Cómo la tensión en las tuberías daña la alineación de la bomba y la vida útil del sello

En el mundo de las bombas centrífugas, la alineación de precisión es una prioridad máxima. Los equipos pasan horas con láseres y indicadores de carátula para asegurar que los ejes del motor y de la bomba estén perfectamente alineados. Sin embargo, una amenaza oculta suele deshacer todo ese arduo trabajo: la tensión de la tubería. Esta fuerza externa, transferida desde el sistema de tubería directamente a la bomba, es una de las principales causas de fallo prematuro de los equipos.

Incluso una pequeña cantidad de tensión en la tubería puede deformar la carcasa de la bomba, desalinear los ejes y destruir los sellos mecánicos. El resultado es un costoso tiempo de inactividad, un aumento del mantenimiento y una vida útil de la bomba significativamente más corta. Este artículo explicará las causas comunes de los efectos de la tensión en la tubería, cómo identificarlos y las mejores prácticas para prevenir el estrés en la tubería en su sistema.

¿Qué Es Exactamente la Tensión en la Tubería?

La tensión en la tubería es el estrés mecánico ejercido sobre las boquillas o la carcasa de una bomba cuando la tubería conectada no está correctamente alineada o soportada. En lugar de que el sistema de tubería soporte su propio peso y acomode el movimiento, este empuja, hala o tuerce la bomba, forzándola a salir de su posición natural.

Este estrés a menudo se origina por algunas fuentes comunes:

• Expansión Térmica: Las tuberías se expanden y contraen con los cambios de temperatura. Sin la acomodación adecuada, este movimiento se transfiere directamente a las bridas de la bomba.

• Mala Instalación: Durante la construcción, las tuberías pueden ser forzadas para ajustarse a las boquillas de la bomba, creando tensión residual desde el primer día.

• Soporte Inadecuado: Los tramos largos de tubería sin soportes, anclajes o guías suficientes se combarán, transfiriendo su peso a la bomba.

• Apriete Incorrecto de los Pernos: Utilizar los pernos de las bridas para unir tuberías desalineadas es una forma segura de introducir una tensión significativa.

Imagine que intenta conectar dos bridas de tubería que están separadas por una pulgada. Si un técnico utiliza los pernos para unirlas a la fuerza, la tubería y la bomba quedan bajo un estrés constante, sacándolas de su alineación.

Cómo Afecta la Tensión de la Tubería a la Alineación de la Bomba

Una bomba perfectamente alineada puede desalinearse gravemente en el momento en que se conecta una tubería bajo tensión. Los efectos de la tensión en la tubería son inmediatos y dañinos, creando una cascada de problemas de alineación de la bomba.

Desalineación Directa del Eje

Cuando una tubería hala de una boquilla de la bomba, distorsiona físicamente la carcasa. Esta condición de 【pie blando】 deforma el bastidor de la bomba, provocando que la línea central del eje se desplace. El resultado es una desalineación tanto angular como paralela entre los ejes de la bomba y del motor, incluso si estaban perfectamente alineados momentos antes. Esta desalineación sobrecarga el acoplamiento y ejerce un inmenso estrés sobre los cojinetes.

Distorsión de la Placa Base

En casos severos, la tensión de la tubería puede ser lo suficientemente fuerte como para torcer o doblar toda la placa base de la bomba. Una vez que la base se ve comprometida, mantener la alineación se vuelve imposible. Ninguna cantidad de calzas o ajustes del motor puede corregir un problema arraigado en una base deformada.

El Impacto del Crecimiento Térmico

La tensión de la tubería no siempre es un problema estático. En los sistemas que manejan fluidos calientes, la expansión térmica hace que las tuberías aumenten de longitud. Este crecimiento empuja y tira de la bomba con una fuerza increíble, cambiando constantemente su posición. Una alineación que era perfecta cuando el sistema estaba frío puede estar completamente desviada una vez que alcanza la temperatura de operación.

El Impacto Destructivo en la Vida útil del Sello Mecánico

El sello mecánico es uno de los componentes más precisos y delicados de una bomba. También es una de las primeras víctimas de la tensión de la tubería. La mayoría de las fallas prematuras de los sellos mecánicos se pueden atribuir a una mala alineación y al estrés en la tubería.

Desalineación de las Caras del Sello

Un sello mecánico depende de dos caras perfectamente planas y pulidas que giran una contra la otra con una película microscópica de fluido entre ellas. La tensión de la tubería hace que el eje se desvíe, inclinando las caras del sello. Esto crea una presión desigual, haciendo que un lado se desgaste rápidamente mientras que el otro permite que el producto gotee.

Vibración Aumentada

La desalineación causada por la tensión de la tubería es una fuente importante de vibración. Esta vibración se transmite a lo largo del eje hasta el sello, donde puede hacer que las juntas tóricas se desgasten por frotamiento y pierdan su capacidad de sellado. También puede provocar fatiga y agrietamiento de las delicadas caras del sello, resultando en una falla catastrófica.

Esta reacción en cadena es demasiado común:

1. La tensión de la tubería causa desalineación del eje.

2. La desalineación genera vibración y calor excesivos.

3. La vibración y el calor hacen que las caras del sello se desgasten de forma desigual y presenten fugas.

4. La fuga empeora, pudiendo dañar el eje y los cojinetes.

Síntomas de Tensión de Tubería en su Sistema

La tensión de la tubería no siempre es obvia, pero deja pistas. Aprender a detectar estos síntomas puede ayudarle a diagnosticar problemas antes de que conduzcan a fallas mayores.

• Dificultad para Emboltar: Los pernos del acoplamiento son difíciles de insertar o quitar a mano.

• Espacios Visibles en las Bridas: Hay un espacio notable o una desalineación angular entre las bridas de la tubería y de la bomba antes de que se unan con pernos.

• Altos Niveles de Vibración: La bomba exhibe una vibración excesiva, especialmente justo después del arranque.

• Fallas Recurrentes de Sellos y Cojinetes: La misma bomba sufre repetidamente fallas prematuras de cojinetes o del sello mecánico.

• Lecturas de Alineación Cambiantes: Las mediciones de alineación cambian significativamente después de conectar la tubería.

Mejores Prácticas para Prevenir la Tensión en Tuberías

Prevenir la tensión en las tuberías es mucho más efectivo que intentar corregir sus consecuencias. El objetivo es instalar el sistema de tuberías de modo que sea autoportante y se acople a la bomba sin ninguna fuerza externa.

1. Alinear Primero la Bomba, Luego Colocar las Tuberías: Nunca use la bomba como punto de anclaje para halar la tubería hasta su posición. Las secciones finales de la tubería deben medirse y fabricarse para ajustarse perfectamente a las boquillas de la bomba.

2. Usar Conectores Flexibles y Juntas de Expansión: Estos componentes están diseñados para absorber el movimiento térmico y la vibración mecánica, aislando a la bomba del estrés inducido por la tubería.

3. Instalar Soportes de Tubería Adecuados: Utilice un sistema de soportes colgantes, anclajes y guías para garantizar que la tubería soporte su propio peso. Los soportes deben colocarse cerca de las boquillas de la bomba, tanto en los lados de succión como de descarga.

4. Verificar la Alineación Nuevamente Después de Conectar la Tubería: Este es un paso crítico. Siempre verifique la alineación del eje después de apretar los pernos de la brida. Si la alineación cambia, tiene un problema de tensión en la tubería.

5. Realizar una Verificación de los Pernos de la Brida: Una forma sencilla de verificar la tensión es realizar una verificación de la alineación y luego aflojar los pernos de la brida de la tubería. Si las lecturas de alineación cambian al aflojar los pernos, hay tensión presente.

Verificación en Campo y Mantenimiento

Integrar las verificaciones de tensión de la tubería en sus rutinas regulares de mantenimiento de bombas es esencial para la confiabilidad a largo plazo.

• Usar Herramientas de Precisión: Emplee indicadores de carátula o sistemas de alineación láser para medir la alineación del eje antes y después de conectar la tubería.

• Documentar Todo: Mantenga registros detallados de sus lecturas de alineación. Estos datos ayudan a identificar cambios graduales causados por el asentamiento de la cimentación o los ciclos térmicos.

• Capacitar a Su Equipo: Enseñe a los operarios y técnicos a reconocer los sonidos y vibraciones asociados con problemas de alineación de la bomba.

• Inspeccionar Después de Paradas: Siempre vuelva a inspeccionar la alineación después de reparaciones importantes de tuberías, modificaciones del sistema o paradas prolongadas, ya que estos eventos pueden introducir nuevas tensiones.

Conclusión: Una Pequeña Tensión Conduce a Grandes Consecuencias

La tensión en la tubería puede parecer un detalle menor de instalación, pero sus efectos en el rendimiento y la confiabilidad de la bomba son enormes. Es un asesino silencioso que socava incluso el equipo más robusto, lo que lleva a un ciclo frustrante de reparaciones y tiempo de inactividad.

Al tratar la instalación de tuberías con la misma precisión que la alineación del eje, puede eliminar esta fuerza destructiva. Recuerde la regla de oro: las tuberías deben conectarse a la bomba sin esfuerzo. Convierta la prevención de la tensión en las tuberías en una parte central de su proceso de alineación, no en una idea tardía. Este enfoque garantiza una vida útil más larga de los sellos, una operación más suave y un sistema más confiable en general.