Comprensión de los defectos del impulsor
Defectos del impulsor son las numerosas formas de daño, desgaste y deterioro que afectan a los impulsores de las bombas y a las ruedas de los ventiladores: la erosión de las paletas, corrosión, Las grietas, la acumulación de material, las paletas rotas y los daños en el buje. Son doblemente perjudiciales porque degradan tanto el mecánico estado del rotor (creando desequilibrar y vibración) y el hidráulico o aerodinámico rendimiento (eficacia de corte, caudal y cabezal). El resultado es una firma de vibración reconocible: un aumento de 1× velocidad de marcha componente de desequilibrio, junto con elevados frecuencia de paso de la paleta de flujo perturbado. Los impulsores se ven sometidos a un servicio muy duro (altas velocidades de giro, fluidos corrosivos o abrasivos y temperaturas extremas), por lo que comprender estos defectos y sus características es esencial para mantener la fiabilidad de bombas y ventiladores. Se trata de una subclase importante de defectos de la bomba y defectos del ventilador.
1. Erosión, desgaste y corrosión
Erosión abrasiva
- Causa: las partículas sólidas arrastradas por el fluido trituran las superficies de los álabes.
- Patrón: Los bordes de ataque y las zonas de alta velocidad se desgastan más rápidamente.
- Efecto: La pérdida desigual de material crea desequilibrio y reduce la eficiencia.
- Tasa: aumenta con la concentración de partículas, la dureza y la velocidad.
- Común en: bombas de lodo, servicio de minería y aguas residuales.
Erosión por cavitación
- Mecanismo: las burbujas de vapor colapsan contra el metal, produciendo intensos picos de presión localizados.
- Apariencia: una superficie esponjosa y picada con material arrancado.
- Ubicaciones: regiones de baja presión, como el lado de aspiración de las paletas y las puntas.
- Distintivo: el ruido de grava de cavitación acompaña a la erosión.
- Prevención: NPSH adecuado y selección correcta de la bomba - confirmar el margen de aspiración con el Calculadora de NPSH.
Corrosión
- Ataque químico: Los fluidos agresivos disuelven el material del impulsor.
- Corrosión galvánica: metales distintos en contacto a través de un electrolito.
- Picaduras: cavidades localizadas que también actúan como elevadores de tensión.
- Adelgazamiento general: pérdida uniforme del grosor de la pared en todas las superficies.
- Sinergia erosión-corrosión: los dos mecanismos juntos aceleran el daño mucho más que cualquiera de ellos por separado.
2. Acumulación de material
No todos los desequilibrios se deben a la pérdida de metal: añadir masa es igual de perjudicial:
- Formación de escamas: depósitos minerales procedentes del agua dura o de productos químicos de proceso.
- Ensuciamiento biológico: algas, bacterias o moluscos en los sistemas de agua de refrigeración.
- Material de proceso: producto solidificado o polímero adherido a las paletas.
- Efecto: Los depósitos asimétricos crean desequilibrios, reducen los conductos de flujo y alteran la hidráulica.
- Síntoma: una subida lenta y progresiva en vibración 1×.
3. Veleta, cubo y defectos geométricos
Grietas
- Grietas por fatiga: de la tensión cíclica, generalmente en las uniones de la aleta con la cubierta.
- Grietas por corrosión bajo tensión: la combinación de tensión de tracción y un entorno corrosivo.
- Grietas térmicas: de ciclos de temperatura o choques térmicos.
- Detección: vane-passing-frequency bandas laterales y un patrón de vibración cambiante.
Aletas rotas
- Fracaso total: una veleta o un trozo de una se desprende.
- Desequilibrio severo: la repentina pérdida de masa provoca un gran aumento de escalón en la vibración 1×.
- Asimetría hidráulica: un patrón anormal de frecuencia de paso.
- Acción inmediata: Apagar y sustituir: las piezas rotas pueden destrozar la carcasa y las juntas.
Defectos de cubo, montaje y geometría
- Suelto en el eje: un chavetero desgastado o un ajuste de interferencia inadecuado, que a menudo aparece como holgura mecánica.
- Cubo agrietado o chavetero dañado: grietas por tensión y brochazos que permiten que el impulsor se desplace.
- Errores geométricos: rodadura por fabricación o daños (una forma de excentricidad), alabeo y separación desigual de las paletas, todo lo cual genera desequilibrio y pulsaciones hidráulicas.
4. Firmas de vibración
1× Componente de desequilibrio
- Erosión o acumulación: El cambio de masa asimétrico produce un aumento gradual de 1×.
- Veleta rota: un gran salto repentino de 1×.
- Corrección: desequilibrio relacionado con la masa suele responder bien a equilibrado de campo.
Frecuencia de paso de la paleta
- Paletas dañadas: VPF elevado flanqueado por bandas laterales a ±1×.
- Veleta perdida: un patrón VPF anormal, a veces con subarmónicos.
- Problemas de holgura y punto de funcionamiento: La amplitud de la VPF aumenta con holguras estrechas y varía con el caudal - un caudal bajo crónico puede desencadenar una interna recirculación que agrava el ruido hidráulico.
Patrón de holgura
Un impulsor suelto se comporta de forma muy diferente a un simple punto pesado: levanta una serie de armonía (1×, 2×, 3×), produce vibraciones erráticas e irrepetibles y desestabiliza el fase lo que imposibilita un equilibrado eficaz hasta que se repare la holgura.
5. Métodos de detección
Análisis de vibraciones
- Tendencia del nivel global, la amplitud 1× para el desequilibrio y la amplitud VPF para el estado de los álabes y el hidráulico.
- Utilizar el análisis de banda ancha y envolvente para detectar la cavitación y el desarrollo frecuencias de fallo de los rodamientos.
Pruebas de rendimiento
- Caudal: una caída desde la línea de base indica desgaste.
- Presión de descarga: puntos de cabeza reducidos al daño.
- Consumo de energía: revelan una pérdida de eficiencia.
- Prueba de curva de bombeo: comparar el rendimiento medido con la curva de diseño o de referencia.
Inspección visual
- Borescope a través de los puertos de la carcasa entre las paradas, e inspeccionar a fondo en la revisión.
- Fotografíe para documentar y establecer tendencias, mida el grosor de las aletas y clasifique la gravedad de la erosión o la corrosión.
6. Prevención, mitigación y corrección sobre el terreno
Selección de materiales y prácticas operativas
- Elija materiales resistentes a la erosión (aleaciones duras, cerámica) para el servicio abrasivo y aleaciones resistentes a la corrosión (acero inoxidable 316, Hastelloy, titanio) o revestimientos protectores para el servicio químico.
- Trabaje cerca del punto de mayor eficiencia para minimizar la tensión hidráulica, mantenga un NPSH adecuado para evitar la cavitación y controle la química del fluido y la carga de sólidos.
Mantenimiento y reequilibrio
Inspeccione los impulsores durante las paradas, limpie las acumulaciones antes de que se conviertan en un punto pesado grave y reequilibre siempre después de limpiar o reparar. En las máquinas montadas, este reequilibrado se realiza in situ en lugar de en una máquina equilibradora. Un analizador portátil de dos canales como el Balanset-1A mide la amplitud y la fase 1×, calcula los pesos de corrección y verifica el resultado con el grado de equilibrado correspondiente mientras el impulsor gira en sus propios cojinetes a velocidad de funcionamiento, lo que resulta ideal cuando la erosión o la suciedad han desequilibrado el rotor de una bomba o un ventilador. Dado que un rodete de ventilador suele tener sólo posiciones discretas de pernos para los pesos, el Calculadora de corrección de cuchillas ayuda a traducir la corrección calculada en masas colocadas en ubicaciones fijas de los álabes. La documentación de los índices de desgaste en inspecciones sucesivas permite predecir la vida útil y sustituir un impulsor antes de que su rendimiento sea inaceptable.
