8" y mueva

dicho tornillo muy levemente hacia arriba para disminuir el voltaje, y hacia abajo para

aumentarlo hasta que el voltaje sea el correcto (1.5 volt).

5.- Aumente la velocidad del motor hasta las 900 RPM vuelva a checar la señal la

cual no debe de pasar de 1.5 a 1.8 Volts, en caso de no estar en el rango repita el

paso # 4.

6.- coloque la tapa superior del gobernador.

nota: este ajuste debe realizarse cuando el gobernador manifiesta falla, o bien

cuando se instale uno nuevo o reparado, además cuando se quite de un motor para

colocarlo en otro.

7.13.- Verificación de los tubos “P”

Sistema de enfriamiento del pistón (tubos "P")La bomba de aceite refrigerante de los pistones recibe el aceite desde una succión

que viene siendo la misma para la bomba principal, para después entregarlo a dos

surtidores múltiples que se extienden a lo largo del motor de cada banco.

217




Un conductor de aceite refrigerante de los pistones (tubos "P") en cada cilindro

proporciona un flujo de aceite constante a presión a través del portapistón, para

refrigerar la parte inferior de la corona del pistón y la zona de anillos. Parte de ese

aceite entra en la ranura de aceite del pasador del pistón y el restante se vacía a

través de orificios de la corona del porta pistón al cárter.

Un tubo "P" encuentra para cada cilindro, para dirigir una corriente de aceite a través

del porta pistón y por debajo de la corona del pistón.

La alineación de dicho tubo es necesaria para evitar fallas y una mala distribución de

aceite, para eso es necesario la utilización de un escantillón, el cual se introduce en

el tubo "P" en un extremo y por el otro en el orificio del transportador. En caso de

girar libremente dicho escantillón, el tubo "P" esta correctamente alineado, en el caso

contrario cambie ese por otro.

Precaución: nunca utilice el escantillón para tratar de alinear él tupo "P”

7.14.- Inspección de pistones y anillos

1. – Con el motor parado, proceda a quitar las tapas de inspección del cárter y de la

cámara de aire.

2.- Procure tener especial cuidado que el motor no arranque accidentalmente (cierre

el paso de aire).

3.- Abra las válvulas de purga y gire el cigüeñal en su rotación normal.

4.- gire el cigüeñal hasta que el pistón del cilindro que se esta revisando este en su

punto muerto inferior..

5.- Examine la superficie interior del cilindro con ayuda de una lámpara, y la parte

superior del pistón, la cual si esta húmeda es una indicación de que el inyector gotea,

revise también que no haya ralladuras en la superficie interior del cilindro, ni fugas de

agua.

218




6. - Gire el cigüeñal para poder revisar los anillos a través de las lumbreras:

a).- Los anillos en buen estado deberán estar brillantes y libres en las ranuras

del pistón, para verificarlo introduzca un desarmador y presione el anillo el cual

debe de efectuar un efecto de resorteo cuando esta en buen estado.

b).- Anillo roto, mostrará la superficie de contacto ennegrecida si la rotura

queda del lado opuesto a la abertura del anillo.

c).- Anillo desgastado, cambie los anillos cuando observe que el primer anillo

ha perdido su capa de cromo.

d.-) Anillos con escape de gas, las fugas de compresión se manifiestan

mediante manchas verticales de color café oscuro en la superficie del anillo

cuando se observe que esta condición es excesiva cambie los anillos.

7.- Revise la falda del pistón para ver si no tiene ralladuras o excoriaciones.

8.- Revise la cámara de aire, pues no debe de haber basura o fugas de agua o

aceite.

7.15.- Inspección de camisas de cilindros

Están manufacturados de hierro fundido y tienen dos cámaras para agua deenfriamiento separadas por un espacio anular entre las superficies exterior e interior.

Las lumbreras circundan totalmente el cilindro quedando un poco mas arriba de la

corona del pistón cuando este se encuentre en el PIM.

En la pared exterior del cilindro debajo de las lumbreras se encuentra una brida,

para entrada del agua que es el lugar donde se conecta el tubo que alimenta al

cilindro. el agujero de entrada de la camisa lleva un deflector para evitar el golpe de

agua de la camisa y la erosión en la pared interior del cilindro.El agua de enfriamiento circula en el interior del cilindro en la parte inferior

absorbiendo el calor y después sube por el interior de los tubos que forman las

lumbreras y se descarga a la cabeza por medio de 12 agujeros.

219




7.16.- Inspección de puentes hidráulicos

Descripción:

El puente, acciona dos válvulas con un solo balancín. El puente tiene un vástago enel que se aplican un resorte y un asiento esférico sujetos por un candado, dicho

asiento se apoya sobre una cavidad en la cabeza y el resorte ejerce presión contra el

balancín para conservarlo siempre en contacto.

El amortiguador hidráulico se usa para conservar un contacto permanente entre el

puente y el vástago de la válvula. El aceite lubricante pasa por un conducto

maquinado a la parte superior del amortiguador, pasando por la válvula de retención

al interior de la caja. Cuando el balancín oprime el puente, un ligero movimiento del

pistón asienta la esfera atrapando el aceite, como éste no se comprime, al seguir

bajando el balancín hace que el pistón abra la válvula de escape al forzarla hacia

abajo.

Limpieza: Antes de desarmar los puentes lávelos con un solvente adecuado. No use

limpiador cáustico que pueda dañar el asiento de bronce.

Desarmado:

1. Quite el amortiguador hidráulico utilizando el extractor.

2. Instale el puente en la prensa, presione el resorte y quite candado, asiento y

resorte.

Revise los componentes del puente.

Compruebe que el pasador en un extremo esté apretado. Si el zanco está

ligeramente doblado, puede enderezarse para usarlo nuevamente.

Verifique el puente y el a siento en los puntos, vea DATOS al final de esta sección.

Amortiguador hidráulicoDesarmado

1. Presione el émbolo y quite el candado,

2. Desarme los amortiguadores con cuidado para no dañar las superficies pulidas en

el interior del cuerpo o en el exterior del émbolo.

220




3. Cuando se desarma el amortiguador, tanto el resorte como la esfera deberán

renovarse.

Limpieza:

1. Las partes internas del amortiguador pueden limpiarse utilizando combustible

Diesel. Los depósitos de laca pueden removerse con alcohol u otro solvente

adecuado. Elimine completamente la mugre, laca o partículas de metal.

2. No se pulan las superficies exterior e interior del cuerpo, exterior del émbolo, ni su

punta esférica.

Inspección

1. Revise las superficies pulidas del cuerpo por escoriaciones, raspaduras o

desgastes en el exterior y reemplácelo si se encuentra dañado.2. Reemplace el émbolo si tiene escoriaciones, raspaduras o desgastes en el exterior

o cuando la superficie de contacto con la válvula muestra una aplanadura mayor de

6.35 mm. (0.250") en el diámetro.

3. Verifique la profundidad de la cavidad medida hasta la'presión central donde

asienta la esfera, debe ser de 4.22 mm. (0.166"), si es menor de 3,63 mm.(0.143”),

reemplace el retén.

ArmadoEl amortiguador se debe armar en un lugar, de trabajo limpio y libre de partículas

metálicas

Inspección de amortiguadores

Se recomienda utilizar el equipo de prueba, para determinar si los amortiguadores

pueden seguir en servicio. El probador mide automáticamente el tiempo requerido

para que el émbolo recorra 1.52 mm (0.060”) con una carga de 13.6 Kg (30 Lbs)

mientras gira aproximadamente a 10 RPM, con relación al cuerpo del amortiguador.El probador incluye un escantillón y un alimentador de aceite, el primero se usa para

comprobar y ajustar el punto de contacto de los micro-interruptores, de ser necesario,

para asegurar la medición exacta del tiempo que tarda el aceite en escapar mientras

el émbolo del amortiguador se mueve 1.52 mm. (0.060"); el segundo se usa para

cargar con aceite el amortiguador y eliminar burbujas que pudieran ocasionar

221




mediciones de tiempo erróneas. El aceite usado debe ser precisamente el

recomendado por Electro-Motive, ya que la operación y los límites que se indican

están basados en el mismo.

Operación del probador: Los 1.52 mm. (.060”) de carrera del ariete se cuentan con

su extremo inferior a 9.52 mm. (0.375”) del extremo superior de la taza giratoria. Esta

medida inicial debe verificarse con frecuencia con el escantillón de 9.52 mm (0.375”),

aplicándolo sobre la taza giratoria con su reborde hacia arriba y relevando después el

trinquete para que baje el ariete. El reloj debe empezar a medir en el preciso

momento en que el ariete hace contacto con el escantillón, de lo contrario ajuste el

ariete aflojando la tuerca candado y apretando o aflojando la punta del ariete hasta

obtener el ajuste preciso. Apriete la tuerca candado. Los micro-interruptores de

arranque y parada del reloj están ajustados inalterables para registrar

automáticamente el tiempo que dure la carrera de 1.52 mm. (0.060”) del ariete. (Si es

necesario reemplazar un micro-interruptor el 1.52 mm. (0.060") entre ambas

posiciones deben ajustarse invirtiendo el escantillón con el reborde de 1.52 mm.

(0.060”).

Procedimiento de prueba:

1. Instale el amortiguador hidráulico en el alimentador y sumérjalo en un recipiente

con aceite de prueba.

2. Oprima totalmente el émbolo del amortiguador cuando menos 10 veces para

bombear el aire que pueda haber quedado atrapado.

3. Regrese el émbolo del alimentador para permitir que asiente la esfera del

amortiguador, intente oprimir éste dos o tres veces para asegurarse de que su esfera

está en su asiento. El conjunto debe sentirse firme, sin que se mueva el émbolo.

4. Saque del aceite el amortiguador y del alimentador cuidadosamente para que el

émbolo de la herramienta no mueva la esfera de su asiento. Limpie el amortiguador e

instálelo en la taza giratoria del probador.

222




5. Cierre el interruptor para que empiece a girar la taza. Baje el ariete hasta que

apoye sobre el émbolo y r eleve la palanca para aplicar la carga total de 13.6 Kg. (30

Lbs.).

NOTA: Asegúrese de que la caja del amortiguador esté girando alrededor de su

embolo.

7. El tiempo que dure la carrera de 1.52 mm. (0.060”) tiempo de escape se

registrará automáticamente en el reloj y deberá estar dentro de los límites

mínimo de 10 segundos y máximo de 40, con el aceite y el amortiguador a una

temperatura normal de 24°C (75°F), de lo contrario los límites deben

determinarse de acuerdo con la siguiente tabla:

Temperatura del Aceite ydel ajustador

°C °F

Tiempo Mínimo de Escapeen Segundos

Tiempo Máximo deEscape en Segundos

16 60 15.8 70.6

18 65 13.2 54.821 70 11.4 45.224 75 (Base) 10.0 40.027 80 9.0 36.029 85 8.0 32.632 90 7.2 30.235 95 6.6 28.4

38 100 6.2 27.8Tabla. 7.16.1. Ajuste de puentes hidráulicos

Antes de comprobar el tiempo de escape permita que se estabilicen las temperaturas

del aceite y del amortiguador, los que no pasen los límites mínimos deben llenarse

de aceite y probarse nuevamente para asegurarse de que la falla no se debe a

burbujas de aire atrapadas.

223




Armado del puente de válvulas

1. Mediante el uso de la herramienta, instale el resorte asiento y candado del puente

de válvulas.

2. Con el uso de la herramienta, aplique el amortiguador en el puente de válvulas.

7.17.- Inspección de metales de bancada y biela

Revisión de metales de bancada

No se recomienda la inspección de los metales de bancada superiores, si acaso se

retiran no se deben volver a instalar los mismos.

La inspección del cojinete inferior de bancada se deberá realizar únicamente cuandosea necesario para evitar daños a los mismos.

Las condiciones del motor que permitirían la inspección de los metales inferiores son:

a).- Contaminación del aceite lubricante por agua o combustible.

b).- Material extraño en los filtros de aceite.

c).- Material extraño en el cárter.

La experiencia ha demostrado que existen cojinetes críticos dependiendo el tipo de

motor.

Números de cilindros Cojinete a inspeccionar8 2,412 2,616 2,6,9

Tabla. 7.17.1. Inspección de metales de bancada

Si un cojinete resulte dañado se tiene que cambiar todos los cojinetes de bancada

inferiores.

224




El cojinete superior deberá cambiarse cuando el inferior muestre evidencia de

sobrecalentamiento (exposición y decoloración del bronce).

Los cojinetes inferiores se deben cambiar cuando alguno de ellos presente una capa

de color blanco lechoso (contaminación de agua).

Los cojinetes inferiores se colocan con los números de la pieza hacia la parte

delantera del motor (8455667).

Los metales superiores están diseñados para durar el doble de los inferiores,

además que reciben menos carga que los inferiores.

PRECAUCIONES No quitar ninguna tapa de inspección en las siguientes 2 horas

después que el motor se ha detenido por emergencia.Cuando se va a realizar una inspección rutinaria cierre el paso del aire al motor de

arranque y avise que esta fuera de servicio.

No cambie ninguna pieza del motor cuando este se encuentre en movimiento.

7.18.- Cambio de un conjunto de potencia

Remoción del conjunto de potencia

El conjunto de potencia consiste de: cabeza, válvulas, cilindro, pistón y anillos, perno

de pistón, chumacera, porta-pistón, rondana de empuje, anillo candado, biela y

canastilla.

NOTA: No es necesario quitar la cubierta para el cambio de un conjunto de potencia,

si se usa el equipo especial para levantar.

1. Después de haberse drenado el agua del sistema de enfriamiento, quite las tapas

de mecanismo del conjunto afectado. Se recomienda quitar primero las grapas del

frente y después las posteriores.

2. Quite las tapas de las ventanas de inspección de la cámara de aire y del colector

de aceite del conjunto que se va a sacar y del cilindro opuesto.

3. Quite los tubos “P”.

225




4. Quite los tornillos que sujetan el tubo de alimentación del agua al cilindro y las

tuercas de la abrazadera que lo fijan al repartidor principal.

5. Quite la junta del repartidor.

6. Con la herramienta adecuada, abra todas las válvulas de prueba, esto facilita girar

el cigüeñal manualmente.

7. Al quitar la biela izquierda, gire el cigüeñal de manera que su pistón quede 120°

DPMS, esto permite quitar las dos mitades de la canastilla, así como las chumaceras

en una sola posición del muñón de conexión.

8. Quite la tuerca y el empaque de la válvula de prueba, antes de quitar la cabeza

quite la válvula completa, para no deteriorar la cabeza y/o la válvula.

9. Desconecte el tubo de lubricación de balancines, así como el cilindro opuesto ysepare las juntas.

10. Afloje las tuercas y los tornillos de ajuste en los tres balancines.

11. Quite las tuercas, rondanas y tapas que sujetan la flecha de los balancines.

12. Cuidadosamente quite el conjunto de balancines.

13. Quite los soportes de la flecha y los puentes.

14. Quite los tubos de combustible, de ambos conjuntos, cuidando de no dañar los

asientos esféricos de los tubos para evitar fugas posteriores.

15. Quite los dos candados y los dos pasadores del balancín.

16. Quite la tuerca, la rondana esférica y la grapa que sujetan el inyector.

17. Con la barra especial, saque el inyector de su alojo y protéjalo de la suciedad y el

deterioro usando un accesorio adecuado.

18. Quite el trinquete de sobrevelocidad que se localiza en la cabeza, por lo regular

interfiere al sacarla.

19. También deberá quitarse el mecanismo del conjunto de potencia opuesto

omitiendo únicamente el trinquete de velocidad.

20. Con la herramienta especial, quite los tornillos inferiores de la canastilla.

21. Quite los tornillos superiores de una media canastilla.

22. Quite los tornillos de la otra mitad, soportándola con la chumacera inferior.

226




23. Quite los tornillos, canastilla y chumacera, conservando la misma posición para

evitar que se caiga algunas de las piezas.

24. Aplique la guía lo más arriba posible en la biela, de manera que cuando se

levante no golpee el cilindro.

Si se va a quitar un conjunto con biela derecha, observe los siguientes pasos:

25. Atornille la herramienta en la corona del pistón de la biela izquierda.

26. Con un accesorio adecuado, levante la biela izquierda y aplique su soporte,

mientras sujeta la chumacera superior en su lugar.

27. Gire el cigüeñal en su dirección normal de rotación de manera que el soporte

apoye en el colector. Proteja la chumacera superior y continúe girando el cigüeñal

hasta situar la biela derecha en posición adecuada para su remoción.28. Aplique la herramienta, al cilindro que se va a sacar y atornille en la corona del

pistón a la herramienta.

NOTA: Si s e usa el equipo especial, no es necesario el accesorio ni la herramienta

soporte.

29. Levante la herramienta soporte del pistón y saque la chumacera superior.

Continúe levantando el pistón y la biela derecha hasta que dicha herramienta pueda

asegurar el pistón en la parte superior del cilindro.30. Asegure el equipo especial o una grúa de cadena al accesorio para levantar.

Mientras guía el conjunto de potencia, saquéelo del motor diesel.

Si el conjunto corresponde a biela izquierda, siga los siguientes pasos, agregados a

los pasos del 1 al 24.

31. Atornille la herramienta en la corona del pistón de la biela derecha.

32. Instale el accesorio para levantar y atornille la herramienta soporte del pistón.

NOTA: Si se usa el equipo especial, no es necesario el accesorio ni la herramienta

soporte.

33. Levante la herramienta soporte del pistón y sujete en su lugar la chumacera

superior. Continúe levantando hasta que la herramienta pueda posicionar el conjunto

en la parte superior del cilindro.

227




34. Instale la guía de la biela izquierda.

35. Levante la biela derecha y quite la chumacera superior.

36. Instale una grúa de cadena al accesorio o el equipo especial y mientras se guía

el conjunto de potencia, saquéelo del motor Diesel.

Armado del conjunto de potencia:

Los componentes del conjunto de potencia que se van a aplicar deben ser nuevos,

reparados o en buenas condiciones. Antes de armar revise los alojos superior e

inferior en la bancada asegúrese que sus dimensiones están dentro de las

tolerancias especificadas en datos de servicio. En el caso del alojo inferior la

medida será hecha con el inserto aplicado. Si se aplica un cilindro y/o un pistónreparado deberá ser medido corno se describe en datos de servicio.

1. Coloque el pistón limpio o inspeccionado en un banco de trabajo.

2. Aplique el anillo de aceite en la ranura inferior.

3. Instale primero el resorte en la ranura, enseguida con el uso del expansor aplique

el anillo de manera que el resorte ajuste dentro de su ranura.

Los extremos del resorte deberán quedar a 180° de la abertura del anillo.

Los anillos que están marcados con la palabra "TOP" deberán instalarse con estamarca hacia la corona del pistón.

PRECAUCION: Asegúrese de que el resorte ajuste perfectamente en el fondo de la

ranura, de lo contrario dará por resultado un anillo roto o enrollamiento peligroso del

resorte.

4. Con el expansor, aplique el anillo de aceite de doble gancho en la ranura

siguiente.

5. Aplique los anillos de compresión empezando con el inferior y terminando con el

anillo Núm. 1. El anillo que está marcado con “TOP GROOVE ONLY” deberá

aplicarse únicamente en la ranura No.1.

228




6. Los anillos de compresión deberán situarse de manera que las aberturas del

primero y el segundo, queden a 180° del tercer anillo. Las aberturas de los anillos de

aceite deberán estar a 180° uno de la otro.

7. NOTA: Si se aplica un perno de pistón nuevo, deberá aplicarse un segmento de

chumacera nuevo.

8. Limpie cuidadosamente la ranura en el porta-pistón y en el segmento.

9. Instale el segmento en un extremo de la ranura del portapistón y deslícelo a lo

largo de su alojo. Si no se va a aplicar un segmento nuevo, el usado deberá aplicarse

en la misma posición de la cual fue removido.

10. Centre el segmento de manera que sus cejas cuando se doblen estén

adyacentes a los rebajos del portapistón para evitar un movimiento en los extremos.11. Con el uso de la herramienta especial, golpee el centro de las cejas para

doblarlas dentro de los rebajos del porta-pistón.

12. Asegúrese que todas las superficies de apareamiento del porta-pistón, perno,

segmentos y biela estén limpias y sin deterioros.

13. Aplique una capa ligera de aceite limpio al segmento y al perno e insértelo en su

alojo.

14. Gire el perno mientras lo desplaza de un lado a otro para comprobar su libertadde movimiento.

15. Instale el perno de manera que su agujero de identificación en el extremo se

ubique en el mismo extremo que el agujero de admisión de aceite para el

enfriamiento del pistón. Cuando se usen de nuevo estos componentes, deberán

aplicarse en su posición original.

16. Instale el porta-pistón en el accesorio y asegúrelo con la herramienta “T”

17. Lubrique los tornillos con grasa adecuada, instale la biela en el perno y apliquelos tornillos. Apriételos aproximadamente a 13 N-m(10 pies libras) y con los dedos

trate de girar el separador, de ser posible el conjunto de tornillos deberá quitarse e

inspeccionarse.

229




18. Cuando se arme el conjunto biela y porta-pistón, asegúrese de que el agujero de

lubricación y enfriamiento del perno y pistón quede en el mismo lado de la guía en el

estriado de la biela izquierda, lado opuesto de la punta larga del patín de la biela

derecha, esto asegura la posición correcta cuando el conjunto se aplique en el motor

Diesel.

19. Con una máquina de poder con capacidad de 300 pies-libras y utilizando una

extensión, apriete los tornillos del perno al valor deseado de 610 N-m (450 pies-

libras) y compruebe de nuevo que no se muevan manualmente los separadores.

20. Coloque el pistón hacia arriba en un banco de trabajo.

21. Asegúrese que su interior esté limpio y que el asiento de la rondana esté libre de

materias extrañas.

22. Lubrique el asiento de la rondana de empuje.

23. Aplique la rondana de empuje en el asiento y lubríquela.

24. Instale cuidadosamente el conjunto de la biela dentro del pistón y compruebe que

gire libremente.

25. Aplique el anillo de seguridad en la ranura del pistón, usando las pinzas

especiales.

26. Asegúrese que la holgura entre el porta-pistón y el anillo de seguridad no excedade 0.64 mm. (0.025").

27. Antes de la instalación del cilindro revise los alojos de los sellos del agua.

Asegúrese que los agujeros y los avellanados en el cilindro estén limpios.

Compruebe que el deflector en la entrada del agua al cilindro, sea del tipo correcto y

esté posicionado correctamente.

28. Limpie la parte interior del cilindro con un trapo húmedo en aceite perfectamente

limpio.29. Aplique el accesorio apropiado y sujételo con tuercas de los prisioneros.

30. Con un aparejo adecuado levante ligeramente y aplique el sello (marcado EMD-

PA) en la ranura superior y el otro (marcado EMD- VIT, con pintura roja) en la ranura

inferior. Cubra los sellos con el aceite lubricante recomendado.

230




31. Introduzca el cilindro en su alojo. Se puede obtener un alineamiento preliminar

posicionando el cilindro de manera que su prisionero piloto quede en posición de las

5 horas.

32. Instale la guía de anillos dentro de los prisioneros del cilindro.

33. Lubrique el interior de la guía.

34. Asegure un protector en el extremo de la biela.

35. Sitúe el conjunto sobre el alojo y con la mano lubrique el exterior del pistón.

36. Asegúrese que las aberturas de los anillos no hayan cambiado.

37. Deslice suavemente el conjunto dentro del cilindro.

38. Asegúrese que el número de serie estampado en la biela se localice hacia

afuera.39. Baje el pistón hasta que su corona quede al ras con la parte superior del cilindro.

40. Lubrique las superficies exterior e interior de la chumacera y aplique la superior

en su respectivo muñón.

41. Sujete la chumacera en su lugar mientras desliza la biela derecha hasta que

apoye en la superficie superior. Si se usa, quite la herramienta soporte del pistón.

NOTA: La biela derecha o izquierda opuesta a la que se insta la fue posicionada

durante la operación “Remoción pieza por pieza” mediante el uso de la herramienta o

el soporte, respectivamente.

42. Si se usa el soporte de la biela izquierda, bájela hasta que apoye en la

chumacera. Las guías de la biela deberán entrar libremente en sus alojos.

43. Asegúrese que el número de serie en la canastilla sea el mismo que el

estampado en la biela.

44. Instale la chumacera inferior en la mitad de canastilla que tiene la guía, lubríquela

y aplique el conjunto en la biela izquierda. Cuando aplique la canastilla asegúrese de

que el número de serie en la punta de la guía corresponde al de la biela.

45. Lubrique los tornillos superiores de la canastilla y apriételos lo suficiente dé

manera que ajusten bien las estrías y soporten la chumacera en su lugar.

231




46. Aplique la otra mitad de la canastilla, apretando sus tornillos en la misma forma

que se indicó.

47. Aplique los tornillos inferiores, sus rondanas y tuercas.

48. Apriete los cuatro tornillos superiores aproximadamente a 13 N-m (10 Pies-libras)

para que las estrías ajusten firmemente. Trate de girar cada rondana; si se logra el

conjunto de tornillos deberá quitarse e inspeccionase para determinar la causa por la

que no aprietan.

49. Con el uso de la herramienta especial, apriete los tornillos inferiores a 102 N-m

(75 pies-libras).

50. Apriete los tornillos superiores de la canastilla a 250 N-m (190 pies-libras) y

efectúe la comprobación manual de las rondanas.

51. Quite la guía de la biela y la herramienta soporte del pistón.

52. Desenganche el aparejo para levantar.

53. Quite la guía de los anillos y la armella.

54. Aplique los sellos de agua y los aislantes.

55. Aplique la junta apropiada, situada con la marca EMD TOP 645 hacia arriba y el

agujero con muesca en el prisionero piloto del cilindro.

56. Instale el accesorio y levante la cabeza. Asegúrese que el alojo del inyector estáprotegido.

NOTA: Al instalar la cabeza, ésta deberá tener sus cuatro válvulas aplicadas. Vea

“Instalación de las válvulas de escape”.

57. Aplique el codo de descarga con sus sellos interior y exterior, cubriendo éstascon el lubricante recomendado.

58. Compruebe que la superficie de asiento de la cabeza en la bancada esté limpia

y aplique la rondana, asegurándose de que su borde quede hacia arriba.

59. Baje la cabeza lentamente, asegurándose que la muesca en la rondana de

asiento se localiza a las 6 horas del reloj.

60. Alinee el codo de descarga con su alojo en la bancada, asegurándose que los

sellos no se han dañado o torcido mientras se baja la cabeza. Antes de que haga

232




contacto con el cilindro compruebe nuevamente la posición de la mueca en el anillo

de asiento. Quite el accesorio y el aparejo para levantar.

61. Lubrique la rosca de los prisioneros y tuercas de los cilindros.

62. Aplique y ajuste las rondanas y las tuercas.

63. Apriete según la secuencia de a 102 N-m (75 pies-libras).

64. Quite los protectores en las roscas de los prisioneros y asegúrese de que éstos,

los asientos de las grapas y las tuercas estén libres de rebabas y lubricadas.

65. Aplique las grapas y sus tuercas contra los prisioneros, mientras se aprietan las

tuercas manualmente.

66. Apriételas aproximadamente a 271 N-m (200 pies-libras) comprobando que no

interfieren en la aplicación de una llave en las tuercas de los prisioneros, cilindro-cabeza.

67. Apriete las tuercas del cilindro a su valor total de 325 N-m (240 pies libras)

observando la secuencia correspondiente.

68. Con el uso de una máquina neumática de poder con relación de 38:1, o cualquier

otra llave que preste ventajas similares, apriete las tuercas de grapas a 2440 N-m

(1800 pies-libras). Si se usa una llave con capacidad de 300 pies-libras y máquina de

poder de 12:1, el indicador deberá marcar 150 pies-libras.69. Instale el trinquete de sobrevelocidad y apriete sus tornillos a 32 N-m (24 pies-

libras).

70. Destape el alojo del inyector e instálelo asegurándose que su guía ajuste

correctamente.

71. Lubrique las roscas del prisionero y de la tuerca que sujetan el inyector. Aplique

la grapa, la rondana con su cara esférica sobre la grapa y apriete manualmente la

tuerca.72. Asegúrese de que la grapa no esté situada en un ángulo de manera que impida

la aplicación del escantillón y apriete la tuerca a 68 N-m (50 pies-libras).

73. Instale el balancín de las cremalleras, dos pernos y sus candados.

233




74. Conecte los tubos de combustible al repartidor principal y al inyector. Tenga

cuidado de no deteriorar los asientos esféricos, para evitar fugas posteriores.

75. Aplique los puentes de válvulas.

NOTA: Los puentes forman un conjunto al instalarse para su armado vea: "Puentesde válvulas y ajustadores hidráulicos".

76. Lubrique los prisioneros de la flecha de balancines y aplique el conjunto. Instale

las tapas de la flecha con su punta corta hacia afuera.

77. Asegúrese de aplicar la rondana endurecida entre las tuercas y las tapas y que

todas las superficies estén limpias y libres de rebabas.

78. Apriete las tuercas en dos etapas alternadamente, la primera a 203 N-m (150

pies-libras) y la segunda a 407 N-m (300 pies-libras).79. Conecte el tubo de lubricación de la chumacera del árbol de levas a la flecha de

balancines, aplicando juntas nuevas. Vea “Sincronización del inyector y calibración

de los ajustadores hidráulicos” en esta misma sección.

80. Lubrique el sello nuevo y aplíquelo en la ranura en el extremo del tubo de entrada

de agua al cilindro.

81. Aplique las abrazaderas al repartidor principal y enseguida a la brida del tubo en

la entrada de agua.82. Apriete a mano las tuercas de las abrazaderas, asegure el sello en su ranura,

alinee el tubo en el cilindro y apriete los tornillos a mano.

.83. Inserte una junta nueva de manera que ajuste alrededor del repartidor y el tubo,

asegurándose que su tamaño sea igual a la brida.

84. Apriete las tuercas de las abrazaderas a 20 N-m (15 pies-libras).

85. Antes de apretar los tornillos del tubo al cilindro, quítelos. Si el tubo se mueve,

deberá ser reacomodando en el repartidor, de lo contrario aplique los tornillos y lasrondanas y apriételos a 41 N-m (30 pies-libras).

86. Aplique una junta nueva, e instale el tubo “P”.

87. Sitúe la boquilla del tubo dentro del cilindro, de manera que las guías se alineen

con los alojos en el cilindro.

234




88. Si los agujeros roscados para los tornillos en cualquiera de las bridas no se

alinean, reemplace el tubo. No intente alinearlo venciéndolo, esto causará

únicamente que el tubo se debilite dando por resultado una falla posterior.

89. Aplique los tornillos de rosca fina en el repartidor los de rosca estándar en el

cilindro y apriételos a 27 N' m (20 pies-libras).

90. Compruebe el alineamiento del tubo “P” por medio del escantillón aplicado en la

boquilla. Gire manualmente el cigüeñal hasta situar el pistón en el punto muerto

inferior al mismo tiempo que se gira el escantillón para asegurarse que no se fuerce.

91. Si el escantillón indica desalineamiento, reemplace el tubo. No use el escantillón

para alinear el tubo "P”

92. NOTA: es muy importante después de instalado el conjunto de potencia

determinar la luz entre cabeza y pistón. Esto proporcionara la información necesaria

para evaluar la magnitud de desgaste posterior o un cambio de la relación pistón-

cabeza.

El proceso para la aplicación del alambre de plomo, es el siguiente:

• Instale en el portador un alambre de plomo de 1/8" de grueso en un pistón del

mismo tipo del que se va a verificar; sus extremos deberán tener cuando

menos 3.18 mm. (1/8”) menos del diámetro exterior del pistón.

• Gire el cigüeñal hasta situar el pistón que se va a comprobar en su Punto

Muerto Inferior.

• Aplique el alambre de plomo a través de uno de los puertos del cilindro en la

parte superior del pistón, de manera que quede paralelo al cigüeñal.

• Gire el cigüeñal una vuelta completa para comprimir el alambre. Quítelo y

mida el espesor de sus extremos.

NOTA: Es importante que se tome la medida en las porciones más delgadas de losextremos comprimidos, los cuales proporcionan la luz mínima entre cabeza y pistón.

• Dentro de la holgura máxima y mínima, la diferencia de lecturas entre los

extremos comprimidos no deberá exceder de 0.005”, de ser así, repita la

operación ya que el alambre pudo haber cambiado de posición.

235




• Si después de la segunda lectura, la diferencia es aún mayor de 0.005”,

cambie el conjunto de potencia.

93. Aplique un empaque nuevo en el alojo de la válvula de prueba e instale el cuerpo

de ésta y su tuerca.

94. Apriete el cuerpo de la válvula y ajuste la tuerca.

95. Apriete la tuerca 88 N-m (65 pies-libras) e instale la válvula de aguja.

96. Llene de agua el sistema de enfriamiento y verifique por posibles fugas.

97. Instale las tapas de los mecanismos y las de inspección.

98. Gire el cigüeñal una vuelta completa y cierre todas las válvulas de prueba.

99. Arranque el motor Diesel y permita que la temperatura del agua en el sistema

alcance 76°C (170°F). Pare el motor y verifique el apriete de las tuercas de grapa ydel cilindro. También revise por posibles fugas de aceite y de combustible.

7.19.- Prueba de acolchonamiento

Es muy importante, que después de instalar un conjunto de potencia, se determine el

claro libre de la cabeza al pistón. Este ajuste nos proporcionará la información

necesaria para calcular el desgaste que se podrá presentar en el conjunto.

El procedimiento para colocar el alambre de plomo o soldadura de estaño de

preferencia de 1/8” es el siguiente:

1.- Instale el pedazo de estaño de, aproximadamente 9” en la corona de algún pistón

que se encuentre desarmado para hacer el dibujo que permitirá la colocación del

alambre o soldadura en el pistón que se va a verificar.

Nota: Esto se hace cuando no se cuenta con la herramienta especial, la cual tiene la

ventaja de ahorrar material.

2.- Después que ha colocado el alambre en la corona del pistón, gire el motor hasta

que el pistón que se está checando vuelva a regresar al punto de partida (PMI), esto

permitirá que el mismo pistón comprima el alambre.

236




NOTA: Es importante que se tome en cuenta el extremo más delgado del alambre

para conocer el mínimo espacio libre entre el pistón y la cabeza.

3.- Entre el espacio libre máximo y mínimo, la diferencia entre los extremos

comprimidos no deberá ser mayor de 0.005” si esto sucede repita el proceso pues lo

más probable es que el alambre pudo haber cambiado de posición.

4.- Si la diferencia es aun mayor de los 0.005” después de la segunda lectura,

cambie el conjunto de potencia.

5.- Las holguras permitidos por el fabricante son los siguientes:

Holgura mínima 0.020” (NUEVO)

Holgura máxima 0.068” (NUEVO)

6.- Un aumento de la lectura de 0.030” desde el valor que tenía en su instalaciónmanifestará falla en el conjunto, investigue inmediatamente.

7.- Como precaución limpie cuidadosamente la corona del pistón que se va a checar

pues con el trabajo se va juntando carbón que de no quitarse antes de la prueba

provocará que se tome una lectura de acolchonamiento errónea.


Periodo Sistemalubricación

Sistemaenfriamiento

Sistemacombustible

Sistemaarranque

Motor

Antes decadaarranque

Verificar nivelen carter ycoladores

Verificar nivelagregarrefrigerante

Verificarválvulas desuministroabiertas

Drenarcondensados, verificarpresión ylubricaciónmotorarranque

Abrir válvulas deprueba, girar unavuelta, verificarfugas, prelubricar enmás de 48 Hrsparado.

Inmediatamentedespués de

cadaarranque

Verificar: fugas,nivel en cartercon motor en

holgar, presiónde aceite

Verificarfugas,verificar nivel

y agregaranticongelante si serequiere

Verificar fugas Verificar: fugas enválvulas de prueba ytapas de registro,

dren de caja de aireque este libre, nivelaceite gobernador

Diario Verificar: fugas,nivel carter

Verificar:fugas, nivelderefrigerante

Verificar:fugas,suministroadecuado

Verificar: fugas, nivelaceite gobernador

237





Sistemaenfriamiento

Sistemacombustible

Sistemaarranque

Motor

350 horas Verificarpresión enmanómetro defiltros a plenavelocidad,cambie filtros:si tiene 25 PSIo más.

Verificarpresión enmanómetro de filtros aplenavelocidad,cambie filtros:a 50 PSI omás si está enla entrada, 12PSI o menossi está a lasalida

700 horas Tomar muestrapara análisis

Verificar: operaciónde dispositivo bajapresión de aceite ode agua, ver MI 259,nivel de aceite enfiltros de aire, ver MI440

1,400 horas Cambiar filtros,limpiar caja decoladores(llenarla antesde arrancar)

2,000 horas Verificarconcentración de inhibidorde corrosión,inspeccionarlíneasinternas paraver fallas,corregir

Limpiarcolador desucción,cambiar filtrosde cartucho,verificar líneasy conexionesinternas,corregir fugas

A filtros de aire: lavary cambiar aceite,limpiar einspeccionar caja deaire, limpiar carter,inspeccionarcigüeñal, bielas,pistones, anillos,camisas, cabezas(mecanismos) conmotor en holgar ytemperatura deoperación.

4,000 horas Cambiar aceite,limpiar:coladores desucción, cajade coladores,llenar antes dearrancar, cartery depósitosfiltros

Reapretar tornillosde múltiples deescape, limpiar cajade aire, cambioaceite gobernador,verificar mecanismode control,articulaciones

238





Sistemaenfriamiento

Sistemacombustible

Sistemaarranque

Motor

8,000 horas Reapretar:tuercas flechade bombasaceite principaly enfriamientode pistones,quitar válvulade by-pass decaja de filtros:limpiar, yprobar, MI 926

Verificar ycalibrarinyectores enbanco, ajustarcremalleras deinyectores

Reapretar: cabezas,cambiar sellos yseguros a tapas depunterías, verificarmecanismo de sobrevelocidad y ajustar,balanceadorarmónico, ajustarvelocidad de motor,filtros de aire:cambiar filtros

16,000horas

Analizar enlaboratorio elrefrigerante

Bombas,cambiaracoplamiento,cambio deinyectores

Desarmarlimpiar ylubricarmotores dearranque,cambiarpiezasrequeridas

Cambiar conjuntosde potencia exceptocabezas, verificarajustadoreshidráulicos, metalesde biela, metales deárbol de levas,balancines, bujes,rodillos, inspeccionary calibrar tubos “P”,calibrar tiempo deválvulas de escape

24,000horas

Revisar ycambiar si esnecesario elenfriador deaceite

Cambiarbombas deagua y sellosde coplesflexibles

Cambiar arandelasde empuje decigüeñal, metalesinferiores debancada

32,000

horas

Cambio

bomba diesel

Cambio de:

sopladores,gobernador

48,000horas

Cambio debombas,limpiar,inspeccionar yprobar válvularelevadora

Inspeccionarvarillaje deinyectores,reemplazararticulacionesy baleros si serequiere

Cambio de:balanceadorarmónico, cambio dearillo de camisa

96,000horas

Reparación generalen taller

Tabla.7.20.1.Carta de mantenimiento

Datos : basados en el instructivo de mantenimiento MI 1729, de EMD “Programa de

Mantenimiento para motores con soplador Roots usados en Equipos de Perforación”.

Todas las actividades mencionadas se describen detalladamente en el Manual de

Mantenimiento del motor EMD-645-E1. Los periodos de Mantenimiento incluyen las

actividades de los anteriores, ejemplo: el de 2,000 horas comprende también el de 1400, 700

y 350 horas.

239




7.21.- Colocación analítica y empírica del puntero del volante

Volante

Tiene cuatro funciones que cumplir:

1.- Hacer girar el motor por medio de los motores de arranque.

2.- Acoplamiento entre el generador.

3.- Para sincronizar el motor y calibrar los inyectores y válvulas.

4.- Almacenar energía cinética y regresarla al cigüeñal cuando se necesite.

Juego axial y radial:

Axial: 0.000 0.026”

Radial 0.000 0.005”

Localización analítica del puntero

Cuando sea necesario verificar la posición del volante o de su índice con respecto al

punto muerto superior, proceda de la manera siguiente:

1. Quite la tapa No. 1 en la cámara de aire.

2. Si es necesario, sitúe el pistón No.1 de manera que quede abajo de los puertos del

cilindro.

3. Introduzca una barra de bronce de longitud adecuada (mínimo de ½” (127 mm)

preferiblemente de sección hexagonal o cuadrada) en los puntos del cilindro No. 1,

de manera que pase hasta el puerto opuesto.

NOTA: Se recomienda una barra lo suficientemente larga para que no se pueda

aplicar nuevamente la tapa. La aplicación de una bandera en el extremo de la barra,

servirá de señal para no girar el cigüeñal por descuido.

240




4. Gire el cigüeñal lentamente en sentido normal hasta que el pistón tope con la barra

y ésta contra las superficies de los puertos.

Precaución: tenga cuidado de no usar demasiada fuerza.

5. Marque en el volante la posición del índice.6. Gire el cigüeñal lentamente en el sentido opuesto a la rotación normal, hasta que

la carrera del pistón quede nuevamente limitada por la barra y por las superficies

superiores de los puertos del cilindro.

7. Marque en el volante la segunda posición del índice.

8. Determine el número de grados entre las dos marcas en el volante y divida entre

dos, muestra la forma de hacer el cálculo.

a. Marque el volante, según paso No.5b. Marque el volante, según paso No.7

c. Determine el ángulo de acuerdo con el paso No.8 y divida entre 2.

214° 70° 35°

144° 2

070°

d. Gire el cigüeñal de 35°, el índice deberá indicar 180°, de lo contrario, ajuste

el índice a 180°.

9. Gire el cigüeñal en el sentido normal de rotación, el número exacto de grados

obtenidos por el cálculo del paso No.8 y quite la barra.

10. El índice deberá indicar 180° (punto muerto inferior). De lo contrario, ajústelo. Si

se hace girar el cigüeñal hasta que el índice marque cero grados, el pistón del muñón

No. 1 estará en su punto muerto superior.

241




8.- BOMBAS CENTRÍFUGAS

8.1.- Tipos de bombas y su aplicación

Figura.8.1.1.Corte de Bomba centrifuga típica

Como su nombre lo explica son bombas que por medio de una fuerza centrífuga

genera una presión de fluido que es utilizada en los equipos de perforación para

elevar de un nivel a otro superior para poder completar los sistemas de fluido, ya sea

el lodo de perforación de una presa a otra, agua industrial para preparar el mismo

lodo, o para el sistema de enfriamiento de las balatas de los frenos principales y el

freno auxiliar electromagnético, o para elevar agua tratada de un tanque a otro parael sistema de enfriamiento de los motores diesel, para suministrarle presión a la

succión de las bombas triplex de lodo, etc.

Figura.8.1.2. Bomba centrifuga

242




Su principio de funcionamiento es que al aplicarle una fuerza de rotación a la flecha

del impelente, está gira, al realizar esta acción succiona el fluido del deposito o línea

de succión, que por medio del envolvente o caracol y el impulsor o impelente

originando una fuerza centrifuga hacia la descarga generando energía (el fluido a

mayor velocidad y presión)a la descarga, ya que la descarga es de menor diámetro.

En los equipos de perforación se utilizan bombas centrifugas marca Missión y las de

mayor medida son las 6X8R, o sea que son de ocho pulgadas a la succión y seis

pulgadas a la descarga, esto con motores diesel de 90 HP, en los equipos diesel

eléctricos se utilizan la 5X6R, cinco pulgadas de descarga por seis pulgadas de

succión, la “R”, es que son de rotación derecha.

Las bombas hidráulicas convierten la energía mecánica desde un motor eléctrico, en

energía hidráulica (presión). La presión es usada para operar un actuador. Las

bombas presionan en un fluido hidráulico y crean flujo.

Las bombas pueden ser clasificadas de acuerdo al diseño específico usado para

crear el flujo. La mayoría de las bombas hidráulicas son centrifugas, rotatorias o

reciprocantes.

La bomba centrífuga generalmente es usada donde un gran volumen de flujo es

requerido a relativamente baja presión. Una bomba centrifuga es una bomba de

desplazamiento no-positivo, y los dos tipos más comunes son de voluta o impulsor y

de difusor.

La aplicación en los equipos de perforación es para:

Trasegar el fluido de perforación

Elevar el agua de suministro de operación.

En el circuito cerrado de enfriamiento de malacate y freno auxiliar

243




Figura.8.1.3. Partes de Bomba centrifuga

8.2.- Clasificación de bombas

Bomba de voluta o impulsor: Esta bomba tiene un bombeo circular en el caracol

con un puerto de entrada central (succión) y un puerto de salida. El impulsor rotatorioes localizado en la cámara de bombeo.

Figura.8.2.1. Bomba centrifuga de voluta

244




El líquido entra a la cámara bombeado a través de una entrada central y es atrapado

entre los alabes giratorios. La fuerza centrifuga lanza el líquido hacia afuera a alta

velocidad y al seguir el contorno del caracol fuerza el líquido a través del puerto de

salida.

Figura.8.2.2. Sección y partes de Bomba centrifuga

Bomba difusora: Similar al tipo voluta, una bomba difusora tiene una serie de hojas

estacionarias (la difusora) que curva en la posición opuesta desde las hojasgiratorias. Un difusor reduce la velocidad de un líquido, el desprendimiento de

disminuciones y el incremento de la habilidad de una bomba desarrolla flujo contra

resistencia.

8.3.- Características y partes principales

Normalmente en los equipos se prefieren centrífugas de la marca Mission por suscaracterísticas principales de robustez y resistencia en los modelos que se utilizan en

los equipos de perforación.

Por la similitud de sus partes principales que pueden intercambiarse, principalmente:

flechas, impulsores, pedestales, prensa-estopas, sellos, baleros, plato de desgaste

245




etc. Las partes que son determinantes para cada caso de fluido a bombear son el

caracol y su impulsor o impelente.

Sellos mecánicos.

Figura.8.3.1.Representación de los Sellos mecánicos

Los sellos mecánicos, rotatorios o de caras rozantes (Figura.8.3.1) constan de

superficies radiales planas, normales al eje del árbol, que funcionan como un cojinete

de empuje axial. Una de las caras, el asiento, en general se inserta como junta

resiliente al alojamiento (Figura.8.3.2). La cara correlativa es impulsada por el árbol y

sellada sobre él por un sello secundario, como lo es un fuelle (Fig. 8.3.1, izquierda) o

un empaque del tipo automático, Figura.8.3.1, derecha, que permite el movimiento

axial para compensar el juego y desgaste del extremo. El contacto inicial de apoyo se

da por la carga de un resorte aumentada en servicio por la presión del fluido

(Figura.8.3.2. Para velocidades extremas, muchas veces el asiento se monta sobre

el árbol, y el sello dentro del alojamiento estacionario elimina el balanceo dinámico

crítico del conjunto del sello, transfiriéndolo al asiento simple.

Figura.8.3.2. Buje de estrangulación con claro restrictivo y contraflujo.

246




Es necesario el centrado exacto del sello, pero es más económico y positivo que el

balanceo dinámico del sello. Los materiales abrasivos, como la lama, deben

eliminarse de las caras de sello; una manera de lograrlo es con un buje de

estrangulación instalado en el fondo de la cavidad del sello. Se dirige un fluido limpio

a las caras, a una presión ligeramente superior que la de bombeo, lo que crea un

contra flujo a través del buje, lo cual también provee enfriamiento. La retención de

fluidos o gases dañosos se efectúa por el montaje de dos sellos instalados con las

caras opuestas y llenando el espacio intermedio con una barrera lubricante del

líquido, compatible con el sistema, a una presión ligeramente arriba de la del fluido

que se sella. La circulación continua realiza una limpieza y enfriamiento adecuados

para un rendimiento óptimo. Se tiene, en esencia, control sobre el medio ambiente.

Hay otras posibilidades que dependen de la aplicación. Las caras correlativascojinete-sello pueden requerir resistencia química. La amplia elección de materiales

para caras, uno de los cuales por lo común es carbono, ofrece amplios límites de

presiones, servicio y de condiciones químicas con muy alta eficiencia. Las caras

correlativas típicas son de hierro fundido y bronce para condiciones moderadas, con

cerámica, cermets, carburos, aceros inoxidables y aleaciones relacionadas, para

aplicaciones severas. Quizás uno de los diseños más sencillos sea la roldana de

algodón-fenólico, soportada con fuelle, que se apoya contra una cara maquinada delcuerpo de hierro fundido de la bomba de una bomba automotriz para agua (Figura

8.3.1, izquierda). Un diseño más refinado y flexible se muestra en la Figura 8.3.1,

derecha y se detalla en parte en la figura 8.6.40, en la que se ilustran construcciones

no balanceada y balanceada, y de qué manera resultan apropiadas,

respectivamente, para presiones hasta de 250 y 3000 lb/pulg² (1.7 y 20 MN/m²). El

propósito del balanceo es reducir la carga unitaria sobre las caras hasta,

aproximadamente, 60 a 70% de la carga unitaria del fluido. No es práctico un

balanceo total.

Para velocidades muy altas, en donde es deseable eliminar todo tipo de contacto con

fricción, se elige el sello de laberinto. Este sello no es hermético para fluidos, pero

restringe un flujo fuerte por medio de una trayectoria tortuosa y turbulencia inducida.

Se usa mucho en las turbinas de vapor. En donde no son permisibles las fugas,

247




puede utilizarse un sello líquido basado en el principio del tubo en U. El peso natural

del líquido se amplifica por una fuerza centrífuga, de manera que con altas

revoluciones por minuto, puede sellarse una presión diferencial regular. Otro sello

que no es de contacto es el sello de claro controlado, que se está usando en las

turbinas de gas, en donde no son excesivas las diferenciales de presión y pueden

tolerarse pequeñas fugas. El sello consta de un anillo con un claro sobre el eje de

0.0005 a 0.0015 pulg. (0.013 a 0.038 mm.) y se fabrica de materiales que permiten

mantener ese claro en todas las temperaturas de trabajo. Por lo común, uno de los

extremos del anillo se refrenta para formar un sello axial contra el interior de su

alojamiento.

Los diafragmas son una forma de empaque dinámico, pero tienen las características

de una junta en cuanto a que se sujetan o sostienen en su posición con mordazas.En servicio no tienen fugas, aunque su recorrido está, en general, limitado. Al hacer

rodar literalmente un cilindro dentro de otro, es posible lograr un considerable

aumento en el recorrido. A este tipo se le llama muchas veces fuelle, y una aplicación

simple es la suspensión de sello mecánico que se muestra en la Figura.8.3.1

izquierda. En la válvula de diafragma, el diafragma reemplaza tanto el empaque

normal del vástago como el disco de la válvula. Los diafragmas de tela, como de

algodón o nylon (excepto los materiales friables, como el vidrio) cubiertos con unelastómero conveniente para los medios y temperaturas que se tenga, se usan en

bombas (bomba para combustible) y en motores para operar válvulas, interruptores y

otros controles. Los diafragmas diseñados correctamente están hechos con holgura

para permitir una acción natural de rodadura. El material de lámina plana se debe

usar sólo cuando se desea un recorrido limitado. Una aplicación especial se

encuentra en la bomba de alimentación pulsatoria (Pulsa-feeder), en la que el

diafragma está bajo presión equilibrada del fluido por ambos lados y, por tanto, sin

esfuerzos. Se emplea lámina de metal delgada, comúnmente con corrugados

concéntricos, en aquellos casos en los que el movimiento está limitado y se desea

una larga duración. Sin embargo, en donde se tiene un movimiento considerable, se

debe prever la posibilidad de fatiga.

248





Las fallas más comunes se manifiestan cuando por el requerimiento de bombeo delfluido no es posible parar la unidad para aplicar su mantenimiento preventivo y se

dañan de los baleros, sellos, daño en los alojamientos de los baleros, desgaste del

impelente y de la flecha, como consecuencia la corrección es su reemplazo

correspondiente.

Otra de las causas de fallas es originada por las líneas de descarga o succión en

donde se dañan las válvulas de control y hace que se opere con cargas excesivas

con un desgaste anormal en las piezas de desgaste. Su corrección se efectúa hasta

que cambia la etapa del pozo y es posible la libranza de las líneas mencionadas.

Carta de mantenimiento mecánicoUnidad: bombas centrifugas.


Actividades: Las que se relacionan con el, bombas centrifugas estipuladas en elprograma diario de mantenimiento del operario de 2° mantenimiento mecánicoequipos de perforación.

Inspección y verificación:Frecuencia de aplicación mensual

Actividades:

1.0 verificar condiciones de las centrifugas. InspeccionandoLos siguientes puntos:

1.1.- baleros1.2.- sellos1.3.- flecha1.4.- acoplamientos (rejilla o esferas de hule)1.5.- prensa estopas1.8.- caracol1.7.- anclaje del conjunto

249




Mantenimiento menorFrecuencia de aplicación trimestral

Actividades:

Incluye las especificadas en inspecciones y verificación

1.0.- comprobar y corregir si es necesario la alineación del acoplamiento.

2.0.- revisar, evaluar y registrar desgaste del acoplamiento (rejillas, esferas. Etc.)

Normal moderado severo………… ……………… …………

3.0.- reapretar tornillos en general

Mantenimiento mayorFrecuencia de aplicación semestral

Actividades:

Incluye las especificadas en mantenimiento menor, además:

1.0.- efectuar reparación general de la centrifuga, cambiando:

1.1.- flecha1.2.- impulsor1.3.- baleros1.4.- sellos1.5.- juego de empaques de prensaestopas1.8.- plato de desgaste.

2.0.- revisar y evaluar caracol (cambiarlo si es necesario).

Nota: la centrifuga deberá empacarse cuantas veces sea necesario y alinearse elacoplamiento cada vez que se cambie o desmonte el motor eléctrico.

250




9.- COMPRESORES DE AIRE


Figura.9.1.1. Compresor de aire reciprocante dos etapas

Descripción Descripción1 Vástago de pistón 2 Cubierta revisar válvulas3 Pistón 4 Interenfriador5 Filtro de succión 6 Válvula7 Silenciador (opcional) 8 Empaque vástago

9 Guía de cruceta 10 Cruceta11 Biela 12 Cigüeñal13 Colador de aceite 14 Filtro de aceite15 Baleros cónicos 16 Lubricador de cilindros17 Bomba de aceite 18 Instrumentos19 Válvula reguladora 2 etapas 20 Perno de cruceta flotante

251




Normalmente en los equipos de perforación se tienen tres compresores

reciprocantes de dos etapas de media presión (90-120PSI) ya que el sistema

neumático de los equipos de perforación así están diseñado y las unidades

componentes que lo utilizan es su presión normal de trabajo. El compresor auxiliar

está acoplado a un motor diesel y se utiliza para arrancar el equipo inicialmente

cuando no hay energía eléctrica o en caso de emergencia. Este compresor esta

instalado con el fin de efectuar esta importante actividad y cuenta con todas sus

partes para operar como unidad completa con sus controles y tanque de

almacenamiento en el sitio para efectuar el arranque del equipo de perforación. Los

otros dos compresores están acoplados a motores eléctricos y operan

alternadamente 24 horas diarias durante la permanencia del equipo en el sitio para

que trabajen tiempos similares y poder efectuarle el mantenimiento preventivo ocorrectivo correspondiente al que está sin operar.

En los equipos para perforación costa afuera se dispone de compresores de una sola

etapa, baja presión (60 PSI) y de gran volumen para ser utilizados en los sistemas de

bombeo de polvos (cemento, barita, bentonita, etc.) a granel almacenados en los

silos.

9.2.- Principios de operación

La operación de un compresor reciprocarte es parecido al ciclo de un motor de

combustión interna solo que en este caso el cigüeñal es impulsado por un motor y los

pistones dentro de los cilindros tienen la finalidad de comprimir aire de la atmósfera y

mantener un recipiente de aire para mantener la presión de trabajo del equipo de

perforación entre 110-120 PSI. Los compresores que se utilizan en los equipos de

perforación son de dos etapas, la primera etapa succiona aire de la atmósfera ydescarga al interenfriador, pasa de ahí a la succión a la segunda etapa y descarga al

deposito de aire

252




Figura.9.2.1.Corte de Compresor reciprocante dos pistones

9.3.- Sistemas de operación


Mantenga siempre el nivel de aceite en el carter entre las marcas alto y bajo del

indicador. Compruebe este nivel con el compresor parado.

Al poner en marcha el compresor por primera vez verifique que la rotación es la

correcta pues de lo contrario lo puede desbielar, observe el nivel y limpieza del aceite

lubricante. Aunque el compresor ya ha sido limpiado siempre puede quedar

suciedad, la cual será llevada por el aceite en circulación. Por esta razón debe

cambiarse o filtrar el aceite después de las primeras 24 horas de funcionamiento.

Posteriormente se hará cada 500 horas o mas, dependiendo del uso que se le de al

compresor. El nivel de aceite debe comprobarse directamente y añadir al acercarse

a la marca de bajo nivel.

253




Use aceite para motor SAE 40. Los lubricantes a base de nafta no detergente son los

más adecuados para este tipo de compresores. El aceite muy viscoso causa sobre

carga excesiva en el motor, si se pone en marcha cuando el compresor esta frió.

Si después de usar un aceite un tiempo, la válvulas y los pistones muestran

acumulación de “barniz” o ”laca”, debe suspenderse su uso.

Sistema de admisión de aire.

Filtro de entrada de aire

Tipo de rejilla en baño de aceite.

Limpie el filtro y cambie el aceite una vez a la semana según sea el aspecto del

mismo. Si se deja que el filtro se obstruya se disminuye la capacidad del compresor,

si no tiene aceite suficiente puede dejar pasar polvo fino como barita o bentonita

ocasionando desgaste excesivo de las partes móviles.

Filtro tipo seco. Se recomienda limpiar con aire comprimido de adentro hacia afuera

o lavarlo con alguna sustancia no-inflamable. Nunca use gasolina ni agua. El

elemento filtrante debe cambiarse cada 6 meses o cuando la diferencial de presión

sea 318 mm de columna de agua.


Interenfriador: Drénelo por lo menos una vez al día. Opere la válvula de seguridad

diariamente para comprobar su funcionamiento. Si la válvula de seguridad descarga

debido a sobre presiona, examine las válvulas de alta presión en la admisión y

descarga.

254




Saque una sección del núcleo del interenfriador y revise la abertura en los extremos.

Si encuentra obstrucciones excesivas podrá deberse a lubricante inadecuado, de

mala calidad o sobrecalentamiento del aceite causado por obstrucción interior.

Para una buena limpieza, sumerja el núcleo en una solución débil de carbonato o

sosa por unos 20 minutos. Si ha descuidado la limpieza podrá aplicarse al interior de

las secciones una solución fuerte de sosa (60 a 90 gr. de sosa por litro de agua)

dejarla durante 4 a 6 horas y después lavarla con agua y aire. Si es necesario repita

la operación hasta que las secciones del interior queden bien limpias.

Sistema de control de velocidad.

Control de velocidad constante.

Para regular el compresor se usa el material siguiente: la válvula auxiliar determina la

presión de carga y descarga. Admite y cede presión del recipiente accionando los

descargadores. Si la válvula se pega, debe desmontarse y limpiarse con cuidado,

para no dañar los asientos. Nunca golpee las válvulas con martillo u otra herramienta

semejante.

Los descargadores libre de baja presión UL-53 mueven los canales de las válvulas

de admisión. Los canales quedan abiertos para efectuar la descarga y son liberados

para permitir la recarga. El descargador no es ajustable la única parte que sufre

desgaste es el anillo.

Las válvulas UL-43 alivia la presión del interenfriador (durante los periodos de

inactividad o al parar el compresor), por el respiradero. Al operar el compresor la

caída de presión a través del interenfriador crea una diferencial que actúa del lado

derecho del diafragma.

9.4.- Pruebas y arranque

Llenar el carter hasta que el indicador de aceite marque completo. (Cuando se para

el compresor, añada mas aceite para reemplazar el que se ha distribuido a la

superficie de trabajo).

255




Aceitar el filtro de admisión de aire antes de poner en marcha, Revise todos los

tornillos y tuercas para ver si están bien apretadas.

Comprobar las conexiones eléctricas antes de operar el arrancador y hágase girar el

compresor una vuelta completa para determinar que no hay obstrucción alguna.

Observe el sentido de giro que debe ser hacia la derecha viendo el compresor desde

el interruptor.

NOTA: si se trabaja al revés se puede desbielar.

Al poner en marcha por vez primera, déjese funcionar el compresor varios minutos

con las válvulas de recipiente abiertas completamente, hasta que el aceite se halla

esparcido sobre toda la superficie. Cuando se compruebe que todo funcionasatisfactoriamente cerrar parcialmente las válvulas creando presión en el recipiente

gradualmente hasta lograr le presión total.

9.5.- Tablas de mantenimiento

El mantenimiento preventivo y la revisión frecuente son esenciales para que su

compresor le de el rendimiento máximo al costo de operación mínimo.

Inspección diaria.

1.- Opere manualmente las válvulas de seguridad.

2.- Revise el nivel de aceite en el carter. Si nota algunas trazas de impureza,

agua, etc., cambie el aceite.

NOTA: no mezcle aceite de tipos o marcas diferentes.

3.- Drene el condensado del interenfriador y recipiente. Los días húmedos hágalo

varias veces.

4.- Revise las conexiones eléctricas.

5.- Comprobar presión de aire.

256




6.- Verificar estado de manómetros.

Inspección mensual

1.- Limpie con aire comprimido las partes expuestas al polvo.2.- Mantenga limpio el filtro de succión.

3.- Las válvulas no deben tener fugas. Deben inspeccionarse regularmente y

mantenerlas libre de carbón y suciedad.

4.- Revise las bandas. Ténselas si es necesario.

5.- Comprobar funcionamiento de válvula de seguridad

6.- Comprobar tensión y estado de bandas y guardas.

Inspección de 500 hrs.

1.- Cambie el aceite del carter cada 500 hrs. o cada tres meses.

2.- Apriete todos los tornillos y tuercas.

3.- Compruebe que no haya fugas. Corrija si se requiere.

INSPECCION ANUAL

1.- Revise el juego axial del cigüeñal.

2.- Revise el desgaste del buje de las bielas, sellos, anillos, etc.

3.- Inspección y limpieza de válvulas de admisión y descarga

Nota importante.

1.- Si el compresor se para sin causa aparente, al estar comprimiendo (excepto

en el caso de usar control de paro y arranque automático) deberá descargar la

presión del cilindro de baja, antes de arrancar el compresor.

257




2.- Las unidades de alta presión nunca deberán operar continuamente por más

de 30 min. ni por menos de 10 min. Los periodos de descanso deberán ser iguales a

los de operación.

Carta de mantenimiento mecánicoUnidad: Compresores de aire

Mantenimiento rutinarioFrecuencia de aplicación: diario

Actividades: Las que se relacionan con compresores de aire, estipuladas en elprograma diario de mantenimiento del operario de mantenimiento Mecánico equiposde perforación.

Inspección y verificaciónFrecuencia de aplicación: semanal

Actividades:1.0.- Verificar nivel de aceite2.0.- comprobar tensión adecuada de las bandas3.0.- Limpiar filtros de aire4.0.- revisar y comprobar operación de válvulas de seguridad (compresor y tanque deaire5.0.- Efectuar limpieza general.6.0.- Manualmente drenar condensados del tanque

Mantenimiento menorFrecuencia de aplicación: Quincenal

Actividades: incluye las especificadas en “inspección y verificación” además:1.0.- Cambiar el aceite lubricante2.0.- Revisar y apretar todos los tornillos

Mantenimiento mayorFrecuencia de aplicación: trimestral

Actividades: incluye las especificadas en “Mantenimiento menor” además:1.0.- limpiar e inspeccionar las válvulas de las cabezas de cilindros de alta y baja.2.0.- efectuar limpieza exterior del interenfriador.

258





Las fallas más comunes son la rotura de elementos adicionales a los compresorescomo bandas, mangueras, que en contacto con aceites y combustibles diesel hace

que se dañen y se estén cambiando periódicamente. Debido al desgaste normal de

operación es necesario cambiar los componentes de desgaste de los compresores

como anillos, metales, cigüeñales, etc. A continuación se describe la corrección a las

fallas correspondientes:

Ajuste de los cojinetes principal.Los cojinetes principales son del tipo de rodillos cónicos y requieren ajuste rara vez

o nunca. Se ajustan cuidadosa y correctamente en el montaje original, por medio de

lainas delgadas colocadas debajo de la tapa del carter colocado en el extremo del

interenfriador. Si fuese necesario hacer algún ajuste ambos cojinetes son apretados

simultáneamente retirando una o dos lainas de suplemento, debajo de la tapa de eje

en el extremo del interenfriador una placa de resorte compensa la expansión del eje

causada por la temperatura de funcionamiento. Si la distancia entre la tapa y el

bastidor es menos a 0.457 mm (0.018”) deberá cambiar los cojinetes.

5.- Desmonte el ventilador y la tapa del cigüeñal. Después quite el seguro del soporte

del rodamiento.

6.- Coloque un barrote y empuje el cigüeñal golpeando el lado de la transmisión. Los

excéntricos pueden destemplarlo. Tenga mucho cuidado con esta operación.

7.- después de desmontar el cigüeñal, saque el engrane loco con una extractor.Quite la cuña y la chumacera.

8.- Siempre es preferible sacar los rodamientos con una prensa.

259




Cambio de anillos del pistón.

1.- Desmonte el cilindro y el cabezal para dejar descubierto el pistón y el anillo.

2.- Inspecciones las paredes del cilindro y el pistón. Si se encuentra ovalado,rayado o desgastado, debe cambiarse.

3.- Inserte los anillos en el cilindro. Mida la separación entre sus extremos, que

deberá ser 0.381 a 0.762 mm (0.15” a 0.30”) para anillos nuevos. Los valores

mayores a .030” se consideran excesivos.

4.- Para instalar un juego de anillos, empiece primero por los anillos de más

abajo. NUNCA PASE UN ANILLO SOBRE OTRO . Los anillos rascadores de aceite

siempre van en la ranura del fondo.5.- Cuando se monten anillos nuevos en un filtro usado, asiente ligeramente las

paredes del cilindro. Limpie las paredes con un cepillo de cerdas duras (no use

alambre). Lévelo con jabón y agua caliente. Aplique una capa de aceite, para evitar

que se oxide.

Montaje del perno del pistón.

Si al revisar el pistón encuentra que los bujes del perno necesitan cambio, proceda adesmontar el pistón y biela.

1.- Coloque al pistón sobre un pedazo de madera y quite el perno. Después saque

los bujes con una barra de bronce de un diámetro de 0.4 mm (1/16”) menor.

2.- Haga coincidir los agujeros de aceite de bujes con los del pistón. Asegurese que

no estén bloqueados.

Válvulas, montaje y limpieza.

Las válvulas de admisión y descarga deben examinarse una vez al mes, hasta que la

experiencia enseñe con que frecuencia se deben limpiar. Cuando se desarme una

válvula, haga las suficientes marcas de identificación para tener la seguridad de que

las piezas se vuelvan a colocar en su sitio original al volver a armarla.

260




1.- Desconecte la tubería de aire, si la hay, afloje la contratuerca y el tornillo de

fijación de la válvula dándole dos vueltas completas.

2.- Quite los tornillos de la tapa uniformemente. Al desmontar la tapa procure no

dañar las juntas.

Limpieza de las válvulas

Cepíllese las piezas con cuidado para no estropear las superficies de apoyo.

Enjuagase en kerosina o en disolventes para quitar las partículas sueltas. Si se dejan

la válvula de un día al otro, en kerosina o en disolvente y se cepillan bien o se raspan

ligeramente, desaparecería todo el carbón, después que la válvula esta

perfectamente seca, vuelva a colocar en la misma abertura de la que se saco.

261




10.- CENTRIFUGADORAS

10.1.- Principio de operación de la centrifugadora

Las centrifugadoras de diesel, hacen una actividad indispensable en las unidades

principales de los equipos de perforación ya que por el uso correspondiente, el

combustible usado en los motores diesel evita fallas, desgaste de elementos filtros,

suspensión de operación. Su principio de operación es el paso del combustible a una

velocidad aumentada y se aprovecha la fuerza centrifuga para eliminar los sólidos

que trae así como el agua o humedad que por su logística y manejo pudiera traer,evitando el daño mencionado.

10.2.- Partes principales

Rotor, extremo cónico del eje, del cubo del cuerpo, anillo de cierre, juego de discos,

zapatas de fricción, Acoplamiento, Acoplamiento

10.3.- Mantenimiento preventivo

Carta de mantenimiento mecánico

Unidad: centrifugadora de combustible

Inspección y verificación

Frecuencia de aplicación: diaria

Actividades:

1.0.- Eliminar por lavado los depósitos de los sólidos en los discos del Rotor.

262




2.0.- Separar del eje el cuerpo del rotor. Eliminar cualquier recubrimiento del extremo

cónico del eje y del cubo del cuerpo del rotor con papel abrasivo no. 600, aplicar una

fina capa de grasa.

Mantenimiento menor

Frecuencia de aplicación: bimestral (o 500 horas de servicio)

Actividades: Incluye las especificadas en “inspección y verificación”, además:

1.0.- Cambiar el aceite lubricante, limpiar el interior del carter (no usar estopa), usar

aceite SAE-40.

Mantenimiento mayor

Frecuencia de aplicación: semestral

Actividades: incluye las especificadas en “mantenimiento menor”, además:

1.0.- Efectuar revisión completa de la maquina:1.1.- Rotor:

A),- Comprobar roscas del anillo de cierre y del cuerpo del rotor, (desgaste

Máximo 25°)

B).- Verificar presión en el juego de discos.

C).- Cambiar anillos de estancamiento y empaquetaduras.

D).- comprobar si hay corrosión o erosión,

1.2.- Eje del rotor:

A).- Comprobar movimiento excéntrico radial (máximo 0.15 mm)

B).- Comprobar amortiguadores y alojamiento del cojinete de bolas, rueda

helicoidal y tornillo sinfín.

C,- Cambiar cojinete de bolas y muelles del cojinete superior.

263




1.1.- Acoplamiento

A).- Cambiar zapatas de fricción (si es necesario).

B).- Cambiar junta de labio.

1.4.- Motor eléctrico:A),- Comprobar movimiento excéntrico radial (máximo 0.15 mm)

B).- Comprobar amortiguadores y alojamiento del cojinete de bolas, rueda

helicoidal y tornillo sinfín.

C).- cambiar cojinete de bolas y muelles del cojinete superior.


Debido a la alta revolución que opera es muy sensible a los daños, principalmente en

el juego de tazones, y el material de desgaste como baleros, sellos, coples, juntas,

zapatas de fricción. Su corrección es la verificación continua y si es necesario el

reemplazo de partes dañadas.

264




11.- BOMBAS PARA LODO


Figura.11.1.1.Instalación de Bombas para lodo

Unidad principal del sistema circulatorio del fluido de perforación y/o de control en la

perforación o mantenimiento de un pozo petrolero

La bomba esta seccionada en dos partes: mecánica e hidráulica. La parte hidráulica

le corresponde darle mantenimiento y cambio de elementos de desgaste a la

cuadrilla de operación y la mecánica al personal de mantenimiento, sin embargo

ambas partes son accionadas al aplicarle potencia un motor de combustión interna o

un motor eléctrico.

Con la finalidad de alcanzar la presión y el volumen de acuerdo a la hidráulica del

diseño del pozo, las bombas que son reciprocantes, de dos o tres pistones, pueden

operarse con diferentes diámetros de camisa y pistón.

Utilizando una misma bomba, camisas de mayor diámetro se obtiene mayor volumena baja presión; de lo contrario, con camisas de menor diámetro se logra menor

volumen y alta presión. En ambos casos a las mismas emboladas por minuto.

265




Parte mecánica

Se componen de una caja de engranes en donde se encuentra alojada la flecha con

el piñón, el cigüeñal, las bielas, crucetas, deflectores, rodamientos, sellos y el volante

instalado en la parte exterior de la caja de engranes. Esta caja de engranes sirve a

su vez, como recipiente del aceite que lubrica todas las partes ya sea por presión, o

por medio de una bomba de lubricación.

Extremo hidráulico

Está compuesta de un cuerpo que aloja las camisas debidamente empacadas,

pistones del diámetro de las camisas accionadas por vástagos, asientos, válvulas,resortes, tapas con bridas y roscadas y prensaestopas.

La polea, volante o catarina esta instalada en el exterior acoplada por medio de

bandas, cadenas a la unidad de embrague en caso que sea accionada por un motor

diesel en el caso de equipos convencionales, o acoplado a motores eléctricos. Con

esta polea se le da la potencia a la bomba de lodo.

A continuación se mencionan los componentes de la sección hidráulica:

Módulo Válvula de seguridadCámara de pulsaciones Camisas para pistones

Vástago para pistones Pistón

Asientos de válvulas Válvula de asientos

Resortes de válvulas Empaques

Tuerca de seguridad

11.2.- Principios de operación

Las bombas duplex poseen un estopero en el vástago de los pistones que por las

altas presiones que se generan, requiere que su estopeño esté bien ajustado, la

266




fricción producida por el movimiento genera calor que es disipado mediante un

sistema de aspersión de agua sobre los vástagos.

En las bombas triples la fricción se produce entre la camisa y el piston y poseen un

sistema de aspersión de agua para enfriamiento de los mismos.

La válvula de seguridad de las bombas de lodo se calibra un 10% arriba de la presión

máxima de trabajo que asigne el fabricante según el diámetro del pistón y camisa en

uso.

La presión máxima de precarga de nitrógeno del amortiguador de pulsaciones será

de750 lb/pg². Al no utilizar las bombas súpercargadoras puede disminuir hasta un

20%, la eficiencia volumétrica.

El gasto de las bombas esta calculado a una eficiencia mecánica de 90% y una

eficiencia volumétrica de 100%.

La presión máxima de precarga de nitrógeno del amortiguador de pulsaciones será

del 65% de la presión de bombeo para obtener una atenuación hasta del 90% de la

variación de presión que en las bombas triplex puede ser hasta de 22% entre

embolada y embolada.

La válvula de seguridad de las bombas de lodo triplex se calibra un 10% y en las

bombas duplex un 20% arriba de la presión máxima de trabajo que asigne el

fabricante según el diámetro del pistón y camisa en uso.

Al no utilizar las bombas súpercargadoras puede disminuir hasta un 20%. la

eficiencia volumétrica.

En la perforación rotatoria han sido asombrosos los aumentos de la penetración

alcanzados en años recientes y muchas autoridades en la materia están de acuerdo

en que las barrenas de toberas han jugado un papel importante en el logro de tales

aumentos.

Existe un acuerdo general sobre el hecho de que el rendimiento de las barrenas de

toberas depende de los gastos adecuados de fluido de perforación, a fin de mantener

las velocidades recomendadas del fluido en el fondo del pozo cuando se esta

perforando.

267




Para ello se requieren con frecuencia altas presiones en las bombas, grandes

volúmenes bombeados y gran consumo de potencia por las bombas de Iodos. Todo

eso plantea problemas relativos a las bombas de lodos de perforación. Los que

varían desde frecuentes reemplazos de pistones y válvulas hasta extremos

hidráulicos rotos por la erosión originados por la presión.

Para mejorar el rendimiento de las bombas en una situación dada de la perforación

de pozos petroleros, se tienen las siguientes medidas:

1.- Mejorar la descarga del sistema de circulación del Iodo.

2.- Mejorar el sistema de almacenamiento y control de sólidos de los fluidos de

perforación.

3.- Mejorar las condiciones de succión de la bomba.

4.- Elegir acertadamente los fluidos de perforación

5.- Mejorar la conservación, el manejo y el reemplazo de repuestos del extremo

hidráulico de las bombas.

Figura.11.2.1.Bombas de lodo con amortiguador de pulsaciones

Válvula de seguridad

Dispositivo que se instala en la línea de descarga de la bomba triplex para evitar

presión excesiva en el sistema circulatorio que provoque daño al equipo. Calibrar

10% máximo arriba de la presión de trabajo de la camisa sin que esto exceda las

268




conexiones y líneas en uso y opera automáticamente en el momento que rebasa el

límite de su calibración.

Figura.11.2.2.Instalación de las Bombas de lodo

Sistema Dual de succión natural o a presión de entrada frontal.

Operación con succión natural

1. Las válvulas A deben estar cerradas.

2. Las válvulas B deben estar abiertas.

3. Abra las válvulas C para conectar con cualquiera de las presas de lodo. Conecte

siempre el múltiple con el tanque mediante las dos líneas para que ambas

bombas reciban flujo adecuado.

4. Cebe la bomba completamente, descargando a la atmósfera a través de la línea

de retorno que va a los tanques.

5. Accione las bombas y observe la posición del diafragma del amortiguador de

pulsaciones de la línea de succión

269




Operación con succión bajo carga

1. Las válvulas B deben estar cerradas

2. Las válvulas A deben estar abiertas3. Abra las válvulas C para conectar con cualquiera de las presas activas del

lodo. Conecte el múltiple con la presa de lodo mediante las dos líneas para

asegurarse que ambas bombas reciben flujo adecuado.

4. Cebe bien las bombas, descargando a la atmósfera a fin de asegurarse de

que ambas bombas reciben flujo adecuado.

5. Accione las bombas y observe la posición del diafragma del amortiguador.

Gradúe a la debida posición de operación.


Definición: Bomba para lodos

Elemento principal del sistema circulatorio del fluido de perforación.

La bomba esta compuesta de dos secciones principales: mecánica e hidráulica. La

parte hidráulica es la que corresponde a la cuadrilla de operación y la mecánica al

personal de mantenimiento y la unidad es accionada por un motor de combustión

interna o un motor eléctrico.

Figura.11.3.1. Vista de lado de la parte de la hidráulica

270




Módulo

Sección de la bomba en el que se alojan las camisas, vástagos, pistones, asientos,

válvulas de asiento, resortes, empaques, tapas, tornillos, tuercas.

Cámara de pulsaciones

Elemento de forma esférica ó cilíndrica que se instala en la parte exterior y superior

de la bomba, amortigua los golpes hidráulicos generados por la presión de bombeo.

En su interior lleva una cámara precargada con nitrógeno al 65% de la presión de

trabajo de la camisa en uso.

CamisaCilindro corto que permite alojar el vástago y el pistón. Las fabrican de diferente largo

y diámetro, espesor y presión de trabajo.

Vástago

Barra de acero macizo con rosca en un extremo y en el otro maquinado para

acoplarlo al contra-vástago con una abrazadera.

Pistón

Elemento de hule compacto con refuerzo de acero que se instala en el vástago y

ajusta al diámetro interior de la camisa.

Asiento de válvula

Elemento de acero cónico inserto en los módulos de succión y descarga. Es donde

se aloja la válvula.

Válvula de asiento

Elemento compuesto por partes de acero y hule compacto que sella con el asiento

del inserto en el módulo que al abrir y cerrar de manera intermitente controla el flujo.

Resorte de válvula

Elemento de acero en espiral que funciona para hacer presión hacia abajo a la

válvula y regresarla al asiento para el llenado del cuerpo.

271




Empaque

Elemento de hule, baquelita u otro material diseñado para sellar los puntos de

contacto cuando se encuentran bajo presión y temperatura.

Plato de desgaste

Elemento de acero que se instala entre camisa y módulo que lleva empaque en la

cara que sella contra el módulo y evita daño al mismo.

Tuerca de seguridad del vástago

Elemento que se enrosca al vástago para apretar al pistón que lleva empaque

vulcanizado y funciona además como rondana de seguridad.

11.4.- Proceso de alineación parte mecánica

A continuación se describe el procedimiento de alineación:

La transmisión debe quedar a escuadra con la flecha impulsora con un margen de ±

0.10”.

La alineación de la bomba de lodos comprende tres puntos:

1.- Empuje: posición longitudinal del cigüeñal y del balero autoalineable.2.- Axial: neutralización de la angularidad de la bomba con respecto a la trasmisión.

Al ir alineando la bomba es importante ir anotando el espesor y la cantidad de lainas

por cada pata.

Para alinear se necesita limpieza y no trabajar bajo presión.

Puedes utilizar las lecturas de los indicadores dependiendo de la habilidad adquirida

en la práctica.

Generalmente la corrección del alineamiento es una operación combinada y

calculada para corregir al mismo tiempo el desalineamiento angular (axial) y el radial.

Es difícil elaborar solamente porque si una tabla o reglamento que especifique el

espesor de las lainas que deben quitarse o ponerse para realizar una corrección en

272




el alineamiento, ya que la diferencia en las distancias al cople desde el punto de

apoyo del eje varía según el tipo de bomba que se trate.

Cuando tome las lecturas axial y radial estúdielas para corregir su desalineamiento y

desplace el equipo en la dirección correcta.

Las correcciones de desalineamiento axial o angular se hacen moviendo la flecha del

equipo impulsado hacia arriba o abajo con respecto al eje del impulsor.

Normalmente en un cambio de una unidad motriz o parte mecánica, se recomienda

cambiar también la catarina impulsora, lo que evita una vibración excesiva aun

cuando la alineación.

La base del patín se debe verificar que este apoyado sobre una localización sólida

para evitar vibraciones.

Los tres pasos a seguir para realizar una alineación son:a).- Tomar el juego radial con el indicador sobre el volante de la bomba y corregirlo

en caso de error. Normal de 0.000 a 0.010”

b).- Tomar el juego axial de la bomba con el indicador sobre el normal de 0.000 a

0.020” (balero nuevo). Máximo: 0.035 (balero usado).

c).- Verificar el juego axial o longitudinal normal: 0.10” a 0.012, máximo: 0.015”,

tratando que la bomba quede arriba para compensar la película de aceite que actúa

sobre el cigüeñal levantándolo.

11.5.- Reparación de la parte hidráulica

273




Figura.11.5.1. Bomba de lodo parte de bomba lubricación vástagos

Pistones.

Hay que determinar cual es el tipo de pieza de caucho (inserto) que se han de usar:

ordinarios o de material resistente al aceite.

Los insertos ordinarios son menos costosos. Se recomiendan para uso en Iodos

base de agua.Los insertos resistentes al aceite se deben usar para las siguientes condiciones:

a) Donde se usen lodos de emulsión

b) Donde se usen Iodos a base de aceite.

c) Donde las temperaturas del Iodo sean del orden de 80- 150° F.

d) Donde el pozo produzca cantidades apreciables de petróleo o gas o ambos y

estos fluidos circulen con el lodo.

Importancia de la luz entre la brida del pistón y la camisa.

Cuando hay demasiada luz entre la brida del émbolo y el forro, la presión de la

bomba expulsa parte del caucho del pistón al espacio libre, en donde es mordido

hasta que rompe. Así los cauchos se tienen que reemplazar prematuramente.

274




Cuando el forro y la brida del émbolo ajustan estrechamente, la presión no alcanza a

expulsar al caucho al espacio libre. El émbolo dura más tiempo en buen estado de

uso (en porcentaje se obtiene hasta un 55% con 0.030”, aproximadamente 1/32”).

Lo anterior demuestra cuanto se puede prolongar la duración del caucho del pistón

reemplazando tanto la camisa como el cuerpo del pistón (brida), antes que se

desgaste demasiado.

Por ejemplo se demostró que la duración del caucho del pistón se puede aumentar

diez veces más cuando la luz inicial se reduce de 0.125” a 0.050” (1/8 a 1/16”), este

es un principio aplicable a muchos casos, especialmente a los de altas presiones y

severas condiciones de funcionamiento.

Instalación y reemplazo de pistones bomba triplex:

1. Depresionar la bomba y reciclar lodo

2. Quitar el tapón cabeza de cilindro, sacar entretapas, cuñas y guías de válvulas de

succión, aflojar tuerca y/o grapa de vástago y portavástago.

3. Extraer el pistón quitando la tuerca de ajuste (utilizando llave hexagonal o

estriada)

4. Revisar vástago y tuerca, verificar condiciones, reemplazar si es necesario.5. Reemplazar “O”ring del pistón

6. Limpiar perfectamente el área de contacto en el vástago seco y libre de grasa.

7. Instalar y apretar tuerca de ajuste del pistón con el apriete correspondiente,

(utilizando llave hexagonal o estriada)

8. Verificar condiciones de camisa, reemplazar en caso necesario.

9. Verificar el tipo de vástago: alta presión, API, HP.

10. Instalar pistón y vástago,

11. Instalar y apretar tuerca candado o grapa del vástago y portavástago con el

torque requerido, lubricar la tuerca, si el candado de la tuerca se encuentra en

malas condiciones, reemplazarla.

12. Instalar válvulas, entretapas y tapón cabeza de cilindro.

275




276

Camisas

El torneado de precisión, la resistencia del calibre al

desgaste son cualidades importantes de una buena

camisa. El diámetro exterior de la camisa debe

ajustar en el cilindro de la bomba en forma apretada

para evitar la expulsión de la empaquetadura en

funcionamiento a presión alta. El calibre de la

camisa debe estar finamente acabado y centrado

respecto al diámetro exterior.

Si el calibre de la camisa no esta centrado y

alineado con el de la bomba pueden desgastarse

excesivamente la camisa, el émbolo, el vástago y la

empaquetadura.. Si la camisa es de calibre

demasiado grande, áspero o indebidamente

endurecido tanto el pistón como la camisa se

desgastaran prematuramente.

Instalación y reemplazo de camisas bomba

triplex:

1. Depresionar la bomba y reciclar lodo

2. Aflojar y quitar tapa roscada de cabeza cilindro y descarga, sacar entretapas,

cuña guía de válvulas.

3. Extraer empaques, resortes, válvulas

4. Aflojar y quitar abrazaderas de vástago a portavástago.

5. Aflojar y quitar tuerca de ajuste de camisa.

6. Sacar vástago, pistón, camisa y empaques

7. Limpieza y verificación de partes en general




8. Instalar camisa con empaques todo nuevo, meter tuerca de ajuste de camisa y

apretar.

9. Instalar vástago con pistón, bronces, tuerca estopero y contratuerca estopero y

contratuerca del vástago, apretar.

10. Instalar canasta exterior e interior en su guía empaque cabeza y delta, tuerca

candado con el torque requerido, lubricar la tuerca, si el candado de la tuerca se

encuentra en malas condiciones, reemplazarla.

11. Instalar y apretar tapón de cabeza de cilindro, apretar tornillería de 1-3/4”, ajustar

metal a metal. Apretar tornillería de 1”, y ajuste de empaque.

12. Instalar válvula, resortes, empaques, entretapas y tapas roscadas de succión,

apretar

13. Llenar con lodo de reciclaje

14. Instalar válvula, resorte, empaques, entretapas y tapas roscadas de descarga,

apretar.

15. Activar válvula de seguridad.

Figura.11.5.3. Vástago de Bombas de lodo

Vástagos de pistón

Los vástagos deben ser perfectamente rectos y trabajados con precisión.

principalmente en las partes ahusadas y en las roscas del extremo de cruceta. Un

ahusado mal hecho o mal acabado puede ocasionar el corte por erosión entre el

pistón y el vástago, así como la ruptura del vástago por fatiga, como resultado de la

277




concentración de esfuerzos. El labrado defectuoso de la rosca de cruceta puede

producir flojedad y acabar en daño, tanto del vástago del pistón como en el de

extensión de cruceta.

Los vástagos deben tener un núcleo tenaz, de alta resistencia a las fuertes tensiones

y de un temple de superficie del espesor necesario para que resista el desgaste por

abrasión. Especialmente donde se bombean fluidos corrosivos.

Instalación y reemplazo de vástagos bomba triplex

1. Depresionar bomba y recicle el lodo

2. Quitar tapón, cabeza de cilindro, aflojar tuerca y/o grapa del vástago,

portavástago.3. Limpieza y verificación de partes en general

4. Extraer pistón con el vástago auxiliándose con una barreta y/o mecanismo de

la bomba, protegiendo el vástago

5. Sacar pistón, quitando la tuerca de ajuste, utilizando llave estriada o

hexagonal.

6. Checar vástago y tuerca, reemplazar si es necesario

7. Reemplazar “O”ring del pistón.

8. Instalar y apretar tuerca de ajuste del pistón con apriete recomendado,

utilizando llave estriada o hexagonal.

9. Verificar estado de camisa, reemplazar en caso necesario

10. Instalar vástago y pistón

11. Instalas y apretar tuerca o grapa del vástago, portavástago

12. Instalar tapón cabeza de cilindro.

13. Instalar válvula, resorte, empaques, entretapas y tapas roscadas de descarga,

apretar.


278




Prensaestopas de vástago.

Decididamente se recomienda una empatadura de sello a presión, de preferencia de

tipo ordinaria, por que estas proporcionan un cierre eficaz con el vástago de la

bomba, sin el ajuste excesivamente apretado que cause considerable fricción y

desgaste en el vástago.

Válvulas y asientos instalar y reemplazar.

1. Depresionar bomba y recicle el lodo

2. Quitar tapón, tapa de válvula y entretapas

3. Extraer resorte y válvula

4. Checar asiento, verificar condiciones de trabajo, extraer el asiento utilizando unextractor mecánico o hidráulico.

5. Verificar condiciones del tazón, si esta dentro de especificaciones o reparar

6. Instalar asiento teniendo cuidado de que el tazón como el asiento estén

estrictamente limpios, secos y sin residuos de grasa.

7. Instalar el asiento a mano, posteriormente golpearlo con un marro para hacer

sello completamente hermético, para golpearlo utilizar una válvula usada.

8. Instalar la válvula y resorte, de preferencia de la misma marca del asiento.

9. Verificar empaque de tapa válvula, si no esta en condiciones reemplazar.

10. Instalar tazón, tapa válvula, y entretapas.


11.6.- Ajustes más comunes

Al no utilizar las bombas súper cargadoras puede disminuir hasta un 20%. la

eficiencia volumétrica

El ajuste de la presión máxima de precarga de nitrógeno del amortiguador de

pulsaciones será de750 lb/pg²

279




Desgaste excesivo en camisas y/o cuerpos de pistón.

En servicio de baja presión (menos de 850 PSI), cuando hay un espacio libre de

3/32” o más entre la brida del pistón y, la pared de la camisa, el pistón y/o la camisa

deben reemplazarse, dependiendo del desgaste de cada uno de ellos; de mediana a

alta presión (esto es a 1 600 PSI) un espacio libre debe ser el límite; en presiones

extremas (1600 a 3200 PSI) u otras condiciones severas de operación 0.040” de

espacio libre puede considerarse como inservibles; el uso de pistones y camisas con

excesivo desgaste redundará en una corta vida de servicio de los hules del pistón,

NO use pistones gastados en camisas nuevas o in servibles con pistones nuevos.

Rayaduras en diámetro interior de las camisas y hules de pistón.

Esta condición es causada generalmente por arena excesiva u otros abrasivos o

materiales extraños en los fluidos de perforación; conserve el fluido de perforación lo

más limpio que sea posible y revise las camisas frecuentemente cuando la bomba se

encuentre parada.

Camisas picadas.

Esto indica condiciones corrosivas, el pH del lodo debe revisarse e incrementarlo si

está muy bajo (abajo de pH = 7.2) debe de considerarse el uso de un inhibidor de

corrosión, si la corrosión es severa, lo indicado es utilizar camisas resistentes a la

corrosión.

Concentración del desgaste en un lado de la camisa o del pistón.

Normalmente el cuerpo de un pistón puede gastarse más en la parte inferior que en

la superior, si el desgaste excéntrico es excesivo, o si esto ocurre en otros puntos

que no sea en la parte de abajo, puede indicar desalineamiento; revise si las

correderas de las crucetas están gastadas, diámetros interiores del cuerpo de la

bomba con desgaste, cajas de prensa es topas y sus anillos gastados o un apriete

irregular de los empaques de la camisa o del vástago.

Hules de pistón hinchados y desgarrados.

280




El uso de pistones regulares (de hule natural) en lodos de emulsión inversa o lodos

con base de aceite, ocasionan que el hule se hinche y se deteriore; el uso de

pistones de hule resistente al aceite en lodos de emulsión de aceite con bajo punto

de anilina, pueden igual mente tener resultados similares de hinchazón y deterioro

que los de hule natural, en último caso, probablemente también fallarán otras partes,

tales como hules protectores de tubería, hules de preventores, diafragmas de

amortiguador de pulsaciones, mangueras, etc.

Hules de pistón quemados.

El arrancar la bomba con la succión vacía sin haber cebado antes la bomba, resulta

en “Quemado” de los hules del pistón al trabajar en la camisa seca, una rápida falla

podrá resultar después de que el pistón se ha quemado y algunas veces se tienen

dificultades para determinar o identificar la falla, un rechinido en los cilindros cuando

se arranque la bomba o se principia el cebado, indicará un daño probable.

Labios rotos o volteados de un hule de ex tremo del pistón.

Los labios volteados en la parte inferior del pistón u otra clase de daños causados

durante la instalación se resienten por lo general en uno de los extremos del pistón o

de los hules, esto puede ser igualmente causado por golpeteo en cualquiera de los

dos extremos de la camisa; revise ambos.

Cortes de fluido en el área de empaques de la camisa o “cuellos de botella”.

Los cortes de fluido en el área de empaques de la camisa, se deben generalmente a

fallas por apretar excesivamente los empaques, conserve éstos apretados o

cámbielos cuando tengan desgaste, el apriete excesivo de los empaques deformará

la camisa originando el cuello de botella y posiblemente causen daños a otras partes

de la bomba.

281





Problemas Causas posibles Acción correctivaCorte por fluido en válvulao asiento

Reemplazar válvula, asiento

Válvula calzada Remover objeto extrañoPRESIÓNBAJA EN

Colador de descargaobstruido

Limpiar o reemplazar colador

LADESCARGA

Llenado inadecuado Limpiar restricción en línea desucción, incrementar suministro defluido, checar precarga de bomba,revisar cámara del amortiguador

Pérdida de fluido Reempiazar pistón o camisaEmpaquetadura en malascondiciones

Calibrar o reemplazarempaquetadura

Reducción de fluido en laentrada

Incrementar el suministro de fluido

PRESIÓNBAJA

Capacidad equivocada enla carga de la bomba

Consultar el manual de la bomba

EN LASUCCIÓN

Restricción por bajo fluido Limpiar restricción de línea desucción

Instalación inapropiada detubería de succión

Corregir instalación de tubería desucción, consultar manual de labomba

Abrasividad del fluido Checar filtro en la succión ysistema lubricación del pistón

VIDA CORTA Desgaste por fricción Reparar sistema lubricación delpistón

PISTON/CAMISA

Vida corta de camisa Usar revestimiento de cromo decamisa

Vida corta de de pistón Apretar abrazadera de vástagochecar calidad del pistón

Trabajo excesivo de

portavástago

Reemplazar portavástago

FUGA DE Empaquetadura trabajada Limpiar vástago y sellos al instalarCAJA DE Anillos de empaque rotos Reemplazar empaqueESTOPERO Sello inapropiado de

empaque lubricadorVerificar caja estopero, alineaciónde instalación, centrar cajaestopero.

Anillos interiores Reemplazar anillo lateral

282




Problemas Causas posibles Acción correctivaSellos rotos Reemplace sello

FUGA D E Sello dañado Reemplace selloDE RETEN Diámetro exterior no sella Limpiar y pulir el asiento del sello

de la juntaDE ACEITE Presión en carcasa Limpiar y reemplace respiraderosBajo nivel de aceite Verificar, agregar aceite

BAJA Aceite contaminado Cambio de aceite y filtro, verificarfugas y reparar

PRESIÓN DE Válvula mal ajustada Ajustar y reemplace válvula derelevo

Bomba de aceite rota Reemplazar bombaACEITE Lectura errónea en el

manómetroChecar bayoneta en uso, calibrar oreparar manómetro

Entrada de aire en la líneade succión

Reparar succión

GOLPE Entrada de aire en lacarga de la bomba

Reemplazar empaques y sellos deflecha, verificar la alimentación

DEMARTILLEO

Perdida de presión poraire en la descarga

Corregir descarga, verificar si estácalzada la válvula

POR FLUIDO Vacío de aire en el fluidodurante el bombeo

Reducir la velocidad de la bomba,ajustar la presión en la falla de lasucción

Baja presión de descarga Verificar fuga de presión y corregir

Pulsación en la descargade amortiguador

Reparar, recargar o reemplazar

VIBRACIÓN Verificar soporte línea decarga

Reparar soporte o colgador

EN LA LÍNEADE

Baja presión de descarga Verificar línea de descarga,reparar

DESCARGA Baja presión de succión verificar línea dañada, repararGolpe de fluido y martilleo Verificar causa en líneas, reparar

fugas

FUGAS EN Verificar si están flojas:tapas de válvulas, tapónde camisa

Verificar, reparar, apretar

TAPAS Y Empaque dañado Reemplazar empaqueTAPONES Alojamiento de empaque

dañadoReemplazar tapa de válvula,reparar si se puede

283




Problemas Causas posibles Acción correctivaFluido abrasivo Verificar separador de sólidos

VIDA Exceso de sólidos en elfluido

Verificar separador de sólidos

CORTA DE No sella la válvula Resorte de válvula vencido,reemplazar; guía de válvula rota,reemplazar; válvula o sello válvularotas, reemplazar

VÁLVULA Llenado inadecuado Verificar presión de succión en labomba

Falla de cámara depulsación

Reemplazar o reparar


11.8.- Manejo del manual de partes

El manejo del manual de partes se debe de considerar la marca modelo y número de

serie de la unidad que se le va a sacar el número de parte con respecto a la pieza

dañada que se requiere reemplazar. Se auxilia con los diagramas, esquemas o

dibujos del ensamble del grupo al que pertenece la pieza. Para el caso de Pemex si

la pieza se encuentra en los almacenes se deberá de proporcionar el número de

codificación de la pieza requerida ya que con ese número se identifica y se

almacena.

11.9.- Calculo de gasto de la bomba

Calculo del gasto de las bombas de lodos.

Formula para determinar el gasto en litros por minuto en una Bomba Triple de simpleacción, considerando un 90% de eficiencia.

Q = 0.0386 x L x D2 x 0.90 = lt/emb.

Q = 0.0102 x L x D2 x 0.90 = gal/emb.

Donde:

284




Q = capacidad de la Bomba (litros / emboladas o galones / embolada).

L = longitud de la carrera (pulgadas).

D = diámetro de la camisa (pulgada).

Ejemplo:

Bomba Triple 8½“x 12” con camisas de 6 ½” a100 emboladas /minuto

Q = 0.0386 x 12 x 6.52 = 19.57Lt/emb x 0.90% = 17.61 lt/emb.

Q = 0.0102 x 12 x 6.52 = 5.1 Gal/emb x 0.90% = 4.65 gal/emb.

Gasto de la Bomba:

Gasto = (Litros x Embolada) x (Embolada por minuto).

Gasto = 17.61 x 100 = 1761 lt/min.

El gasto de las bombas esta calculado a una eficiencia mecánica de 90% y una

eficiencia volumétrica de 100%.

Calculo de gasto, para bombas triplex:

Volumen por embolada (galones) es igual al área del pistón (Pulg2 )por la carrera

(pulg), divididos por el factor (77)Galones por minuto es igual a emboladas por minuto por volumen por embolada

GPM= EPM x VPE

11.10.- Aplicación de la carta de mantenimiento

El mantenimiento preventivo y la revisión frecuente son esenciales para que sus

bombas de lodo; ya que de su rendimiento la operación de perforación hace que sus

programas de acuerdo al diseño correspondiente se lleven a cabo exitosamente.

Inspección diaria.

285




7.- Comprobar nivel de aceite de trasmisión

8.- Opere manualmente las válvulas de seguridad.

9.- Revise el nivel de aceite en el depósito de lubricación de vástagos.

10.- NOTA: no mezcle aceite de tipos o marcas diferentes.11.- Revise las conexiones eléctricas.

12.- Comprobar presión de aire.

13.- Verificar estado de manómetros.

Inspección semanal

1.- Comprobar tensión de bandas y cadenas

2.- Verificar volantes dentados, poleas

Inspección mensual

7.- Limpie con aire comprimido las partes expuestas al polvo.

8.- Verificar precarga de amortiguador de pulsaciones.

9.- Verificar presión de aceite de lubricación de cadenas

10.- Comprobar funcionamiento de válvula de seguridad11.- Reposición de aceite de aceite de transmisión

12.- Limpieza de compartimiento de crucetas


4.- Apriete todos los tornillos y tuercas.

5.- Compruebe que no haya fugas. Corrija si se requiere.

Inspección anual

286




4.- Revise el juego axial del cigüeñal, estado metales de bielas, baleros de fuerza,

alineación de catarinas con respecto a su transmisión

Revise el desgaste del buje de las bielas, sellos, anillos, etc.

Figura.11.10.1.Programa de lubricación y guía de Mantenimiento

Frecuencia Verificar Tipo de lubricante ProcedimientoDiariamente A Tipo presión extrema de

engranajesExamine el aceite con la

bomba en reposoDiariamente B Grasa base litio 2 emboladas grasera manualDiariamente C 50 % agua + 50% aceite

solubleVerifique y rellene faltante de

nivel aceite de carter6 Meses A Tipo presión extrema de

engranajesLimpie carter y cambie aceite

Frecuencia Verificar ProcedimientoDiariamente 1 Observe el estado de empaques y pistones. Acciónelos

hasta que en cada embolada el fluido de derivación sea

visible o se vuelva excesivo.Diariamente 2 Limpie las cámaras de los empaques según se requiera.Diariamente 3 Limpie y rellene él sumidero si hay excesiva

contaminación.Diariamente 4 Vea que las tuercas de oreja del múltiple de los forros

estén bien apretadas y que las boquillas no esténtapadas.

287




Frecuencia Verificar ProcedimientoDiariamente 5 Verificar se el amortiguador está bien cargado. Ver

Instrucciones en el manual o al lado de las mirillas.1 Semana 6 Limpie ambos lados de las cuñas fiadoras y engráselas

con grasa para roscas de tarea pesada de base de

plomo.1 Semana 7 Limpie y recubra la porción ahusada del tapón con lagrasa indicada para las cuñas. Inspeccione lasempaquetaduras y Póngale un recubrimiento al cilindroantes de instalarlo.

1 Semana 8 Inspeccione el Inserto de la guía del vástago de laválvula superior. Cámbielo si está desgastado.

1 Semana 9 Vea si las válvulas o sus asientos están gastados.Cambie los discos rajados o gastados y los fiadores delas válvulas si están flojos o desgastados.

1 Semana 10 Cambie las tuercas fiadoras de los pistones si están

dañadas. Las tuercas no se deben usar más de tresveces.2 Semanas 11 Quite las cubiertas, Limpie las roscas de los tornillos y

de los pernos de los anillos. Use grasa de base dePlomo.

1 Mes 12 Apriete los tornillos y los pernos que estén flojos.1 Mes 13 Quite limpie el colador de la cruz de la descarga.1 Mes 14 Enjugadores de vástagos intermedios: Cambie los

dañados.6 Meses 15 Al cambiar aceite limpie el magneto del tapón del

drenaje.

6 Meses 16 Magnetos del depósito: Limpiar a través de la tapa deInspección6 Meses 17 Limpie el sumidero durante cambios normales del

aceite.

288




12.- MESA ROTARIA


Figura.12.1.1.Bomba rotaría con toma de fuerza sin cople

La Mesa Rotatoria, conocida generalmente como Rotaria, es un mecanismo, a través

del cual se transmite un movimiento giratorio a la tubería de perforación, para que a

su vez la tubería transmita ese movimiento giratorio a la barrena que va colocada en

el extremo inferior de la tubería, que de manera similar a una broca, perfora el

subsuelo. La transmisión de ese movimiento giratorio se completa por la acción de la

flecha de perforación (Kelly) y el Buje de la flecha (Kelly Bushing).

Tiene dos funciones principales que son: Hacer girar la sarta de perforación y

soportar el peso de las tuberías de perforación o de revestimiento que se introducen

al pozo.

El movimiento de la rotaria se origina ya sea en un motor de Corriente Directa

acoplado directamente a la flecha de la mesa rotaria, o en lo motores de Corriente

Directa de los motores del Malacate Auxiliar o del Malacate Principal en cuyo caso el

movimiento se transmite a través de un embrague y una Flecha Cardan o unatransmisión de cadena.

En la mesa rotatoria mostrada anteriormente, se aprecia en la parte frontal la flecha

de acoplamiento de la misma.

289




12.2.- Diferencias entre las diversas rotarias

Existen mesas rotatorias de varias marcas modelos y capacidades, dependiendo de

la capacidad del equipo de perforación donde se va operar. Las diferencias más

importantes son: El diámetro de la abertura circular (pulgadas) que tiene en el centro.

Y la otra la capacidad de carga que puede soportar.

Modelo SR175 LR205 LR23 LR275 LR375

Capacidad de carga muerta

(toneladas métricas)

227 318 386 454 590

Carga en movimiento(en toneladas) 200 280 300 355 434

Rodamiento de sostén carga muerta(en toneladas).

162 230 314 356 425

Velocidad máxima RPM 350 350 350 350 350

Máximo diámetro de abertura 17 ½” 20 ½” 23” 27 ½” 37 ½”

Tipo y tamaño de transmisión API 13-9/16”cuadrada

13-9/16”cuadrada

13-9/16”cuadrada

13-9/16”cuadrada

13-9/16”cuadrada

Relación de engranaje 3.78:1 3.79:1 3.89:1 3.95:1 4.05:1

Peso neto incluyendo el bujemaestro (en kilos)

2700 3270 3790 4810 7540

Tabla.12.2.1.Características de rotarias marca Ideco

12.3.- Reparación y mantenimiento de barra cardan

Normalmente es el desgaste de las crucetas por la fuerte torsión al perforar y

principalmente cuando la barrena es de diámetros grandes de las primeras etapas,

principalmente la de 17-1 / 2”. El mantenimiento preventivo es el de limpieza general y

engrase periódico de los baleros de aguja de las crucetas, alineación de la barra

cardan con respecto a la rotaria, con el centro del agujero del pozo en operación, el

centro del malacate, el centro de la corona, etc.

290




Figura.12.3.1.Partes Barra Cardan

Número Descripción Código

1 Cuña 7/8” x 7/8” 734662 Cubo REF.3 Adaptador 734474 Tornillo Cap. ¾” NC 449975 Tornillo Allen 5/8” NC 463656 Cubo 734497 Unión Universal 731498 Guarda de la flecha 73450


Las fallas más comunes en la operación de la mesa rotaría en la operación de

perforación de pozos petroleros, cuando su transmisión es por medio de cadena es

la rotura de la misma ya que la torsión desarrollada es demasiada principalmente en

la perforación con barrenas de diámetros grandes. Normalmente se debe de tener en

el equipo un juego de cadenas extra, además de candados y medios pasos decadena, así como un tensor de cadena para facilitar su reposición o reparación si es

posible. En la barra cardan, las crucetas y muy de vez en cuando el yugo, se deberá

de contar con un juego de crucetas, baleros y sellos de. En la mesa rotaria el

mantenimiento general que se le proporciona al movimiento de equipo es suficiente

291




para operar normalmente durante el tiempo de operación del pozo a perforar,

únicamente con su mantenimiento preventivo correspondiente y el cuidado de

chequeo de niveles de aceite y lubricación. A continuación se enumeran las

reparaciones a fallas más comunes:

Ensamble de la mesa rotaria:

Desmonte del rodamiento principal

Para cambiar o checar este rodamiento, es necesario desmontar la mesa de la base.

1. Levante la guarda de la mesa quitando los tornillos localizados en los extremos de

la tapa.

2. Quite el anillo inferior de Iodo (4 pernos únicamente, vea el dibujo de partes).3. Quite las tuercas de tope elástico que unen el anillo de sujeción a la base. Las

tuercas están localizadas en el lado inferior de la base.

4. Separe la mesa de la base, es mejor asegurar el buje maestro en la mesa y

después colocar las dos agarraderas en el buje como medio de fijación al block y el

gancho.

5. Coloque la mesa con la parte superior hacia abajo y sobre el piso, quite los

tornillos que amarran el anillo soporte a la mesa y quite el anillo soporte. Observe laslainas.

6. Quite la pista inferior, quite las bolas inferiores y el espaciador, quite la pista

intermedia, quite las bolas superiores y el espaciador.

7.- Quite el anillo de sujeción.

8. Puede quitarse la pista superior usando 3 cuñas uniformemente distribuidas,

colocadas entre la mesa y la pista. Si es necesario caliente ligeramente la pista.

Montaje del rodamiento principal

1. Siga en forma inversa el procedimiento dado para desmontar el rodamiento,

instale la pista superior, anillo de sujeción, bolas superiores y espaciador, pista

intermedia, bolas inferiores y espaciador, pista inferior y anillo se soporte.

292




2. Coloque únicamente 4 tornillos en el anillo de soporte, el ensamble deberá tener

un juego de 0.002" a 0.006". Este se puede ajustar con lainas colocadas entre la

mesa y el anillo de soporte del rodamiento.

3. Coloque los tornillos faltantes en el anillo de soporte, excepto aquellos que

sostienen el anillo de Iodo inferior.

4. De vuelta a la mesa en la base con la parte plana del anillo de sujeción en el

engrane piñón.

Ensamble de la cápsula

Desmonte de la catarina de la rotaria

1. Quite los tornillos que fijan la Catarina a la masa.2. Ponga los pernos extractores a la masa de la Catarina.

3. Saque la masa de la flecha usando un gato de 2 toneladas.

4. Saque la cuña de la Catarina.

Cambio del sello de aceite

El sello de aceite se localiza detrás de la cubierta.

1. Saque los tornillos que amarran la cubierta a la cápsula y quite la placa.

2. Saque el sello de aceite y coloque uno nuevo golpeando ligeramente en su

periferia, tenga cuidado de no deformar el sello con golpes muy fuertes.

3. Cuando coloque de nueva cuenta la cubierta tenga cuidado para no dañar el borde

sellante.

Desmonte de la cápsulaLas mesas rotarias CM-IDECO tienen un rodamiento recto de rodillos en el apoyo del

lado de la Catarina y rodamiento cónico doble de rodillos en el apoyo del piñón.

293




Cambio del rodamiento en el apoyo del piñón

1. Quite los 6 tornillos con cabeza hexagonal que amarran la cubierta del piñón a la

cápsula.

2. Con la Catarina fuera, saque la flecha con el piñón, cubierta y rodamiento del

apoyo de la cápsula.

3. Saque el piñón y el rodamiento de la flecha usando un tubo sobre la flecha que

apoye en la pista interior del rodamiento, presione la flecha y el tubo. Se requiere una

prensa de 25 toneladas.

Montaje del rodamiento en el apoyo del piñónEn el apoyo del piñón se usa un rodamiento cónico.

1. Caliente los componentes del rodamiento a una temperatura de 120°C (250°F) en

aceite o con vapor, con el fin de ajustarlos a la flecha.

2. Empuje el rodamiento hasta el hombro de la flecha.

Cambio del rodamiento en el apoyo de la catarina

Para cambiar este rodamiento, la cápsula deberá quitarse de la base de la rotaria al

igual que la flecha del piñón de la cápsula con el procedimiento arriba descrito, la

pista interior ajustada a este rodamiento saldrá con la flecha. La pista interior puede

cortarse con soplete.

1. Quite los 6 tornillos con que se amarra la cubierta a la cápsula en el lado de la

Catarina.

2. Saque el rodamiento con su pista exterior del cuerpo de la cápsula.

Montaje del rodamiento en el apoyo de la catarina

1. Caliente la pista interior del balero de 93 °C A 120°C (200 -250° F) con vapor o en

aceite.

294




Figura.12.4.1.Ensamble de mesa rotaria

295




2. Ajuste la pista interior en la flecha del piñón.

3. La pista exterior y los rodillos del rodamiento se montan en el cuerpo de la cápsula

con golpes ligeros en el lado exterior, pero use un block de madera con un martillo,

ligero, no golpee en forma directa la pista exterior.

Ensamble de la cápsula

Después del cambio de rodamiento la flecha puede ser ensamblada.

1. Coloque la cubierta (lado piñón) contra el rodamiento del piñón.

2. Coloque la cuña e inserte el piñón tanto como sea posible, use una prensa de 25

toneladas.

3. Inserte el ensamble de la flecha en la cápsula.4. Posicione el piñón y la cubierta de tal manera que las bolsas de aceite se

encuentren horizontales y coincidan en relación con la marca "arriba" de la cápsula,

coloque los tornillos, apriételos y ponga el alambre de sello.

5. Monte la cubierta al cuerpo de la cápsula, los tornillos, apriete y ponga el alambre

de sello.

La cápsula ya está lista para ensamblarse a la base de la rotaria, observe la media

caña en el borde de la cápsula: ésta se acomoda en un hoyo en la cara de la base,de tal manera que la cápsula se localiza en su posición correcta. Después la cápsula

deberá sostenerse en su posición correcta, de tal forma que los engranes hagan

contacto en todo lo ancho de los dientes. La distancia de montaje en el piñón está

estampada en la cara del mismo.

Esta es la distancia medida del centro de la base de la rotaria a la cara del engrane

piñón.

NOTA: Las lainas colocadas entre la brida de la cápsula y la base de la rotaria hacenposible que se logre dar la distancia correcta. Esta distancia no deberá cambiarse

hasta que se coloque un nuevo juego de engrane y piñón.

296




297

Juego entre engranes

Los dientes de los engranes deberán tener un mínimo de 1/8" de juego entre la parte

alta del diente en el piñón y la raíz del diente en el engrane.

El claro entre dientes no se puede medir fácilmente, pero será automáticamente

ajustado a la distancia correcta si el juego (backlash) entre engranes se ajusta

adecuadamente.

Para asegurar una operación continua y amplios claros que permitan desgaste, es

preferible tener un juego que varíe entre .035" y .050" en todas las rotarias, poniendo

el seguro a la mesa y moviendo suavemente la Catarina hacia adelante y hacia atrás,

se determina el juego. Si el juego se mide con un micrómetro, éste deberá revelar un

juego mínimo que se muestra en la siguiente tabla.

ROTARIA DIÁMETRO DE PASO JUEGO MEDIDO A 7" DELCENTRO DEL DE LA FLECHA

17.5 10.286" .048" 20.5 11.750" .042"

23 12.766" .039"27.5 13.571" .036"37.5 15.570" .032"

Tabla.12.1.1.Juego de engranes

Si el juego es mayor que la cantidad deseada, deberá instalar lainas abajo de la pista

intermedia, esto levantará la mesa y aumentará el juego, normalmente se

Fi ura.12.4.2.A uste de balero




298

proporcionan 3 tipos de lainas (1/32, 1/16, 1/8), combinando los tres tamaños se

logra el ajuste adecuado, no trate de aumentar el juego lainando entre la base y la

brida de la cápsula.

Después de que se han hecho los ajustes adecuados, el anillo de sujeción es

apretado reemplazando y atornillando las tuercas en la parte inferior de la base.

Candados de la mesa rotaria

Candado en la parte superior

Este candado se opera por medio de una manija (2) que conecta a un pasador (1)

que entra en las muescas de la mesa. Cuando el pasador se encuentra en una

muesca, evita los accidentes que se pudieran producir al conectar o desconectar la

mesa.

Figura.12.4.4.Candado parte superior

Figura.12.4.3.Juego entre piñón y engrane




Candado lateral automático

Cuando el candado lateral se conecta en posición de cerrado en forma manual, la

mesa se asegura contra el giro en el sentido contrario a las manecillas del reloj. Esto

sostiene a la tubería de perforación cuando se afloja una unión, cuando se ha

aflojado se gira la rotaria en el sentido de las manecillas del reloj para completar la

separación de la tubería, no es necesario quitar el seguro porque cualquier giro en el

sentido de las manecillas botará el seguro, cuando la próxima conexión deba

aflojarse, el candado se conectará manualmente y regresará a su posición de fuera

cuando comiencen las operaciones de perforación.


Lubricación

Precaución: asegurese que la rotaria este lubricada antes de comenzar a

Figura.12.4.5. Candado lateral automático

operarla.

Todas las partes en movimiento de la rotaria como son engranes, rodamientos y

Chumaceras, están lubricadas en un baño de aceite. Las reservas se llenan y se

miden por el tapón en la parte superior de la mesa (vea el punto 1 de la figura).

299




Todas las partículas extrañas que entren se juntan en un colector que deberá

limpiarse periódicamente.

En una rotaria nueva o que se le haya escurrido el aceite completamente, se

desenrosca el tapón y se llena con aceite hasta la marca full (lleno) del indicador. Se

arrancará la rotaria por algunos minutos para que circule el aceite, se para la rotaria y

se toma nuevamente la medida del aceite V si es necesario agregue aceite hasta la

marca full (lleno) del indicador.

El nivel de aceite deberá ser verificado su diariamente, no es necesario agregar más

aceite mientras el indicador tenga alguna muestra.

Figura 2.5.1.Vista de planta de rotaría con seguros

Importante: cuando se mida el nivel de aceite, deje que la rotaria permanezca en

reposo por 10 minutos, esto permitirá que el aceite regrese a la zona de reserva y

que la medición del nivel sea la adecuada. Precaución: no rebase la marca de full

(lleno) en el indicador, por que existe la posibilidad de que el exceso de aceite

cause calentamiento y fugas.

El aceite de la rotaria debe cambiarse periódicamente y el aceite de repuesto deberá

ser nuevo, observe la localización de los tapones para drenado en la figura.

300




12.6.- Carta de mantenimiento a caja de transmisión

El mantenimiento preventivo y la revisión frecuente son esenciales para que la caja

de transmisión de el rendimiento máximo al mínimo de fallas y suspensión de equipo.

Aplique la carta correspondiente al modelo y marca de rotaria que tenga en su

equipo.

Inspección diaria.

• Revise el nivel de aceite en el carter. Si nota algunas trazas de impureza,

agua, etc., cambie el aceite.• Revise las conexiones eléctricas.

• Comprobar la presión de aire del sistema neumático.

• Verificar estado de nivelación.

Inspección mensual

Limpie con aire comprimido las partes expuestas al polvo.

Verificar alineamiento de coples

Verificar estado de tornillos y pernos de sujeción

Inspección de sistema de escurrimiento

Comprobar ajuste de piñón


Cambie el aceite del carter cada 500 hrs. o cada tres meses.

Verificar y comprobar el desgaste de elementos

Compruebe que no haya fugas. Corrija si se requiere.

301




13.- MALACATE PRINCIPAL

13.1.- Principales características y principios de operación

Es la unidad de potencia más importante de un equipo por lo que su selección

requiere de un análisis cuidadoso al adquirir los equipos o al utilizarlos en un

programa especifico.

Los malacates han tenido algunos cambios, pero sus funciones son las mismas. Es

parte de el sistema de izaje en el que se puede aumentar o disminuir la capacidad de

carga, a través de un cable enrollado sobre un carrete y de las líneas guarnidas en elaparejo.

Figura.13.1.1.Malacate en un equipo en operación

El malacate esta instalado en una estructura de acero rígida (patín), para que se

pueda trasportar con facilidad de una localización a otra.Considerando que todos los componentes de un equipo son adecuados, la

capacidad del equipo se limita a la carga que el malacate puede levantar y sostener

con seguridad. Con el propósito de obtener un diseño balanceado del equipo que

beneficie en un menor costo y una vida útil mayor de este, se deberá analizar con

cuidado los siguientes factores:

302




• Potencia de entrada

• Factores de diseño del cable

• Frenos de fricción del malacate (de banda o de disco)

• Dimensiones del carrete• Relación de velocidad

• Embrague de fricción

• Freno auxiliar (Electromagnético o Hidromático)

• Motores impulsores (eléctricos o de combustión interna)

CAPACIDAD DE IZAJE DE MALACATE CM-IDECO 2100 (EN TONS)EMBRAGUE TRANSMISION 8 LINEAS 10 LINEAS 12 LINEAS

BAJA BAJA 258 306 357ALTA 213 252 293

ALTA BAJA 117 139 162ALTA 84 99 115

Su ranurado Lebus es para cable de 1-3/8”∅ El carrete principal tiene 31”∅ por 57-1/2” anchoTabla. 13.1.1.Capacidad de izaje malacate Ideco 2100

CAPACIDAD DE IZAJE DE MALACATE NATIONAL 1625-DE

EMBRAGUE TRANSMISION 8 LINEAS 10 LINEAS 12 LINEASBAJA BAJA 400 488 587

ALTA 249 304 538ALTA BAJA 159 193 227

ALTA 98 120 141El carrete del Malacate de 3000 HP usa Cable de 1-1/2” ∅ y mide

36” φ por 61-1/4” de ancho (EQ-2005)Tabla. 13.1.2. Capacidad de izaje malacate Nacional 1625-DE

303




CAPACIDAD DEL MALACATE IRI 1500

EMBRAGUE BAJA BAJA ALTA ALTATRANSMISIÓN BAJA ALTA BAJA ALTA

10 LINEAS 275 177 98 64

12 LINEAS 322 207 113 73Tabla. 13.1.3. Capacidad de izaje malacate IRI 1500

CAPACIDAD EN MILES DE LIBRAS Y (TONELADAS)Su ranurado Lebus es para cable de 1-1/4”"∅ El carrete principal tiene 25"∅ por 50" ancho

El malacate es un conjunto componentes de propulsión mecánica que desarrolla las

siguientes funciones:

1.- Proporciona fuerza de transmisión de características apropiadas para permitir que

se levanten sartas de tubería de perforación y de revestimiento con las unidades

motrices del equipo.

2.- Transmite movimiento a la mesa rotaria en los equipos diesel mecánicos. En la

mayoría de los equipos Tienen rotarias con fuentes de fuerza independiente (con

motores eléctricos y transmisiones, principalmente en la perforación marina).

3.- Transmite fuerza a los cabrestantes para las maniobras de armar y desarmar la

tubería de perforación.

Hay dos métodos comunes para describir los malacates. Uno es mencionando el

“caballaje de entrada", y el otro es dar la profundidad aproximada a la que puede

perforar el equipo con tubería de perforación de un diámetro y un peso por pie o por

metro determinados.

13.2.- Tipos de malacate (frenos de disco y de banda)

En un equipo de perforación una de las capacidades más importantes es la del

malacate ya que determina la diferencia de acuerdo al diseño del pozo, si es posible

efectuar su perforación. Los malacates de acuerdo a su modelo y tipo determinan la

304




capacidad son los siguientes: Continental Emsco, modelos: C-3000, C2 Tipo II,

Electro Hoist II; Ideco, modelos: Súper 7-11, 2100-ES, H-1200; nacional, modelos:

T45, 80B, 110-UE, 1320, DE y 1625-DE, de acuerdo al tiempo de adquisición de los

equipos que operan en la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos, fueron

fabricados con frenos de bandas y solo los últimos adquiridos, marca IRI modelos

1500 E, y algunos otros están equipados con sistema de frenos a base de discos.

Paro los mantenimientos generales a equipos se ha establecido cambiar el sistema

de frenos en el futuro ya que son de patencia de frenado y eficiencia

significativamente mayores y este servicio se puede solicitar a los especialistas en la

materia, actualmente al equipo PM-2005 se le ha cambiado su sistema de frenos de

bandas a discos y la Región Marina está adquiriendo malacates con frenos de

discos.

Figura.13.2.1. Sistema de freno de corona en equipos con freno de discos

N.O.

N.O.

N.O.

N.C.EMBRAGUE DE ALTA

EMBRAGUE DE BAJA

N.O N.C

AL EMBRAGUE DE BAJA

AL EMBRAGUE DE ALTA

VALVULA DEEMBRAGUEALTA / BAJA

AIRE DELEQUIPO 125 PSI

VALVULA DE VOLQUETE

VALVULA DESACTIVADORADE FRENO DE CORONA

AL OPRIMIRLA CIERRAEL PASO DE AIRE

BLOQUE DE VALVULASDEL FRENO DE EMERGENCIA

VALVULA DEL FRENO DE

EMERGENCIA/ESTACIONAMIENTOAL OPRIMIR CIERRA ELPASO DEL AIRE

N.O. NORMALMENTE ABIERTAN.C. NORMALMENTE CERRADA

N.O.

N.C.

VALV. SOLENOIDEELECTRICA

OPERACIÓNMANUAL

305




13.3.-Sistemas de operación

Con el uso de motores eléctricos se hizo posible simplificar la sección de transmisióny eliminar numerosos embragues y flechas.

Todos los malacates empleados en perforación de pozos petroleros, cuentan con

una transmisión donde se efectúan los cambios para cubrir los diferentes

requerimientos de velocidad, así como también el cambio de rotación.

Para ello cuenta con dos flechas paralelas, una de entrada (input shaft) y la otra de

salida (output shaft). La primera recibe la potencia directamente de los motores a

través de catarinas y cadenas y la transmite a la segunda para que a su vez tambiénpor medio de catarinas y cadenas le transmita el movimiento por medio de

embragues a la flecha del carrete principal, carrete de sondeo, cabrestantes. etc.

Éstas catarinas y cadenas van lubricadas por aceite a presión, proveniente de una

bomba de engranes movida por cadena desde la flecha de entrada que toma el

aceite del fondo del cárter del malacate a través de un filtro y lo envía por tubería, y

por medio de toberas llega con suficiente presión a cadenas catarinas y rodamientos.

Los embragues de fricción que se usan en los malacates en su gran mayoría son

neumáticos tipo "CB" o "VC" y en algunas ocasiones "FD". Pero no son

intercambiables un tipo con otro.

Estos embragues son controlados por el perforador desde su propia consola de

operación por medio de válvulas neumáticas ajustables" es decir que pueden variar

la presión según las necesidades.

Los embragues "VC" en su entrada llevan intercalada una válvula de "paso rápido"

siempre que sean de 36" de diámetro o más, el tipo "CB" y "FD" no la necesitan en

ningún tamaño.

306




Convertidores de torsión.

Figura.13.3.1. Convertidor de torsión

Los Convertidores de torsión se utilizan en los equipos de perforación y

mantenimiento en los motores de combustión interna que se acoplan directamente a

bombas para lodo o malacates para amortiguar el impacto mecánico entre el motor y

la trasmisión a la que se acople.En un vehículo con trasmisión estándar, al arrancar en primera, si el chofer saca

bruscamente el embrague, el vehículo, brinca súbitamente y el motor se puede parar,

para evitar esto lo deberá sacar suavemente. Esto no es posible hacerlo en motores

de gran potencia, para este propósito se utilizan los convertidores de torsión que son

básicamente un acoplamiento hidráulico, esto significa que requieren de un líquido

que al moverse entre las turbinas del mismo, trasmite el movimiento en forma suave

al inicio de la operación. Se fabrican en diferentes rangos de potencia y su selección

dependerá del tamaño del motor. Requieren de un sistema de enfriamiento del aceite

con que trabajan ya que a la fricción a que son sometidos, generan calor que es

necesario disipar mediante un intercambiador de calor.

307




308

Relación de convertidores entre velocidad y torsión:

13.4.- Cambio de balatas de freno principal y embragues

Cada fabricante tiene su propio sistema, diferente en detalles; pero todos los equipos

modernos utilizan el mismo principio del freno “autoenergizado”. Éste tipo de freno es

llamado autoenergizado, debido a que a una pequeña cantidad de fuerza aplicada

sobre la palanca produce una presión de las balatas sobre el tambor varias veces

mayor. Por ésta razón un perforador que pese de 65 a 70 Kg. Es capaz de detener

una polea viajera cargada con cientos de toneladas. Las bandas (cinchos) con

balatas están conectadas por medio del balancín igualador de la fuerza aplicada

entre las dos bandas. Éste tipo de freno opera eficientemente solo en una dirección,

o sea cuando la polea viajera va hacia abajo. Cuando la polea viajera va hacia arribaes más difícil detenerla.

Comparando la capacidad o habilidad para sostener una carga, de los diferentes

sistemas de frenos, debe tenerse en consideración:

1.- Relación de diámetros entre el carrete del cable y los tambores de los frenos.

2.- Angulo de amarre o contacto de las bandas con las balatas en la cara de fricción

del tambor.

3.- Ventaja mecánica del sistema articulado a la palanca.

4.- El coeficiente de fricción de las balatas.

La mayoría de los malacates tiene una relación de 2:1 entre diámetro de tambores.

Las bandas de frenos hacen contacto generalmente con mas de ¾ de la

circunferencia y es una regla el tratar de obtener el mayor ángulo de contacto posible

Velocidad de entrada Torsión de salidaVelocidad de salida = Torsión de entrada




entre el tambor y las balatas; mientras mayor es el ángulo de agarre de los frenos,

mayor es su capacidad de frenado, por ejemplo: un freno que tenga 330° de

contacto, tendrá cerca del 50 % más de capacidad que uno que tenga 270° de

contacto si todas las demás partes son iguales.

Se puede tener una gran ventaja mecánica en la palanca y sus articulaciones por

medio de una combinación de distancias entre centros, haciendo posible que 5 Kgs,

puedan sostener 50 Kg., el problema estriba en que cada ganancia o ventaja

mecánica, se tiene que ceder en tolerancia o juego entre balatas y tambor, al recortar

el recorrido de las bandas, se reduce el juego de las balatas y un pequeño claro

entre el tambor y las balatas es la causa o una de las causas de que se arrastren

sobre el tambor rayándolo y dificultando el ajuste de los frenos, ocasiona el desgaste

prematuro de balatas, en la mayoría de los equipos, la principal causa de desgasteexcesivo de tambores y balatas se debe a que las bandas están fuera de circulo o

torcidas, además de causar desgaste, la deformación de las bandas hacen que éstas

estén sujetas a fallar por fatiga y causan que la palanca de freno "patee".

La causa principal de que las bandas de los frenos pierdan la forma circular y

presenten torceduras se debe a que, cuando se sacan del malacate se hace con el

cable de maniobras. Esto debe evitarse, cuando se van a sacar las bandas se deben

seguir las instrucciones de los fabricantes. Después de sacar las bandas compruebesu redondez, dibujando un circulo del diámetro del tambor en el piso, y poniendo

alrededor de éste la banda, si no coincide con el círculo dibujado, la banda se debe

rolar o cambiar por otra.

En algunos casos las balatas se sueltan o aflojan, al abocardarse los orificios de los

tornillos que las sujetan, esto puede ser causado por:

1. Balatas defectuosas.

2. Excesivo apriete al montarlas.3. Falta de apriete al montarlas.

4. Sobrecargas en el equipo.

5. Número insuficiente de tornillos que sujetan a las balatas.

6. Interior de la banda sucio.

309




Los tres últimos factores son la causa de que los tornillos de latón se rompan.

Cuando el interior de la banda se encuentra sucio, disminuye la fricción y la carga es

desplazada a los tornillos y sus agujeros, ocasionando mayor fatiga a dichos

elementos; por esta razón. Nunca se debe pintar el interior de las bandas, ya que la

pintura tiene un bajo coeficiente de fricción, y evitar grasas, aceites o cualquier

cuerpo extraño; por lo que se deben limpiar perfectamente las bandas en su interior

antes de instalarles las balatas.

Todo el mecanismo de las articulaciones de los frenos debe revisarse

periódicamente, debe verse si no se han aflojado los tornillos, perdido chavetas, o

cualquier situación anormal, además de lubricarse con regularidad.

Cuando un freno está bien ajustado, al levantar la palanca, las balatas deben

despegarse completamente al derredor de la circunferencia, con lo que se evita el

calentamiento y el desgaste prematuro.

Si a no se revisan, mantienen y ajustan adecuadamente los rodillos y resortes, el

extremo fijo de la banda puede caer y hacer que las balatas se arrastren sobre el

tambor en ese punto, ocasionando desgaste prematuro y calentamiento. En cualquier

freno autoenergizado, el extremo fijo es el primero en entrar en contacto con el

tambor, antes que el resto de las balatas, siendo la causa por la que las balatas de

este extremo se gasten mas.

El calor generado en los frenos deberá disiparse rápidamente o éste ocasionará poca

capacidad de frenado, y acortará la vida de las balatas y los tambores. Para esto se

utiliza un sistema de enfriamiento para circular agua a través de los tambores. Si el

agua no está acondicionada debidamente en algunas áreas el forma incrustaciones

de óxido o sales dentro del tambor, que actúan como un aislante térmico, el agua, al

pasar por las partes que están generando calor, no lo disipa rápidamenteocasionando calentamiento. Además, las incrustaciones pueden causar canalización

a través de la chaqueta, dando como resultado un desgaste rápido y desigual. Si se

han estado usando aguas duras, revise las chaquetas con regularidad y elimine las

incrustaciones con un desincrustante adecuado.

310




El freno mecánico de un malacate no tiene la suficiente capacidad para soportar

todas las cargas que hay que manejar en la perforación de un pozo y no se debe

intentar que lo haga; para eso se usa el freno auxiliar, en la actualidad el mas

utilizado es el freno electromagnético.

Los frenos mecánicos son una parte integral del malacate y constituyen el sistema

principal del freno. Las bandas rodean las bridas del tambor y cubren

aproximadamente las ¾ partes de la circunferencia del tambor (270°). Las balatas

son bloques compuestos, de asbesto combinado con un agente adhesivo entretejido

con alambre de latón o cobre.

Las balatas van atornilladas a la banda con tornillos de latón avellanados, de manera

que no estén en contacto con la superficie de fricción del tambor.

En el frente del malacate las bandas están sujetas con pernos o pasadores, a un

balancín o barra igualadora, conectando cada banda en ambos extremos, anclada al

bastidor del malacate mediante un perno central. Éste igualador funciona para

asegurar que, cuando se aplica la palanca de freno, las dos bandas reciban la misma

tensión durante el frenado. También se tiene un dispositivo para ajustar y calibrar los

frenos. La parte posterior de las bandas están fijadas a la palanca del freno con la

flecha de tipo de leva a la otra banda del lado de afuera, está cerca de la base y

diseñada de manera que cuando la palanca del freno que tiene una longitudaproximada de 51" (1.30 m.) se oprime con una presión de 61 Kgs. Transmite una

tensión a las bandas de más o menos 1000 Kgs. Aplicadas en ambas bandas.

Provocando un apriete de las balatas contra las bridas del tambor en grado

progresivo al derredor de los 270°, que tiene un efecto de frenado en la rotación del

tambor.

Hay varias clases y tipos de revestimiento de los tambores en la superficie de

fricción, el tipo de revestimiento mas duro, dura más; pero tiene una acción defrenado escasa y un desgaste más rápido de las balatas. También en la construcción

de las balatas hay varios tipos, los de tramado suave operan con mejor acción de

frenado, pero se gastan mas rápido. Por estas razones los fabricantes han

desarrollado un revestimiento intermedio para servicio de trabajo pesado, y un tejido

de las balatas comprimido razonablemente duro.

311




El ancho de la banda de freno, la longitud, el tipo de la balata, revestimiento, y todos

los demás componentes, varían ampliamente en tamaño, tipo de trabajo y

especificaciones en general del malacate que se trate.

Mantenimiento

Los frenos mecánicos requieren revisiones periódicas para verificar el desgaste tanto

en las balatas como en las bridas del tambor. La inspección visual se hace muy

fácilmente, se puede hacer la inspección y hacer así una estimación bastante

aproximada del desgaste sufrido.Bajo condiciones normales de trabajo, un conjunto de balatas de freno, de buena

clase y correctamente instalada, con ayuda adecuada del freno electromagnético

correspondiente y las bridas del tambor correctamente mantenidas, deberán durar

aproximadamente un año o más de servicio activo.

A medida que se gasta un tambor de freno, el desgaste aumentará debido:

1.- A que el revestimiento endurecido se va acabando.

2.- A que entre mas delgado sea el tambor, será menos la habilidad del material paraabsorber calor.

La vida del tambor puede mejorarse con el mantenimiento adecuado y la correcta

lubricación de las articulaciones, pasadores partes del balancín, mecanismos del

paro de emergencia, rodillos y resortes de las bandas; pues una banda de freno bien

ajustada mantendrá las balatas separadas del tambor cuando la palanca del freno

esté libre.

Sistema de frenos: Malacates National (todos los modelos)Procedimiento para ajustar frenos

Antes de iniciar el ajuste baje la polea viajera al piso

1.- Desmonte la llave para usarse en el ajuste de los frenos (E)

2.- Afloje las contratuercas de los tornillos de ajuste (C y D)

312




3.- Gire las tuercas de ajuste en la dirección opuesta a las manecillas del reloj

aproximadamente una vuelta y compruebe las alturas de los puntos marcados como

(A y B), debiendo estar a la misma altura.

4.- Compruebe el ajuste subiendo y bajando el block y observe que la palanca que

opera los frenos esta a la altura correcta.

5.- Si después de haber efectuado la operación en el punto 3 no obtiene el ajuste

correcto, repítalo nuevamente, hasta tener el ajuste deseado.

6.- Una vez efectuado el ajuste correcto, apriete las contratuercas (C y D) y coloque

la llave (E) en su lugar.

7.- Ajuste las carretillas y resortes de sostén de los cinchos.

Figura.13.4.1.Ajuste de sistema de frenos de balatas

Sistema de frenos: Malacates Ideco (todos los modelos)

Procedimiento para ajustar frenos

1.- Antes de iniciar el ajuste baje la polea viajera al piso y tome la llave, como se

ilustra con la letra C.

2.- Afloje las contratuercas como se indica con la letra A, aproximadamente de dos a

tres vueltas.3.-Con la misma llave que se indica en el número 1.- gire las tuercas marcadas con

la letra B en sentido opuesto a las manecillas del reloj, aproximadamente una vuelta.

4.-Tome la palanca del freno, suba y baje el block hasta observar que la altura de la

palanca sea la adecuada.

313




5.- Si al efectuar el primer ajuste no se obtiene el ajuste deseado del freno, repita la

operación como se indica en los puntos 3 y 4.

6.- Una vez calibrados los frenos apriete las contratuercas marcadas con la letra A y

verifique las distancias que se ilustran con la letra E deberá ser las misma de un

tornillo a otro.

7.- Para terminar el ajuste, proceda a girar los tornillos de las bandas (cinchos)

marcados con la letra D y calibre las balatas al tambor con una luz de 1/16” a 1/8”.

8.-Ajuste las carretillas y resortes de sostén de los cinchos.

13.5.- Ajuste del freno de la corona

El freno de protección de la corona es un dispositivo que tienen los malacates de los

equipos de perforación y mantenimiento de pozos, y tiene por objeto:

a).- Frenar el malacate en forma automática al llegar la polea viajera a la altura

previamente ajustada por el “Perforador” o “Encargado de Operación de Equipo”,

protegiendo de esta manera, que la corona sea impactado o golpeada por la polea

viajera (block).

b).- Cortar el aire aplicado al embrague que se este utilizando en ese momento. El Perforador deberá ajustar la altura lo más abajo posible, de esta manera

tendrá la mayor distancia hacia la corona que permita la operación efectiva del freno.

NOTA: Recuerde que el freno de corona del malacate no es de acción instantánea y

requiere de un tiempo de 3 a 5 segundos para su operación.

Cuando por necesidad quite la extensión de la válvula de volquete, Recuerde que

está cancelando la protección. Instálela nuevamente de inmediato.

Instalación

1. El encargado de mantenimiento mecánico instala el circuito neumático y laválvula de volquete (toggle) del freno de corona y prueba su funcionamiento.

314




2. El Supervisor mecánico verifica la anterior y lo comunica al ITP y/o perforadorquien (es) comprueba (n) su funcionamiento y confiabilidad.Ajuste y prueba

1. El perforador coloca la polea viajera a la altura a la que decide que debeactuar el freno.

2. El ayudante de perforador ajusta la posición de la válvula de volquete (toggle)deslizando la misma sobre su riel hacia la izquierda o derecha según serequiera para que el vástago de la válvula coincida con la ultima vuelta delcable en el tambor del malacate, y la fija apretando sus tornillos.

3. Una vez que se ajusta la posición de la válvula de volquete (toggle) seprocede a ajustar la extensión del vástago de la misma, debiendo quedar suextremo inferior de 1cm a 2 cms. debajo de la parte superior del cable, de laultima vuelta y aprieta la contratuerca para evitar que la vibración la desajuste.

4. El perforador, con el embrague de baja, levanta la polea viajera lentamente ycomprueba la operación del freno de corona, y sin soltar la palanca del

embrague aplicado verifica en el manómetro de su consola que el aire delembrague de baja se haya cortado.5. El perforador repite el paso 4 pero ahora con el embrague de alta

comprobando de nuevo la operación del freno, y el corte de aire al embraguede alta.

6. Si el ajuste es satisfactorio, continua con la operación del equipo, si no repetirlos pasos 2 al 5.

7. Los pasos 1 al 6 deberán repetirse cada que se deslice y/o se deslice y cortecable

8. Cuando se manejen paradas de tubería y/o herramienta que excedan la altura

ajustada del freno de corona, y el “segundo” retire la extensión del vástago, alreinstalarla, deberán repetirse los pasos 3 al 6.

13.6.- Verificación y ajuste del sistema de frenos de disco

l Sistema Universal National-Oilwell de Freno de Discos es un freno hidráulico que

se instala en el tambor (carrete) de malacates de equipos de perforación. Consta de

un par de discos enfriados por agua que reemplazan los tambores del freno corriente

de bandas, de una serie de cabezales (calipers) principales montados en brazos de

apoyo;,de una consola de control que contiene la palanca del freno; y una unidad de

potencia hidráulica del fluidote operación.

Cada caliper aplica la fuerza provista por un cilindro hidráulico a través de los brazos

de la palanca y contra las balatas de fricción situadas a lado y lado de cada disco.

E

315




Los calipers principales usan presión hidráulica para aplicar la fuerza de frenado. Los

de emergencia usan resortes para aplicar la fuerza y requieren presión hidráulica

para abrir y liberar las balatas.

Las presiones hidráulicas necesarias para accionar el freno de discos proceden de la

unidad de potencia hidráulica, la cual tiene dos bombas: una principal, accionada por

motor eléctrico, y una secundaria de accionamiento neumático.

Durante las operaciones normales, la bomba principal suministra toda la fuerza que

requiere el sistema. Si su presión de descarga baja de un valor predeterminado, la

bomba secundaria entra en acción automáticamente. El sistema cuenta con

acumuladores hidráulicos que suministran a las bombas presión de relevo por corto

tiempo. La unidad de fuerza tiene también un depósito de fluido motriz y las válvulas

que se usan para graduar las presiones del sistema.

La palanca del freno principal, situada en la consola de control, proporciona un

control variable del frenado durante las operaciones normales del malacate. Para

accionar los sistemas del freno de estacionamiento y del freno de emergencia se

usan otras válvulas de control.

Como parte del sistema de seguridad, tiene separados los circuitos hidráulicos del

lado del perforador y del lado del freno auxiliar.

316




Figura.13.6.1. Verificación y ajuste sistema de frenos de disco

Requisitos generales de mantenimiento:

El freno principal requiere adecuado mantenimiento y graduación apropiada, ya sea

que el sistema sea mecánico de bandas o hidráulico de discos. Cuando se

mantienen en buen estado, los frenos hidráulicos de discos rinden más capacidad de

frenaje que los frenos de bandas.

En general, los frenos de discos de uso en malacates son de alto rendimiento, logro

que se alcanza a costa de más mantenimiento. Para mantener el freno de discos en

óptimo estado se requiere un esfuerzo organizado y concentrado por parte de los

perforadores, los mecánicos y el resto del personal del equipo de perforación. Para

que los frenos de discos funcionen satisfactoriamente es imperativo que el personal

de mantenimiento se adiestre debidamente en los procedimientos.

317




Operación

El Sistema de Freno de Discos se maneja fácilmente, ventaja que reduce la fatiga del

operario. Los sistemas de frenos de bandas requieren demasiado esfuerzo físico en

la palanca de frenaje y pueden adolecer de otros problemas, tales como los de

"pateo" y esponjamiento. El freno de discos elimina esos problemas. Tiene la ventaja

de que requiere aplicar muy poca fuerza en la palanca para obtener la máxima fuerza

de frenado del malacate. De ahí que los perforadores que están acostumbrados a

usar frenos de bandas necesiten un período de tiempo razonable para

acostumbrarse a los de discos.

Por ejemplo: cuando se sube sin carga la polea viajera, se corre el riesgo de que se

enrede el cable en el tambor si la palanca del freno de acciona. Durante la

perforación propiamente dicha, el perforador no oye el molesto chirrido que es

característico de los frenos de bandas.

El requisito primordial para los perforador es que no han usado el sistema universal

de Freno de Discos es el entrenamiento adecuado para aprender a operarlo

correctamente.

Usualmente, el perforador puede reconocer al tacto, en la palanca, si un freno de

bandas requiere ajuste. Tal cosa no es posible con el freno de discos.

El perforador debe aprender a reconocer cuándo se requieren reparaciones o

mantenimiento, observando los indicadores de la consola, los manómetros de la

unidad de potencia y el sistema completo, conforme lo indica el programa de

mantenimiento que contiene este manual. En pocas palabras, el perforador debe

recibir entrenamiento para que comprenda bien la importancia que tienen las

inspecciones de mantenimiento, ya que no le es posible determinar "al tacto" los

problemas existentes o potenciales.

La alta capacidad de frenaje de los sistemas de frenos de discos puede conducir a

problemas si los perforadores no están bien entrenados. La capacidad de frenaje

más alta (comparada con la de los frenos de bandas) puede llevar al uso desmedido

318




del freno principal para detener cargas dinámicas (en movimiento) en vez de usar,

como debe hacerse, el freno auxiliarpara controlarlas.

Ya sea que el malacate tenga freno de bandas o de discos, es muy importante usar

cabalmente el freno auxiliar para controlar las cargas en movimiento. Los frenos de

fricción, de bandas o de discos, son para detener completamente las cargas que

suben o bajan lentamente. El debido uso del freno auxiliar es importante por razones

de seguridad personal y porque ayuda a minimizar el desgaste de los componentes

del freno principal.

Indicaciones para lograr operaciones seguras:

1. Enterese del peso de la carga que este manejando. (Examine periódicamente

el indicador de peso para cerciorarse de que esté debidamente calibrado).

2. No exceda la capacidad de carga del malacate. (Este dato debe estar a la mano

en la consola de perforación, en la placa de identificación o en el manual del

malacate.

3. Verifique que la polea de izaje del malacate contenga el número indicado de líneas

para sostener la carga que ha de manejar.

4. Asegurese de que, para manejar la carga, se estén usando la relación de

transmisión adecuada del malacate y el embrague apropiado para la maniobra.

5. antes de empezar a introducir o sacar la sarta, o de cualquiera otra maniobra de

manejo de carga, examine el cable para ver si esta desgastado o mal enrollado.

6. Mueva las cargas uniformemente, sin acelerar o frenar repentinamente.

7. Al mover las cargas no pierda de vista la posición del conjunto de bloque (polea

viajera) y gancho en su recorrido. Cerciórese de tener suficiente tiempo y distancia

para desacelerar suavemente la carga, a fin de que el conjunto no se estrelle contra

la corona de la torre ni contra el piso de perforación. Nunca jamás se atenga a los

sistemas de seguridad, tales como el protector de la polea de corona, ni el limitador

de altura del gancho para detener la carga.

8. Tenga cuidado al frenar después de izar. Si al tambor que se mueve rápidamente

se le aplica plena fuerza de frenaje, el tambor se detiene súbitamente y el cable

enrollado en el tambor tiende a seguir desenrollándose. A continuación, el cable

319




resbala en el tambor y hace que las vueltas y capas restantes se enreden y

posiblemente se dañen.

9. Use siempre el freno auxiliar para controlar las cargas en movimiento y

desacelerarlas tanto como sea posible. Seguidamente use el freno de fricción (de

bandas o discos) para detener completamente la carga.

10. No deje que el personal se suba en la carga ni en el conjunto de la polea viajera y

gancho.

11. Inspeccione y pruebe los frenos cada vez que maniobre una carga cuyo peso se

aproxime al máximo de clasificación.

12. No se aleje de los controles del malacate mientras la carga este colgando.

13. Haga una inspección general del sistema de los frenos al comenzar cada turnode trabajo.

14. El malacate debe tener un sistema protector de la polea de corona que funcione

debidamente y que se gradué de modo tal que se entre en acción a distancia

prudente de la corona. Asegurese de que el sistema se active y pare la polea viajera

para evitar que choque con la corona, teniendo en cuenta que la carga puede estar

moviéndose rápidamente al aproximarse a la corona.

Puesta en marcha del sistema

El Sistema Universal de Freno de Discos depende de la unidad de potencia

hidráulica para obtener las presiones requeridas a fin de aplicar y soltar los frenos. El

primer paso para accionar los frenos de disco, por consiguiente, es poner en marcha

la unidad de fuerza prendiendo el motor eléctrico que acciona la bomba principal y

abriendo el suministro de aire para la bomba neumática secundaria.

Observe los manómetros que indican la presión de suministro, en la unidad de fuerzay en la consola de control. Observe también en dicha consola los demás indicadores

de presión del sistema. Cerciórese de que todas las presiones de operación estén

debidamente graduadas, según se indica en la sección de mantenimiento.

320




Freno principal.

La consola contiene todos los controles necesarios para manejar el freno de discos.

La palanca del freno está conectada con dos válvulas proporcionadoras, las cuales

regulan la presión hidráulica que se aplica a los dos circuitos principales del freno. La

palanca del freno principal va conectada con una sola leva, la cual acciona dos

válvulas proporcionadoras; mediante un mecanismo de rodillos. Este se usa para

lograr el preciso control de la presión en la escala de valores críticos.

La presión que se aplica a los cilindros aumenta a medida que la palanca se empuja

hacia abajo. Cuando llega más o menos a 48-55 bars (dinas/cm2), o sean 700 a 800

Ibs/pg2, la presión salta automáticamente a la máxima de la línea, la cual es

normalmente de 83 bars (1.200 Ibs/pg2). Cuando la palanca se suelta, vuelve a la

posición neutral (no pasa presión a los calipers) mediante un mecanismo de retorno

por resorte.

Los manómetros situados en la consola de control indican directamente las presiones

que se están aplicando a los calibradores de servicio del freno principal. Dicha

presión fluctúa de 0 a la máxima del sistema, la cual es normalmente de 83 bars

(1.200 Ibs/pg2.), según sea la posición en que esté la palanca del freno.

321




Retorno

Bloque de válvulas

Normalmenteabiertas

Normalmentecerradas

Amortiguadorde pulsaciones

RetornoVálvula proporcionaly válvula relevadoradoble (A)

Filtro de retorno

Depósito deaceite MH 200

Filtro de presión

Bomba ajustar@2350-2500 psi(14 a 18 amp)

Válvula de carga del acumulador

Retorno

Cilindro de emergenciay/o estacionamiento

Cilindro de trabajoPalanca de frenoválvula de control

N2

Figura.13.6.2.Sistema hidráulico básico del freno de discos

13.7.- Verificación del desgaste de tambores

Dos métodos prácticos para determinar el desgaste de los tambores de frenos son:

1.- Usando una cinta métrica, al usar este método, se debe tener especial cuidado en

que la cinta rodee al tambor en el punto de desgaste máximo

2.- usando un calibrador metálico o de madera que se apoye entre las bridas del

tambor y medir el desgaste. Cada fabricante de malacate tiene sus desgastes

máximos permitidos dependiendo de los diámetros correspondientes.

1.- Se toma la lectura de desgaste en tambores de acuerdo al procedimiento.

2.- La lectura obtenida, se multiplica se multiplica por 2 y esta se resta al diámetro

original, obteniéndose así el diámetro desgastado.

322




323

3.- Una vez obtenido el diámetro desgastado de los tambores se registran en la

gráfica de control de la siguiente manera:

a).- Se localizan las medidas correspondientes en el eje Y.

b).- Se localiza el mes a que correspondan las medidas tomadas en el eje X.

Una vez localizada medida correspondiente al mes se traza una línea o ilumina la

fracción de barra superior, es decir denotando con esto el desgaste actual del

tambor(al lado de alta o baja.).

4.- Las medidas subsecuentes que se vayan tomando se irán registrando de la

misma manera notándose que la tendencia será siempre hacia abajo, acercándose

primero a la zona de alerta, posteriormente a la zona critica y por ultimo al desgaste

máximo permisible.

5.- Esta tendencia hacia abajo nos servirá para determinar las condiciones de los

tambores, evitando con este control, que le desgaste de los tambores lleguen o

rebasen el límite de desgaste máximo permisible, pudiendo ocasionar serios

problemas en los tambores.

A continuación se observa los desgastes máximos permitidos de acuerdo a la marca

y modelo de malacate:

Figura.13.7.1.Corte de tambor de freno para verificar desgaste

D E

B

C A




Marca Modelo A B C D EContinental C-3000 64” 1”

C 2 T II 54” 11 / 16”Emsco E. Hoist II 54” 11 / 16”

Super 7-11 52”7

/ 8” 50-1

/ 4” 1-5

/ 8” ¾”Ideco 2100- ES 58” 7 / 8”

56-1 / 4” 1-5 / 8” ¾”H1200 46” 7 / 8” 44-1 / 4” 1-5 / 8” ¾”110-UE 50” ½” 49”

Nacional 1320 54” ½” 53”1625 UE 62” 7/8” 60-1 / 4”

Tabla.13.7.1.Desgaste máximo en tambores de malacates

13.8.- Sistema de transmisión

A cada equipo de perforación le corresponde un malacate, marca, modelo y número

de serie, que trae una transmisión correspondiente. En equipos Diesel Eléctricos la

transmisión es solo las catarinas que van acopladas a los motores eléctricos de C.D.,

por medio de cadenas. Los equipos convencionales traen una transmisión

compuesta mecánica, acopladas a los motores por medio de cadenas. La selección y

uso de cada una de estas unidades se hace por medio de un sistema neumático.

Esta transmisión es de la misma marca y modelo del malacate principal. En unos

equipos de perforación y cuenta con un sistema hidráulico, en vez de neumático

como el mencionado anteriormente.

13.9.- Tipos de válvulas

Así como los circuitos eléctricos se controlan por medio de interruptores, pulsadores,los circuitos neumáticos se controlan por medio de válvulas . Las válvulas abren o

cierran el paso del aire. En la figura 19 puede verse una válvula de 3 salidas y 2

posiciones.

324




325

Figura.13.9.1.Válvula de 3 salidas y 2 posiciones

Veremos a continuación otros ejemplos de válvulas neumáticas de 3 vías y 2

posiciones, 5 vías 2 y 3 posiciones, como se muestran en las siguientes figuras:

Figura.13.9.2.Válvulas neumáticas 3/2

Figura.13.9.3.Válvulas neumáticas 5/2 y 5/3

El funcionamiento de un circuito neumático con una válvula de tres orificios (Vías), y

un cilindro de desplazamiento positivo. Una válvula de tres orificios es un interruptor

empleado para controlar el flujo de aire. El tipo que se ve en la figura tiene el

componente denominado conjunto rotor , que se mueve dentro de la válvula cuando




se pulsa o se suelta el botón. Su función es dirigir el flujo de aire por la válvula.

Cuando se pulsa el botón, se deja pasar el aire comprimido del suministro de la

tubería 1 a la tubería 2 (que está conectada al cilindro).

Figura.13.9.4.Funcionamiento de un circuito válvula - cilindro

13.10.- Sistema neumático

Los malacates principales tienen su control de uso de partes componentes por medio

de un sistema neumático que hace que operen cuando sea requerido o desactivarlo

cuando se deje de usar. Estos componentes son operar los embragues de alta y

baja, los cabrestantes, la rotaria, etc. A continuación se muestra un diagrama del

sistema neumático general de un malacate marca Ideco, modelo 2100-E:

326




Figura.13.10.1.Diagrama neumático del malacate:

1. Válvulas para operar embragues 9. Filtro de aire

2. Consola de control 10. Grifo para purga del aire

4. Manómetro 11 Cilindro cambio transmisión alta abaja

5. Grifo para purga del aire 13, 14, 15,16. Conexiones de placa amanguera

6. Soporte de válvula de relevo 19. cilindro operar freno corona7. Rotosellos 20. valvula toggle opera freno corona8. Válvulas de relevo

Tabla.13.10.1.Listado neumático del malacate:


Normalmente al inicio de la perforación de un pozo petrolero el malacate principal ya

se le efectúo un diagnóstico general de todas sus partes componentes y

posteriormente su mantenimiento correspondiente para que en un desgaste normal

no se tenga la necesidad de hacerle una reparación que requiera la suspensión de

327




operaciones de la perforación, pero por cualquier falla por desgaste prematuro de

sus partes, se observa que los tambores de frenos principales cuando son por

bandas, se tiene que rectificar y cambiar balatas, así como cambio de componentes

de desgaste, como baleros, sellos, rotorseal, coples, partes de embragues, etc; su

corrección es el cambio de partes dañadas.

Cuando las operaciones de la perforación se complican, ya sea con pescado o

descontrol de pozos, el malacate es operado a excesivas cargas y en el caso de una

pegadura de tubería a veces es necesario operar herramientas de pesca, como

martillos, hace que el malacate sufra desgaste de las partes como frenos o

embragues que es necesario su reemplazo.


Debido a que en la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos se ha tenido la

adquisición de malacates reconocidos por su marca y modelo, se le ha suministrado

los manuales de Mantenimiento, así como el de partes por parte del distribuidor que

hace que el personal de campo haya adquirido una experiencia muy aceptable con

respecto al uso y manejo de manuales de partes de malacates, principalmente en los

talleres, que es donde se hace los mantenimientos correctivos o reparaciones

generales que se tienen que desarmar y armar los malacates completamente, el uso

de partes para solicitud de refaccionamiento así como el uso de dibujos o planos en

el armado o ensambles de flechas, transmisiones, etc.

328






Actividades: Las que se relacionan con el malacate, estipuladas en el programa

diario de mantenimiento del operario de 2° Mantenimiento Mecánico Eqs. de

perforación.

Inspección y verificación.Frecuencia de aplicación mensual

Actividades:

1.0.- Verificar condiciones del sistema de lubricación en general inspeccionando los

siguientes puntos:

1.1.- Cadenas

1.2.- Graseras

1.3.- Líneas de lubricación

1.4.- Boquillas aspersoras1.5.- Bomba de lubricación

1.8.- Acoplamientos

1.7.- Presión de aceite (30-40 Lbs/Pulg²)

1 .8.- Lubricadora del sistema neumático

1.9.- Fugas de lubricante (tolvas, sellos)

2.0.- Verificar sistema fe enfriamiento de los tambores de frenos principales y freno

auxiliar (FEM) inspeccionando:

2.1.- Caja de empaques (Stuffing Box)

2.2.- Mangueras (Entrada, Tambores, Salida)

2.3.- Válvulas

2.4.- Presión del agua de enfriamiento (50 Lbs/Pulg²)

329




330

2.5.- Condiciones del agua de enfriamiento (especificadas en guía técnica

correspondiente)

2.6.- Fugas de agua.

3.0.- Verificar condiciones de los tambores, cinchos y balatas del freno principal,

inspeccionando, midiendo y registrando:

3.1.- Desgaste y condiciones de tambores tomando como referencia. Las

siguientes tablas y dibujos:

MALACATE:MARCA Y MODELO

DIÁMETROORIGINAL DETAMBORES

DESGASTEMÁXIMO

PERMISIBLE

MEDIDADESGASTE

ACTUALIdeco 2100-E 58 Pulg. 7/8 Pulg.

National 1625-DE 62 Pulg. ½ Pulg.National 1320-UE 54 Pulg. ½ Pulg.

National 110-UE 50 Pulg. ½ Pulg.

Emsco CE-3000 54 Pulg. 1 Pulg.

Emsco E-HOIST II 54 Pulg. 11/16 Pulg.

Emsco C-2 Tipo II 54 Pulg. 11/16 Pulg.

Tabla.13.13.1.Formato de desgaste de tambores del malacate:

Figura.13.13.1.Desgaste de frenos del malacate:




MALACATE:MARCA YMODELO

TAMBOR DEL FRENO PRINCIPAL

DIMENSIÓN “A” DIMENSIÓN “B” DIMENSIÓN “C”CM. Ideco 2100-E 58” 7/8” 56 ¼”

National 1625-DE 62” ½” 61”

National 1320-UE 54” ½” 53”

Tabla.13.13.2.Dimensiones de tambor del malacate:

3.2.- Verificar aspecto de la superficie de fricción de los tambores

inspeccionando y registrando:

CONDICIÓN MODERADO SEVERORayado …………….. …………Ranurado …………….. …………Ondulado …………….. …………

3.3.- Verificar desgaste y condiciones de las balatas de acuerdo a la tabla:

MALACATE:MARCA Y MODELO

ESPESOR DE LABALATA NUEVA

DESGASTE MÁXIMOPERMISIBLE

CM. Ideco 2100-E 11/4” ½”

National 1625-DE 11/2” 5/8”

National 1320-UE 11/2” 5/8”

Tabla.13.13.3.Espesor de balatas de malacate:

3.4.- Verificar sujeción apropiada de las balatas.

3.5.- Verificar y registrar aspecto de las balatas.

3.8.- Verificar y registrar condiciones de los cinchos:

Torcidos Fracturados Abocardados

………… …………….

………………

331




4.0.- Revisar articulaciones del freno principal, inspeccionando y registrando

condiciones de:

4.1.- Pernos, chavetas y seguros.

4.2.- Carretillas.

4.3,- Chumaceras.

4.4.- Cuñas y cuñeros.

4.5.- Resortes

4.6.- Tornillos y tuercas de ajuste de los cinchos de frenos

4.7.- Baleros o bujes de la extensión de la palanca de frenos

4.8.- Horquillas de la extensión de la palanca de frenos

5.0.- Verificar calibración del sistema de freno principal (nivel de balancín, calibrar

carretillas a 1/8”, ajustar resortes).

6.0.- Verificar que no existan fugas de aire en el sistema.

7.0.- Verificar que no existan vibraciones o ruidos anormales

7.1.- Revisar anclaje y nivelación del malacate

8.0.- Verificar condiciones del acoplamiento del freno auxiliar (FEM), inspeccionando

los siguientes puntos:

8.1.- Collarín

8.2.- Cople deslizante

8.3.- Cople macho lado malacate

8.4.- Cople macho lado freno auxiliar

9.0.-verificar condiciones de operación del sistema de protección de la corona.

9.1.- Registrar fecha de la última prueba dinámica.

Mantenimiento menorFrecuencia de aplicación, trimestral

Actividades: Incluye las especificadas en inspección y verificación además:

332




1.0.- Cambio del aceite lubricante (SAE-40)

1.1.- Limpiar carter

1.2.- Limpiar pichanchas o filtro

1.3.- Revisar bomba de lubricación (de Catarina y de transmisión)2.0.- Revisión de catarinas y cadenas de transmisión, inspeccionando y registrando:

2.1.- Condición de catarinas (dientes rotos, desgastados. uso de ½ paso)

2.2.- Enchavetado de eslabones

2.3.- Eslabones fracturados

2.4.- Pernos desgastados

2.5.- Alineación de catarinas

3.0.- Revisión de acoplamientos de mordazas de las velocidades, verificando:

3.1.- Calibración de articulaciones del actuador del cambio de velocidades

3.2.- Condiciones del collarín (desgaste en la guía)

3.3.- Lubricación del collarín

4.0.- Verificar condiciones de operación de los embragues de alta y baja

comprobando:

4.1.- Estado y operación de válvulas de relevo4.2.- Estado de las líneas

4.3.- No existencia de fugas por el diafragma

4.4.- Muelles

4.5- Sellos rotatorios

4.6.- No existencia de fugas de aceite hacia el embrague

4.7.- Condiciones y desgaste de los tambores y discos: alta y baja

Si la superficie del tambor esta ranurada o desgastada, deberá remaquinarse el

desgaste máximo de tambres y discos. No deberá exceder el anotado en las

siguientes tablas:

333




MEDIDA DELELEMENTO

ESPESOR MINIMOPERMITIDO DE LABALATA

DESGATE MAXIMOPERMITIDO EN ELDIÁMETRO DELTAMBOR

38VC1200 3/8” 3/16”

42VC1200 3/8” ¼”

Tabla. 13.3.4. Embragues Airflex Series: 38VC1200 Y 42VC1200

Embrague de baja de malacates National 1320-DE y 1625-DE, modelos: 36-C y

42-B respectivamente

El desgaste de los discos de fricción en estos embragues puede verificarse midiendo

el movimiento del niple no. de parte 622864 en el cuerpo del embrague. (N° de parte

622856-A para el 36-C y N°. 619258 para el 42-B). Cuando el embrague es nuevo, el

niple se mueve 3/16” cuando desembraga y después embraga. Cuando el

movimiento del niple es de 9/16" se recomienda reparar el embrague.

Movimiento del niple de drenaje

Embrague nuevo: 3/16" desembragar a embragar.

Reemplazar discos de fricción: 9/16” desembragar a embragar.

4.8.- Condiciones y desgaste de las balatas de acuerdo a la tabla:

Ubicación Embrague Balata

nueva

Balata

reemplazo

Desgaste

permisibleE. alta

1320-DEDy-A-Flex40”x10”

5/8” 3/8” 3/8”

E. alta1625-DE

46”x10” 5/8” 3/8” 3/8”

Carretesondeo 28”x5-1/4” 11/32” 3/8” 3/8”

334




Ubicación Embrague Balatanueva

Balatareemplazo

Desgastepermisible

E. Rt24”x 5-1/4”28”x 5-1/4”

7/16”11/32”

3/8” 3/8”

Frenoinercia Fawick14C400 7/32” 3/8” 3/8”

E. baja1320-DE

36-C 3/8” 3/8” 3/8”

E. baja1625-DE

42-B 3/8” 3/8” 3/8”

Tabla. 13.3.5. Desgastes permisibles embragues malacates National

5.0.- Revisión del sistema de protección de la corona comprobando:

5.1.- Válvula TOGGLE (con extensión)

5.2.- Válvula de relevo

5.3.- Válvula de tres vías

5.4.- cilindro o actuador (horquillas, pernos, palanca)

5.5. - Mangueras y conexiones

5.6.- Riel


ACTIVIDADES: Incluye las específicas en "mantenimiento menor" además:

1.0.- Comprobación de condiciones de baleros. (Verificar el juego radial utilizando

gato o palanca, medir tolerancias con calibrador de hojas o indicador de carátula).

2.0.- Inspección del carrete ranurado “Lebus" (fracturas, desgastes).

2.1.- Condiciones placas de desgaste.

2.2.- Condiciones de roles de rebote del cable de acero y calibración de los

mismos.

3.0.- Verificación de acoplamientos de los motores de C.D.

3. 1.- Comprobación de alineamiento de los motores de C.D.

335




4.0.- Comprobación de alineamiento del freno auxiliar.

4.1.- efectuar medición del entre-hierro del freno auxiliar (en los seis orificios

de inspección).

Especificaciones Modelo 6032 Modelo 7838Entre-Hierro nominal 0.040” a 0.050” 0.055” a 0.080”

Entre-Hierro máximo permisible 0.070” 0.090”

Tabla. 13.3.6. Especificación entrehierro de frenos Electromagnéticos

4.2.- Verificar condiciones de baleros y sellos de grasa del freno auxiliar.

5.0.- En equipos con malacate de sondeo integrado al principal, desarmar los

cabrestantes de apretar y quebrar, revisar baleros, sellos, pastas de fricción,

diafragma, resortes, etc., armar y ajustar al torque requerido.6.0.- desincrustar el sistema de enfriamiento de acuerdo al procedimiento.

Unidad: malacate de Sondeo

Mantenimiento rutinario.Frecuencia de aplicación diaria

Actividades: Las que se relacionan con el malacate de sondeo estipuladas en el

programa diario mantenimiento del operario de 2° Mantenimiento Mecánico eqs. deperforación.

Inspección y verificaciónFrecuencia de aplicación mensual

Actividades:

1.0.- verificar condiciones del sistema de lubricación en general inspeccionando los

siguientes puntos:

1.1.- bomba de lubricación1.2.- boquillas

1.3.- líneas de lubricación

1.4.- graseras

1.5.- acoplamientos

336




1.8.- cadenas

1.7.- presión de aceite (30-40 lbs/pulg.)

1.8.- lubricador del sistema neumático

1.9.- fugas de lubricante (tolvas, sellos)2.0.- verificar sistema de frenado, inspeccionando:

2.1.- articulaciones

2.2.- palancas

2.3.- ajustadores

2.4.- resortes

2,5.- balatas: registrando desgastes y condiciones de las mismas.

2.6.- tambores

2.7.- ajuste en general tambores

3.0.- Verificar operación del sistema neumático, inspeccionando y comprobando:

3.1.- válvulas de control en la consola del perforador.

3.2.- operación del embrague del carrete de sondeo.

3.3.- operación del embrague de la rotaria.

3.4.- operación del freno de inercia de la rotaria.3.5.- operación de los cabrestantes de quebrar y apretar.

3.6.- condiciones de manómetros y mangueras en general en la consola del

perforador.

4.0.- revisar condiciones de crucetas de barra cardan.

5.0.- corregir fugas de aceite en general por tolvas o sellos.

Mantenimiento menor

Frecuencia de aplicación trimestralActividades: Incluye las especificaciones en “inspección y verificación”, además:

1.0.- cambio del aceite lubricante (SAE-40)

1.1.- limpiar carter

1.2.- limpiar pichanchas o filtro

337




1.3.- revisar bomba de lubricación (catarina y cadena de transmisión)

2.0.- revisión de catarinas y cadenas de transmisión.

3.0.- verificar enfriamiento de tambores de frenos del carrete de sondeo.


Actividades: Incluye las especificadas en “mantenimiento menor" además:

1.0.- Comprobación de condiciones de baleros, (verificar el balero radial utilizando

gato o palanca tolerancias con calibrador de hojas o indicador de carátula).

2.0.- desarmar los cabrestantes de quebrar y apretar y revisar: baleros, sellos, pastas

de fricción, diafragmas, resortes, etc., Armar y ajustar al torque requerido.

Apretar quebrar…………... ……………

338




14.- FRENO AUXILIAR

14.-1.- Principales características

Debido a los grandes pesos que se manejan en la operación de la perforación de

pozos, es indispensable que sean con las condiciones máximas de seguridad para el

personal operativo, el pozo y la instalación o sea el equipo de perforación. Es por eso

que paralelamente a que el sistema de frenado del malacate principal se diseñó para

frenar los pesos que se manejan, es importante que se utilicen lo menos posible,

para tenerlos siempre en condiciones, y como es un freno mecánico, el desgastepermanente cuando se utiliza, es por eso que se diseño el freno auxiliar, para que en

la operación de meter la sarta de perforación para continuar perforando, es donde se

utilizar el freno auxiliar y detiene la sarta en un 85%, para posteriormente utilizar el

freno del malacate para completar la parada de la sarta. El freno auxiliar esta

acoplado al malacate por medio de un cople flexible que hace una continuación de la

flecha principal. Por la constitución del freno auxiliar, su desgaste es mínimo y su

operación es muy eficiente para este tipo de pesos. Teniendo los cuidados de

mantenimientos preventivos correspondiente y utilizando el sistema de enfriamiento

eficiente el freno auxiliar se puede utilizar sin problema durante toda la intervención

en la perforación.

Existen dos tipos de freno auxiliar en los equipos del Unidad de Perforación y

Mantenimiento de Pozos que a continuación se describen: los frenos Hidromáticos y

los frenos electromagnéticos.

La función del freno auxiliar es ayudar a frenar las cargas severas a que se somete el

malacate absorbiéndolas de tal manera que disminuye el desgaste del freno principal

por la fricción entre balatas y tambores o entre discos y balatas en los frenos de

discos. El freno auxiliar no es capaz por si mismo de detener completamente la sarta,

por lo que el perforador debe de bajar la misma a una velocidad que le permita frenar

todo el peso en caso de falla de freno auxiliar.

339




14.2.- Tipos de Freno Auxiliar

Los frenos Hidromáticos:Se instala acoplado a la flecha principal del malacate por un embrague de sobre

marcha (over running), que permite frenar durante el descenso y liberar durante el

ascenso, cuando el rotor permanece estacionario y no ejerce ningún esfuerzo.

Consta de un rotor montado de una flecha, dentro de una carcaza que esta llena de

agua. Ver figura. El agua que está dentro del freno se resiste al movimiento del rotor.

Esto hace desminuir la rotación de la flecha del tambor principal del malacate

ayudándolo a frenar. El perforador puede variar la fuerza del frenado variando el nivel

del agua dentro del freno por medio de una válvula de control.

La energía del movimiento convierte el frenado hidrodinámico en calor, igual que en

el freno principal, el agua se calienta durante el frenado. Normalmente esta agua es

la misma que se utiliza en el enfriamiento de los frenos principales del malacate,

debe ser agua dulce y libre de substancias extrañas tales como arena, que dañan

prematuramente el freno. Esta agua caliente retorna al depósito de agua principal del

equipo, para enfriarse.

Mantenimiento:

El uso del freno hidromático depende de su sistema de circulación de agua por lo

que debe de revisarse y mantenerse en buenas condiciones sus líneas y válvulas.

Además de verificar periódicamente, si existe corrosión o incrustación. Revise el nivel

de agua en forma periódica y no olvide que la temperatura máxima de operación es

de 82° C (180° F).

340




Figura.14.2.1.Corte transversal freno hidrodinámico

Los frenos electromagnéticos:

Existen dos modelos de frenos electromagnético, el 6032 para malacates hasta 1500HP y el 7838, para malacates de 2000 a 3000 HP.

El freno electromagnético proporciona un frenado auxiliar para el malacate del equipo

de perforación. Este frenado se produce de forma totalmente eléctrica, sin el auxilio

de frenos de fricción, anillos deslizantes u otro componente de desgaste. El

enfriamiento del freno se hace con agua.

14.3.- Principios de operación del Freno Electromagnético

Cuando un conductor de hierro se mueve a través de un campo magnético

estacionario, se producen corrientes circulantes en el conductor de hierro en un

ángulo de 90° ó perpendicular al plano del campo magnético original.

341




Estas corrientes circulantes, llamadas “corrientes de Eddy”, a su vez producen un

campo magnético pero con una polaridad opuesta al campo magnético estacionario

original. Estos dos campos magnéticos se oponen a cualquier movimiento del

conductor de hierro. Solamente ejerciendo energía puede obligarse al hierro a

moverse a través del campo magnético estacionario. Si el conductor de hierro

permanece estacionario, no se generan corrientes de Eddy. Debe haber movimiento

del conductor de hierro para que se produzcan corrientes de Eddy ó campos

magnéticos opuestos. La resistencia de los conductores de hierro a moverse dentro

del campo magnético es el principio de operación del freno.

Si al conductor de hierro se le da forma cilíndrica como un rotor y se coloca un

magneto cerca de ese rotor, esta es la configuración básica de el freno Elmagco.

Agregando más campo magnético (más de una bobina) ó agrandando el rotor, seincrementa la resistencia al movimiento.

Las corrientes inducidas en el rotor de hierro normalmente producen una cantidad

significativa de calor cuando el rotor es forzado a girar venciendo las fuerzas

magnéticas en oposición. Este calor en el rotor es indeseable y debe ser removido,

esto se hace por medio de un flujo estable de agua, el paso del rotor por el agua

evita que el rotor se sobrecaliente y se dañe.

Cuando un dispositivo tal como un malacate se acopla al freno, el freno restringecualquier movimiento del dispositivo durante el tiempo en que las bobinas

magnéticas estén energizadas. La magnitud del flujo magnético producido por las

bobinas, determina cuanta fuerza de frenado se generará a determinada velocidad.

Modificando la fuerza del campo magnético, la magnitud del frenado puede

incrementarse ó reducirse para una velocidad dada.

Finalmente, el flujo magnético desarrollado por un magneto depende de los amper-

vueltas de la bobina. Ya que el número de vueltas de las bobinas es fijo, variando lacantidad de corriente (amperes) en ellas, se varía la magnitud del frenado.

Para resumir brevemente la operación del freno, cuando el tambor gira dentro del

capo estacionario, al estar acoplado al malacate, se inducen corrientes, cuyo valor

depende de la magnitud del campo, que a su vez producen en el tambor un capo

342




opuesto al original, por las leyes del magnetismo, estos campos se atraen

mutuamente lo que crea un par de frenado en el tambor (100,000 Lbs-Pié a 50

RPM). Las corrientes en el tambor liberan energía calorífica en proporción al

cuadrado del valor de las corrientes desarrolladas en el tambor. El tambor absorbe

esta energía calorífica, la cual es disipada por transferencia directa al agua de

enfriamiento. Así, el ciclo de conversión de potencia mecánica a eléctrica y térmica,

se completa.

MALACATE MODELO CARGA MAXIMA TONELADASMARCA MODELO POTENCIA DE FRENO 8 LINEAS 10

LINEAS12 LINEAS

NATIONAL 1625-DE 3000 HP 7838 282 360 444

NATIONAL 110-UE 1500 HP 6032 129 177 218C.EMSCO C2 TIPO-II 2000 HP 7838 220 303 373C.EMSCO CE-3000 3000 HP 7838 282 360 444IDECO E-2100 2000 HP 7838 245 328 418IDECO CM-2100 2000 HP 7838 245 328 418IRI 1500-E 1500 HP 6032 N.A. 177 218

Tabla.14.3.1. Capacidad de frenado con freno auxiliar Electromagnético

14.4.- Especificaciones del Freno Electromagnético

Especificaciones eléctricasCada freno tiene cuatro bobinas (Figura 14.4.1). Cada bobina esta hecha de alambre

magneto con aislamiento de dacrón, vidrio y silicio, y procesado en múltiples ciclos

de barnizado, impregnación al vacío y horneado, ando como resultado un aislamiento

tipo “H”, que excede la demanda por temperatura en operación normal. Las cintas

aislantes inorgánicas, barnices de silicio y aislamientos dan como resultado un

aislamiento total de excelente calidad, las bobinas dan lecturas de infinito a tierra con

Megger de 500 volts. Los aislamientos de silicio envejecen muy bien, y las bobinas

continuarán midiendo infinito después de años de servicio si se tiene cuidado de

mantener los conjuntos de respiraderos en buenas condiciones.

343




Especificaciones mecánicasLos baleros del freno son esféricos de rodillos y están considerablemente

sobredimensionados para la carga requerida. Si el freno está correctamente alineado

con el malacate, la única carga sobre los baleros es el peso del conjunto de flecha yrotor, ya que la atracción magnética cuando el freno esta activo es radialmente igual.

El freno Modelo 7838 mide 78 pulgadas de altura y 38 pulgadas de ancho y pesa

aproximadamente 14 toneladas. En operación normal, un freno estandar desarrolla

10,000 libras-pié de torque a 50 RPM.

Figura.14.4.1.Corte de freno auxiliar

Especificaciones del Sistema de enfriamientoEl freno modelo 7838 requiere 150 galones por minuto de agua (Figura 14.3.2), con

un tanque de almacenamiento de 200 barriles para asegurar que la temperatura del

344




agua a la salida del freno no exceda 160° F (70° C). La temperatura máxima

recomendada para el agua de entrada es 100° F (55° C). El sistema de enfriamiento

requiere agua de buena calidad, relativamente libre de minerales. El sistema usa

conexiones de 2 pulgadas NPT para la entrada de agua y no menos de 4 pulgadas

en la descarga. Si la dureza de agua utilizada es alta el agua debe tratarse

químicamente de manera similar que la utilizada en motores de combustión interna.

Figura 14.4.2. Sistema de enfriamiento

14.5.- Recomendaciones de mantenimiento

Se deberá de hacer una inspección periódica de las condiciones del freno y un

registro de estas, en un formato similar al sugerido al final del tema.

LubricaciónPara mantener el volumen del lubricante, agregue aproximadamente 2 onzas de

grasa a la cavidad de cada balero cada 24 horas, o antes de cada viaje de tubería.

345




Se deberá de utilizar grasa de buena calidad, base litio o sodio adecuada para

baleros de bolas o rodillos.

Drenes y respiraderosEl freno está provisto de respiraderos para la cavidad de las bobinas en la cara

superior de los magnetos (Figura.14.4.1.) y drenes diametralmente opuestos en la

parte inferior.

Estos drenes y respiraderos deben inspeccionarse periódicamente para asegurarse

que estén limpios permitan libre acceso al aire, para evitar la condensación y

prevenir la acumulación de humedad en as cavidades de las bobinas.

EntrehierroSi hay alguna corrosión ó erosión en el claro entre el conjunto del rotor y las caras

polares de los conjuntos de magnetos, debido al uso de agua de mala calidad, la

distancia de este claro se incrementará gradualmente hasta un punto en el cual el

par de frenado se verá reducido.

El claro o entrehierro se comprueba retirando los tapones de inspección (6) en las

caras exteriores del freno. El claro debe medirse asegurándose que no hay depósitos

en las caras que alteren la medición.

En un freno nuevo, el entrehierro tiene una dimensión entre 0.050” y 0.060”

Alineamiento del frenoEl desalineamiento radial y angular entre flechas acopladas directamente origina

incremento de la carga sobre los baleros y vibración, aún cuando el acoplamiento se

haga por medio de coples flexibles. El alineamiento de las flechas llega a ser

especialmente crítico si el acoplamiento opera a alta velocidad.Desalineamiento angular.- El desalineamiento angular no debe exceder 0.010” de

lectura total del indicador (Figura.14.4.3 )

Desalineamiento axial.- La lectura total del desalineamiento axial no debe exceder

0.010” de la lectura total del indicador.

346




Figura.14.4.3. Desalineamiento en cople: malacate freno auxiliar

Lista de verificación del freno electromagnético

Inspección visual

1.- Ventilación de las cavidades de las bobinas

Revisado: Si____ No____ Abierto_____ Obstruido_____

2.- Indicador de rebose (Chismoso)

Revisado: Si____ No____ Abierto_____ Obstruido_____

3.- Revisión de cables eléctricos

Buenas condiciones_____ Malas condiciones_____

347




4.- Medición del entrehierro

Revisado: Si____ No____ ________milésimas

5.- Alineamiento del copleRevisado: Si____ No____ Cumple_____ No cumple_____

348




15.- SISTEMA DE IZAJE

15.1.- Características de los equipos de izaje

El sistema de izaje de un equipo de perforación es un conjunto de unidades que

trabajan juntas. En forma breve una maquina simple hace una de las siguientes

funciones.

Figura.15.1.1 Sistema de Izaje

1. Convierte energía de una forma a otra, todo aquello que se mueve utiliza energía

mecánica, esta es el tipo de energía más importante en el sistema izaje. Un ejemplo

de conversión de energía es la de un generador que convierte energía mecánica enenergía eléctrica y la de un motor eléctrico que convierte energía eléctrica en

mecánica.

2. Transferir energía de un lugar a otro, el tambor del malacate, trasfiere energía

mecánica (movimiento) a la polea viajera.

349




3. Controlar la energía. Una maquina puede controlar la energía mecánica de tres

formas diferentes para hacerla más accesible,

• Acoplarla o desacoplarla, esto puede hacerse por medio de un embrague o

mecanismo de engranes.

• Invertir su dirección. Un conjunto de poleas puede cambiar la dirección o

movimiento de un cable de rectilíneo a giratorio o viceversa.

Figura.15.1.2 Partes componentes del Sistema de Izaje

• Cambiar su fuerza. La potencia es una combinación de fuerza y velocidad,

estas están siempre relacionadas, si aumenta una disminuirá la otra, para mantener

la misma potencia. Ejemplo cuando esta manejando en la carretera plana, lleva su

350




vehículo a la velocidad máxima, pero cuando va subiendo una colina, la transmisión

cambiara a una relación más baja, para incrementar la fuerza del vehículo

disminuyendo su velocidad. Las trasmisiones de engranes son un tipo de mecanismo

utilizados para cambiar la relación de fuerza y velocidad.

Componentes principales del sistema de izaje. La torre o mástil soporta a la corona

y la polea viajera, cada una compuesta por un conjunto de poleas ranuradas.

Soporta también la sarta de perforación por medio del gancho, acoplado en la parte

inferior de la polea viajera. El malacate anclado en el piso, en la parte inferior del

mástil. El cable de perforación guarnido, llamado línea de perforación y el ancla de la

línea muerta,

Torre o mástil: Torre o mástil son de acero y se eleva sobre el piso de perforación,

se ven muy parecidas pero se utilizan en diferentes capacidades. Una torre es una

estructura semipermanente cuyas cuatro piernas se asientan en las cuatro esquinas

del piso de perforación y deben ser desarmadas para cambiar de localización. Por

otra parte el mástil es una estructura normalmente en “A” que se asienta sobre el

piso de perforación o a nivel de suelo. Este puede ser telescopiado, doblado o

desarmado para su transporte. Las torres y mástiles deben soportar muchas

toneladas del peso de la sarta por lo que son muy fuertes. Las torres se utilizan

principalmente en equipos costa afuera y los mástiles principalmente en tierra.Corona y polea viajera: son dos conjuntos de poleas ranuradas que se colocan, la

corona en la parte superior de la torre o mástil y la polea viajera que se desplaza

hacia arriba o hacia abajo por medio del cable de perforación hacia el centro del

pozo. El cable de perforación formado de alambres de acero de calidad especial

vienen en diámetros de 7/8” hasta 2” y se suministra en un carrete de

aproximadamente 1500 mts.

El cable de perforación va desde el carrete de suministro a través de ancla de lalínea muerta hasta la corona a través de una polea ranurada, pasa a la polea viajera

para ser guarnido desde 6 hasta 12 líneas según se requiera y de ahí al tambor del

malacate. La parte del cable que va del ancla a la corona recibe el nombre de línea

muerta, la porción del cable que va del malacate a la corona se denomina línea

rápida.

351




El malacate es una de las piezas más pesadas y complejas del equipo y contiene

todos los mecanismos tales como: tambor, frenos, embragues, transmisión, etc., que

el perforador controla desde una consola, ubicada a un lado del piso de perforación.

15.2.- Cartas de mantenimiento

Las cartas de mantenimiento de los sistemas de izaje, están diseñadas para cada

una de las unidades que los integran en los equipos de perforación y corresponden a

la marca, modelo y número de serie de sus componentes, indicándose en ellas la

periodicidad y tipos de mantenimiento que deben efectuarse a las poleas viajeras,

ganchos, coronas y uniones giratorias.


El centro del pozo es el punto de referencia y eje de toda la instalación del equipo,

por lo que la sola estructura y mástil deberán estar alineados y nivelados respecto al

centro del pozo, entre los ajustes más comunes tenemos: alinear y nivelar el mástil,

cambio de la guía estabilizadora (murciélago) del cable de la línea rápida, verificar oreparar las placas laterales del tambor principal del malacate, verificación del

ranurado de las poleas de la corona y de la polea viajera, verificar y ajustar

ranurados de poleas con respecto al diámetro del cable. El ajuste de las poleas de la

polea viajera o de la corona se desarrollan cuando el equipo esta desmantelado, con

las unidades componentes a nivel del suelo para hacerlo y que será necesario por el

tiempo de vida de los componentes.

352




15.4.- Fallas más comunes

Desgaste prematuro del cable de perforación, el cable se muerde en el tambor,ranurado lebus desgastado, tacones de rebote gastados, rodillos de hule de rebote

fuera de especificación

15.5.- Unión giratoria, reemplazo y calibración del tubo lavador, sistema de

empaque a uniflex.

Unión giratoria (Swivel).

La unión giratoria es una parte muy importante del equipo que nos permite pasar ellodo proveniente de las bombas de una parte fija (cuello de ganso) a otra que esta

girando (flecha) y por medio de un pasaje interior llegar a la sarta de perforación.

Funciones: La unión giratoria tiene tres funciones principales:

1. Soportar el peso total de la sarta durante la perforación.

2. Permitir que gire la sarta.

3. Proporcionar un paso para el lodo de perforación al interior de la sarta.

La unión giratoria puede girar a más de 200 RPM. Soportar cargas cientos de

toneladas, (entre mas velocidad tenga va disminuyendo su capacidad de carga) y

permitir que el lodo tenga presiones mayores de 4000 PSI (27,500 Kilo páscales).

Peso aproximadamente la mitad de la mesa rotaria pero soporta la misma carga y la

misma velocidad de rotación pero además el flujo del gran volumen de lodo que pasa

atreves de ella.

Las Juntas Giratorias se fabrican para que den muchos años de servicio libre de

contratiempos. Pero, al igual que con otros equipos bien diseñados y de precisafabricación, lo que se invierte en sus juntas giratorias rinden más mediante

mantenimiento adecuado y programado.

353




Guía de consulta sobre mantenimiento para lograr que sus juntas giratorias rindan

prolongado servicio, económico rendimiento y seguras operaciones.

Importante observación de seguridad: Antes de removerle piezas a la juntagiratoria. SIEMPRE pare las bombas del lodo y alivie la presión de la manguera.

ADVERTENCIA: Si no se observan las precauciones ni las advertencias anotadas enesta publicación, los resultados pueden ser daños de la propiedad, serias heridas eincluso muerte del personal.

Uso de Unión giratoria con top drives

La reciente aplicación de juntas giratorias en combinación con top drives crea

responsabilidades adicionales para el usuario de esas juntas. En esos casos, las

juntas son especialmente sensibles a su alineación con el impulsor de tope y a la

alineación del equipo viajero con el recinto del pozo.

Si la combinación de junta giratoria e impulsor de tope queda desalineada, el vástago

de la junta se somete a esfuerzos de flexión inversa y la conexión con la caja del

vástago de la junta se fatiga aceleradamente.

Cuando usa junta giratoria en operaciones con impulsor de tope, el usuario debecerciorarse de que el vástago de la junta quede debidamente alineado con la línea de

centro real del recinto del pozo.

Las operaciones con impulsor de tope también aumentan notablemente el número de

cargas cíclicas que se le aplican a la junta giratoria. Dicho incremento se debe a que

la junta giratoria se usa para subir y bajar cargas cuando la sarta de perforación se

introduce en el pozo o se saca de él.

A causa del aumento de las cargas cíclicas, los fabricantes recomiendan usar juntasgiratorias cuya clasificación sea un grado más alto que la del impulsor de tope en

uso. Por ejemplo: si la clasificación del impulsor de tope es de 454 tons, métricas

(TM.) -500 tons. -, la de la junta giratoria debe ser de 590 TM. (650 tons). La junta

354




355

giratoria más grande suele resultar en más larga duración efectiva del cojinete de

empuje.

Inspección y mantenimiento de juntas giratorias: rápida guía de consulta del

APIInspeccione la junta ciñéndose a las recomendaciones RP-8B del API y de las

publicaciones de NATIONAL-OILWELL.

Mantenimiento.

1. Mantenga limpia la junta giratoria.

2. Cubra con grasa el área de desgastede la garganta del asa.

3. Lubrique los pasadores del asa, los

sellos de aceite, el cojinete superior y

la empaquetadura.

4. Verifique el nivel del aceite, de

acuerdo con las recomendaciones del

fabricante.5. Cambie el aceite en los intervalos que indique el fabricante.

6. Remueva el óxido y proteja la junta contra la intemperie según ser requiera

7. Inspeccione y apriete los retenedores

Preparativos para el uso de la junta giratoria

Antes de que la junta giratoria salga de la fábrica se somete a ensayos de carga y de

funcionamiento para cerciorarse de que dé máximo rendimiento en el campo. La

alineación del tubo lavador y el juego del extremo de la camisa se verifican para

comprobar que tengan las tolerancias (despejos) que se recomiendan.




Su junta giratoria se despacha con el conjunto del prensaestopas del tubo lavador

debidamente instalado y engrasado. El substituto va instalado pero apenas

ligeramente apretado. A la espiga (rosca macho) del substituto se le pone un

protector de roscas y los pasadores del asa y del cojinete superior de empuje se

engrasan bien.

Se recibe su junta giratoria con el cojinete de empuje y el cojinete radial de abajo

"secos," apenas con una delgada película de aceite protector de la corrosión. Aunque

el inhibidor debe proteger las superficies durante tres a seis meses, recomendamos

que cuelgue la junta por el asa y que la llene tan pronto sea posible con aceite del

tipo debido y en la cantidad adecuada. NO permita que su junta permanezca

almacenada "en seco" por mucho tiempo.

Antes de poner la junta en operación.

PRECAUCION: Antes de usar la junta giratoria, el depósito de aceite se debe llenarcon lubricante para engranajes.

Use:AGMA EP-5 a más de 10°C. (50°F.)AGMA EP-4 a menos de 16°C. (60°F.)

Engrase el conjunto de empaquetadura del tubo lavador antes de poner a funcionar

la junta. Con las bombas del lodo apagadas, engrase cada 8 horas.

Cuelgue la junta giratoria por el asa y remueva el tapón de la varilla de medir el

aceite. Quite el tapón de drenaje para desalojar la condensación y los residuos del

aceite original. Reinstale el tapón de drenaje y llene el cuerpo con el aceite que se

recomienda hasta que el nivel llegue a la marca de llenado máximo en la varilla de

medir, ligeramente apretada a mano. Consulte la página lo relativo a tipos y

capacidades de lubricante.

Nota: No use sino aceite nuevo y limpio. Cerciórese también de que en el depósito

de aceite no entren lodo ni demás partículas extrañas.

PRECAUCION: Antes de poner a funcionar la junta, el substituto se debe apretarconforme se indica en la tabla siguiente. Si no se aprieta bien puede fallar elsubstituto o vástago de la junta, con el consiguiente peligro de heridas e inclusomuertes del personal.

356




Para lograr una buena conexión, aplique compuesto para roscas de tubería de

perforación y seguidamente enrosque y desenrosque una o dos veces. Asegúrese de

que el anillo O que sella las roscas en la caja de la camisa de la junta giratoria esté

en buen estado y bien sentado en su ranura. Cerciórese también de que los rebordes

de la caja y de la espiga hagan contacto de metal a metal.

El substituto es de rosca izquierda. Al conectarlo con la junta Kelly (flecha), la llave

de contrafuerza debe ponerse siempre arriba del substituto en la camisa de la junta

giratoria. Cada vez que el substituto de la junta giratoria. el grifo de la junta Kelly o el

substituto de desgaste se instalan en la junta Kelly hay que apretar la conexión de la

camisa de la junta giratoria para asegurarse de que la conexión quede hermética.

.

Torsiones (aprietes) de enrosque del vástago de la junta giratoria

La tabla siguiente resume las recomendaciones de torsión (apriete) de enrosque para

los vástagos de juntas giratorias Serie P. Los valores se calcularon mediante el

método indicado en la recomendación RP-7G del API, para inducir esfuerzo de

430.875 KPa (62.500 Ibs/pg2) en las roscas de la caja, según lo indica la

Especificación 7 del API. Los valores suponen que la espiga satisface los requisitos

de la Especificación 7.

Modelo: P-200 P-300 P-400 P-500 P-650 P-750

D.E. del Vástago 6" 6-3/4" 7-3/4" 9" 9" 10"

ConexiónCorriente LH 4-1 / 2" API 5-1 / 2" API 6-5 / 8" API 7-5 / 8" API 7-5 / 8" API 8-5 / 8" API

Diámetro Interior 2” 2-1 / 4" 2- 1 / 2 ” 3" 3" 3 1 / 4"

Torsión deEnrosque lbs-pie 23.400 31.500 55.000 83.000 83.000 108.000

(Kg-m) (3.235) (4.355) (7.608) (11.476) (11.476) (14.933)

Diámetro Interior 2-1 / 4" 2-1 / 2” 2-13 / 16" 3-1 / 4" 3-1 / 4" 3-3 / 4”

357




358

Modelo: P-200 P-300 P-400 P-500 P-650 P-750

Torsión deEnrosque Ibs-pie 21.600 31.500 53.000 83.000 83.000 108.000

(Kg-m) (2.986) (4.355) (7.328) (11.476) (11.476) (14.933)

Diámetro Interior 2-1 / 2” 2-13 / 16" 3" 3- 1 / 2 ” 3- 1 / 2 ” 3-3 / 4”


(Kg-m) 2,682 4.355 6.913 10.923 10.923 14.933

Diámetro Interior 2-13 / 16" 3" 3-1 / 4" 3-3 / 4” 3-3 / 4” 4”


(Kg-m) 2.240 4.355 6.498 10.232 10.232 14.933

Tabla.15.5.1 Aprietes del vástago de la unión giratoria

Substitutos.

Los substitutos que se usan entre la junta giratoria

y la junta Kelly son parte de la recomendación RP-

7G del API, en la cual se indica que el factor de

seguridad de la sarta de perforación debe

determinarlo la empresa petrolera. Los fabricantes

recomiendan que los substitutos que se usen más

arriba del piso de perforación tengan un factor de

seguridad mínimo de 2,25 en relación con supunto cedente.

Esa recomendación se basa en el hecho de que

la falla de un substituto arriba del piso de

perforación es tan intolerable como la falla del




vástago de la junta giratoria. Por esa razón recomendamos que las clasificaciones

que indicamos en la página siguiente se consideren máximas. El dibujo indica las

dimensiones para los cuadros de las cuatro páginas siguientes.

Selección de substitutos

Los fabricantes recomiendan mantener un margen de seguridad de por lo menos

2.25 en los substitutos de la sarta situados arriba del piso de perforación. Dicho valor

debe basarse en la resistencia a la tensión de los substitutos CLAVES: APIREG =

API corriente; APIFH = API de flujo pleno.

Dimensiones, pg.

(ver dibujo)

Pieza

No.

Descripción

A B C D E

Clasifica-

ción(toneladas

cortas)

653801-A 6 5/8 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 3 8 3/4 19 1/2 390

653802-A 7 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 22 615

653803-A 7 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 4 1/8 4 1/8 11 22 460

653804-A 5 1/2 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 2 3/4 2 3/4 9 5/8 20 305

653805-A 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 21 7/8 390

653806-A 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 7 3/4 2 1/4 2 1/4 9 7/16 19 210

653807-A 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIFH 7 5/8 2 5/8 2 5/8 9 1/2 19 205

653808-A 5 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 6 3/4 1 1/2 1 1/2 9 1/2 18 1/4 115653809-A 5 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 7 1/2 2 1/4 2 1/4 9 9/16 18 3/4 210

653810-A 4 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 7 1/2 2 5/8 2 5/8 9 1/4 18 1/2 320

653811-A 5 1/2 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 2 3/4 2 3/4 16 3/4 27 1/4 305

653812-A 4 1/2 APIFH X 3 1/2 APIREG 6 3/4 1 3/4 1 3/4 8 3/4 16 3/4 100

653813-A 4 1/2 APIREG X 4 1/2 APIFH 6 3/4 2 1/2 2 1/4 8 9/16 17 210

653814-A 4 1/2 APIFH X 4 1/2 APIFH 6 3/4 2 7/8 2 7/8 8 1/2 17 205

653815-A 4 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 6 1/4 2 1/4 2 1/4 8 1/2 16 7/8 210

653816-A 7 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 8 5/8 4 2 1/4 7 13/16 17 1/2 190

653817-A 3 1/2 APIFH X 3 1/2 APIFH 5 2 1/8 2 1/8 8 15 1/2 135

653818-A 3 1/2 APIFH X 4 1/2 APIREG 5 3/4 2 1/2 2 1/8 9 17 135

653819-A 3 1/2 APIFH X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 1/2 2 1/8 9 1/4 18 1/4 135

653820-A 3 1/2 APIFH X 3 1/2 APIREG 5 2 1/8 1 1/2 8 15 1/2 115

653821-A 4 1/2 APIREG X 3 1/2 APIREG 6 1/4 2 1/2 1 1/2 8 16 115

653822-A 5 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 7 3/4 3 3 9 3/4 19 3/4 280

653823-A 6 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 1/4 3 1/2 3 1/2 9 3/8 19 3/4 325

653824-A 7 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 7/8 3 3 11 21 1/2 560

653077 8 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 10 4 3 13 3/4 24 7/8 615

359




Dimensiones, pg.(ver dibujo)

PiezaNo.

Descripción

A B C D E

Clasifica-

ción

(toneladas

cortas)

654355 8 5/8 APIREG X 6 5/8 APIREG 10 4 3 13 3/4 24 3/4 390

654319-A 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 21 7/8 39049370 6 5/8 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 3 8 3/4 19 1/2 390

49625 7 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 7/8 3 3 11 22 615

49625-1 7 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 7/8 4 1/8 4 1/8 11 22 460

603347 5 1/2 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 2 3/4 2 3/4 9 5/8 20 305

607110 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 21 7/8 390

614554 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 7 5/8 2 1/4 2 1/4 9 7/16 19 210

626916 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIFH 7 5/8 2 5/8 2 5/8 9 1/2 19 205

624512 5 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 6 3/4 1 1/2 1 1/2 9 1/2 18 1/4 115

624513 5 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 6 3/4 2 1/4 2 1/4 9 9/16 18 3/4 210

624514 4 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 6 3/4 2 5/8 2 5/8 9 1/4 18 1/2

320624515 5 1/2 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 2 3/4 2 3/4 16 3/4 27 1/4 305

627440 4 1/2 APIFH X 3 1/2 APIREG 6 1 3/4 1 3/4 8 3/4 16 3/4 100

627441 4 1/2 APIREG X 4 1/2 APIFH 6 2 1/4 2 1/4 8 9/16 17 210

627442 4 1/2 APIFH X 4 1/2 APIFH 8 2 1/2 2 1/2 8 16 1/2 210

22-025-134 7 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 8 5/8 4 2 1/2 8 17 1/2 190

22-028-115 3 1/2 APIFH X 3 1/2 APIFH 4 5/8 2 1/8 2 1/8 8 15 1/2 135

22-028-116 3 1/2 APIFH X 4 1/2 APIREG 5 3/4 2 1/2 2 1/8 8 16 135

22-028-117 3 1/2 APIFH X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 1/2 2 1/8 8 16 3/4 135

22-028-118 3 1/2 APIFH X 3 1/2 APIREG 4 5/8 2 1/2 1 1/2 8 15 1/2 115

22-024-205 4 1/2 APIREG X 3 1/2 APIREG 8 2 1/2 1 1/2 8 16 115

22-026-098 5 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 6 3/4 3 3 8 17 1/2 280

600669 6 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 7 11/16 3 1/2 3 1/2 9 3/8 19 3/4 325

600670 7 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 7/8 3 3 11 21 1/2 560

652973 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 21 7/8 390

22-025-132 7 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 5/8 4 4 8 18 1/2 460

22-025-133 5 1/2 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 5/8 4 3 8 18 305

22-025-135 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 5/8 4 3 1/2 8 18 1/4 390

22-024-203 5 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 8 2 1/2 2 1/2 8 17 210

22-024-204 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 8 2 1/2 2 1/2 8 17 1/4 210

22-026-099 5 1/2 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 1/2 3 8 17 3/4 305

627421 4 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 5 7/16 2 1/4 2 1/4 8 1/2 16 7/8 210

Tabla.15.5.2.Selección de substitutos

Programa de mantenimiento

Cada 8 horas:

360




• Al final de este lapso se recomienda engrasar (de una a tres emboladas con

pistola manual) todas las conexiones de engrase.

• Engrase el conjunto de empaquetadura del tubo lavador. Al engrasar no debe

haber presión del fluido de perforación, a fin de que la grasa penetre en todas

las piezas del conjunto.

• Los pasadores del asa se deben engrasar mientras la junta giratoria está en la

ratonera. Cuando el asa está en posición de reposo, la grasa fluye mejor hacia

las superficies que sostienen cargas pesadas.

• Engrase los sellos superiores de aceite.

Diariamente

• Verifique el nivel del aceite con la varilla graduada ligeramente apretada a

mano mientras la junta está en reposo. El nivel debe estar siempre en la

marca máxima. En caso necesario agregue aceite.

Consulte el cuadro de selección de lubricantes para temperaturas ambientales o la

lista de tareas de mantenimiento de la IADC para determinar los tipos adecuados de

aceites de engranajes y de grasas.

Mensualmente:

• Limpie la junta giratoria con manguera y cepillo.

• Examine la conexión de alivio de presión para asegurarse de que funcione y que

no esté dañada ni obstruida. Las juntas giratorias tienen una conexión cargada a

resorte que debe encajar en su sitio al soltarse. Con un cuchillo u otro objeto

afilado, palanquee la conexión hacia afuera para comprobar si se desliza

suavemente. Cámbiela si no funciona bien.

Intervalos para cambiar aceite

361




El aceite se debe cambiar cada 1.000 horas de operación

• Para que el aceite fluya mejor, cámbielo mientras esté caliente. Nota: La tapa de

la varilla graduada se debe aflojar para que penetre aire en el depósito de la juntagiratoria a fin de que el aceite fluya mejor. La restricción del flujo en el orificio de

drenaje del aceite puede indicar acumulación de contaminantes que podrían

acortar la duración efectiva de los cojinetes. Si hay mucha acumulación, lave el

sistema con aceite diesel y vuelva a llenar con aceite nuevo.

• Inspeccione los magnetos del tapón de drenaje. Si los magnetos tienen adheridas

partículas de metal es porque posiblemente los cojinetes están muy desgastados.

En tal caso, desarme, limpie e inspeccione debidamente la junta giratoria. Si tiene

alguna duda acerca del estado de los cojinetes, comuníquese con un

representante o consulte el Manual de Servicio correspondiente para hacer las

graduaciones adecuadas.

Si no se observa problemas, simplemente rellene el depósito con aceite nuevo y

vuelva a poner la unidad en operación.

Capacidades y tipos de lubricante.

NOTA: consulte en la lista de mantenimiento de la IADC, lo concertante a los tipos

adecuados de grasa y aceite para engranajes.

Elección de lubricante para varias temperaturas

Aceite para engranajes con inhibidor de corrosión:

Más de 10°C. (50°F.) AGMA EP-5

Menos de 16°C. (60°F.) AGMA EP-4

Grasa multipropósito de base de Litio:

Menos de 0°C (32°F)- NGLI#1

Más de 0°C (32°F)- NGLI#2

Capacidades de aceite

362




P-200 10 Galones (USA) 38 LitrosP-300 14 Galones (USA) 53 LitrosP-400 16 Galones (USA) 61 LitrosP-500 24 Galones (USA) 91 Litros

P-650 30 Galones (USA) 114 LitrosP-750 24 Galones (USA) 91 Litros

Tabla.15.5.3.Capacidades de juntas giratorias

Figura.15.5.3.Sistema de clasificación de Viscosidad

Precauciones para lograr buen mantenimiento y seguridad personal.

Equipo.

Cuando limpie o dé servicio a su junta giratoria, examínela a caza de síntomas dedesgaste o de daños, especialmente en:

• El asa o el cuello de ganso.

• El anillo O de la conexión roscada del cuello de ganso.

• El apoyo del cuello de ganso o el cuerpo de la junta giratoria.

363




• Los insertos de caucho (hule) del apoyo del amortiguador del enlace del

elevador.

• La camisa o substituto incluso la ranura de alivio de esfuerzos de las roscas

de la caja (rosca hembra) del vástago.

Cada vez que se inspecciona la tubería de perforación, o por lo menos antes de

perforar formaciones profundas o después de haber perforado unos 15.000 m.

(50.000 pies) en regiones de perforación somera, examine la caja (rosca hembra) de

la junta superior de la sarta, el substituto de la junta giratoria y demás conexiones de

tubería que queden arriba del piso de perforación. Normalmente, estas inspecciones

las hacen empresas especializadas que poseen el equipo y los instrumentos

adecuados, así como personal debidamente adiestrado. Con la debida aprobación de

la empresa petrolera o del contratista de perforación, cualquiera de los métodos

disponibles suele ser adecuado, ya sea de frecuencias ultrasónicas, de partículas

magnéticas o métodos electromagnéticos de otra clase.

A falta de empresas especializadas, el equipo se debe inspeccionar por el método de

líquidos penetrantes. El limpiador, el líquido penetrante y el desarrollador se pueden

obtener para la inspección por atomización o por inmersión.

La Sociedad Estadounidense de Ensayos de Materiales (ASTM) describe en su

publicación E 165-75 un método de inmersión para efectuar la inspección. Para

interpretar las inspecciones mediante líquidos penetrantes se requiere algo de

entrenamiento.

• Cada vez que examine el aceite, vea si está contaminado. La presencia de

agua. Iodo o partículas sólidas puede indicar que es tiempo de cambiarlo y de

lavar el sistema aunque hayan transcurrido menos de 1.000 horas de servicio

desde el último cambio.

• Las fugas de lodo de perforación alrededor del recinto del prensaestopas del

conjunto empacante del tubo lavador indican que es necesario cambiar y

reempacar el conjunto.

364




• Examine la conexión del substituto con la junta giratoria para comprobar si ha

sentado bien (adecuado contacto de metal a metal) a fin de que las roscas no

se dañen ni fallen.

• Después de efectuar operaciones de percusión, inspeccione los cojinetes

principales para determinar si se han dañado.

• Almacene siempre la junta giratoria en posición vertical y llénela con aceite

nuevo para evitar la corrosión de los cojinetes.

• SIEMPRE pare las bombas y desfogue la presión de la manguera antes de

removerle piezas a la junta.

• A causa de la alta presión de las bombas del lodo, mantenga la cadena de

seguridad conectada, del cuerpo de la junta giratoria a la manguera rotatoria.Si la manguera llega a soltarse puede ocasionar serias heridas personales e

incluso fatalidades.

PRECAUCION: No mueva de un sitio a otro la junta giratoria conectada con la junta

Kelly, o sea cuando se ha alistado para ponerla en operación y antes de conectarle la

manguera rotatoria. Arme la junta Kelly con sus bujes impulsores y suspéndala sobre

el buje maestro de la mesa rotatoria; embone en la caja (conexión hembra) del topede la junta Kelly la espiga (rosca macho) del substituto de la junta giratoria y use

llaves de tubería de perforación para apretar la conexión.

No trate de conectar la junta giratoria con la Kelly cuando permanece en el piso de la

cabria, en la pasarela, en la rampa o en cualquier posición que no sea vertical.

No acueste la junta Kelly mientras esté conectada con la junta giratoria. Desconecte

la junta giratoria cuando esté suspendida sobre los bujes impulsores que se apoyan

en la mesa rotatoria. Una vez hecho esto, la junta giratoria y la Kelly se pueden

guardar por separado. El indebido manejo puede resultar en roscas cruzadas, daño

de la unión roscada y desmedidos esfuerzos conducentes a fallas del equipo.

PRECAUCION

365




Los materiales que se usan para fabricar las juntas giratorias son adecuados para

ambientes de gas agrio (ácido sulfhídrico), pero SOLAMENTE si el lodo de

perforación se controla conforme lo especifica la Asociación Estadounidense de

Ingenieros de Corrosión (NACE) en su norma MR01-75, Revisión de 1984, Parágrafo

11.2 y especialmente el subparágrafo 11.2.2, que dice:

"11.2.2. El ambiente de perforación se controla manteniendo adecuadamente la

columna hidrostática y la densidad del fluido de perforación para minimizar la entrada

de fluidos de la formación. Tal objetivo se logra por uno o más de los métodos

siguientes:

(1) manteniendo el pH en 10 ó más alto para neutralizar el ácido sulfhídrico en la

formación que se perfora;

(2) usando despojadores químicos de azufre; y

(3) usando lodo de perforación de fase continua de aceite".

Si el ambiente de perforación no se controla como se indica arriba, el resultado

puede ser el agrietamiento de ciertos componentes de la junta giratoria, a causa de

los esfuerzos ocasionados por el ácido. Las grietas, a su vez, pueden conducir a

fallas y éstas a serias heridas personales y daños materiales.

PRECAUCION: No trate de esmerilar, limar ni bruñir el asa de la junta giratoria parahacerla casar con un gancho dado. La modificación del asa reduce su capacidad decarga y puede cambiar sus propiedades metalúrgicas. El resultado bien puede ser unserio accidente, causante de heridas personales o fatalidades y daños materiales.No trate de modificar el gancho para hacerlo casar con el asa de la junta giratoria. Silo hace, la capacidad de carga del gancho se reduce. La compatibilidad decombinaciones varias de junta giratoria y gancho se debe revisar con el fabricantedel equipo respectivo si se anticipa o se observa cualquier problema.

Cambio de empaque del tubo lavador.Para simplificar el reempaque, el fabricante ofrece tres juegos de repuestos para el

tubo lavador. Para las juntas giratorias Modelos P-200 a P-650, escoja el 703429-

G1U, el -G2U; o el -G3U. Para juntas Modelo P-750, use el 703774-G1U, el -G2U ó

el -G3U. Para minimizar el tiempo de paro, lo aconsejable es tener a la mano uno de

esos juegos.

366




• El G1 U es un conjunto completo para cambiar toda la unidad. Normalmente,

sólo se debe tener en el equipo de perforación uno solo juego de repuesto de

esta clase.

• El G2 U contiene una empaquetadura nueva, dos anillos O y un juego de

espaciadores. El G2U se necesita si se nota que los espaciadores viejos están

muy desgastados para usarlos de nuevo.

• El G3 U solo contiene la empaquetadura y los anillos O. Este suele ser el

juego que más se necesita para reempacar el conjunto del tubo lavador de la

junta giratoria.

Nota: El tubo lavador debe cambiarse si se ve desgastado o agrietado en el área dela empaquetadura y si tiene deslaves o cortes por erosión de fluido. Para esos casos

lo prudente es tener a la mano un tubo lavador de repuesto.

Para los modelos P-200 a P-650, los conjuntos de empaques 703429-G1U/G2U/G3U para el tubo lavador se muestran en la tabla siguiente:

CantidadNo. PiezaNúmero

DescripciónG1U* G2U G3U+

1 649355-A Tubo lavador 12 649358-A Espaciador 1 1

3 649361-A Tuerca de empaquetadura, tubo lavador 1

4 612984-U Juego de empaques (5 anillos) 1 1 1

6 649356 Anillo Retenedor 1

7 639357 Tuerca Retenedora 1

8 649359 Espaciador Central 2 2

9 649360 Espaciador Inferior 1

12 7817600-348 Anillo O, ARP-568-348 2 2 2

Tabla.15.5.4.Conjunto de empaques para tubo lavador

*Juego completo de empaques, +Empaques y anillos “O”solamente.

367




Figura.15.5.4. Determinar el conjunto de empaques

Para el modelo P-750 los conjuntos de empaques 703774-G1U/G2U/G3U semuestran en la siguiente tabla:

CantidadNo. PiezaNúmero

DescripciónG1U* G2U G3U+

1 653055-A Tubo lavador 1

2 653046-A Espaciador 1 13 653047 Tuerca, Empaquetadura del tubo lavador 1

4 653058 Juego de empaques (5 anillos) 1 1 1

5 653057 Anillo Retenedor 1

6 653048 Tuerca Retenedora 1

7 653049 Espaciador Central 2 2

8 653050 Espaciador Inferior 1

9 7817600-359 Anillo O, 2 2 2

Tabla.15.5.5. Conjunto de empaques para tubo lavador

368




Figura.15.5.5. Determinar el conjunto de empaques

Como remover y reemplazar en cualquier junta giratoria Tipo P, el conjuntoUniflex de empaquetadura del tubo lavador.

Figura 15.5.6. Conjunto de prensaestopas de 3”

369




Remoción

1. Desenrosque la caja del prensaestopas (G) y su tuerca retenedora (D)

golpeando las orejas con martillo (rosca izquierda).

2. Empuje al mismo tiempo la caja del prensaestopas (G) y la tuerca (D) asta

que queden a ras con el tubo lavador (F). remueva la junta giratoria todo el

conjunto.

Inspección.

1. Deslice la caja del prensaestopas (G) para sacarla del tubo lavador (F) y

remueva las conexiones de engrase (J). Retroceda el tornillo de sujeción (M)

unas dos o tres vueltas. Remueva de la caja la empaquetadura y los

espaciadores.

2. Remueva el anillo (aro) de resorte (A) del tope del tubo lavador y quite el anillo

retenedor (C) y la empaquetadura (E).

3. Remueva los empaques (E) y los anillos O (B) de los espaciadores (C, H, K, y

L). Quite bien el lodo y la grasa que tengan los espaciadores, la tuerca fiadora

(D) y la caja del prensaestopas (G).

4. Inspeccione todas las piezas a caza de excesivo desgaste, corrosión o

deslave. Examine el anillo retenedor (C) para ver si las estrías y la ranura

están muy desgastadas. Inspeccione el tubo lavador (F) y cámbielo si está

desgastado o agrietado.

370




Figura.15.5.7. Conjunto invertido de empaquetadura

Cómo armar.

1. Instale la nueva empaquetadura seca (E) en el anillo retenedor (C), conforme se

indica en la Figura 15.5.6. Llene bien con grasa las cavidades situadas entre el labio

de la empaquetadura y cada espaciador. Quite el anillo de resorte del nuevo tubo

lavador y cuidadosamente deslice el anillo retenedor y la empaquetadura sobre el

lado ranurado del tubo lavador. Reinstale el anillo de resorte y deslice la tuerca

retenedora (D) sobre el tubo lavador y el anillo retenedor.

2. Instale una nueva empaquetadura seca (E) en los espaciadores (H), (K) Y (L).

Empaque manualmente con grasa las cavidades que forma el labio de la

empaquetadura con su correspondiente espaciador. Sitúe los espaciadores como se

ve en la Fig. 15.5.7. y nuevamente empaque con grasa las cavidades internas.

PRECAUCION: No engrase los espaciadores por fuera ni el prensaestopas (G)por dentro. Esas superficies deben quedar limpias y secas.

371




3. Sostenga el nuevo conjunto de empaquetadura sobre el prensaestopas invertido

(bocarriba) conforme indica la Figura 15.5.7. y alinee el orificio (P) con el hueco

abocardado (Q). Cuidadosamente introduzca el conjunto en el prensaestopas. Instale

la conexión de engrase (J) y apriete el perno retenedor (M) hasta que su cabeza

siente en el hueco abocardado. El extremo del perno debe quedar debajo del reborde

del espaciador (L), sin apoyarse sobre él.

4. Empuje sobre el tubo lavador el conjunto de la caja de prensaestopas, con el lado

angosto de primero, hasta que quede a ras con el extremo de dicho tubo.

5. Instale anillos O nuevos (B) en las caras de los espaciadores de arriba y de abajo,

según muestra la Fig. 15.5.6. Ponga una capa de grasa espesa para evitar que los

anillos O se desprendan durante la instalación. Levante completamente el tubo

lavador y el conjunto del prensaestopas y sitúelos encima de la camisa de la junta

giratoria. Enrosque la tuerca retenedora (D) y la caja del prensaestopas (6). Apriete

hasta que haya contacto de metal a metal, martillando ligeramente las orejas.

Instrucciones para inspecciones.

(Juntas giratorias con conjuntos de empaque Uniflex).

La satisfactoria duración de la empaquetadura depende de la debida alineación del

tubo lavador. Ejecute periódicamente el siguiente procedimiento para comprobar laalineación del apoyo entre la camisa y el cuello de ganso.

372




Figura 15.5.8. Inspección en taller Instrucciones.

Ponga la base del indicador en el apoyo del cuello y sitúe el indicador en el tope de la

camisa. Suba y baje la camisa y anote la lectura total del indicador en la posición (A).

Figura.15.5.9. Inspección en campo

373




Sujete la base del indicador magnético, o un dispositivo fiador improvisado, a la

camisa o al prensaestopas. Haga girar la camisa 360° y anote la lectura total del

indicador (suma de las posiciones B, C y D).

Figura.15.5.10. Inspección en campo

Tolerancias recomendadas.

Figura 15.5.8. Al apoyo del asa se le deben poner cuñas para obtener el despejo

requerido del cojinete, de 0,001" a 0,003". Verifique el despejo subiendo y bajando la

camisa. La desalineación máxima permisible del recinto del apoyo del cuello de

ganso es de 0,008".

Figura.15.5.9. La desalineación máxima permisible del piloto del cuello es de 0,010".

Figura.15.5.10. La desalineación máxima permisible del tubo lavador ya instalado es

de 0,010".

La inspección puede revelar desalineaciones que exceden los límites recomendados.

Los conjuntos de empaquetadura Uniflex se han diseñado para tolerar la

desalineación de la camisa con relación al cuello y funcionan con algo de excesiva

374




desalineación. Para lograr máxima duración de la empaquetadura, sin embargo, la

desalineación del tubo lavador debe mantenerse dentro de los límites recomendados.

Lista de mantenimiento. Juntas giratorias Tipo 'P' Por IADC

Programa de lubricación

Figura 15.5.11. Inspección de programa de lubricación

FRECUENCIA SITIO TIPO PROCEDIMIENTODiariamente A Grasa multiuso de base

de litio1 a 3 embaladas con pistola(pasadores del asa)

Diariamente B Grasa multiuso de basede litio 1 a 3 embaladas con pistola(sellos superiores de aceite)Diariamente C Grasa multiuso de base

de litio1 a 3 embaladas con pistola(conjunto deempaquetadura)

Diariamente D Lubricante AGMA EP(de Presión Extrema)para engranajes

Verifique nivel del fluido enreposo. con la varilla demedir apretada a mano

Cada mil hrs E Lubricante AGMA EP(de Presión Extrema)

para engranajes

Drene el aceite, lave y re-llene con aceite nuevo

Tabla.15.5.6. Programa de Inspección de lubricación

SELECCION DE LUBRICANTE SEGUN LA TEMPERATURA AMBIENTALGrasa multiuso de base de litio: Menos de O' C (32' F).NLGI #1; más de O' C (32' F).NLGi #2. .. Aceite para engranajes con inhibidor de corrosión: Menos de 16' C (60'F). AGMA EP-4 Suave; más de 10' C (50' F). AGMA EP-5 Suave.

375




P-200 10 Galones (USA) 38 LitrosP-300 14 Galones (USA) 53 LitrosP-400 16 Galones (USA) 61 LitrosP-500 24 Galones (USA) 91 Litros

P-650 30 Galones (USA) 114 LitrosP-750 24 Galones (USA) 91 Litros

Tabla.15.5.7.Capacidad de lubricación

MANTENIMIENTO DURANTE LAS OPERACIONESFRECUENCIA SITIO PROCEDIMIENTOCada Mes 1 Vea si la conexión de alivio de presión (lado opuesto de

la conexión de engrase) está dañada o atascada.Cada 1000hrs

2 Examine los magnetos del tapón de drenaje (laspartículas de metal pueden indicar excesivo desgaste delos cojinetes).

Tabla.15.5.8. Programa de Mantenimiento

EMPAQUETADURA DEL TUBO LAVADOR

Al cambiar la empaquetadura del tubo lavador, cerciórese de poner nuevos anillos O

arriba y abajo del sistema de empaque y de que. al terminar. la instalación quede

como se ve en el dibujo de la izquierda. Examine todas las piezas a caza de excesivo

desgaste, corrosión o deslaves, especialmente en las estrías del anillo retenedor y enla ranura del anillo de resorte. Antes de poner en servicio la unidad. empaque grasa

a mano en las cavidades que forma el labio de la empaquetadura con sus

respectivos espaciadores.

MIDIDAS DE PRECAUCION

Cerciórese de que la conexión del substituto de la junta giratoria haga contacto de

metal a metal (debe quedar bien apretada para evitar daños o fallas).

La restricción de flujo en el dren indica acumulación de contaminantes que pueden

acortar la duración de los cojinetes. Desarme la junta giratoria, límpiela e

inspecciónela. Engrase los pasadores mientras el asa está en reposo para que la

grasa penetre en las áreas que sostienen cargas pesadas.

376




Después de efectuar operaciones de percusión, vea si se han dañado los cojinetes

principales.

Guarde siempre la junta giratoria en posición vertical y llena de aceite nuevo para

evitar la corrosión.

Nota: Consulte el manual de servicio para más detalles de mantenimiento.

Suministro de juntas giratorias Tipo P para toda condición de perforación

Las juntas giratorias Tipo P se han diseñado especialmente para usarlas en equipos

de perforación que trabajan bajo adversas condiciones y con lodo a presiones altas.

La NATIONAL-OILWELL fabrica un surtido de seis modelos de juntas giratorias serie

P, con clasificaciones de carga estática de 181 a 689 toneladas métricas (200 a 750tons.). Las de los Modelos P-200 a P-650 tienen conductos para el fluido de 3

pulgadas. Los cuellos de ganso se someten a prueba hidrostática a 68.940 Kpa.

(10.000 Ibs/pg2.) para presión máxima de trabajo de 34.570 Kpa. (5.000 Ibs/pg2.).

Las del Modelo P-750 tienen conducto para el fluido de 4 pg. Y sus cuellos se

prueban hidrostáticamente a 77.557 Kpa. (11.250 Ibs/pg2.), para presión máxima de

trabajo de 51.705 KPa. (7.500 Ibs/pg2.).

377




Figura.15.5.12. Componentes de la unión giratoria Distintivos.

Las juntas giratorias tienen los siguientes distintivos:

• Cojinete principal de forma especial para que rinda máxima duración efectiva.

• Cuello de ganso de acero de aleación tratado al calor, resistente a altas

presiones del fluido de perforación.

• Cuello con apoyo más eficaz y más rígido para mantener la alineación.

• Prensaestopas de acero de aleación tratado al calor y con tuerca piloto para

asegurar la plena alineación del tubo lavador con la empaquetadura.

• Cuerpo de dos piezas con amortiguador integral de enlace y sección inferior

removible.

378




• Asa de acero de aleación de alta resistencia con pasador equipado con bujes

de bronce para minimizar el desgaste.

• Cojinete radial inferior con golilla interior extendida que hace las veces de

camisa reemplazable de desgaste para los sellos de aceite.

Especificaciones y dimensiones P-750 P-650 P-500 P-400 P-300 P-200

. . 13 - 24,000 8 - 15,000 6 - 9,000 4 - 7,000Escala de profundidades, pies (m.)

(3960-7310) (2430-4570) (1820-2740) (1210-2130)

Clasll. API de cojinetes, tons. cortas 619 452 335 268 183 129

Clasificación comparativa de carga

muerta. toneladas cortas750 650 500 400 300 200

11,000 6,600 5,670 4,690 3,500 2,600Peso aproximado, lbs. (Kg.)

(4989.5) (2993.7) (2571.9) (2127.3) (1587.6) (1179.3)Capacidad de aceite. ga!. (lItros) 24 (90.9) 31 (117.3) 24 (90.9) 18 (68.1) 15 (56.8) 11 (41.6)

Longitud total sin la espiga 10'3 5/a" 8'4 V4" 8'V2" 7'8 Vz" 7'50/4" 6'10 7/a"

del sub, pg. (mm.) (3140.0) (2292.3) (2451.1) (2350.0) (2280.0) (2105.0)

Longitud tolal con la espiga 11 '10 1fa " 9'80/4" 9'5" 8'10%" 8'3V4" 8'6 Va"

del sub. pg. (mm.) (3629.0) (2965.4) (2870.2) (2708.2) (2521 .0) (2594.0)

55W' 42W' 34V4" Anchura lolal, pg. (rnrn.)

(1403.4)45" (1143.0)

(1080.0)39" (990.6) 35 W' (895.4)

(870.0)

2413/16" 23" 22" 21" 21" 19"Despejo del gancho, pg. (mm.)

(630.2) (584.2) (558.8) (533.4) (533.4) (482.6)

Diám. de rosca inlegral rápida 7" 6" 6" 6" 6" 6"

del cuello de ganso, pg. (mm.) (177.8) (152.4) (152.4) (152.4) (152.4) (152.4)

Dlám.. paso del fluido, pg. (mm.) 4" (101.6) 3" (76.2) 3" (76.2) 3" (76.2) 3" (76.2) 3" (76.2)

Dlám del asa en la curva. pg. (mm.) 8" (203.2) 6'14" (171.4) 6W' (158.8) 5'14" (146.1) 5W' (158.8) 4 W' (114.3)

Dlám. de la espiga del asa, pg. (mm.) 6" (152.4) 5W' (139.7) 5" (127.0) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4"(101.6)

Radio del asa, curva del gancno, pg. (mm.) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3)

Diám. del vástago. extr. Inl.. pg. (mm.) 10" (254.0) 9" (228.6) 9" (228.6) 7 '14" (196.9) 6'14" (171.5) 6" (152.4)

Rosca izquierda, extremo inferior del 8 %" REG 7%" REG 7%" REG 6%" REG 5 W' REG 4W'F.H.

vástago, pg. (rnrn.) (219.0) (193.7) (193.7) (168.3) (139.7) (114.3)

. 6 o/a" or 75/a" 6 5/8" or 7 o/a" 65/a" or 4 V2" 65/8" or 4 V2" 6 0/8" or 4 V2"

Espiga corriente API del sub, derosca 7%" (193.7) (168.3) (168.3) (168.3 (168.3 (168.3izquierda, pg. (mm.) or (193.7) or (193.7) or 114.3) or 114.3) or 114.3)

Presión hldrostátlca de prueba. 11,250 10,000 10,000 10,000 10,000 10,000

Ibs/pg2. (Kg/cm2.) (791.0) (703.0) (703.0) (703.0) (703.0) (703.0)

Limite aproximad de presin 7,500 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000

de trabajo, Ibs/pg . (Kg/cm ) (527.3) (351.5) (351.5) (351.5) (351.5) (351.5)

Tabla.15.5.9. Especificaciones y dimensiones . Cualquier profundidad prevista actualmente.

379




380

Tabla.15.5.10. Dimensiones. pulgadas (mm.).P-750 P-650 P-500 P-400 P-300 P-200

8" 6 %" 6Yo" 50/4" 5 Yo' 4Y," A

(203.2) (171.4) (158.8) (146.0) (133.4) (114.3)

73" 56 Y," 55 Yo" 53 %" 53 %" 51 Yo" B

(1854.2) (1435.1) (1403.4) (1365.2) (1365.2) (1301.8)

42%" 37" 35" 33" 300/4" 27 Yo" e(1082.7) (939.8) (889.0) (838.2) (781.1) (689.0)

130/4" 11" 11" 80/4" 9 y.' 9 Yo" D

(349.2) (279.4) (279.4) (222.2) (241.3) (235.0)

24 ,o/,." 23" 22" 21" 21" 19"E

(630.2) (584.2) (558.8) (533.4) (533.4) (482.6)

480/,." 33Y," 33 Yo" 323/0' 32 %' 32 Yo" F

(1224.0) (850.9) (844.6) (832.0) (832.0) (819.2)

28%" 25 Yz" 23 %' 22" 20 %' 18%"G

(1719.1) (647.7) (603.3) (558.8) (527.1) (460.4)

4 Y," 4 y.' 4 Y.' 4Y," 4 Y," 4 Y,"H

(114.3) (114.3) (114.3) (114.3) (114.3) (114.3)

45 %" 32 Y.' 31 Y," 31 Y.' 31 Yo" 31 Yo" I

(1152.5) (825.5) (800.1) (800.1) (793.8) (79.8)

55 Yo' 45" 42 Yo' 39" 35 Yo' 34 Yo" J

(1403.3) (1143.0) (1073.2) (990.6) (895.3) (895.3)

K 0/0"(9.5) 0/0"(9.5) 0/0"(9.5) 0/0"(9.5) 3/0" (9.5) %" (9.5)

16" 16" 16" 14" 11 Yo' 10 Yo' L

(406.4) (406.4) (406.4) (355.6) (285.8) (260.4)

18.000"18.000" - 18.000" 16.000" 13.250" 12.250"

17.990" 17.990" 17.990" 15.990" 13.240" 12.240"M

(457.2) (457.2)" (457.2) (406.4) (336.6) (311.2)

(457.0) (457.0) (457.0) (406.1) (336.3) (310.9)

22 Y," 17%"c. 16 %" 17 %" 17 %" 16Yo"

N(571.5) (441.3) (416.0) (441.3) (441.3) (412.8)

247/,." 210/4" 21%" 21 Y.' 21 y," 21 %"P

(620.7) (552.5) (549.3) (546.1) (546.1) (542.9)10" 9" 9" 73/0' 60/4" 6"Q

(254.0) (228.6) (228.6) (197.0) (171.5) (152.4)

10" 87,1." 8 'lo" 70/4" 7 %" 60/0"R

(254.0) (225.4) (225.4) (197.0) (197.0) (171.45)

NOTA: En este cuadro, los puntos separan los decimales.

15.6.- Inspección de la corona

La inspección de la corona en el equipo en operación durante el proceso de laperforación de un pozo petrolero, se efectúa por personal especializado, observando

sus partes componentes estáticas y en movimiento, periódicamente con una lista de

verificación y analizando el movimiento de las poleas, el deslizamiento del cable,

desnivelación o desgaste anormal. No es posible en esa altura hacerles pruebas no

Figura.15.5.13. Determinación de Dimensiones




destructivas a las soldaduras de las placas componentes, ya que esto se efectúa con

la corona a nivel del piso o en el taller especializado correspondiente. Diariamente se

observa su funcionamiento cuando se engrasa los baleros y la verificación periódica

mencionada. Si por esta verificación se determina que alguna falla determinada, esta

en peligro la integridad humana de los que laboran el equipo, el pozo y las

operaciones, se suspende el equipo y se baja la corona para la verificación del daño

y la reparación necesaria.

15.7.- Verificación de las poleas de la corona

Como se analizó anteriormente la verificación de las poleas de la polea viajera se

hace por observación periódica en el movimiento del cable al deslizarse en la

operación normal o si fuera alguna falla por algún desgaste excesivo, un rozamiento

peligroso con respecto el cable, se determina su nivelación o ajuste arriba, se

espera la terminación del pozo, la terminación de una etapa para bajar la corona o lo

que sea necesario buscando siempre la seguridad de la cuadrilla, el pozo y la no

suspensión del equipo innecesariamente.

15.8.- Dispositivo protector de corona (Crown-o-matic)

Figura.15.6.1. Dispositivo de seguridad de corona

381




Es el sistema neumático de freno de seguridad de la corona; con este dispositivo se

evita que la polea viajera en su movimiento ascendente golpee la parte inferior de la

corona en las operaciones de meter o sacar tubería. Debido a los frecuentes

accidentes por esta operación, se determinó desarrollar una práctica constante de

verificación para que esté operando satisfactoriamente; esto debido que al armar o

desarmar herramienta de la sarta de perforación, la altura de sus componentes

(estabilizadores y lastrabarrenas) obliga a desactivar la válvula actuadora, por lo que

se deberá de activarla nuevamente.

15.9.- Lubricación de la polea viajera

La lubricación de la polea viajera se efectúa diariamente con el engrase de baleros

por personal de la cuadrilla de perforación buscando la libranza de acuerdo a las

operaciones que se estén desarrollando.

Comprobar el desgaste de las poleas, verificación del desgaste de los cojinetes se

efectúa cada terminación del pozo o doce meses. El intercambio de las poleas se

desarrolla cada dos años.

15.10.- Operación y ajustes del gancho

La potencia que se utiliza en el gancho (HP) de la polea se representa como:

Peso en el gancho (lbs) x Velocidad del gancho (pies/seg)

Potencia al gancho (HP) = Wg (lbs) x Vg (pies/seg)/33,000

Ej.: para un peso de 200000 lbs y una velocidad de la tubería d 90 pies/min con

una eficiencia del 80% que potencia de malacate se requiere?

HP teórica = (200,000 x 90)/33,000 = 545.5

Como se tiene una eficiencia del 80% la potencia requerida será:

382




HP requerida = 546/0.80 = 682.5

La capacidad del malacate es de 683 HP

Nota: para una potencia determinada, la carga levantada es inversamente

proporcional a la velocidad de levantamiento.

V1/V2 = W2/W1

Esto significa que:

A velocidad menor – mayor capacidad de carga

A velocidad mayor – menor capacidad de carga

Potencia al gancho. (sistema métrico)

Donde:

H.P. = Potencia la gancho, en H.P.

Ps = Peso de la sarta de perforación, en kg.

d = Distancia recorrida, en m.T = Tiempo para sacar una lingada, en seg.

75 = Constante.

Ejemplo:

Peso de la sarta de perforación, 110.0 ton.

Altura del piso al changuero, 27.0 m.

Tiempo para sacar una lingada, 45 seg.

Para el caballaje en las máquinas, al caballaje obtenido agregue el 30% que

se considera como perdidas mecánicas, causadas en las transmisión desde el motor

Ps x dH.P. =

T x 75

110.000 x 27H.P. = = 880/H.P.

45 x 75

383




hasta el gancho, se considera un 15% de perdidas del motor al malacate y un 15%

en la misma transmisión del malacate, en las poleas y cable hasta el gancho.


El suministro de los manuales de Mantenimiento, así como el de partes por parte del

distribuidor de cada una de los componentes del sistema de izaje garantiza el manejo

en campo y en los talleres correspondientes muy aceptable de manuales de partes,

principalmente en los talleres, que es donde se hace los mantenimientos correctivos

o reparaciones generales que se tienen que desarmar y armar completamente, el

uso de partes para solicitud de refaccionamiento así como el uso de dibujos o planos

en el armado o ensambles.

384




16.- BOMBA KOOMEY


Bomba Koomey: Unidad para operar preventores

El sistema de control que acciona el arreglo de preventores, permite aplicar la

potencia hidráulica suficiente y confiable para operar todos los preventores y válvulas

hidráulicas instaladas. Las prácticas recomendadas API RP–16E del Instituto

Americano del Petróleo y el Reglamento del Servicio para el Manejo de Minerales

(MMS) establecen los requerimientos que se deberán tener en cuenta para la

selección de una adecuada unidad de cierre en función al tamaño, tipo y número de

elementos hidráulicos que serán operados para lograr un cierre.

Los elementos básicos de un sistema de control son:

• Deposito almacén de fluido

• Acumuladores

• Fuente de energía – unidades de cierre

• Consolas de control remoto

• Válvula de control para operar los preventores

PARTES QUE COMPONEN LA CONSOLA DE CONTROL REMOTO

• Manómetro de acumuladores

• Manómetro de presión de aire

• Operar preventor anular.

• Operar preventor ciego.

• Línea de matar.

• Manómetro del múltiple.

• Manómetro preventor anular.

• Regulador de preventor anular.

• Válvula de presión baja.

• Válvula de seguridad.

• Operar preventor arietes.

• Línea de estrangulador.

• Gabinete.

Figura.16.1.1.Tablero de control remoto para operar preventores

385




Figura.16.1.2.Partes de la unidad acumuladora Koomey

386




Tabla.16.1.1.Partes de la unidad acumuladora Koomey

No PARTES No PARTES

1.- Acumuladores. 21.- Manómetro en el sistema acumulador.

2.- Válvulas aisladoras. 22.-Filtro para fluido en el sistema

acumulador.

3.-Válvula de seguridad del banco de

acumuladores.23.- Válvula reguladora y reductora de presión.

4.- Filtro en línea suministro de aire. 24.-Manómetro en el múltiple de distrlbución

de fluido.

5.- Lubricador de aire. 25.-Ramlok para aislar la válvula reductora de

presión.

6.- Manómetro en línea de aire. 26.-Válvula reguladora y reductora impulsada

por aire.

7.- Interruptor de presión hidroneumático 27.- Manómetro del Preventor anular.

8.-Válvula para aislar el interruptor

hidroneumático.28.- Válvulas de cuatro vías (Ramloks).

9.-Válvula de suministro de aire a bombas

hidráulicas.29.- Válvula de purga.

10.- Válvulas de cierre en línea de succión. 30.- Caja de empalme de aire.

11.- Filtros en línea de succión. 31.-Transmisor de presión del Preventor

anular.

12.-Bombas hidráulicas impulsadas por

aire.32.-

Transmisor de presión del múltiple de

distrlbución de fluido.

13.- Válvulas de retención (check). 33.-Transmisor de presión del sistema

acumulador.

14.-Motor eléctrico y arrancador de bomba

triple.34.-

Válvula neumática reguladora de presión

Preventor anular.

15.- Bomba triple hidroeléctrica. 35.-Selector regulador de presión del

Preventor anular.

16.- Válvula de cierre en línea de succión. 36.-Válvula de seguridad del múltiple de

distrlbución de fluido.

17.- Filtro en línea de succión. 37.- Tapones del tanque de almacenamiento.

18.- Válvula de retención (check). 38.- Cilindros con Nitrógeno.

19.-Válvula aisladora de la bomba

hidroeléctrica.39.-

Manómetro del banco de energía

adicional.

20.- Interruptor de presión hidroeléctrica 40.-Válvula maestra del banco de energía

adicional.

387




1.- Acumuladores. Su presión de trabajo es de 3,000 lb/pg2 y la presión de precarga

con nitrógeno de 1,000 a 1,100 lb/pg2 se tiene que verificar la presión de precarga en

cada botella cada 30 días, las botellas deben contener solamente nitrógeno, ya que

el aire y otros gases pueden causar fuego o explosión.

2.- Válvulas aisladoras del banco acumulador. Normalmente deben estar abiertas.

y cerradas cuando se desee aplicar una presión mayor de 3,000 Lb/pg2 o cuándo

realice pruebas de efectividad de tiempo de respuesta del sistema.

3.- Válvula de seguridad del banco acumulador. Está calibrada para abrir a 3,500

Lb/pg2

4.- Filtro de la línea suministro de aire. Debe limpiarlo cada 30 días5.- Lubricador de aire. Debe usar lubricante SAE -10 o equivalente y ajustarlo para

que provea seis gotas de aceite por minuto, además de revisarlo Semanalmente.

6.- Manómetro indicador de la presión de la línea de suministro del aire. Rango

de presión de 0 - 300 Lb/pg2

7.- Interruptor de presión automática hidroneumático. Normalmente está

regulado para cortar a 2,900 lb/pg2 en unidades que cuentan con bombas de aire y

bomba eléctrica. Cuándo la presión en el Sistema desciende a 2,700 Lb/pg2

automáticamente permite que el aire fluya y arranque la bomba. Para incrementar la

presión de corte, gire la tuerca que ajusta el resorte de izquierda a derecha y de

derecha a izquierda para disminuirla.

8.- Válvula para aislar el interruptor de presión automático hidroneumático.

Normalmente ésta válvula debe encontrarse cerrada. Cuándo se requieran presiones

mayores de 3,000 Lb/pg2, primero cierre la válvula que aísla la bomba eléctrica (19)

gire la válvula (25) hacia la derecha (alta presión) y finalmente abra esta válvula, lo

que permitirá manejar presiones hasta de 5,500 Lb/pg2.

9.- Válvulas para suministrar aire a las bombas hidráulicas impulsadas por aire.

Normalmente deben estar abiertas.

10.- Válvulas de cierre de succión. Siempre permanecerán abiertas

11.- Filtros de succión. La limpieza se realizará cada 30 días.

388




12.- Bombas Hidráulicas impulsadas por aire. Este tipo de bombas operan Con

125 Lb/pg2 de presión de aire. Cada Lb/pg2 de presión de aire produce 60 Lb/pg2

de presión hidráulica.

13.- Válvulas de contrapresión (check). Su función es permitir reparar o cambiar

las bombas hidroneumáticas sin perder presión en el banco acumulador.

14.- Motor eléctrico y arrancador. El motor eléctrico opera con tensión eléctrica de

220 a 440 voltios, 60 ciclos, tres fases; la corriente requerida depende de la potencia

del motor. El arrancador acciona y para automáticamente el motor eléctrico que

controla la bomba triplex o dúplex; trabaja conjuntamente con el interruptor manual

de sobre control para accionar o parar. El interruptor de control debe estar en la

posición "auto”. (14)

15.- Bomba triplex (o duplex) accionada por motor eléctrico. Cada 30 días sedebe revisar el nivel (SAE-30W). Además se tiene que revisar el nivel de aceite en la

coraza de la cadena (30 ó 40W), el cual debe llegar hasta el tapón de llenado.

16.- Válvula de cierre de succión. Normalmente debe estar abierta

17.- Filtro de succión. Efectúe su limpieza cada 30 días

18.- Válvula de contrapresión (check). Su función es permitir reparar el extremo

hidráulico de la bomba sin perder presión en el Sistema.

19.- Válvula aisladora de la bomba hidroeléctrica. Debe estar abierta

normalmente y sólo tiene que cerrarla cuando vaya a generar presiones mayores de

3,000 Lb/pg2 con las bombas hidroneumáticas.

20.- Interruptor de presión automático hidroeléctrico. El motor de la bomba

hidroeléctrica arranca automáticamente cuando la presión en el banco acumulador

desciende a 2700 Lb/pg2 y para cuando la presión llega a 3,000 Lb/pg2. Al ajustar la

presión de paro del motor eléctrico, quite el protector del tomillo regulador y gírelo en

sentido contrario a las manecillas del reloj para disminuir la presión o en el sentido de

las mismas manecillas para incrementar la presión. Para ajustar la presión de

arranque del motor eléctrico quite la tapa a prueba de explosión, purgue la presión

del sistema a la presión de arranque deseada y mueva la rueda de ajuste hacia

arriba, hasta que el motor arranque.

389




21.- Manómetro indicador de la presión en el sistema acumulador. Rango de

presión de 0- 6,000 Lb/pg2

22.- Filtro para fluido en el sistema acumulador. Revisarlo cada 30 días.

23.- Válvula reguladora y reductora de presión. Reduce la presión del Sistema a

1,500 Lb/pg2 para operar los Preventores de arietes y las válvulas con operador

hidráulico.

24.- Manómetro indicador de presión en el múltiple de distribución de fluido.

Para ajustar esta válvula, primero afloje la tuerca candado de la manija y gírela hacia

la derecha para incrementar la presión y hacia la izquierda para reducirla,

observando siempre el manómetro al fijar la presión en el regulador del múltiple de

distribución; finalmente, apriete la tuerca candado de la manija. (24)

25.- Válvula para aislar la válvula reductora de presión. Rango de presión de O -10,000lb/pg2

26.- Válvula reguladora y reductora de presión impulsada por aire. Debe estar

en posición abierta, y cuando se necesiten aplicar presiones mayores de 1,500

Lb/pg2 a los preventores de arietes, gírela a la posición de cerrada, así se aísla la

válvula (23).

27.- Manómetro indicador de presión del preventor anular. Rango de presión de

O -3,000 Lb/pg2.

28.- Válvulas de cuatro vías. Permiten cerrar o abrir los preventores y las válvulas

hidráulicas instaladas.

29.- Válvula de purga. Normalmente debe estar cerrada. Esta válvula debe

mantenerse abierta cuando se precarga las botellas del acumulador.

30.- Caja de empalme de aire. Se usa para conectar las líneas de aire en el

Sistema a las líneas de aire que vienen del tablero de control remoto.

31.- Transmisión de presión neumática para la presión del preventor anular.

Ajuste el regulador de presión del transmisor, para que la presión del manómetro del

preventor anular en el tablero remoto sea igual a la del manómetro del Sistema. (27)

32.- Transmisor de presión neumática para la presión del múltiple de fluido.

Ajuste el regulador de presión del transmisor, para que el manómetro de los

390




preventores de arietes en el tablero remoto registre la misma presión que el

manómetro del Sistema. (24)

33.- Transmisor de presión neumática para la presión del sistema acumulador.

Ajuste el regulador de presión del transmisor, para que el manómetro que indica la

presión del acumulador en el tablero remoto registre la misma presión que el

manómetro del Sistema. (21)

34.- Válvula neumática reguladora de la válvula (26). Se utiliza para regular la

presión de operación del Preventor anular. El giro a la izquierda disminuye presión y

a la derecha la incrementa. Vigile siempre el manómetro cuando ajuste la presión.

(27)

35.- Selector de regulador de presión del preventor anular. Se usa para

seleccionar el tablero (unidad o control remoto) desde donde se desea controlar laválvula reguladora (26).

36.- Válvula de seguridad del múltiple distribuidor de fluido. Está regulada para

que abra a 5,500 lb/pg2.

37.- Tapones del tanque de almacenamiento. Con dos de 4” y se utilizan para

cargar y descargar el fluido de operación. Y observar fugas en las válvulas de 4

pasos RAM-LOCK

38.- Cilindros con nitrógeno. Son la fuente de energía independiente que podrá

utilizarse como ultimo recurso para cerrar el pozo cuando se presente una

emergencia.

39.- Manómetro del banco de energía adicional. Este manómetro deberá tener

como mínimo 80 kg/cm² de N2,

40.- Válvula maestra del banco de energía adicional. Válvula general de N2 que al

abrirla acciona el cierre del conjunto de preventores.

391





1. La unidad se debe de instalar a una distancia segura (de 100 a 150 pies) del pozo,

para que el personal pueda manejar manualmente los controles, durante un reventón

y/o incendio en el equipo de perforación.

2. De las conexiones de la unidad de control, al preventor y a las conexiones de las

válvulas hidráulicas en el preventor, se deben de instalar tubos o tubería

(preferiblemente enrejados) de suficiente longitud y grosor de pared. Para flexibilidad,

y con las uniones giratorias KOOMEY, use tubería de acero de 1" (extra dura). Con

agua, limpie todas las líneas (tuberías).

3. Abra completamente la válvula de purga, y la válvula o válvulas de cierre de los

acumuladores.

4. Remueva los seguros de las válvulas de precarga del acumulador. Para los

Acumuladores Serie S, atornille el manómetro y el ensamblaje de precarga (No.

73000, Vea sección de componentes y piezas). Atornille la manija en T para

comprobar la precarga de nitrógeno en las botellas del acumulador. Para los

acumuladores Serie G y E, atornille el ensamblaje del manómetro, la manija en T, y

afloje la contratuerca en la válvula de nitrógeno, dos o tres vueltas para obtener una

lectura en el manómetro.

El manómetro debe de indicar una presión de 1.000 lbs/pg2 ± 10%.

Si la precarga del acumulador es baja debido al cambio de temperaturas, conecte el

manómetro y el ensamblaje de precarga (No. 73000), de la botella de nitrógeno al

acumulador; con despacio, para prevenir daño a sus partes internas, abra la válvula

de la botella de nitrógeno hasta que el manómetro indique una presión de 1.000

lbs/pg2., después de que se haya cerrado la válvula en la botella de nitrógeno.

(Vea la grafica para precarga de acumuladores).

Si la precarga del acumulador es muy alta, abra la válvula de purga hasta que la

presión baje a las 1.000 lbs/pg2. Una vez el nitrógeno

llegue a esta presión, apriete la contratuerca en los Acumuladores Serie G y E, y

desatornille la manija en T.

392




PRECAUCION: Use siempre Nitrógeno para precarga

5. Llene el tanque de reserva de fluido por entre la abertura de 4” localizada en elextremo del tanque. Use fluido hidráulico. Llénelo hasta que el fluido llegue a 10” del

tope. Cierre todas las válvulas de aire que van a las bombas neumáticas, como

también el tubo de paso de aire.

Conéctele a la unidad de acumuladores una línea de aire puro (mínimo DI, 1"), si el

sistema es neumático. La presión debe ser de 125 lbs/pg2. Y si el sistema es

eléctrico conecte las líneas eléctricas apropiadas. Asegurese que las

especificaciones eléctricas son las correctas.Ejemplo: línea de 220 voltios con línea de 220 voltios, etc. El lubricador en el sistema

neumático se debe llenar con aceite lubricante SAE 10.

6. Cierre la válvula hidráulica de purga en la unidad. Asegúrese que todas las

válvulas de succión de las bombas están abiertas, y que las válvulas de cuatro pasos

estén en posición neutral. La válvula de paso debe de estar cerrada.

7. Arranque las bombas eléctricas y/o neumáticas. Una por una abra las válvulas de

aire de las bombas neumáticas, para comprobar su funcionamiento. Las bombasdeben cargar los acumuladores hasta que se obtenga una presión de 3.000

lbs/pg2.Las bombas se pararán automáticamente cuando se obtenga esta presión

(3.000 lbs/pg2.), debido a que los switches se preajustan en la fábrica (ajuste normal).

8. Después de parar las bombas, abra la válvula de purga, y púrguelas hasta que las

bombas empiecen de nuevo a trabajar. Cierre la válvula de purga Y deje que las

bombas recarguen los acumuladores.

9. Compruebe todas las lecturas de los manómetros. El del acumulador debe deindicar aproximadamente 3.000 lbs/pg2, y el del múltiple 1.500 lbs/pg2.

El manómetro del preventor anular debe indicar

1.500 lbs/pg2 o menos. Si otros máximos de presión se requieren en otros

preventores, será necesario ajustar las válvulas KOOMEY (KR).

393




10. Abra y cierre cada preventor y válvula de flujo varias veces, para asegurarse de

que no hay aire dentro de ellos" Examine todas las conexiones y líneas. Aunque la

válvula de cuatro pasos se encuentre en posición cerrada, examine el preventor por

si sólo, para asegurarse de que esté cerrado.

PRECAUCION: Si las líneas se instalan al revés, la válvula aparecerá cerrada,

cuando en realidad el preventor está abierto. Por lo tanto examine cada válvula y

cada preventor.

11. Deje las válvulas en posición abierta, una vez las ha probado.

NOTA: si es necesario cerrar un preventor de reventones tipo ariete con la rueda de

mano, asegurese de que la válvula esta cerrada. También, si los sellos en el

preventor anular entre el recinto del pozo y la cámara de cierre llegasen a fallar,

coloque la manija de la válvula en posición neutral para evitar que la presión del pozo

entre en el tanque de reserva del fluido.

12. Examine el nivel del fluido del tanque de reserva. Si esta bajo, añadir fluido

hidráulico limpio hasta que llegue a 10” del tope del tanque.

13. Instale el tablero principal (eléctrico o neumático) en el piso cerca al área del

perforador. Asegúrelo firmemente.

14. Conecte el tablero principal en el piso cerca de la unidad acumulador KOOMEY

al múltiple y al cable eléctrico o neumático de control remoto. Instale el cable a lo

largo del enrejado de tubería. Las uniones del cable en la unidad y en el panel están

plenamente identificadas para su fácil conexión.

15. Compruebe que todo esté funcionando correctamente. Asegúrese que la tubería

de perforación se encuentre en el preventor tipo anular (cuando efectúe estas

pruebas) para así prolongar el tiempo de servicio del elemento de caucho. Para

manejar el tablero principal, mantenga la válvula de aire principal en posición abierta,

a tiempo que hace funcionar cada preventor y válvula. Cada operación debe durar al

menos 5 segundos.

16. Compare los indicadores en el tablero principal, con las lecturas en los

indicadores de la unidad KOOMEY. Las lecturas deben ser iguales. Para igualar las

394




lecturas del tablero principal con las de la unidad KOOMEY, ajuste el regulador de

presión para cada indicador en la unidad.

17. Para comprobar el funcionamiento del regulador del preventor anular con el

tablero principal, accione la manija y de le cinco segundos para que la lectura

aparezca en el indicador.

Tablero Auxiliar de Control Remoto

18. Instale el tablero de control remoto lejos del cabezal del pozo, preferiblemente al

final del depósito de tubería. Asegúrelo firmemente.

19. Conecte el cable eléctrico o neumático al tablero y a la unidad KOOMEY, en

forma tal que esté libre de daño ocasionado por camiones y otras piezas del equipo.20. Pruebe que todo funcione perfectamente. Haga esto en forma similar al

procedimiento usado en el tablero principal, no reajuste los reguladores de aire para

igualarlos con los indicadores en este panel.

Ahora, el Sistema de Control KOOMEY para Preventores debe de estar listo para

empezar las operaciones de perforación.

16.3.- Precarga de acumuladores

Por lo menos una vez a la semana, todo el sistema de control para el preventor se

deberá probar detalladamente. Si está equipado con control remoto, estos controles

se deben accionar a tiempo que un operario (parado cerca de la unidad y al múltiple

de control hidráulico), observe que todas las operaciones sean normales. La prueba

debe de incluir los siguientes pasos:

1. Hacer funcionar todas las válvulas de cuatro pasos, tanto en posición cerradacomo abierta.

2. Hacer funcionar todos los reguladores dentro de sus límites operacionales es

(normalmente de 0 a 1.500 lbs/pg2.). Asegúrese de no aplicar presión excesiva al

preventor Hydril. Este preventor (durante las pruebas) nunca se debe de cerrar por

395




completo sobre un pozo abierto, ya que esa acción disminuye considerablemente el

tiempo de servicio de la empaquetadura de caucho.

3. Probar que todos los indicadores (manómetros) hidráulicos, trabajen

adecuadamente.

4. La purga total del sistema. Se debe ver si las bombas están en condiciones de

recargar el sistema hasta dejarlo listo para actuar. Fíjese que las bombas trabajen

normalmente.

16.4.- Manejo de las válvulas de control de cuatro vías (Ramlock)

El diagrama anterior menciona con los siguientes números las, válvulas siguientes:Válvula Ramlock para aislar la válvula reductora de presión. Rango de presión de

O -10,000lb/pg2

Válvula reguladora y reductora de presión impulsada por aire Ramlock. Debe

estar en posición abierta, y cuando se necesiten aplicar presiones mayores de 1,500

Lb/pg2 a los preventores de arietes, gírela a la posición de cerrada, así se aísla la

válvula (23).

Válvulas de cuatro vías marca Ramlock. Permiten cerrar o abrir los preventores ylas válvulas hidráulicas instaladas.

Prueba de efectividad de tiempo de respuesta al sistema de bomba Koomey.

• Los preventores de arietes y anulares menores de 20 pulg. deben cerrar en 30

seg. máximo.

• Preventores de arietes y anuales mayores de 20 pulg. y los de 20 pulg. en 45 seg.

como máximo.

• Con los acumuladores cerrados y la bomba hidroneumática parada LA BOMBA

HIDROELÉCTRICA debe ser capaz de abrir la válvula hidráulica, cerrar el preventor

anular sobre la tubería y obtener un mínimo de 1200 lbs/pulg2 de presión en un

tiempo de 2 minutos máximo.

• Esta efectividad la debe de igualar las bombas hidroneumáticas.

396




• La prueba de los acumuladores consiste en abrir la válvula hidráulica y cerrar el

preventor anular sobre la tubería de perforación en un tiempo que no exceda de 30

seg. conservando una presión final mínima de 1200 lbs/pulg2 (84 kg/cm2) “teniendo la

bomba hidroneumáticas y hidroeléctricas paradas”.

• La prueba de efectividad de tiempo de respuesta del sistema debe llevarse a

cabo antes de efectuar cada prueba de presión del sistema de control superficial.

• Los preventores de arietes se probaran a su presión de trabajo los preventores

anulares se probaran al 70 % de su presión de trabajo.

• El probador tipo colgador se selecciona de acuerdo al tipo y medida del cabezal,

con conexión inferior y superior debe ser del diámetro que se tenga en el pozo.

16.5.- El llenado del depósito de aceite

Se debe de utilizar el mismo fluido y revisarse su nivel diariamente verificando que no

tenga asentamiento de agua. Este trabajo debe ser efectuado por el operario de 2°

de mantenimiento mecánico en los equipos de perforación.

16.6.- Interpretación del diagrama hidráulico

Se utiliza para llevarse la secuencia de los sistemas de control y operación, como se

observa en el diagrama hidráulico general de la Bomba Koomey anterior.

16.7.- Interpretación del diagrama neumático

Se utiliza para llevarse la secuencia de los sistemas de control y operación, como se

observa en el diagrama neumático general de la Bomba Koomey anterior.

397





Ha sido muy difícil formular un programa de mantenimiento para nuestros sistemasde control, el cual de resultados satisfactorios para todas las unidades, sea quien sea

el que lo implemente. Algunos de los usuarios nunca tendrán oportunidad de ponerlo

s en acción, excepto en las ocasiones que se requieren para controlar un reventón.

Por lo tanto, sugerimos que los siguientes componentes se inspeccionen una vez al

mes, hasta que el usuario establezca un programa definido con base en la frecuencia

con la cual él hace funcionar el equipo.

1. Limpiador de aire, remueva el elemento limpiador, y lávelo completamente.

2. Lubricador de airen manténgalo lleno de aceite limpio y delgado.

3. Empaquetaduras de las bombas, apriételas en forma tal que la empaquetadura

del émbolo no gotee, pero que al mismo tiempo, tanto el émbolo como la

empaquetadura reciban algo de lubricación. No las apriete en demasía pues eso

sobrecargará los motores de las bombas.

4. Coladores de succión, remueva los elementos limpiadores y lávelos

completamente.

5. Baño de aceite para la cadena de transmisión y catarina, manténgalos con aceite

pesado, hasta el tapón de derrame.

6. Tanque de reserva del fluido, manténgalo con aceite hidráulico limpio y liviano. No

use combustóleo o agua. Examine el fondo y fíjese si hay barro acumulado, o

material proveniente de un preventor con fugas.

7. Limpiadores (coladores) de alta presión para las válvulas KOOMEY reguladoras

y reductoras de presión, remueva los elementos limpiadores y láveloscompletamente.

8. Cilindros neumáticos, tanto la grasera en el soporte como la aceitera para el

vástago del embolo, deben de lubricarse periódicamente.

9. Precarga del acumulador.

398




A. Los acumuladores tipo separador se deben de inspeccionar cada treinta (30) a

sesenta (60) días.

B. Los acumuladores sin separador, definitivamente se deben de examinar cada

treinta (30) días.

Reparación de fallas

SINTOMAS: Las emboladas de la bomba son más rápidas en una dirección que en la

otra.

POSLBLE EXPLICACION: Estas bombas neumáticas KOOMEY son de doble acción.

Descargan la misma cantidad de fluido en la embolada hacia arriba que en la que vahacia abajo. Esto quiere decir que la bomba funciona a un ritmo muy suave,

fácilmente detectable al escuchar la descarga de aire procedente del motor

neumático. Si la bomba empieza a funcionar más rápidamente en la embolada hacia

arriba (o viceversa), es evidente que una de las válvulas internas de retención tiene

una fuga.

SOLUCION: Desarme el tubo de la bomba e inspecciónelo para ver si se ha

acumulado material extraño en los asientos de la válvula de retención, si los asientosestán desgastados, o si es una combinación de los dos. En caso tal, reemplace las

piezas necesarias.

SINTOMAS: La bomba funciona a gran velocidad y no produce ninguna presión.

POSLBLE EXPLICACION:

1. El depósito no tiene suficiente fluido.

2. La línea de succión a la bomba está atascada.

3. Las dos válvulas internas de retención presentan fugas debido a desgaste o

material extrañó.

4. Fugas en la unidad de acumuladores, en los preventores, o en las líneas de

conexión.

399




SOLUCION: Desarme la bomba e inspecciónela para ver si se el deposito tiene

material extraño, la succión deberá limpiarse, reparación de válvulas y eliminar fugas.

En caso tal, reemplace o repare las piezas necesarias.


Debido a que se ha tenido que adquirir bombas para operar preventores marca

Koomey, se le ha suministrado los manuales de Mantenimiento, así como el de

partes por parte del distribuidor que hace que el personal de campo haya adquirido

una experiencia muy aceptable con respecto al uso y manejo de manuales de partes

de malacates, principalmente en los talleres, que es donde se hace losmantenimientos correctivos o reparaciones generales que se tienen que desarmar y

armar las bombas completamente, el uso de partes para solicitud de

refaccionamiento así como el uso de dibujos o planos en el armado o ensambles.

16.10.- Respaldo de Nitrógeno

Por lo menos una vez a la semana, todo el sistema de control para el preventor sedeberá probar detalladamente. Si está equipado con control remoto, estos controles

se deben accionar a tiempo que un operario (parado cerca de la unidad y al múltiple

de control hidráulico), observe que todas las operaciones sean normales. La prueba

debe de incluir los siguientes pasos:

1. Hacer funcionar todas las válvulas de cuatro pasos, tanto en posición cerrada

como abierta.

2. Hacer funcionar todos los reguladores dentro de sus límites operacionales es(normalmente de 0 a 1.500 lbs/pg2.). Asegúrese de no aplicar presión excesiva al

preventor Hydril. Este preventor (durante las pruebas) nunca se debe de cerrar por

completo sobre un pozo abierto, ya que esa acción disminuye considerablemente el

tiempo de servicio de la empaquetadura de caucho.

400




3. Probar que todos los indicadores (manómetros) hidráulicos, trabajen

adecuadamente.

4. La purga total del sistema. Se debe ver si las bombas están en condiciones de

recargar el sistema hasta dejarlo listo para actuar. Fíjese que las bombas trabajen

normalmente.

16.11.- Aplicación de criterios para el cálculo de volumen requerido para operar

Preventores.

Como usar la grafica de precarga

Ejemplo No. 1: Investigue el cambio de presión (nitrógeno), a un volumen constante ycon cambio de temperatura:

RESPUESTA: Con los acumuladores precargados a una presión absoluta de 1.000

lbs/pg2., suponga que la temperatura baja de 80° F a 20° F. En la parte inferior de la

gráfica, siga la vertical que representa 80° F., hasta la línea horizontal 10 (1.000

lbs/pg2.).

Desde este punto siga la línea inclinada hacia abajo y a la izquierda, hasta donde

cruza la línea vertical que representa 20° F. De ese punto, trace una horizontal haciala izquierda hasta que cruce la escala vertical a 8.9 (lo que representa 890 lbs/pg2.)

Por lo tanto, con una disminución en temperatura de 80° F 20° F.la presión de

precarga ha caído 110 lbs/pg2.

Ejemplo No. 2: Investigue el cambio de volumen a una presión constante, con

cambio en temperatura:

RESPUESTA: Asuma un volumen de 11 Gal. a 80° F y que esta temperaturadisminuya hasta los 20°. Siga la vertical de los 80° F. hasta que se cruce con la

horizontal 11. Desde este punto siga la línea inclinada hacia abajo e izquierda, hasta

que cruce la vertical de los 200 F. Trace una horizontal a la izquierda hasta la escala

vertical. Lea 9,8. Por lo tanto, con una disminución de temperatura de los 80° F a los

401




20° F, el volumen disminuye de 11 Gal. a 9,8 Gal. lo que representa una pérdida de

1,2 Gal.

Figura.16.10.1. Grafica de precarga

402




17.- PREVENTORES

17.1.- Arreglos de preventores

Figura.17.1.1.Diseño 1a etapa preventores 21 ¼”, 20 ¾” 1. PREVENTOR ESFERICO2. PREVENTOR DOBLE2.1 SUPERIOR DE ARIETES PARA TP.2.2 INFERIOR DE ARIETES CIEGOS O CORTE3. CARRETE DE CONTROL3.1 TRES VALVULAS MECANICAS (b, c y d )3.2 UNA VALVULA HIDRAULICA (a)4. PREVENTOR SENCILLO4.1 ARIETES PARA T.P.SARTA COMBINADAARIETES DE DIAMETRO MENOR EN LA PARTE SUPERIOR DEL PREVENTOR DOBLEARIETES DE DIAMETRO MAYOR EN EL PREVENTOR DOBLE

CABEZAL DE T.R.4 VALVULAS MECANICAS (e, f, g, h)

403




Figura.17.1.2.Diseño 2a etapa preventores de 13 5/8”3. PREVENTOR ESFERICO4. PREVENTOR SENCILLO2.1 SUPERIOR DE ARIETES PARA TP.2.2 INFERIOR DE ARIETES CIEGOS O CORTE5. CARRETE DE CONTROL3.1 TRES VALVULAS MECANICAS3.2 UNA VALVULA HIDRAULICA6. CABEZAL DE T.R.4.1 VALVULAS MECANICAS

404




Figura.17.1.3.Diseño 3a etapa de preventores de 11” 10000 PSI1 PREVENTOR ESFERICO2 PREVENTOR DOBLE TIPO U, CON SALIDAS LATERALES2.1 SUPERIOR DE ARIETES PARA TP.

2 2 INFERIOR DE ARIETES CIEGOS O CORTE2.3 DOS VALVULAS MECANICAS EN LA LINEA DE MATAR2.4 UNA VALVULA MECANICA LINEA DE ESTRANGULAR2.5 VALVULA HIDRÁULICA, LINEA ESTRANGULAR3. CABEZAL DE PRODUCCION4. CABEZAL DE T.R4.1 MINIMO UNA VALVULA DE C/LADO

405




Figura.17.1.4.Diseño 4 a etapa preventores de 11” 10000 PSI 1 PREVENTOR DOBLE TIPO U, CON SALIDAS LATERALES1.1 SUPERIOR DE ARIETES CIEGOS O CORTE1.2 INFERIOR DE ARIETES PARA TP.

1.3 DOS VALVULAS MECANICAS EN LA LINEA DE MATAR1.4 UNA VALVULA MECANICA LINEA DE ESTRANGULAR1.5 VALVULA HIDRÁULICA, LINEA ESTRANGULAR2. CABEZAL DE PRODUCCION2.1 CUATRO VALVULAS MECANICAS3. CABEZAL DE T.R3.1 MINIMO UNA VALVULA DE C/LADO

406




Figura.17.1.5.Tren de preventores

17.2.- Tipos de preventores

Durante las operaciones de perforación si llegara a manifestarse un brote, el sistema

de control superficial debe tener la capacidad de proveer el medio adecuado para

cerrar el pozo y para circular el fluido invasor fuera de el. El control de un pozo lo

constituyen generalmente en la superficie, dos sistemas independientes que son: El

de circulación y el de preventores de reventones.

Los tipos más usuales son:

• Desviador de flujo (Diverter).• Cabeza rotaria.

• Preventor rotatorio.

• Anular o esférico Hydril de los tipos “GK” y “MSP”.

• Anular o esférico Cameron de los tipos “D” o “DL”.

407




408

• Preventor de arietes Cameron tipo “U” sencillo y doble.

• Preventores Marinos.

La clasificación del API para conjuntos de preventores se basa en el rango de

operación de trabajo. De acuerdo a los arreglos que la especificación API RP 53

recomienda. Los hay de 2,000, 3,000, 5,000, 10,000 y 15,000 lb/pulg.² (141, 211,

352, 703 y 1055 kg/cm²).

Figura.17.2.1.Preventor de arietes Cameron tipo”U” sencillo

Arreglo típico de preventores.

• G -Cabeza rotatoria.

• A -Preventor anular.• Rd -Preventor de arietes doble. Con arietes para tubería de perforación,

ciegos, variables o de corte.

• R -Preventor de arietes sencillo. Con arietes variables o de corte.

• Rt -Preventor de arietes triple. Con tres juegos de arietes instalados a criterio.

• S -Carrete de control con salidas laterales para líneas de matar y estrangular




Figura.17.2.2.Arreglos de preventores: Marino

Descripción del preventor anular (esférico).

Se le llama así a la unidad que forma parte del conjunto de preventores, y tiene como

principal característica, efectuar cierres herméticos a presión sobre cualquier forma o

diámetro o herramienta que pueda estar dentro del pozo. Este preventor jamás debe

estar cerrarse si no hay tubería dentro del pozo, pues se destruye el elemento sello.

Estos preventores funcionan con un elemento grueso de hule sintético que se

encuentra en el orificio interno del mismo y al operarlo, se deforma concéntricamente

hacia el interior del preventor, ocasionando el cierre parcial o total del pozo. El hule

estando en posición abierta tiene el mismo diámetro de paso del preventor. Además

409




410

permite pasar o girar de tuberías aún estando cerrado (esta operación se debe

efectuar regulando la presión de trabajo a su mismo valor de sello).

Al detectar un brote con tubería dentro del pozo, se cerrará el preventor adecuado

(de arietes o anular esférico). El preventor anular esférico deberá ir colocado en la

parte superior de los preventores de arietes, debiendo ser de las mismas

características. Los más usados son de 21¼”, 16¾”, 135 / 8”, 11” y 71 / 6”, con presiones

de trabajo de 500 a 20,000 lb/pulg.².

Figura.17.2.3.Preventor esférico seccionado




411

Figura.17.2.4.Preventor anular mostrando las partes

.




17.3.- Operación de preventores

Es necesario observar las normas de seguridad que se emplean en el conjunto de

preventores, para su instalación y su operación, logrando con esto un adecuado

manejo de los mismos y un mayor rendimiento en su área de trabajo.

Antes de su instalación.

• La medida y capacidad del preventor debe ser igual que la del cabezal donde se

va a instalar.

• Efectuar la revisión del preventor en posición correcta.• Abrir los bonetes del preventor, revisar el empaque y las pistas de sello.

• Verificar que los empaques frontales y superiores de los arietes (rams) estén en

buenas condiciones y de la medida de la tubería que se va a usar.

• Revise la operación de los tornillos candado (yugo), ésta debe ser fácil y rápida.

• En conjunto los preventores dobles de 350 kg/cm² (5000 lb/pulg.²). Y de 700

kg/cm² (10,000 lb/pulg.²) los arietes (rams) ciegos se colocan en el preventor de en

medio y los arietes de tubería en el preventor superior e inferior, siempre y cuandosea del mismo diámetro la tubería.

• Al cerrar los bonetes, apretar adecuadamente los tornillos en forma de cruz. Y

probar la hermeticidad del cierre.

• Instalar y probar las líneas de 1” de los preventores.

• Revisar la operación de los arietes (rams) y verificar el movimiento de los

vástagos contra la presión de operación.

• Limpiar y revisar las pistas para los anillos metálicos empacadores en las

bridas.

• El anillo metálico empacador debe ser del rango adecuado para las bridas que

se unan e invariablemente nuevo.

• Verificar las medidas y cantidades de birlos y tuercas que se van a usar y

repasar sus roscas.

412




• Revisar las pistas de sello de las bridas laterales e instalar las válvulas

correspondientes.

• Comprobar que la cantidad de birlos y tuercas para las bridas laterales estén

completos y de la medida correcta.

Durante su instalación.

• Manejar los preventores usando cable de acero de 1” ó mayor (no los maneje

por los cáncamos, éstos son solo para el cambio de arietes o de bonetes).

• Inspeccionar nuevamente la ranura de sello inferior y la del cabezal de la T.R.

• Lavar y secar las ranuras e instalar el anillo metálico empacador correctamente;

éste debe ser nuevo.

• Proteger la boca del pozo mientras efectúa la operación para instalar el

Preventor.

• Orientar los preventores al sentarlos en el cabezal e introducir cuatro birlos para

utilizarlos como guías. Sentarlos con precaución para no dañar el anillo metálico

empacador.

• Comprobar que el apriete de los birlos se efectúe en forma de cruz hasta lograr

el apriete adecuado.

• En caso de instalarlos dentro de un contrapozo profundo deben quedar a laaltura adecuada para lograr abrir los bonetes. (si se requiere use carretes

espaciadores).

• Seleccionar e instalar correctamente al preventor. las mangueras metálicas de

1”, antes de conectar en la bomba.

• Instalar el sistema de operación manual de los preventores.

• Comprobar la instalación del preventor con respecto al pozo y mesa rotaria.

• Instalar la campana con su línea de flujo (línea de flote).• Los cáncamos deben permanecer conectados en el cuerpo del preventor.

413




Durante su operación.

• Revisar que la presión hidráulica de operación del múltiple de los preventores

permanezca en 105 kg/cm² (1,500 lb/pulg.²).

• Deberá probar la efectividad del conjunto de preventores a su capacidad de

trabajo a la mayor brevedad posible después de su instalación.

• Siempre debe estar instalado el sistema de operación manual a los preventores.

(crucetas, extensiones, volantes, seguros y soportes).

• Los tornillos candado (yugos) deben permanecer engrasados.

• En las líneas de operación de los preventores no deben existir fugas.

• Revisar periódicamente el apriete de la tornillería de los preventores y válvulas

laterales.

• Operar los arietes (rams) para la tubería y los ciegos normales o de corte al

terminar de sacar la tubería, comprobar la operación de los vástagos contra la

presión de operación.

• Comprobar que las líneas de matar y estrangular estén conectadas a las

válvulas laterales del preventor o al carrete de control.

• Al efectuar un cambio de arietes (rams) al conjunto de preventores, hacerlo en

el menor tiempo posible.• Al cambiar los arietes (rams), revisar los sellos y pistas de los bonetes. Al

cerrarlos apriete correctamente los tornillos.

• El agujero de paso del conjunto de preventores debe permanecer centrado con

respecto a la tubería y a la mesa rotatoria.

• Durante la operación, si se observa movimiento en el conjunto de preventores,

debe sujetarse a la subestructura por medio de tensores.

• Durante la intervención del pozo se deben tener arietes (rams) de las medidasde las tuberías que se manejan, así como elementos de sellos para los arietes (rams)

y los bonetes.

414





Los ajustes que se generan en la perforación de un pozo petrolero son con respecto

a efectuar los arreglos de preventores al iniciar las diferentes etapas de perforación,

el primero se hace al termino de la cementación del tubo conductor y es del espacio

rotaria entre el carrete espaciador y la mesa rotaria, el segundo se hace al termino de

la cementación de las TR’s intermedias y es el ajuste entre el carrete de control y la

mesa rotaria, el tercer ajuste se hace al termino de la cementación de la ultima TR y

es el espacio rotaria entre el cabezal de producción y la mesa rotaria, todo esto para

hacer los arreglos de preventores, ya que es determinante la marca del equipo y la

subestructura para hacer el arreglo del tren de preventores correspondiente.

17.5.- Pruebas de campo

Prueba del conjunto de preventores y cabezal de T.R. o T.P.

El conjunto de preventores y cabezal de T.R o T.P. deben probarse periódicamente

para asegurar que funcionaran en forma correcta cuando así se requiera.

La prueba principal en campo es por medio de presión hidrostática a todas las

conexiones y arreglos de válvulas que forman el circuito hidráulico, se le aplica una

presión del 80% al 100% de la presión de trabajo de los preventores, verificando que

no haya fugas, en caso de detectar alguna fuga corregirla y volver a probar.

1. Acuerdan la operación de probar hidrostáticamente el conjunto de preventores.

2. Efectuar la junta de seguridad y de trabajo, verificando las condiciones de la

seguridad personal y del equipo, así como las precauciones operativas, aclarando

dudas a fin de realizar la operación de manera eficiente y de preservación al entorno

ecológico.

3. Probar unidad de prueba y conexiones de la misma a un valor de presión mayor

que la requerida para la prueba hidrostática.

4. Instalar conexiones de prueba al porta estrangulador de la línea secundaria de

estrangular conectada al cabezal de T.R.

5. Armar aparejo de prueba consistente de:

415




• Probador de copa referido a medida y libraje de la T.R

• Sustituto de asiento

• Uno a 2 tramos de T.P lo suficientemente resistentes a la tensión y colapso.

• Una válvula de seguridad instalada en la parte superior del tubo de perforación

(abierta)

6. Bajar parejo de prueba y verificar asentamiento del sustituto de asiento en su

nido.

7. Llenar pozo con agua dulce

8. Cerrar preventor superior de arietes de tuberías y verificar su operación (inferior

para zonas depresionadas)

9. Cerrar válvulas 7,b,c y g; las válvulas posteriores a estas válvulas deben

permanecer abiertas10. Probar el preventor de arietes de tuberías superior a baja presión y de trabajo y

sostener dichas presiones por un termino no menor de 5 minutos.

11. Depresionar a 0 presión

12. Cerrar válvulas a, d, h.

13. Abrir válvulas b, c, g

14. Probar válvulas a, d, h a un rango de baja presión y de trabajo y sostener las

presiones al menos durante 5 minutos debiendo permanecer abiertas las válvulasposteriores a las de prueba.


16. Cerrar válvulas i, j

17. Abrir válvulas d.

18. Probar válvulas i, j a un rango de baja presión y de trabajo y sostener las

presiones al menos durante 5 minutos. Debiendo permanecer abiertas, las válvulas

posteriores a las de prueba.


20. Cerrar válvulas 15, k.

21. Abrir válvulas i, j.

416




Probar válvulas 15, k a un rango de baja presión y de trabajo (o rango de trabajo de

los preventores), sostener la presión al menos durante 5 minutos. Debiendo

permanecer abiertas las conexiones posteriores a las válvulas de prueba.


23. Cerrar preventor inferior sencillo de arietes de T.P

24. Abrir preventor superior de arietes de T.P.

25. Probar preventor inferior sencillo a baja presión y de trabajo y sostener dichas

presiones por un término no menor de 5 minutos.


27. Abrir preventor inferior sencillo de arietes para T.P

28. Cerrar preventor anular (esférico)

29. Probar preventor anular a baja presión y como mínimo al 70% de su presión detrabajo y sostener las presiones al menos durante 5 minutos.

30. Depresión a 0 presión

31. Abrir el preventor anular

32. Cambiar conexiones de la unidad de prueba al porta estrangulador de la línea de

estrangular primaria

33. Desconectar el tubo o tubos situados arriba del sustituto asiento y sacarlos del

pozo.

34. Cerrar al preventor ciego y válvulas c, g, f.

35. Probar preventor ciego (ciego-corte) y válvula f a baja presión y a su capacidad

de trabajo, debiendo sostener las presiones de prueba al menos durante 5 minutos.

36. Depresionar a 0 la presión

37. Abrir válvula f y cerrar válvula e.

38. Probar válvula e, a baja presión y a su presión de trabajo debiendo sostener la

presión al menos durante 5 minutos.


40. Abrir preventores ciego

41. Bajar tubo (o tubos) de perforación y conectar al sustituto asiento.

42. Recuperar sustituto asiento y probador de copa del pozo.

417




43. Elaborar reporte (registro) de la prueba al conjunto de preventores, anotando las

correcciones al sistema si se observaron.

418




18.- AGITADORES

18.1.- Principio de operación

Todos los Agitadores utilizados en las presas de trabajo de los fluidos de control. Son

básicamente reductores de velocidad que trabajan por medio de engranes, los cuales

son impulsados por motores eléctricos con capacidades de 10 a 20 HP y en su salida

vertical se instala una flecha sólida con aspas en un extremo, siendo las aspas las

que mezclan o airean al fluido de control.

Estos mezcladores se utilizan específicamente para mantener el lodo homogéneo yevitar la precipitación de los sólidos que contiene el fluido al fondo de las presas.

Sirve también para ayudar a mezclar aditivos y productos químicos que se agregan

al lodo para mantener o modificar sus condiciones reológicas, además airea el lodo,

ayudando con esta acción a desgasificar el lodo en caso requerido.

Los agitadores deben ser de uso rudo ya que deben trabajar las 24 horas del día en

lodos que llegan a tener densidades, de 2.20 g/cm3 o mayores y viscosidades Marsh

de más de 100 segundos, en emulsiones inversas.

Figura.18.1.1.Reductor de velocidad seccionado

419




420

Principios

El principio de operación de los agitadores o mezcladores de lodos es la reducción

de velocidad por medio de engranes y como consecuencia también transmite mayor

fuerza a las paletas o aspas del agitador, en la siguiente figura se muestra el

diagrama de un típico mezclador de lodos.

Figura 18.1.2. Diagrama de un agitador o mezclador de lodos

DONDE:

1.- Motor eléctrico de 20 HP

2.- Reductor de velocidad3.- Cople flexible tipo rejilla

6.- Base del motor

19.- Flecha con aspas




18.2.- Tipos de agitadores más comunes

Lightnin de 20 HP de potencia, modelo 74Q20, tamaño 74

Figura 18.2.1.Agitador de doble y triple reducción

Figura 18.2.2.Agitador de reducción simple

421




Figura 18.2.3. Montaje de lado, impulsado por banda de transmisión

18.3.- Mantenimiento preventivo menor

El mantenimiento de estos agitadores es muy sencillo ya que se limita a que su

aceite de lubricación sea mantenido en los niveles indicados y cambiarlo cada seis

meses o antes si llegará a contaminarse

18.4.- Mantenimiento preventivo mayor

TIPO DESERVICIO

CONDICIONESGENERALES

RANGO DEHP

FRECUENCIA DERELUBRICACIÓN

OCHO HORAS POR DÍA, 1 ½ - 7 ½ 3 AÑOSESTANDAR NORMAL O LIGERA 10 – 40 1 AÑO

CON CARGA O LIMPIA 50 – 150 6 MESESAMBIENTE MÁX. 40°C

(8100°F)

200 – 350 3 MESES

24 HR / DIA DEOPERACIÓN

1 ½ - 7 ½ 1 ½ AÑOS

SEVERO CON CARGA VIBRACIÓNO EN

10 – 40 6 MESES

AMBIENTES RUDOSSUCIOS

50 – 150 3 MESES

422




TIPO DESERVICIO

CONDICIONESGENERALES

RANGO DEHP

FRECUENCIA DERELUBRICACIÓN

DE 40 – 50°C (100 A120°F)

200 – 350 1 ½ MESES

TRABAJOS MÁSSEVEROS

1 ½ - 7 ½ 6 MESES

MUY SEVERO VIBRACIÓN YTEMPERATURA

10 – 40 3 MESES

AMBIENTE ALTA 50 – 150 2 MESES200 – 350 1 MES

Tabla.18.4. Programa de mantenimiento

Como se mencionó anteriormente el mantenimiento de estos agitadores es muy

sencillo, pero debe hacerse con los cuidados requeridos. En el mantenimiento parael motor eléctrico se debe verificar el voltaje de la energía suministrada para hacer la

conexión correcta, una vez efectuada esta, aislar perfectamente y colocar los sellos y

empaques correspondientes que deberán ser a prueba de explosión. Para el

reductor de velocidad cambiar el aceite a las primeras 72 horas de trabajo, después

a las 336 de trabajo horas y posteriormente cada 4 meses de operación continua. Es

importante mantener en continua vigilancia el nivel de aceite, pues en condiciones de

operación extremosas como lo son las altas temperaturas del ambiente se

recomienda consultar al fabricante de aceite solicitando un aceite de gran viscosidad.

Para un periodo de inactividad del reductor y con el fin de que no sea atacado por el

oxido y la corrosión, se recomienda que la unidad se llene de aceite, hasta el tapón

de respiración y cubrir el reductor con un plástico o similar.

18.5.- Los candeleros y las aspas

Los candeleros son tramos de tubo reforzado cuyo diámetro interior es

aproximadamente media pulgada mayor que el diámetro exterior de la flecha

impulsora de las aspas. Los candeleros se sueldan en la parte inferior de la presa de

lodo y sirven para evitar que la flecha del agitador se salga de centro.

423




Las aspas para los agitadores se presentan en dos modelos, de tipo recto y de tipo

helicoidal con tres o cuatro hojas y su diámetro depende de la potencia del agitador y

del tipo de agitación que se desee.

Ejemplo.

Agitador Lightnin de 20 HP de potencia, modelo 74Q20, tamaño 74, con motor

trifásico de 1750 rpm, factor de servicio 1.0 a prueba de explosión. Diámetro de la

flecha 2.5 pulgadas. Longitud de la flecha 71 pulgadas, diámetro del impulsor 55

pulgadas de tres hojas. Velocidad de salida 84 rpm. Relación de 20.8: 1 rpm


Las fallas más comunes en los agitadores son el desgaste de sellos de aceite,desgaste de acoplamiento flexible, rotura de rejillas del acoplamiento, desgaste de la

aspas por abrasión del lodo, desgaste de rodamientos del reductor.

424




19.- MALACATES AUXILIARES

19.1.- Principio de operación

Básicamente el malacate de sondeo funciona bajo el mismo principio que el malacate

principal solo que es de potencia limitada, su función principal es bajar sondas al

pozo y auxiliar en maniobras en el piso, generalmente tiene capacidad para contener

hasta 10,000 metros de cable de acero de 9 / 16”.

Reglas de seguridad de instalación y operación.

1. No utilice el cable de acero como tierra para soldar.

2. No pegue un electrodo de soldadura al malacate ni al cable de acero.

3. Nunca corra el cable de acero sobre un extremo filoso. Utilice una polea de

tamaño correcto.

4. Cuando utilice una polea. Deberá alinearla con el centro del tambor. El diámetro

de la polea deberá ser por lo menos 18 veces el diámetro del cable de acero y 1.5

veces de la capacidad de carga del cable.

5. Deje siempre por lo menos tres vueltas completas de cable de acero en el tambor.

Malacates de maniobras (roncos)

Suministro de aire.

El suministro de aire deberá ser limpio y libre de humedad., y normalmente es el

mismo del malacate principal

Tuberías de aire.El diámetro interior de las tuberías de suministro de aire del malacate no debe ser

menor a 1/2" (38 mm). Antes de hacerlas conexiones finales, todas las tuberías de

suministro de aire deberán ser purgadas antes de conectarlas a la toma del sistema.

Las tuberías de suministro deberán ser tan cortas como lo permitan las condiciones

de instalación. Las tuberías de transmisión largas y el uso excesivo de accesorios,

425




codos, válvulas de globo. etc. causan una reducción la presión debido a las

restricciones y fricción, la superficie de las tuberías.

Lubricador de la tubería de aire.

Utilice siempre un lubricador de la tubería de aire con estos motores. Use un

lubricador que tan una entrada y una salida, por lo menos tan grande como la toma

del motor. Instale el lubricador de la tubería de aire tan cerca como sea posible de la

toma de aire del motor.

Precaución: El lubricador de la tubería de aire debe rellenarse diariamente y

ajustarse para que proporcione de 10 a 15 gotas por minuto de aceite SAE 10 W. Laválvula de estrangulación de control expulsará una neblina fina cuando el lubricador

de la tubería de aire este funcionando apropiadamente.

Filtro de la tubería de aire: Se recomienda que instale un cedazo/filtro a la tubería

de aire tan cerca como sea posible de la abertura de la toma de aire del motor para

evitar que la suciedad entre al mismo. El cedazo/filtro deberá proporcionar una

filtración de 20 micrones e incluir un colector de humedad. Limpie periódicamente elcedazo/filtro para mantener su eficiencia de operación.

Humedad en las tuberías de aire: La humedad que llega al motor neumático a

través de las tuberías de suministro es el factor principal para determinar el lapso que

debe transcurrir entre los servicios para acondicionamiento general los colectores de

humedad pueden ayudar a eliminar la humedad, y otros métodos tales como un

receptor de aire que recolecte la humedad antes de que llegue al motor, o un postenfriador en el compresor que enfrié el aire antes de distribuirlo a través de las

tuberías de suministro, también es útil para condensar y eliminar la humedad.

Motor: Para lograr un desempeño óptimo y una máxima durabilidad de las par1es

proporcione un suministro de aire para operar el motor neumático de 90 psig a 335

426




pies cúbicos por minuto (6.2bar / 620 kpa a 20 cm/min.) para malacates FAZ.5. El "y

motor neumático deberá instalarse tan cerca como sea posible del compresor o del

recepto del aire.

Verificaciones iniciales de operación: Los malacates son probados para verificar

operación apropiada antes de salir de fábrica. Antes de poner el malacate en servicio

deberán llevarse a cabo las siguientes verificaciones de operación.

a) Cuando eche a andar el motor por primera vez, deberá inyectar un poco de aceite

ligero en la conexión de la toma para permitir una buena lubricación.

b) Cuando opere por primera vez el malacate, se recomienda correrlo lentamente en

ambas direcciones durante unos minutos.

Para malacates que hayan estado almacenados durante más de un mes, se requiere

el siguiente procedimiento de arranque.

1. Inspeccionar el malacate de conformidad con los requerimientos de "malacates

que no han sido utilizados regularmente", según la sección de INSPECCIÓN.

2. Verter una pequeña cantidad de aceite 10W en la abertura de la toma del motor.

3. Operar el motor durante 10 segundos para lavar cualquier impureza.

4. Ahora el malacate esta listo para trabajar.

Operación: Los cuatro aspectos más importantes de la operación del malacate son:

1. Seguir todas las instrucciones de seguridad cuando opere el malacate.

2. Permitir que solamente personal calificado opere el malacate.

3. Someter el malacate a inspección periódica y a los procedimientos de

mantenimiento.

4. Estar conscientes de la capacidad y peso de carga del malacate, todo el tiempo.

Precaución: Permita que únicamente al personal calificado (capacitado en los

aspectos de seguridad y operación) opere un malacate.

La válvula manual de control de estrangulación, con resortes viene montada en el

motor. Están disponibles los controles opcionales montados remotamente. Consulte

427




el código del modelo en la sección de especificaciones. La válvula proporciona

control sobre la velocidad del motor y dirección de la rotación.

Advertencia: El malacate no esta diseñado ni es adecuado para levantar, bajar omover personas. Nunca levante cargas sobre personas.

Sistema de aire

La presión nominal de operación es de 90 psig (6.2 bar) a 335 scfm (10 cu.m/min)

para malacates FA2 y 700 scfm (20 cu.m/min) para malacates FA2.5

Desempeño nominal

(Basado en la presión de aire y volumen nominal) Malacate FA2.5

Tracción de línea de tambor lleno 5,000 libras (2.268 Kg).

Velocidad de línea de tambor lleno 145 r.p.m. (44 m/min.)

Peso del malacate

Modelo FA2-24MX1 sin cable de acero 720 libras/327 kg.)

Modelo FA2.5-24MX1 sin cable de acero 910libras (413 Kg)

Malacate F A2

Tracción de linea de tambor lleno 4,400 libras (1996 kg)

Velocidad de línea de tambor medio 55r.p.m. (17 m/min).

Capacidad de almacenamiento del cable de acero en el tambor .pies (m).

El malacate FA2 o FA2.5 con una pestaña de tambor de 19 pulgadas (483 mm) de

diámetro

Longitud del

tambor

½” 13 mm 5/8” 16 mm

8121624

3214926631006

96147198301

163251339515

4976103156

Tabla.19.1.1.Diámetro cable de acero

428




Basado en las normas ANSI que requieren que la capa superior este por lo menos y."

pulgada (13 mm) debajo de! diámetro de la pestaña del tambor.

Las capacidades que se muestran pueden variar de aquellas que se publican en otra

literatura.

Código del modelo

FA2 - 24 M X 1 P

SerieMalacate neumático fuerza cinco. Modelo fa2 o fa2.5

Altura de la pestaña del tambor o Man Rider= Pestaña estándar de 19" (483 mm) diámetroMR = Man Rider (vea el suplemento de man rider fOl

Longitud del tamborDistancia entre las pestañas del tambor(Longitudes disponibles 8-12-16-24 pulgadas)

Freno del tamborX = sin freno de tamborM = freno del tambor manualA= freno de tambor automático

Freno de disco:X= sin freno automáticoK= freno de disco automático.

Control1= válvula de estrangulación montada en malacate e2XX= v. Estrangulación neum. Activa remota (XX= elMáximo 20 pies)3XX= v. Estrangulación suspendida piloto remota (X>Máximo 40 pies)4XX= V. Estrangulación tipo palanca piloto remota (XPies Máximo 40 pies)

OpcionesZ= únicamente soplete de arena y primer de CarbozirP= recubrimiento superior 812 marinoG= guarda del tambor7= ranura del tambor (número = tamaño del cable metalico en 7/16").D= Pestaña divisora del tambor y ancla adicional del (T= múltiple de tensiónS= interruptor de limiteL= Espiga de seguridad del tambor

Tabla.19.1.2.Código del modelo


429

Basado en las normas ANSI que requieren que la capa superior este por lo menos y."

pulgada (13 mm) debajo de! diámetro de la pestaña del tambor.

Las capacidades que se muestran pueden variar de aquellas que se publican en otra

literatura.

Código del modelo

FA2 - 24 M X 1 P

SerieMalacate neumático fuerza cinco. Modelo fa2 o fa2.5

Altura de la pestaña del tambor o Man Rider= Pestaña estándar de 19" (483 mm) diámetroMR = Man Rider (vea el suplemento de man rider fOl

Longitud del tamborDistancia entre las pestañas del tambor(Longitudes disponibles 8-12-16-24 pulgadas)

Freno del tamborX = sin freno de tamborM = freno del tambor manualA= freno de tambor automático

Freno de disco:X= sin freno automáticoK= freno de disco automático.

Control1= válvula de estrangulación montada en malacate e2XX= v. Estrangulación neum. Activa remota (XX= elMáximo 20 pies)3XX= v. Estrangulación suspendida piloto remota (X>Máximo 40 pies)4XX= V. Estrangulación tipo palanca piloto remota (XPies Máximo 40 pies)

OpcionesZ= únicamente soplete de arena y primer de CarbozirP= recubrimiento superior 812 marinoG= guarda del tambor7= ranura del tambor (número = tamaño del cable metalico en 7/16").D= Pestaña divisora del tambor y ancla adicional del (T= múltiple de tensiónS= interruptor de limiteL= Espiga de seguridad del tambor

Tabla.19.1.2.Código del modelo

429




430

19.2.-Medidas de seguridad en su manejo

Figura.19.2.1. Operador del malacate auxiliar

Las siguientes advertencias e instrucciones de operación han sido adaptadas en

parte, tomando como base la Norma Americana Nacional de Seguridad (ANSI 830.7)

y su propósito es evitar practicar de operación inseguras que puedan provocar

lesiones personales o daño en su propiedad.

Ingersoll Rand reconoce que la mayoría de las compañías que utilizan malacates

tienen un programa de seguridad vigente en sus instalaciones. En caso de que exista

algún conflicto entre un conjunto de reglas estipulado en esta publicación y una reglasimilar ya establecida por una empresa individual, la que tendrá prioridad será la más

exigente de las dos.

Las instrucciones para operación seguras proporcionan para que el operador es

consciente de las prácticas peligrosas que de evitar y dichas instrucciones no




necesariamente se limitan a la siguiente lista. Consulte las secciones específicas de

este manual para obtener información adicional sobre seguridad.

1. Sólo permita que el personal calificado (capacitado en seguridad y operación)

opere y de mantenimiento al malacate.

2. Únicamente opere un malacate si se encuentra físicamente apto para hacerlo.

3. Cuando haya un letrero de "NO-OPERAR" puesto en el malacate, no lo opere,

hasta que el personal designado haya quitado dicho letrero.

4. Antes de cada turno, verifique el malacate para asegurarse de que no haya

señales de desgaste o daño.

5. Nunca levante una carga más pesada que la capacidad nominal del malacate. Vea

las etiquetas y rótulos de advertencia que vienen pegados en el malacate.Cada etiqueta viene de fábrica con una etiqueta de advertencia. Si la etiqueta no

viene pegada a su malacate, ordene una etiqueta nueva e instálela. Vea las listas de

partes para obtener el número de parte. Lea y obedezca todas las advertencias y

otra información de seguridad que vengan con este malacate. La etiqueta que se

muestra a continuación no es de tamaño real.

6. Mantenga las manos, ropa, etc., alejadas de las partes en movimiento.

7. Nunca ponga su mano en el área de la garganta de un gancho ni cerca del cablede acero, cuando se estén enrollando en el tambor.

8. Siempre apareje las cargas apropiadas y cuidadosamente.

9. Asegúrese de que la carga esté apropiadamente asentada en la silleta del gancho.

No cargue el gancho en la punta, ya que esto provocará que se expanda y que

finalmente falle.

10. No "jale por un lado" ni .se arrastre".

11. Asegúrese de que no haya nadie en la trayectoria de la carga. No levante unacarga cuando haya personas debajo de esta.

12. Nunca utilice el malacate para levantar ni, bajar gente, y nunca permita que nadie

se pare ni se suspenda sobre la carga.

13. Afloje el cable de acero cuando empiece a s levantar. No jalonee la carga.

431




14. No oscile una carga suspendida.

15. Nunca suspenda una carga por un periodo prolongado.

16. Nunca deje una carga suspendida sin atenderla.

17. Ponga atención a la carga todo el tiempo cuando este operando el malacate.18. Después de utilizarlo, asegure apropiadamente el malacate y todas sus cargas.

19. El operador debe tener todo el tiempo una visibilidad sin obstrucciones de la

carga.

20. Nunca utilice el cable de acero del malacate como una eslinga.

¡ADVERTENCIA!

No seguir estas advertencias puede dar por resultado la muerte, lesiones graves, odaño en propiedad. No opere este malacate antes de leer el manual de operación ymantenimiento. No levante personas ni carga sobre personas. No levante más de lacarga nominal. No permita que haya menos de tres vueltas de cable de aceroenrolladas en el tambor todo el tiempo. No opere si el malacate esta dañado o nofunciona bien. No quite ni obstruya las etiquetas de advertencia. Lea la últimaedición de ASME 830.7. Cumpla con toda las demás reglas federales, estatales ylocales.

Precaución: Asegúrese que la primera vuelta del cable de acero quede nivelada

contra la pestaña del tambor.

Procedimientos de seguridad para manejar cable de acero.

1. Use siempre guantes cuando maneje cable de acero.

2. Nunca utilice un cable de acero que esté deshilachado o enredado.

3. Nunca use el cable de acero como eslinga.

4. Asegúrese siempre de que el cable de acero este correctamente devanado y de

que la primera capa este tensa.

Devanado del cable de acero.

Para permitir un devanado parejo y disminuir en línea la capacidad de tirón a medida

que el tambor se llena, utilice un tramo tan corto de cable de acero como sea posible.

432




Para reenrollar el cable de acero aplique tensión para eliminar las partes sueltas.

Esto ayuda a lograr un enrollado parejo y tenso.

Aparejos.

Asegúrese de que todos los bloques del cable de acero. polipasto y sujetadores

tengan suficiente margen de seguridad para manejar la carga requerida. No permita

que el cable de acero haga contacto con los bordes filosos ni que haga dobleces

filosos. Consulte el manual del fabricante del cable de acero para que conozca cuál

es el tamaño adecuado del cable de acero que deberá utilizar asi como su uso y

cuidado apropiado.

19.3.- Mantenimiento preventivo menor

Para asegurar la operación continua y satisfactoria del malacate, deberá dar servicio

a todos los puntos que requieren lubricación, con el lubricante correcto, a los

intervalos adecuados, según se indica para cada ensamble.

Los intervalos de lubricación recomendados en este manual se basan en laoperación intermitente del malacate, 8 hrs. Diario, 5 días por semana, Si el malacate

opera casi continuamente o más de 8 hrs diarias, se requerirá lubricación más

frecuente. Asimismo los tipos de lubricante y los intervalos de cambio se basan en la

operación en un ambiente relativamente libre de polvo, humedad y vapores

corrosivos, Utilice únicamente los lubricantes recomendados. Otro tipo de lubricantes

pueden afectar el desempeño del malacate, Deberá obtener la aprobación de su

distribuidor INGERSOLL RAND para utilizar otros lubricantes, El hecho de no

observar esta precaución puede dar por resultado daño al malacate y/o los

componentes relacionados.

INTERVALO VERIFICACIONES DE LUBRICACIÓNAL INICIAR CADA TURNO VERIFIQUE EL FLUJO Y NIVEL DEL

LUBRICADOR DE LA TUBERÍA DE AIRE.(APROXIMADAMENTE 10 A 15

433




434

GOTAS POR MINUTO REQUERIDAS ALAVELOCIDAD MÁXIMA DEL MOTOR).VERIFIQUE EL NIVEL DE ACEITE EN ELMOTOR.

Lubricación del motor FA2. (Ubicaciones).

La capacidad de aceite para el motor K5B.546 del malacate FA2.5 es de 3/. (2.B lts),

agregue aceite a través de la abertura del llenado, hasta que el aceite fluya por el

orificio del tapón del nivel. En el motor FA2.5 hay desviadores instalados en cada

abertura de llenado del motor. Vierta el aceite lentamente para evitar derrames.

Menos de 32 °F (0°C) SAE. 10W

32° a 80 °F (00 A 27°C) SAE. 20WMás de 80 °F (27°C) SAE. 30W

El motor deberá verificarse en cuanto al nivel todos los días o al inicio de cada turno,

después de haber drenado el agua acumulada. Cuando los motores operan a

temperaturas por debajo del punto de congelación, espere el tiempo suficiente al final

del tumo para que el agua se separe del aceite, pero no tanto como para que se

congele. Drene el agua, y después vuelva a llenar hasta el tapón de nivel. Si lo

desea, puede drenar todo el aceite al final del turno y volver a llenar el motor con

aceite nuevo.

Ensamble de engrane de reducción.

El ensamble del engrane de reducción viene de fábrica con aceite, y así se entrega.

Verifique el nivel de aceite antes de la operación inicial del malacate. Si el malacate

se utiliza a una frecuencia normal, reemplace el aceite del cárter de reducción una

vez por ano. Para asegurar el funcionamiento correcto, la mayor eficiencia y una vida

prolongada, es muy importante que mantenga el aceite lubricante al nivel correcto.

Gire el tambor hasta que el tapón de llenado se encuentre en el punto muerto

superior, después vierta aceite hasta el orificio del tapón del nivel. La capacidad de

aceite para el ensamble de engrane de reducción es de 1 Y2 cuarto (1.4 lts).

Precaución: No llene demasiado. El exceso de aceite reducirá la eficiencia de

operación e incrementará la temperatura del aceite.




Deberá utilizar todo el tiempo el grado recomendado de aceite, ya que el uso de

aceite no adecuado puede dar por resultado elevación excesiva de temperatura,

pérdida de eficiencia y posible daño a los engranes.

Utilice únicamente lubricantes de alta calidad en el ensamble del engrane de

reducción, tal como aceite para motor, aceite hidráulico tipo EP de alto grado o sus

equivalentes.

Freno de disco: El aceite del ensamble del engrane de reducción también

proporciona lubricación para freno de disco. Después de un cambio de aceite o de un

acondicionamiento general al malacate, se recomienda verter una pequeña cantidad

de aceite (6 a 8 onzas, 0.2 lts.), a través del orificio del respiradero en el bastidor del

freno para lubricar inicialmente los discos del freno.

Sellos y cojinetes: Si desensambla el malacate, limpie todas las partes

cuidadosamente y recubra con cojinetes y los sellos con grasa limpia. Utilice

suficiente grasa para proporcionar un buen recubrimiento protector. Lubrique los

engrasadores mensualmente con 2 o 3 bombas de una pistola de grasa. Para

temperaturas de -20° a 50 °F (-30° a 1°C). Utilice grasa EP 1 a base de litio para

propósitos múltiples. Para temperaturas de 30. a120°F (-1° a 49°C) utilice grasa EP2

a base de litio para propósitos múltiples.

Espiga de seguridad del tambor: Por lo menos, una vez cada 6 meses,

dependiendo del ambiente y del ciclo de trabajo, lubrique las partes internas de la

espiga de seguridad del tambor con la misma grasa que se recomienda para los

sellos y los cojinetes. La lubricación ayudará a evitar la oxidación y permitirá una

operación de la espiga de seguridad más sencilla. Se proporciona un engrasador

cerca de la manija.

435




Inspección: Hay dos tipos de inspección, la inspección frecuente que lleva a cabo el

operador mientras utiliza el malacate y las inspecciones periódicas que lleva a cabo

el personal calificado. La inspección cuidadosa y periódica revelará las condiciones

potencialmente peligrosas. Mientras se encuentran todavía en las primeras etapas

permitiendo así tomar una acción correctiva antes de que la condición se haga

peligrosa.

Cualquier deficiencia que revele una inspección deberá reportarse a la persona

designada. Antes de reanudar la operación del malacate, deberá tomarse una

decisión respecto a si la diferencia constituye un riesgo de seguridad.

Registros y reportes: Deberá conservar alguna forma de registro de inspección

para cada malacate, en la que se listen todos los puntos que requieran inspección

periódica. Deberá elaborar un reporte mensual escrito sobre la condición de las

partes críticas de cada malacate. Estos reportes deben ir fechados, firmados por la

persona que llevó a cabo la inspección y deberán conservarse en el archivo donde

estarán disponibles para el personal autorizado.

Advertencia: Nunca utilice un malacate cuando inspección indique que esta

defectuoso.

Inspección frecuente.

Cuando un malacate proporcione servicio continuo, deberá realizarse una inspección

frecuente, al principio de cada turno. Además; deberán llevarse a cabo inspecciones

visuales durante el servicio normal, para detectar cualquier daño o evidencia de mal

funcionamiento.

1. Operación. Verifique signos visuales o ruidos anormales que pudieran indicar un

defecto. No opere un malacate a menos que el cable de acero se alimente

uniformemente en el tambor del malacate. Si el cable de acero se traba o brinca

límpielo y lubricuelo. Si el problema persiste, verifique el ángulo de desviación del

cable de acero, como se describe en la sección de instalación o reemplácelo. No

opere el malacate hasta que haya corregido todos los defectos.

436




2. Sistema neumático. Verifique todas las tuberías de aire, las válvulas y otros

componentes para asegurarse de que no haya fugas. Repare si es necesario.

3. Cable de acero. El cable de acero es un artículo consumible que debe

reemplazarse cuando se desgaste, La siguiente lista es una guía de los estándares

aceptados mediante los cuales deberá considerar el cable de acero y no se presenta

como un sustituto de un inspector experimentado:

a) Daño, tal como enredamiento, saliente en la parte central, aplastamiento y

desplazamiento de los hilos principales.

b) Corrosión y mellado.

c) Desgaste de los cables de la corona. Reemplace a 1/3 de desgaste del diámetro

original de cualquier cable de corona.

d) Cables o hilos rotos, particularmente en las conexiones. Será necesario

reemplazar si un alambre esta roto en la conexión; si hay 6 cables rotos dentro de

una trama; o tres cables rotos en un hilo dentro de una trama.

e) Lubricación

Reemplace el cable de acero si tiene duda respecto a su utilidad.

4. Laboreo del cable de acero. Verifique el laboreo y asegúrese de que el cable de

acero esté asegurado apropiadamente al tambor.5. Lubricación. Vea la sección de lubricación para los procedimientos recomendados.

6. Controles. Verifique que los controles funcionen apropiadamente y que regresen a

neutral a liberarlos.

19.4.- Mantenimiento preventivo mayor

MENSUALMENTE LUBRIQUE LOS ACCESORIOS DE ENGRASADO LIMPIEEL FILTRO DE LA TUBERÍA DE AIRE VERIFIQUE ELNIVEL DE ACEITE EN EL ENSAMBLEDEL ENGRANE DE REDUCCIÓN

ANUALMENTE DRENE Y VUELVA A LLENAR CON ACEITE ELENSAMBLE, DEL ENGRANE DE REDUCCIÓN DELMALACATE.

437




Inspección periódica.De conformidad con ANSI/ASME 830.7, la frecuencia de las inspecciones periódicas

depende de la severidad del uso.: normal, cada año; pesado, cada seis meses,

severo, cada tres meses. Es posible que se requiera desensamblar para uso pesado

o severo. Conserve los registros acumulativos de las inspecciones periódicas para

proporcionar una base para continuar la evaluación. Inspeccione todos las partes

durante una inspección frecuente, además lo siguiente:

1. Sujetadores. Verifique los tornillos de cabeza, las tuercas, espigas y otrossujetadores del malacate y del sistema hidráulico. Colóquelas si faltan o apriételas y

asegúrelas si están flojas.

2. Todos los componentes. Inspeccione para detectar desgaste, daño, distorsión,

deformación y limpieza. Si la evidencia externa indica que es necesario

desensamblar, hágalo. Verifique los engranes, los ejes, cojinetes, los resortes y las

cubiertas. Reemplace las partes desgastadas o dañadas. Limpie, lubrique y vuelva a

ensamblar.

3. Tambor y poleas. Verifique que no haya daños ni desgaste excesivo. Reemplace

si es necesario.

4. Freno. Lleve a cabo una prueba de carga funciona! en el malacate. Verifique la

capacidad del freno para soportar la carga nominal.

5. Etiquetas. Verifique que estén allí y que sena legible. Reemplace si es necesario.

6. Cable de acero. Además de los artículos que se revisan durante la inspección

frecuente, inspeccione lo siguiente:a) Acumulación de suciedad y corrosión. Limpie si es necesario.

b) Conexiones extremas flojas o dañadas. Reemplace si están flojas o dañadas.

c) Verifique que el ancla del cable de acero esté asegurada.

438




d) Cambios en el tamaño del diámetro del cable de acero. Mida periódicamente el

diámetro del cable de acero de la corona a la corona durante la vida útil del cable.

Deberá registrar el diámetro real cuando el cable de acero este por debajo de la

carga equivalente y en la misma sección de operación. Si el diámetro real del cable

de acero ha disminuido 1/64" (O.4mm), un inspector experimentado deberá llevar a

cabo un examen detallado del cable de acero, para determinar si este todavía puede

estar en servicio.

7, Basamento. Verifique la capacidad continua para sostener las cargas impuestas.

Malacates que no se utilizan con regularidad. Un malacate que haya estado sin

utilizarse durante un mes o más, pero menos de 6 meses, deberá ser sometido a una

inspección conforme a los requerimientos de la "inspección frecuente" antes de

ponerlo en servicio.

Un malacate que hay estado sin utilizarse durante más de 6 meses, deberá ser

sometido a una inspección completa en conformidad con los requerimientos de la

"inspección periódica", Los malacates que estén en reserva deberán ser

inspeccionados por lo menos cada 6 meses, de acuerdo con los requerimientos de

"Inspección Frecuente", Si aplican las condiciones de operación anormal, es posible

que los malacates requieran una inspección más frecuente.

Mantenimiento

Precaución: Nunca realice mantenimiento al malacate mientras este soportando una

carga.

Antes de llevar a cabo de mantenimiento, coloque las siguientes etiquetas: Peligro

no opere equipo en reparación.

Permita que únicamente el personal de servicio calificado lleve a cabo el

mantenimiento.

Después de realizar cualquier tipo de mantenimiento al malacate, pruébelo a 125%

de su capacidad nominal antes de volver a ponerlo en servicio.

439




Apague el sistema de aire y despresurice tuberías de aire antes de realizar cualquier

mantenimiento.

Intervalo Verificaciones de mantenimiento

Al inicio de cada turno Realice una inspección visual detallada, del malacate

para detectar evidencia de danos. No opere el

malacate si encuentra daño algún daño.

Verifique la operación de freno

Cada 3 meses Inspeccione los revestimientos de fricción del freno del

tambor. Limpie o reemplace las partes! según serequiera, y si es necesario, ajuste el freno del tambor.

Cada daño Inspeccione los engranes, los ejes y los cojinetes para

detectar daño o desgaste.

Verifique todos los miembros de soporte incluyendo las

poleas y los aparejos para detectar posible desgaste o

daño.

Ensamble de reducción.

Verifique el aceite en el bastidor de reducción. Por lo menos cada tres meses. Si el

nivel esta bajo, vuelva a llenar. Si el malacate se utiliza a una frecuencia normal, el

aceite del bastidor de reducción puede utilizarse sin cambiarlo. No obstante, cuando

el malacate se utiliza a una frecuencia alta, deberá cambiar el aceite por lo menos

una vez cada año.

Consulte la sección de "LUBRICACIÓN”. Para verificar cuales son los tipos deaceites recomendados.

Se recomienda que el primer cambio de aceite lo realice aproximadamente 50 horas

después de la operación inicial.

440




19.5.- La válvula de control del malacate y su ajuste

Controles del malacate.

Válvula de estrangulación montada en el malacate.

La válvula manual de control de estrangulación con resorte esta montada en el motor

neumático.

Vista desde el extremo del motor neumático, mueva la manija de la válvula de control

de estrangulación a la derecha (en dirección de las manecillas del reloj) para arriar

cable de acero y a la izquierda (en dirección contraria a las manecillas del reloj) parahalar el cable de acero. Para asegurar una operación uniforme del malacate, deberá

evitar los movimientos repentinos de la válvula de control.

Válvula de estrangulación neumática viva, remota (opcional) Permite que el control

del malacate se monte en un lugar fijo a una distancia de hasta 10 pies (3 m) del

motor del malacate. Las mangueras neumáticas se utilizan entre la válvula de

estrangulación y el motor del malacate para permitir la operación del malacate. La

operación de la válvula de estrangulación es la misma que se describe para laválvula de estrangulación montada en el malacate.

Válvula de estrangulación suspendida piloto, remota (opcional). La válvula de control

de estrangulación suspendida esta equipada con 2 palancas separadas para la

operación del malacate, La presión del piloto de la válvula de estrangulación

suspendida, activa la válvula de control de malacate, La dirección de la rotación del

tambor, es controlada por cualquiera de las palancas que se presione.Válvula de estrangulación suspendida piloto, remota (opcional). Esta es similar a la

válvula de estrangulación suspendida piloto excepto que se utiliza un control tipo

palanca, para dirigir fa presión del aire piloto a la válvula de control del malacate.

441




19.6.- El manejo del cable de izaje del malacate

Freno de Disco.

Ajuste

No se requiere ajuste al freno.

Si saca o repara el ensamble del freno, verifique que el respiradero este colocado en

la parte superior del bastidor del freno cuando vuelva a ensamblarlo.

Freno de manual de Tambor.

Ajuste

1. Libere la tensión del cable de acero en el tambor

2. Eleve la manija (104) para liberar las bandas del freno (128)

3. Saque la chaveta de dos patas (102) Y la espiga (101)

4. Gire los eslabones con travesaños (103) en dirección de las manecillas del reloj

para incrementar el torque del freno.

5. Instale la espiga (101) Y verifique el ajuste.

6. Deberá ajustar el freno hasta que se logre que la palanca del freno quede sobre el

punto central con 50 a 100 libras (23 a 45 kg) de fuerza en la manija (104) Instale la

chaveta de dos patas (102) cuando se complete el ajuste.

Precaución: Cuando cualquier parte del revestimiento del freno mida .062 pulgadas

(2 mm), o menos, deberá reemplazar el revestimiento o el ensamble de la banda defreno.

Freno automático de tambo.

Ajuste

442




1. Quite la chaveta de dos patas (102) en la horquilla de ajuste (107)

2. Aplique aire al cilindro del freno (110) Y saque de la espiga (106)

3. Gire la horquilla de ajuste (107) en dirección de las manecillas del reloj para

aumentar la extensión de la varilla del cilindro.

4. Reensamble y libere el aire hacia el cilindro del freno (110)

5. Mida la extensión de la varilla del cilindro y reajuste si es necesario.

6. Instale la chaveta de 2 patas (102) cuando termine el ajuste.

Desensamble General.

Las siguientes instrucciones proporcionan la información necesaria para

desensamblar, inspeccionar, reparar y ensamblar el malacate. En la sección departes se proporciona un dibujo de las partes del ensamble del malacate.

Si por cualquier motivo esta desensamblado por completo un malacate, siga el orden

como se indica a continuación se recomienda que todo el trabajo de mantenimiento

del malacate lo lleve a cabo en una arrea de trabajo limpia y sin polvo. En el proceso

de desensamble del malacate observe lo siguiente.

1. Nunca desensamble el malacate más de lo que sea necesario para reparar fa que

se requiera. Podría dañar una parte que esta en buenas condiciones, mientrasdesensambla toda la pieza.

2. Nunca use demasiada fuerza para sacar las partes. Golpear ligeramente alrededor

del perímetro de una cubierta o bastidor con un martillo suave, por ejemplo, es

suficiente para romper el sello.

3. No caliente una parte en la flama para liberarla o para sacarla, a menos que este

desgastada y dañada y que ya no tenga reparación, es decir que cualquier daño

adicional ya no tenga ningún efecto posterior.En general, el malacate esta diseñado para permitir un desensamble y ensamble

fácil. No se requiere el uso del calor ni de fuerza excesiva.

4. Mantenga el área de trabajo tan limpia como sea posible, para evitar que la

suciedad u otra materia extraña entre a los cojinetes y a las demás partes móviles.

443




5. Una vez que saque los sellos y los anillos 'O' deberá desecharlos. Utilice sellos y

anillos 'O' nuevos cuando vuelva a ensamblar el malacate.

6. Cuando sujete una parte en un tornillo de banco, utilice siempre las mordazas de

tornillo cubiertas de piel o de cobre para proteger la superficie de la parte y ayudar a

evitar la distorsión. Esto deberá observarlo en particular con miembros roscados y

bastidores.

7. No saque ninguna parte que esté ajustada a presión en o sobre un sub ensamble.

a menos que sea necesario para hacer alguna reparación o reemplazo.

8. Cuando "Saque los cojinetes de bolas de ejes, es mejor utilizar un extractar de

cojinetes.

Cuando saque los cojinetes de los bastidores, extraiga el cojinete con un manguito

ligeramente más pequeño que el diámetro exterior del cojinete. El extremo del

manguito o tubo que hace contacto con el cojinete debe ser cuadrado. Proteja los

cojinetes de la suciedad manteniéndolos envueltos en telas limpias.

FRENO MANUAL O AUTOMÁTICO DEL TAMBOR.

Desensamble

Freno automático.1 .Desconecte y saque de la manguera, aditamentos y la válvula de descarga (112)

del cilindro (110)

2. Quite la chaveta de dos patas (102) y la espiga (101) del eslabón con travesaños

(103) y de la banda del freno (128)

3. Saque la chaveta de dos patas (/102) y la espiga (106). Separe la horquilla 8107)

de la palanca del freno (105).

4. Saque el cilindro 8110) de la ménsula (118).

Freno manual.

5. Saque la chaveta de dos patas (102) y la espiga (101) de la manija (104), después

saque la manija (104) de la banda del freno (128).

444




Ensamble del engrane de reducción.

Desensamble

1. Coloque el ensamble del engrane de reducción en el banco de trabajo, de maneraque el sello contenedor del extremo (43) quede abajo.

2. Saque los tornillos de cabeza (75) y palanquee la cubierta (73) para sacarla.

3. Saque la corona dentada (72), el engrane sol (69) y el ensamble planetario (67)

Freno manual del tambor.

El freno manual del tambor debe aplicarse empujando hacia abajo la palanca

liberándola, jalándola hacia arriba. Si empuja la manija hasta su posición extrema,deberá bloquearse en esa posición, hasta que sea jalada hacia atrás. El freno deberá

estar ajustado apropiadamente para soportar la carga requerida.

Freno automático del tambor (opcional)

El freno automático del tambor es un freno de alivio aplicado con resorte que utiliza

un cilindro activado por aire para liberar el freno cuando se opera el motor.

Espiga de seguridad del tambor (opcional)

Puede montar una espiga de seguridad en el malacate en el extremo opuesto al

motor. Deberá engancharse si se deja una carga suspendida.

El seguro del tambor opera girando una espiga entre dos ranuras, una un poco

profunda y otra profunda.

Para enganchar 2 espigas de seguridad, gire la pestaña de! tambor de manera que

uno de los 12 orificios se alinee con la espiga de grapa de seguridad. Jale hacia

arriba la manija hasta que la espiga ranurada salga de la ranura poco profunda y gire

la manija en dirección contraria a las manecillas del reloj, y permita que se asiente en

la ranura poco profunda.

445




ADVERTENCIA: Asegúrese de que todos los mecanismos de frenado operen y de

que todo el personal este alejado de la carga del malacate y de los aparejos de

desenganchar la espiga de seguridad.

Antes de desenganchar la espiga de seguridad jale la manija hacia fuera hasta que la

espiga ranurada salga de la ranura profunda y gire la manija 90 en dirección de las

manecillas del reloj, y permita que se asiente en la ranura poco profunda.


Solución de problemas

Esta sección proporciona la Información necesaria para solucionar los problemas que

se presenten con el malacate. La gula de solución de problemas proporciona un

panorama general de los problemas que podrían surgir con el uso normal de este

malacate. En la primera columna aparece el problema. Después de la causa y

finalmente la solución posible.

Problema Causa Posible Solución PosibleEl malacateno funciona

No hay suministro deaire al malacate.El malacate estasobrecargado.El freno del disco nose libera.Es posible que

todavía tenga lostapones de embarque.

Verifique las conexiones y mangueras enlas tuberías de suministro de aire.Reduzca la carga hasta que quededentro de la capacidad nominal.Presurice la abertura de liberación delfreno de disco y verifique que no hayfugas. Reemplace los sellos del pistóndel freno si encuentra alguna fuga.Quite los tapones de embarque de las

aberturas de la válvula y del escape delmotor.La cargacontinuamoviéndoseuna vez quese detiene elmalacate.

El freno del tambor séesta deslizando.

El malacate estasobrecargado.

Verifique el ajuste del freno del tambor yel recubrimiento de la banda del freno,para detectar evidencia de Desgaste.Reduzca la carga hasta la capacidadnomina.

446




Problema Causa Posible Solución PosibleEl malacateno levanta lacarga o nolevanta la

capacidadnominal.

Es posible que elmotor este dañado.

Insuficiente suministrode aire.

Saque y desensamble el motor comodescribe en la sección deMANTENIMIENTO. Examine todas laspartes y reemplace las que estén

dañadas o desgastadas.Verifique la presión y volumen delsuministro de aire.

La palanca dela válvula deestrangulaciónse mueve,pero elmalacate nofunciona.

Es posible que elmotor este dañado.

Suministro de aireinsuficiente.

Desensamble y limpie el motor yreemplace cualquier rota o dañada.

Incremente la presión de aire paraproporcionar 90 psig (6.2 bar I 620kpa).

El motorfuncionacuando estacaliente, ohace ruidoexcesivodurante laoperación.

Bajo nivel de aceite.

Lubricacióninapropiada.

Pistón o biela dañadao rota.

Verifique el nivel de aceite en el motor yrellene si es necesario.Verifique en la sección de "lubricación"cuál es el tipo de aceite recomendado.Desensamble y repare el molar.


Cable de acero.

Consulte las recomendaciones del fabricante del cable de acero. Por lo menos,

observe lo siguiente:

1. Limpie con un cepillo o con vapor la suciedad, polvo de rocas u otra materia

extraña que se encuentre en la superficie del cable.

PRECAUCIÓN: No utilice un solvente a base de ácido. Use únicamente los líquidos

para limpieza que, especifique el fabricante del cable de acero.

2. Aplique un lubricante al cable de acero, o aceite SAE, 30W.

3. Aplique con brocha, vier1a a gotas o con aerosol el lubricante cada semana, o con

mayor frecuencia, dependiendo de la severidad del servicio.

447




Motor.

La lubricación correcta es uno de los factores más Importantes para tener una

operación eficiente. El motor se lubrica por salpicadura mediante el aceite que se

encuentra en el cárter del motor y no tiene otro medio de lubricación. Por lo tanto, es

importante utilizar únicamente aceite de buena calidad para motor, no detergente,

para asegurar el máximo desempeño y el mínimo tiempo perdido por reparaciones.

Deje que el aceite se asiente antes de llenar hasta el tope. La capacidad de aceite

para el motor del malacate FA2 es de0.35 lts.

448




ANEXO A

ÍNDICE DE FIGURAS PAG.

1.2.1. Dispositivo hidráulico Básico 5

1.2.2. Interacción de hidráulica y presión atmosférica 5

1.5.1. Diagrama de circuito grafico 11

1.7.1. Bomba de desplazamiento tipo reciproco 12

1.9.1. Sistema de centro abierto 13

1.9.2. Sistema de centro cerrado 14

1.10.1. Bomba de voluta 151.10.2. Bomba de difusor 15

1.10.3. Bomba de engrane 16

1.10.4. Bomba de engrane externo 17

1.10.5. Bomba de lóbulo 17

1.10.6. Bomba de alabes 18

1.11.1. Válvulas 20

1.12.1. Actuador hidráulico 21

1.13.1. Probador de circuito hidráulico 22

1.13.2. Manómetro 22

1.13.3. Conectores para tubería 23

2.3.1. Circuito neumático básico 33

2.3.2. Circuito neumático 34

2.4.1. Cilindro de simple efecto 35

2.4.2. Cilindros de doble efecto 35

2.5.1. Diagrama neumático de un Malacate Principal 37

2.6.1. Desplazamiento del pistón 39

2.6.2. Compresor movimiento rotatorio 39

449




2.6.3. Carrera de compresión 40

2.6.4. Carrera de succión o admisión 40

2.6.5. Compresor de doble acción 41

2.6.6. Compresor de pistón y embolo 412.6.7. Control de la capacidad de estrangulamiento por válvula 42

2.6.8. Control de capacidad por espacios libres 43

2.6.9. Control de capacidad por válvula descargadora con volante 43

2.6.10. Control de capacidad por válvula automática 44

2.6.11. Control de capacidad por variación de velocidad 44

2.7.1. Circuito de válvula y cilindro 45

2.7.2. Válvulas tres vías (3/2) 46

2.7.3. Control Dual 46

2.7.4. Válvula de doble efecto 47

2.7.5. Circuito con Válvula 47

2.7.6. Válvula antirretorno 47

2.8.1. Actuador cremallera y piñón 48

2.8.2. Actuador tipo Rotatorio 482.8.3. Tipo cremallera y piñón 49

2.8.4. Actuador de paletas 49

2.8.5. Cilindro doble acción 49

2.9.1. Manómetros 50

2.9.2. Termostatos (de inmersión y capilares), controladores de nivel 50

3.2.1. Formato de orden de trabajo 55

3.2.2. Reverso de formato de orden de trabajo 56

4.7.1. Errores del proceso de medición 80

4.9.1. Calibrador de hojas 86

4.10.1. Flexometro de 5 metros 87

450




4.11.1. Partes del Micrómetro de Exteriores 88

4.11.2. Lectura del Micrómetro 89

4.12.1. Micrómetro de interiores 89

4.12.2. Micrómetro de carátula para interiores 894.13.1. Micrómetro de profundidades 90

4.14.1. Micrómetro de carátula para medir exteriores 91

4.16.1. Tacómetro manual 92

4.17.1. Uso del nivel de gota en una instalación 93

4.17.2. Nivel de gota 93

4.18.1. Torquímetro de carátula 94

4.20.1. Principio del Nonius 96

4.20.2. Vernier 97

5.1.1. Principales características Motor MTU-4000 98

5.1.2. Principales dimensiones del Motor MTU-4000 100

5.1.3. Grafica de Potencia 101

5.2.1. Enumeración de cilindro 104

5.3.1. Vista de líneas de inyección 1055.5.1. Ciclos de Tiempo del motor 109

5.8.1. Inyector 111

6.1.1. Vista de motor Ceterpillar 121

6.2.1. Numeración de cilindros en Ceterpillar 123

6.4.1. Corte trasversal de motor Ceterpillar 128

6.4.2. Corte culata y pistón 129

6.4.3. Corte trasversal sistema de admisión y escape 131

6.4.4. Corte trasversal sistema de inyección 132

6.17.1. Sistema de lubricación 163

7.1.1. Corte trasversal motor EMD-645-E1 186

451




7.1.2. Motor EMD-645-E1de 20 cilindros 188

7.1.3. Esquema ilustrativo de operación Motor EMD-645-E1 190

7.2.1. Enumeración de cilindros 192

7.4.1. Partes del Inyector 1977.4.2. Sistema de Lubricación 198

7.4.3. Sistema de Enfriamiento 200

7.4.4. Sistema de enfriamiento 201

7.4.5. Partes del Gobernador EGB 202

7.12.1. Descripción esquemática gobernador PGR 212

8.1.1. Corte de Bomba centrifuga típica 243

8.1.2. Bomba centrifuga 243

8.1.3. Partes de Bomba centrifuga 245

8.2.1. Bomba centrifuga de voluta 245

8.2.2. Sección y partes de Bomba centrifuga 246

8.3.1. Representación de los sellos mecánicos 247

8.3.2. Compresor de aire reciprocante dos etapas 247

9.1.1. Compresor de aire reciprocante dos etapas 2529.2.1. Corte de Compresor reciprocante dos pistones 254

11.1.1. Instalación de Bombas de lodo 266

11.2.1. Bombas de lodo con amortiguador de pulsaciones 269

11.2.2. Instalación de las Bombas de lodo 270

11.3.1. Vista de lado de la parte de la hidráulica 271

11.5.1. Bomba de lodo parte de bomba lubricación vástagos 275

11.5.2. Corte de vástago 277

11.5.3. Vástago de Bombas de lodo 278

11.10.1. Programa de lubricación y guía de Mantenimiento 288

12.1.1. Bomba rotaría con toma de fuerza sin cople 290

452




12.3.1. Partes Barra Cardan 292

12.4.1. Ensamble de mesa rotaria 296

12.4.2. Ajuste de balero 298

12.4.3. Juego entre piñón y engrane 29912.4.4. Candado parte superior 299

12.4.5. Candado lateral automático 300

2.5.1. Vista de planta de rotaría con seguros 301

13.1.1. Malacate en un equipo en operación 303

13.2.1. Sistema de freno de corona en equipos con freno de discos 306

13.3.1. Convertidor de torsión 308

13.4.1. Ajuste de sistema de frenos de balatas 314

13.6.1. Verificación y ajuste sistema de frenos de disco 318

13.6.2. Sistema hidráulico básico del freno de discos 323

13.7.1. Corte de tambor de freno para verificar desgaste 324

13.9.1. Válvula de 3 salidas y 2 posiciones 326

13.9.2. Válvulas neumáticas 3/2 326

13.9.3. Válvulas neumáticas 5/2 y 5/3 32613.9.4. Funcionamiento de un circuito válvula – cilindro 327

13.10.1. Diagrama neumático del malacate: 328

13.13.1. Desgaste de frenos del malacate 331

14.2.1. Corte transversal freno hidrodinámico 342

14.4.1. Corte de freno auxiliar 346

14.4.2. Sistema de enfriamiento 346

14.4.3. Desalineamiento en cople: malacate freno auxiliar 348

15.1.1 Sistema de Izaje 350

15.1.2 Partes componentes del Sistema de Izaje 351

15.5.1. Inspección de la unión giratoria 356

453




15.5.2. Substitutos de la unión giratoria 359

15.5.3. Sistema de clasificación de Viscosidad 364

15.5.4. Determinar el conjunto de empaques 369

15.5.5. Determinar el conjunto de empaques 37015.5.6. Conjunto de prensaestopas de 3” 371

15.5.7. Conjunto invertido de empaquetadura 372

5.5.8. Inspección en taller 374

15.5.9. Inspección en campo 374

15.5.10. Inspección en campo 375

15.5.11. Inspección de programa de lubricación 376

15.5.12. Componentes de la unión giratoria 379

15.5.13. Determinación de Dimensiones 381

15.6.1. Dispositivo de seguridad de corona 382

16.1.1. Tablero de control remoto para operar preventores 386

16.1.2. Partes de la unidad acumuladora Koomey 387

16.10.1. Grafica de precarga 403

17.1.1. Diseño 1a

etapa preventores 21 ¼”, 20 ¾” 40417.1.2. Diseño 2a etapa preventores de 13 5/8” 405

17.1.3. Diseño 3a etapa de preventores de 11” 10000 PSI 406

17.1.4. Diseño 4a etapa preventores de 11” 10000 PSI 407

17.1.5. Tren de preventores 408

17.2.1. Preventor de arietes Cameron tipo”U” sencillo 409

17.2.2. Arreglos de preventores: Marino 410

17.2.3. Preventor esférico seccionado 411

17.2.4. Preventor anular mostrando las partes 412

18.1.1. Reductor de velocidad seccionado 420

18.1.2. Diagrama de un agitador o mezclador de lodos 421

454




18.2.1. Agitador de doble y triple reducción 422

18.2.2. Agitador de reducción simple 422

18.2.3. Montaje de lado, impulsado por banda de transmisión 423

19.2.1. Operador del malacate auxiliar 431

ÍNDICE DE TABLAS PAG.

1.4.1 .Simbología hidráulica 10

1.16.1. Fallas más comunes y su corrección 27

2.2.1.- Simbología Neumática 33

2.10.1.- Mantenimiento, fallas y correcciones 52

4.2.1. Sistemas de unidades 61

4.2.2. Sistema Ingles: Longitud 61

4.2.3. Sistema Ingles: Área 62

4.2.4. Sistema Ingles: Volumen 62

4.2.5. Sistema Ingles: Masa 62

4.2.6. Sistema Ingles: Trabajo y Energía 63

4.2.7. Sistema Ingles: Potencia 634.3.1. Equivalencia en el sistema Internacional (SIU) 64

4.3.2. Comparación de unidades del SI y del USCS 65

4.3.3. Múltiplos y Submúltiplos de Unidades 66

4.4.1. Conversión de unidades 76

4.5.1. Formas de energía 76

5.1.1. Principales dimensiones del Motor MTU-4000 100

5.1.2. Capacidad del Motor MTU-4000 100

5.1.3. Características generales 103

5.1.4. Torque del motor 104

5.4.1. Capacidad de Aceite 108

455




5.6.1. Niveles de Mantenimiento 110


6.6.1. Calibración de válvulas 138

6.6.2. Calibración de válvulas 1387.1.1. Especificaciones Motor EMD-645-E1 189

7.7.1. Secuencia de inspección de una vuelta 207

7.12.1. Ajuste del gobernador PGR 213

7.16.1. Ajuste de puentes hidráulicos 223

7.17.1. Inspección de metales de bancada 224

7.20.1. Carta de mantenimiento 239


12.2.1. Características de rotarias marca Ideco 290

12.1.1. Juego de engranes 297

13.1.1. Capacidad de izaje malacate Ideco 2100 303

13.1.2. Capacidad de izaje malacate Nacional 1625-DE 303

13.1.3. Capacidad de izaje malacate IRI 1500 304

13.7.1. Desgaste máximo en tambores de malacates 32413.10.1. Listado neumático del malacate: 327

13.13.1. Formato de desgaste de tambores del malacate 330

13.13.2. Dimensiones de tambor del malacate 331

13.13.3. Espesor de balatas de malacate 331

13.3.4. Embragues Airflex Series: 38VC1200 Y 42VC1200 334

13.3.5. Desgastes permisibles embragues malacates Nacional 335

13.3.6. Especificación entrehierro de frenos Electromagnéticos 336

14.3.1. Capacidad de frenado con freno auxiliar Electromagnético 343

15.5.1 Aprietes del vástago de la unión giratoria 358

15.5.2. Selección de substitutos 360

456




15.5.3. Capacidades de juntas giratorias 363

15.5.4. Conjunto de empaques para tubo lavador 367

15.5.5. Conjunto de empaques para tubo lavador 368

15.5.6. Programa de Inspección de lubricación 37515.5.7. Capacidad de lubricación 376

15.5.8. Programa de Mantenimiento 376

15.5.9. Especificaciones y dimensiones 379

15.5.10. Dimensiones, pulgadas (mm.). 380

16.1.1. Partes de la unidad acumuladora Koomey 387

18.4. Programa de mantenimiento 423

19.1.1. Diámetro cable de acero 428

19.1.2. Código del modelo 429


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