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7/25/2019 455.pdf http://slidepdf.com/reader/full/455pdf 1/74 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOM A DE M EXIC FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORE CUAUTITLAN M ANTENIM IENTO DE EQUIPOS DE BOMBEO DE AGUA POTABLE. TRABAJO PROFESIONAL QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO M ECÁNI CO ELECTRICISTA PRESENTA: ALEJAN DRO TEODORO PONCE M ARQUE ASESOR: ING. EDUARDO COVARRUBIAS CHAVE COASESOR: M .I. ARM ANDO M ORALE CUAUTITLAN IZCALLI, EDO. DE M EX. 2012 

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA

DE MEXIC 

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORE 

CUAUTITLAN 

MANTENIM IENTO DE EQUIPOS DE BOMBEO DE AGUA POTABLE.

TRABAJO PROFESIONAL

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: 

INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA

PRESENTA: 

ALEJANDRO TEODORO PONCE MARQUE 

ASESOR: ING. EDUARDO COVARRUBIAS CHAVE 

COASESOR: M.I. ARMANDO MORALE 

CUAUTITLAN IZCALLI, EDO. DE MEX. 2012 

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Agradezco mucho todo el apoyo que me brindaron:

M.I. Armando Morales.

Ing. Eduardo Covarrubias Chávez.

Ing. León Pedro Gutiérrez Galán.

MUCHISIMAS GRACIAS.

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INDICE.

Introducción…………………………………………………………………………………………………………….……..1

Mantenimiento………………………………………………………………………………………………………………4

Funciones de un sistema de mantenimiento………………………………………………….………..……….5

Mantenimiento preventivo…………………………………………………………………………………………….6

Mantenimiento correctivo……………………………………………………………………………………………..8

Fallas comunes……………………………………………………………………………………………………………..9

Diagnóstico de fallas…………………………………………………………………………………………..…………..11

Pruebas a transformador………………………………………………………………………………………………13

Mantenimiento eléctrico………………………………………………………………………………………………16

Programa diario de actividades……………………………………………………………………….…………….21

Problemas que se presentan y posibles causas………………………………………………………...….21

Control de actividades………………………………………………………………………………………….……….22

Selección adecuada de un equipo de bombeo……………………………………………………………..24

Cavitación…………………………………………………………………………………………….…………………….33

Golpe de ariete………………………………………………………………………………………………………....34

Bomba centrifuga tipo sumergible……………………………………………………………………………….36

Bomba vertical tipo turbina…………………………………………………………………..……………………….37

Componentes de una bomba vertical………………………………………………………..……………….….39

Motores……………………………………………………………………………………………………………………….47

Fallas en motores…………………………………………………………………………………………………………48

Control de motores…………………………………………………………………………….…………………………50

Glosario………………………………………………………………………………………………………………………..53

Conclusiones…………………………………………………………………………………………………………………55

Bibliografía……………………………………………………………………………………………………………………56

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1

La Ciudad de México es una de las más grandes y pobladas del mundo. Una de sus

necesidades principales es el suministro de agua potable, esto constituye una tarea

sumamente importante y compleja.El abastecimiento de agua a ésta gran ciudad se realiza

por dos principales fuentes de alimentación: el Sistema Lerma y el Cutzamala. Estas llegan

por la zona poniente de la ciudad. Como consecuencia de lo anterior, la zona oriente de la

ciudad tiene un abastecimiento muy irregular. La situación más crítica se presenta en la

delegación Iztapalapa, la cual se ha visto afectada por el crecimiento desmedido de su

población, lo que ha generado un déficit en los servicios públicos, principalmente el del

agua potable.

El problema del abastecimiento de agua potable a la Ciudad de México, ha sido motivo de

una preocupación permanente que se remonta a la fundac de la gran Tenochtitlán, la

cual se asentó a más de 2 200 metros sobre el nivel del mar en un llano rodeado por lagos

y sierras. Así, la ubicación de la ciudad ha dificultado desde siempre el suministro de aguapotable a sus habitantes. Para lograr esto, el ingeniero responsable del mantenimiento de

los equipos de bombeo debe realizar adecuadamente su de seleccionar, instalar,

operar y dotar de mantenimiento preventivo y correctivo.

El proporcionar un mantenimiento correcto a los equipos de bombeo e instalaciones de

un sistema de abastecimiento de agua potable, constituye un requisito básico para que la

extracción y distribución de agua se realice de la manera más confiable y al mínimo costo

posible.En los sistemas de bombeo de agua potable fundamentalmente se utilizan bombas

centrífugas sumergibles y verticales tipo turbina.Estas son accionadas por arrancadores

tipo autotransformador ó de estado sólido que son alimentados de energía eléctrica por

transformadores de distribución. Algunos de éstos están alojados en subestaciones

eléctricas compactas. Se tiene dos tipos de instalaciones, unos son pozos de extracción y

otros sistemas de bombeo de distribución del vital líquido. Con éstas instalaciones

seabastece a la población de tres delegaciones del Distrito Federal: Iztapalapa, Iztacalco y

Venustiano Carranza. En total se cuenta con 90 pozos, rebombeos y 10 tanques de

almacenamiento.

Definir un panorama general de las responsabilidades y los conocimientos técnicos que

tiene un ingeniero a cargo del mantenimiento y la operación adecuada de los equipos de

bombeo.

INTRODUCCION.

OBJETIVO:

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2

El objetivo principal de la función de mantenimiento es prolongar, hasta donde resulte

económico, la vida de un producto. Por lo anterior, es importante tener clara la idea de lo

que se entiende por vida.

A continuación analizaremos los diferentes tipos de vida de un bien físico:

Es el lapso de “asentamiento” en el comportamiento de producto al inicio de

operaciones.

En este período es bastante más probable que ocurran fallas que en lapsos posteriores, ya

que la mayoría de los defectos de calidad se hacen aquí evidentes.

La actividad responsable de mantenimiento debe vigilar los bienes físicos en este período,

pudiendo posteriormente ser más liberal en la frecuencia de inspección. Es importante

que en este período no se abuse del bien físico, aunque conviene probarlo en todos sus

rangos de capacidad y rendimiento.

Es aquella en que el bien físico mantiene una alta fiabilidad y estabilidad, iniciándose

después de la vida de prueba o vida infantil y terminándose con el lapso en que el

desgaste se acentúa o su fiabilidad empieza a decrecer rápidamente.

En esta vida el mantenimiento es más o menos constante en sus parámetros de costos,frecuencias y esfuerzos. También se puede entender que es la vida entre “desgaste

sensible” o de “fiabilidad estable”.

Es el plazo en el cual ocurre la mayor parte de las fallas.

Los fabricantes hablan de “vida probable” o “vida esperada” o “vida útil” según conviene a

su diseño.

Es muy importante que cuando se adquiera un bien físico se estudie lo que el fabricante

entiende por “vida” en sus diferentes acepciones.

Vida infantil.-

Vida útil.-

Vida probable.-

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3

La vida económica es el lapso en el cual es costeable erar un bien físico en lugar

desecharlo, sustituirlo, reconstruirlo ó venderlo.

La vida económica puede ser totalmente independiente de la vida útil . Esto es más

frecuente entre más dinámico ó cambiante sea el contexto socio-político-económico

en donde se desarrolle la empresa. La vida económica empieza a ser diferente a la vidaútil

desde el momento siguiente al proyecto inicial, ya que las condiciones empiezan a

cambiar.

No es extraño encontrar, sobre todo en el sector público, que algunos bienes físicos

terminan su vida económica, aún antes de iniciar su operación por causas tales como:

haber comprado diseños obsoletos, ser de muy bajo rendimiento, estar tan deteriorado

por almacenaje que su habilitación es incosteable.

Es el lapso en el cual se hace seguir operando a un bien físico “en contra” de toda razón

técnica aparente.

A esta vida también se le conoce como vida vegetativa de emergencia. En esta vida se

muestra evidentemente que no costea seguir operando el bien físico, pero que porcondiciones de emergencia, es necesario mantenerlo en Es responsabilidad del

personal de mantenimiento el hacer notar, por escrito con copia a quien considere

necesario, que la condición encontrada es antieconómica.

Como sabemos, la supervisión es la obtención de información de lo que se está haciendo y

de los alcances de los trabajos realizados. En nuestro caso, se ejan supervisores porárea los que ratifican visualmente y físicamente los trabajos encomendados para cada

sección. Basándose fundamentalmente en las órdenes de indicando en ellas los

trabajos realizados, el material y la culminación o no del trabajo. Si algún trabajo quedó

pendiente, se decidirá qué es lo más adecuado para resolverlo posteriormente.

Vida económica.-

Vida extendida.-

SUPERVISION.

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4

Un sistema de mantenimiento debe ser encarado como toda una organización. Es

incorrecto que sea visto solo como personas aisladas, ejecutando actividades aisladas. Es

muy importante que dentro de toda empresa ó institución, el mantenimiento se

transforme en un sistema, en una unidad que tenga sus bien definidos, y que

posea una dinámica propia para alcanzarlos. Esta dinámica es el resultado de la

interacción entre los diferentes comportamientos individuales, interpersonales y grupales.

La supervivencia de este sistema, de esta organización, dependerá de la capacidad de

interacción del mismo con el medio ambiente. En esto radica la importancia de que la

calidad de la participación individual de cada element nte con las

características de sus actividades.

Un sistema organizacional de mantenimiento, que posee varios subsistemas o unidades,

desarrolla características propias en cada unidad. Lo genera una cierta

complejidad en el proceso de coordinación de cada elemento, ya que cada unidad

desarrolla una característica propia de cada trabajo.

Esto indica la importancia de una directriz única que sirva para orientar todas las

unidades del sistema y al propio sistema, debido a que a partir de la directriz general ,

cada unidad perteneciente al sistema mayor puede desarrollar y crear su dinámica propia.

Estas directrices, en forma amplia y clara son las siguientes:

Las relaciones entre las personas deben ser armoniosas.

El clima organizacional debe ser altamente cooperativo, evitando que las personas

se sientan perseguidas, confusas, frustradas e inseguras.

Las personas se deben comunicar de forma efectiva y no ser meras pasadoras de

informaciones.

Aumentar el nivel de eficiencia de las personas, en lugar de tenerlas solo

cumpliendo sus obligaciones.

MANTENIMIENTO.

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5

Aumentar el nivel de motivación de las personas, propiciando su crecimiento

profesional y personal.

Aumentar la creatividad de las personas.

Aumentar el nivel de delegar responsabilidades, transformando a las personas en

seres responsables de sus actos.

Desarrollar la capacidad de planeamiento de las personas, en lugar de tenerlasejecutando tareas que les han sido impuestas

Mejorar la utilización del tiempo de las personas.

Las actividades básicas del sistema de mantenimiento son las siguientes:

Mantener, reparar y revisar los equipos, herramientas e instalaciones, dejándolos

en condiciones operacionales.

Efectuar mejoras en los sistemas (equipos, herramientas, técnicas de trabajo, etc.)

Establecer una política de materiales de stock, definiendo las necesidades de

repuestos y de materiales de reposición.

Promover la conservación de los materiales en stock.

Establecer una política de sustituir los equipos obsoletos.

Promover el desarrollo técnico-administrativo y cultural de sus recursos humanos.

Planeamiento y control de actividades.

Elaborar manuales de mantenimiento.

Estas son las funciones básicas que el sistema de mantenimiento ejerce para alcanzar sus

objetivos.

El objetivo del mantenimiento es optimizar la productividad del equipo. Se puede realizar

programas de mantenimiento considerando evitar fallas en la época más crítica del año,

que para nuestra labor es en la temporada de estiaje.

Un sistema de mantenimiento orientado hacia este objetivo tratará de optimizar la

producción (cantidad de agua bombeada) y minimizar el costo. Optimizar la producción,

esto se busca lograr proporcionando el mantenimiento al nivel óptimo.

FUNCIONES DE UN SISTEMA DE MANTENIMIENTO.

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6

El mantenimiento que se efectúa dentro de las instalaciones que se manejan está

categorizado para dos áreas específicas: mecánica y eléctrica. En cada uno de los casos se

emplea mantenimiento preventivo y correctivo. Aunque las actividades que se desarrollan

no sólo están involucradas con el mantenimiento, sino bién con el buscar ampliar la

vida útil de todos los sistemas, maquinaria y equipo que utilizamos. Pudiendo decir con

esto que el alcance nuestra labor se basa también en las acciones de la selección,instalación, operación y su mantenimiento.Los tipos de mantenimiento que se efectúan se

engloban en dos grupos:

a) Mantenimiento preventivo.

b) Mantenimiento correctivo.

MANTENIMIENTO PREVENTIVO.

El objetivo principal del mantenimiento preventivo es de propiciar que los equipos se

mantengan en condiciones de operación el mayor tiempo El mantenimiento

preventivo busca actuar antes que el desgaste o la rotura de algún componente paralice

algún equipo.

El mantenimiento preventivo minimiza notablemente la aparición de “situaciones de

emergencia” en las cuales el personal de mantenimiento es forzado a trabajar bajo

presión a fin de restablecer el sistema lo más rápido posible. Algunas veces esta situación

genera conflictos entre el personal de operación y el de mantenimiento. No

puede mantenerse un sistema a costa de noches de sueño, descanso y convivencia

familiar interrumpidas.

Esta es la actividad fundamental de un sistema de mantenimiento. Se ejecuta con la

finalidad de mantener los equipos e instalaciones en las condiciones de diseño, sin

permitir que los mismos se deterioren con el correr del tiempo, provocando accidentes o

aspectos visuales desagradables de abandono.

Debido a que es de gran importancia el suministro del líquido a la población, existe

una responsabilidad constante con el objeto de minimizar los paros del servicio. Una

buena organización de mantenimiento que aplica el sistema preventivo, con el tiempo

puede lograr que se pueda ampliar la vida útil de los equipos e instalaciones.

Cuando se da mantenimiento preventivo a sistemas eléctricos de alta tensión, se realiza

una limpieza de herrajes con un solvente y grasa dieléctrica. También, se realiza un apriete

de terminales y conexiones. Además, si es necesario, realiza el reemplazo de

conductores con aislamientos en mal estado.

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Se tiene un plan de mantenimiento que se puede definir como las actividades que deben

efectuarse y la periodicidad con que deben realizarse dichas operaciones.

Para definir este plan es importante definir:

¿Qué debe inspeccionarse?

¿Con que frecuencia?¿A que debe dársele servicio?

¿A que componentes debe asignársele una vida útil?

¿Cuál es la prioridad en orden de importancia respecto al desarrollo del programa?

Para definir los puntos anteriores nos apoyamos en lo siguiente:

Los fabricantes de los equipos dan recomendaciones más o menos amplias respecto al

mantenimiento del equipo así como algunas fallas comunes y la manera de corregirlas.

Esta información es aplicable a condiciones de operación normal, lo cual es un término

subjetivo.

Las recomendaciones o la experiencia de otras personas que hayan utilizado el equipo

igual o similar son también muy útiles. Aunque debe tenerse en cuenta, muy

especialmente las condiciones de operación, que pueden ser totalmente diferentes a las

ideales.

También nos puede ser muy útil la experiencia que hayamos tenido nosotros mismos en

la operación del equipo o de equipo similar, pues esto nos permite conocer sus

características, su comportamiento y hasta sus puntos débiles.

Ø

Ø

Ø

Recomendaciones del fabricante.

Recomendaciones de otros operadores.

Experiencia propia.

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8

MANTENIMIENTO CORRECTIVO.

En este caso se utiliza una estrategia que tienda a ir eliminando los problemas en orden

descendente respecto a la importancia del tipo de falla y buscando establecer soluciones

definitivas con el objeto de no perder tiempo al realizar reparaciones con carácter

provisional y que esto en poco tiempo sea necesario volver a realizar una reparación. Esto

es muy importante, pues es el punto de transición para poder vencer

 

la inercia del mantenimiento correctivo y poder pasar al nivel del mantenimiento

preventivo.

Es de mucha utilidad contar con equipos de reemplazo en perfectas condiciones y de las

mismas características tratando de prever cualquier detalle que nos pueda retrasar el

avance al realizar el cambio del equipo.

Una vez que se presenta algún problema en algún equipo se requiere realizar cierto tipode programa emergente el cual consiste de la siguiente manera:

a) Prelocalización de la falla.

Se requiere consultar toda la información adecuada y necesaria, algún diagrama , etc. y

determinamos aproximadamente el punto de falla para que se tenga un orden de

aislamiento y si es posible y necesario energizamos la parte que se encuentra en

condiciones de operar.

b) Localización de falla.

Una vez localizado el punto exacto de falla, procuramos aislar el elemento dañado y si es

posible de acuerdo a nuestro criterio, reparamosen forma provisional, contemplando

reparar la falla definitivamente a la brevedad posible.

c) Reparación de la falla.

La reparación que se realice debe de ser con materiales iguales o mejores de los que

tenían siempre y cuando no alteren su funcionamiento de éste ni de los equipos.

d) Puesta en servicio.

Ya que se llevaron a cabo las maniobras de reparación, se procede a restablecer el

servicio.

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9

Una vez realizado el mantenimiento correctivo y sin la presencia del personal cerca de las

instalaciones se deberán realizar tres pruebas en vacío.

1) Prueba de aislamiento.

2) Prueba de potencial en vacío y con los fusibles de uno o dos amperes.

3) Prueba de potencial en vacío y con los fusibles nominales.

Con el objetivo de determinar las características del de protección, así como la

protección misma, normalmente se efectúan estudios de corto circuito por fallas:

De línea a tierra.

Trifásicas.

La humedad es el agente destructor de mayor grado en un transformador.

El aceite para transformador debe tener una tensión mínima de ruptura dieléctrica de 35

kV o de acuerdo a las especificaciones solicitadas por el cliente.

Las fallas que pueden ocurrir a un transformador son:

El aceite aislante se deteriora por la acción de la humedad y el oxígeno, por presencia

de catalizadores (cobre) y por temperatura.

La mezcla de estos elementos provocan una reacción química en el aceite, la cual da como

resultado la generación de ácidos que atacan a los aislamientos, acelerando su

envejecimiento y deteriorando las partes metálicas del transformador. De esta reacción

química resultan los lodos que se precipitan en el transformador y que impiden la correcta

disipación del calor.

La humedad presente en el aceite puede tener origen por el aire que entra en el

transformador en operación, a través de sus juntas y grietas en el tanque. También se

genera por conducción de los aislamientos al tanque.

FALLAS MAS COMUNES.

En las subestaciones:

En los transformadores:

Deterioro del aceite.-

Ø

Ø

Ø

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10

También la presencia de gases es un factor que va dañando el aceite, los cuales son

liberados por descomposición propia del aceite y de los aislamientos a altas

temperaturas.

 

El incremento de la humedad del aceite da como resultado una disminución de valor detensión de ruptura ó rigidez dieléctrica.

Los falsos contactos originan una resistencia mayor al paso de la corriente, produciéndose

puntos calientes o hasta pequeños arqueos.

Este tipo de fallas deterioran el aislamiento y contaminan el aire produciendo gasificación,

carbón y hasta abombamiento del transformador.

Estas fallas se manifiestan en forma de:

Presencia de carbón en las terminales.

Terminales carcomidas.

Coloración intensa en los aislamientos.

Como los falsos contactos se originan por tornillería terminales sueltas, es

recomendable apretar periódicamente las terminales externas del transformador y en un

mantenimiento mayor revisar los aprietes internos del mismo.

• Falla en los devanados.-

v

v

v

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esta falla es provocada al transformador en el lado de baja

tensión. Si la intensidad y/o duración de un corto circuito es mayor a la que puede

soportar el transformador, podrá ocasionarse daños en mismo. La alta corriente

que circula durante el corto, provoca esfuerzos mecánicos que pueden distorsionar

los devanados y hasta moverlos de su posición.

Si el corto circuito es intenso y prolongado, su efecto provocará una degradación

en el aceite, sobrepresión, arqueos y posteriormente abombamiento del tanque,

dependiendo de la severidad del corto circuito.

Después de una falla de este tipo y antes de reconectar el servicio del

transformador, se debe tener la seguridad de que se ha eliminado el corto y revisar

minuciosamente el transformador para determinar si éste no sufrió daños.

es debido a que los aislamientos pierden sus

características por exceso de humedad, sobrecalentamientos continuos, exceso de

tensión, etc.

Estas fallas tardan en poner fuera de servicio al transformador y se manifiestan por

un devanado regular, excepto en el punto de falla.

La ionización degrada al aceite y a los aislamientos puede presentar después de

la falla un posible abobamiento en el tanque.

aunque los transformadores están

diseñados para soportar la incidencia de descargas atmosféricas, es recomendable

el uso de apartarrayos lo más cercano que sea posible l transformador. Esta

distancia no debe ser mayor a un metro, entre la boquilla y el apartarrayos.

En caso de que la sobretensión resultante por las descargas atmosféricas rebase

los límites del nivel de aislamiento al impulso del transformador, el devanado

sujeto a este esfuerzo fallará.

La manifestación de este tipo de fallas, son bobinas deterioradas en el inicio o en elfinal del devanado y tienen una similitud a la falla entre espiras.

Este tipo de sobretensiones son producidas por

falsas operaciones de cierre o puesta de servicio y desconexión de bancos de

DIAGNOSTICO DE FALLAS.

Ø

Ø

Ø

Ø

Corto circuito externo:

Corto circuito entre espiras:

Sobretensiones por descargas atmosféricas:

Sobretensiones por transitorios:

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capacitores, etc. Las sobretensiones que se producen, son de hasta dos veces la

tensión de operación. Su daño es a largo plazo y en ocasiones se confunde con una

falla de corto circuito entre espiras.

Los transformadores están diseñados para soportar sobrecargas deacuerdo a norma. En caso de que éstas excedan los valores de diseño de norma, el

transformador tendrá un envejecimiento acelerado en los aislamientos y

posteriormente una falla entre espiras.

Las manifestaciones de esta falla son: envejecimiento otal de los aislamientos

internos del transformador, el papel y cartón quebradizo y con un color oscuro

intenso.

Ø Sobrecargas:

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13

Se le realizan pruebas a un transformador con el objetivo de verificar el estado en que se

encuentran los aislamientos de los devanados.

Para la construcción de un transformador se utilizan materiales como hierro, cobre o

aluminio y aislamientos; éstos deben de tener características específicas, para que eltransformador cumpla con los requisitos para que fue diseñado. Para conocer sus

características, se le realizan pruebas.

Esta medición de la resistencia de aislamiento se utiliza para saber el estado en que se

encuentran los aislamientos, y deducir si se encuentran en condiciones de soportar los

esfuerzos dieléctricos que se presentan al aplicar voltaje.

Si se obtiene una lectura de valor bajo de aislamiento no necesariamente puede

indicarnos en forma decisiva que el aislamiento sea deficiente, puede ser que haya

humedad o suciedad en los aislamientos.

Este aparato consta básicamente de una fuente de c.d. un indicador de megohms. La

capacidad de la fuente de c.d. generalmente es baja, esto debido a que la finalidad es

revisar el estado en que se encuentra un aislamiento, otras palabras, ésta es una

prueba indicativa no destructiva, de tal manera que si un aislamiento ya se encuentra muy

debilitado, no lo dañe más. Puede generar 500, 1 000, 2 500 ó 5 000 volts.

Las resistencias de aislamiento a revisar en un transformador, son la que tiene un

devanado con respecto al otro y la que presenta un devanado con respecto al núcleo y

con respecto al tanque. Las lecturas que se toman son:

Alta tensión Baja tensión.

Alta tensión Baja tensión + tanque a tierra.

Alta tensión + tanque a tierra Baja tensión.

El objetivo de ésta prueba es verificar que los aislam

la resistencia mínima soportable bajo la operación a la que serán sometidos, así como

comprobar la no inadecuada conexión entre sus devanados y tierra para garantizar un

buen desempeño.

PRUEBAS A TRANSFORMADOR.

MEGGER.

Ø Resistencia de aislamiento.-

vs.

vs.

vs.

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14

El megger ha sido el instrumento estándar para verificar la resistencia de aislamiento. Esto

nos va a permitir saber si el aislamiento todavía impide un corto circuito cuando

 

el equipo está operando. Es por esto que esta prueba debe restringirse a valores

apropiados a la tensión nominal de operación del equipo que se va a probar.

Cuando la resistencia es muy alta en las terminales de entrada del megger, la aguja

registra infinito. Por el contrario, cuando hay una resistencia baja o nula, la aguja oscila en

cero.

El megger constan de tres bornes: (Earth o tierra), (Guard) y (Line o línea), además

cuenta con carátula con dos escalas logarítmicas, una medir resistencias de

aislamiento y la otra para medir voltajes.

Este aparato sirve para realizar la prueba de relación de transformación.

La relación de transformación se define como la relación de vueltas o de voltaje del

primario al secundario o la relación de corriente del secundario al primario en los

transformadores. Por medio de la aplicación de ésta prueba es posible detectar corto

circuito entre las espiras, falso contacto y si algún devanado está abierto.

El TTR(TransformerTurn Ratio) opera bajo el conocido principio de que cuando dostransformadores que nominalmente tienen la misma relación de transformación y

polaridad se excitan en paralelo con la más pequeña diferencia en la relación de alguno de

ellos, se produce una corriente circulante entre ambos relativamente.

Para realizar esta prueba se debe tomar en cuenta los de placa y el diagrama

vectorial del transformador. El diagrama vectorial es la referencia para conectar el TTR

correctamente.

También es necesario calcular la relación de transformación teórica, tomando en cuenta

que la relación a medir es por fase correspondiente de alta y baja tensión.

La tolerancia para la relación de transformación debe ser+

- 0,4%

G L

T.T.R. PROBADOR DE RELACION DE VUELTAS.

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15

 

INSTALACION:_____________________________________________________________

FECHA:_____________________________________________________________________

TURNO:_______________________________________________________ ___________

Medir la resistencia

de aislamiento

Medir la rigidez

dieléctrica.

Medir la relación

de transformación.

Revisión de apriete

de conexiones en

alta y baja tensión.

Revisión de válvula

de sobrepresión.

 

FORMATO DE INSPECCION DE UN TRANSFORMADOR.

CONCEPTOS DEINSPECCION.

LECTURA OBSERVACIONES.

 

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16

 

El mantenimiento eléctrico es una labor muy complicada, cuando se presenta una falla la

cuadrilla de electricistas tiene que ir analizando los diferentes elementos que integran la

instalación eléctrica para poder detectar la localizac y la causa del problema. A

continuación analizaremos los elementos de la instalación eléctrica:

1.-Acometida.

2.-Aparatos de medición de CFE.

3.-Apartarrayos.

4.-Fusibles.

5.-Transformador.

6.-Interruptor general.

7.-Centro de carga.

Gráficamente, el recorrido que se realiza se muestra en el diagrama unifilar de la página

20 (Figura 1)

Es la interconexión con la red de distribución de energía eléctrica de la Comisión Federal

de Electricidad. Esta interconexión tiene en el poste corta circuito equipado con

fusibles que se operan con pértiga.

El equipo de medición tiene un gabinete exclusivo y es donde se aloja la medición de la

compañía suministradora, está compuesto por varmetros, wattmetro y un medidor de

demanda máxima.

MANTENIMIENTO ELECTRICO.

1.-Acometida.

2.-Aparatos de medición de Comisión Federal de Electricidad.

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17

Los apartarrayos tienen la función de proteger al equipo contra sobretensiones de tipo

atmosférico.

 

Tienen la función de proteger al equipo contra un corto circuito limitando la corriente

máxima permitida, la cual va a depender de la capacidad del transformador.

Un transformador es un dispositivo eléctrico sin partes en movimiento que se basa en el

principio de inducción electromagnética, para transferir la energía eléctrica en corriente

alterna. De un circuito a otro, sin que exista contacto físico entre ambos, ni variación en la

frecuencia. Normalmente esta transferencia de energía acompañada de cambios en los

valores de tensión y de corriente.

Utilizamos más transformadores sumergidos en aceite. Estos operan a una frecuencia de

60 hz. Los transformadores operan a su capacidad nominal siempre y cuando la

temperatura promedio del ambiente no exceda de 30oC y la temperatura máxima del

ambiente no exceda los 40oC. A diferencia de los transformadores tipo costa donde la

temperatura máxima del ambiente no exceda los 50oC y el promedio del ambiente no

exceda de 40oC.

Los transformadores que utilizamos están diseñados para operar a 2 300 m.s.n.m. El

aumento de la altitud produce disminución en la densidad del aire, lo cual a su vez

incrementa la elevación en la temperatura de los transformadores que dependen del aire

para su disipación de calor.

Las partes que constituyen un transformador son:

a)Núcleo.-

Constituye el circuito magnético que transfiere energía de un circuito a otro, conduce el

flujo activo. Esta hecho de laminaciones acero al silicio, revestido con una película aislanteinorgánica inactiva en presencia del aceite aislante, esto le proporciona alta istencia a

las corrientes parásitas para reducir las pérdidas de al mínimo. Se encuentra

sujeto por el herraje o bastidor. Los núcleos y herraje forman una sola pieza estructural

3.-Apartarrayos.

4.-Fusibles.

5.-Transformador.

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autosoportable de gran rigidez y de apoyo a las bobinas, aun bajo condiciones de

movimientos rudos.

b)Bobinados.-

Estos forman los circuitos de alimentación y carga; tienen una, dos o tres fases y,

dependiendo de la corriente y el número de espiras, pueden ser de alambre delgado,

grueso o de barra. Su función de los devanados es generar un campo magnético (primario)

con una pérdida de energía lo más mínima posible y utilizar el flujo para inducir una fuerza

electromotriz (secundario)

Las bobinas y/o devanados están formados por conductores de alta pureza, con

aislamientos de alta estabilidad térmica y resistentes al envejecimiento.

c)Tanque.-Este tanque o recipiente es un elemento indispensable los transformadores

cuyo medio de refrigeración no es el aire, aunque puede prescindirse de él en casos

especiales. Cumple la función de disipar el calor producido en el transformador. Son de

acero al carbón diseñados para soportar sin deformaciones, presiones superiores a las

establecidas por las normas de calidad, con un recubrimiento epóxico y pintura de alta

resistencia a la corrosión.

d)Boquillas.- Estas permiten que la corriente pase a través del transformador, también

evita que haya un escape indebido de corriente y protege contra algún flameo.

e)Refrigerante.- Este elemento debe ser un buen conductor de calor. Puede ser líquido

(como en la mayoría de los transformadores de gran potencia, sólido o semisólido). En lamayoría de los transformadores que utilizamos el refrigerante es aceite de tipo inhibido,

refinado para equipos eléctricos, con una tensión de ruptura dieléctrica superior a los 35

kV.

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e)Los conmutadores, cambiadores de derivaciones o taps, son utilizados para cambiar la

relación de voltajes de entrada y salida, esto es con el objeto de regular el potencial de un

sistema, debido a que en una línea de alimentación, los valores de alimentación nunca son

constantes; es por esta situación que los transformadores son equipados con un medio

que permita adaptar el transformador a los cambios de tensión en la línea de

alimentación. Esto se logran por medio del cambiador de derivaciones, el cual aumenta osuprime espiras (normalmente en el lado de alta tensión) para bajar o subir la tensión de

salida del transformador dependiendo de los requerimientos de la carga.

Se utiliza cuando la variación de tensión es poco frecuente y se ajusta únicamente cuando

el transformador se encuentra desconectado de la red alimentación. Este ajuste se lleva a

cabo por medio de un dispositivo exterior operado manualmente (volante).

f)Los indicadores son aparatos que nos señalan las condiciones en las que se encuentra el

transformador, indican el nivel del l íquido, la temperatura, la presión,etc.

 

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El programa de actividades que se desarrolla en mi área diariamente está basado en las

supervisiones realizadas en turnos anteriores del estado operacional de las diferentes

instalaciones con las que cuenta nuestro sistema y datos obtenidos mediante reportes deusuarios de la calidad y carencia de agua potable. Con lo que se realiza un análisis para

ubicar los problemas y el área a la que corresponden.

Lo anterior nos sirve para realizar las órdenes de trabajo identificando las áreas mecánicas

ó eléctricas a considerar, y se valora las acciones a de mayor importancia y los

alcances de reparación o solución según los recursos tanto humanos como materiales con

los que se dispone.

Las acciones a desarrollar dependerán directamente de dos áreas: mecánica y eléctrica,

siendo las acciones de éstas muy diversas, por lo cual una falla a reparar nos podrá daruna ó más soluciones posibles.

Velocidad muy baja en el motor(

Existencia de gas o aire en el pozo.

Bajo nivel de agua(posiblemente los tazones no estén sumergidos)

Rompimiento de la succión de la bomba.

Tubo de columna ó juntas defectuosas.

Impulsores parcialmente forzados.

Impulsores sueltos o dañados.

Colador ó succión parcialmente obstruidos.

Cascada(caída de agua en el pozo)

Dirección de rotación incorrecta.

Tazones dañados ó estropeados.

Chumaceras con desgaste ó dañadas.

 

PROGRAMA DIARIO DE ACTIVIDADES.

PROBLEMAS QUE SE PRESENTAN Y POSIBLES CAUSAS.

Caudal y/o presión insuficientes.

Revisar voltaje en el motor)Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

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Consumo de potencia elevado.

Velocidad muy alta.

Ajuste inadecuado de impulsores.

Bomba con arena ó materiales extraños.

Pozo desviado(curvado)

Bomba desalineada.

Flechas torcidas ó flexionadas.

Forzamiento del elemento rotatorio.

Bujes con desgaste.

Válvula cerrada.

Falta de lubricación.

Si no opera el equipo de bombeo las causas pueden ser:

a) Mecánicamente:

Bomba bloqueada.

Eje de accionamiento roto(desflechada).

Falta de líquido.

b) Eléctricamente:

Falta de alimentación de voltaje.

Protección térmica disparada.

Motor aterrizado.

El proceso de revisión que realizamos cuando se presenta una falla, gráficamente se

muestra en el diagrama de flujo de la página 23.

Las acciones de control para la gran cantidad de necesidades de mantenimiento se reduce

a la creación de órdenes de trabajo específicas para cada actividad y al análisis de éstas al

regreso del personal al cual se le encargó éstos trabajos.

Con ésta alternativa damos por finiquitado el problema ó le otorgamos las siguientes

soluciones posibles a corto, mediano ó largo plazo. Esto dependerá de los recursos tanto

humanos como materiales con que se cuenten, hasta poder tomar alternativas comoceder dichas labores a áreas de la misma dependencia cuenten con una cantidad de

recursos mayores. Esto es debido a que existen áreas como construcción, mantenimiento,

automatización y aforos, las cuales nos pueden apoyar y complementan nuestra labor.

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

CONTROL DE ACTIVIDADES.-

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23

 

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24

Las turbomáquinas son máquinas rotativas las cuales permiten una transferencia

energética entre un fluido y un rotor provisto de álabes ó paletas, mientras el fluido pasa a

través de ellos.

Si la transferencia de energía se efectúa de máquina a fluido se le da el nombre genérico

de bomba, si por el contrario el fluido cede energía al rotor se le llama turbina.

Una máquina es un transformador de energía, es decir, una máquina toma energía de una

clase y la entrega en otra forma. Como por ejemplo se al motor eléctrico, el cual

toma energía eléctrica y la transforma en energía mecánica.

Una bomba se puede definir como una máquina de fluidos incompresibles que toma

energía mecánica y entrega energía de presión.

Una bomba centrífuga es una máquina utilizada para transferir líquidos de un punto a otro

por medio de la conversión de la energía mecánica aplicada de una fuente externa, en

energía cinética que se imparte al líquido la cual a su vez, es convertida en energía de

presión por medio de la carcasa.

El bombeo se define como la adición de energía a un fluido para moverse de un punto a

otro. La energía es la capacidad para hacer un trabajo, adicionándole a un fluidoenergía a

un fluido se obliga al mismo a hacer trabajo, normalmente fluyendo por una tubería o

elevándose a un nivel más alto.

Al igual que la mayoría de las máquinas construidas hasta ahora por el hombre las bombas

centrífugas se diseñan y se construyen para operar con determinadas condiciones

hidráulicas, físicas, mecánicas y químicas, las cuales deben cumplirse en forma individual y

conjunta dentro de ciertos rangos.

Es por lo anterior, que para garantizar de manera inicial una operación segura y

satisfactoria de una bomba centrífuga, se debe seleccionar adecuadamente.

La selección adecuada de una bomba, da como resultado una operación sin problemas, un

costo inicial menor y gastos de mantenimiento reducidos. Esta selección está basada en

diferentes factores:

El tipo de trabajo para el que se requiere la bomba, alimentación a una caldera,

manejo de agua potable, aguas negras, alimentos, manejo de fluidos viscosos.

SELECCIÓN ADECUADA DE UN EQUIPO DE BOMBEO.

Ø

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25

El período de tiempo que va a trabajar la bomba, si se va a utilizar para operar

veinticuatro horas al día, siete días a la semana, deberá ponerse especial atención

a la eficiencia que es un factor determinante en el costo de operación. En cambio,

si la bomba va a utilizarse en un servicio de emergencia, es decir, que trabajará

algunas horas de vez en cuando, hay que dar especial atención al costo inicial.

Otro factor importante es el número de unidades, ya qu si se trata de que labomba reúna características especiales y se requiere de un número de unidades

grande, se puede pensar en fabricar una bomba especial.

Clase de fluido a mover.

Temperatura de operación.

Materiales especiales de construcción requeridos.

Elemento de impulso: motor eléctrico, motor de combustión interna, turbina de

vapor, etc.

Para una selección adecuada de una bomba, se requiere su curva H-Q que nos

indica la relación entre su capacidad de bombeo en altura y capacidad de caudal (gasto)

Es por esto que, para garantizar de manera inicial una operación segura y satisfactoria de

una bomba centrífuga se tiene que seleccionar adecuadamente.

Para la selección adecuada de una bomba se requieren conocer los siguientes datos:

—Gasto, es la cantidad de líquido que se bombeará, generalmente en litros por segundol

—Nivel estático(mts.).-Es la distancia vertical, entre la referencia de la superficie y la

superficie del agua cuando NO está operando la bomba.

—Nivel dinámico(mts.).-Es la distancia vertical, entre la referencia y la superficie del

agua cuando la bomba está en operación.

—Diámetro interior del ademe(pulgadas y/o cms.)

—Diámetro de la columna de bombeo(pulgadas y/o cms.)

—Longitud de la columna de bombeo(mts.)

—Longitud de la tubería de conducción(mts.)

—Diámetro y tipo de material de la tubería de conducción(mts.)

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ne 

Nd 

Da 

LD 

Lt 

Dt 

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—Desnivel topográfico del brocal del pozo hasta la descarga final(mts.)

—Sumergencia(mts.)

—Carga Dinámica Total (mts.)

Características de la instalación.

Es muy importante saber las características de la instalación en donde se va a instalar la

bomba. Básicamente ésta nos servirá para conocer la carga neta positiva de succión

disponible ó el NPSHD.

Existen dos tipos de NPSH:

NPSHREQUERIDO.-Este depende del diseño de la bomba.

NPSHDISPONIBLE.-Depende de las condiciones físicas de la instalación.

La determinación correcta de la columna neta de succión positiva (NPSH) evitará que la

bomba no tenga problemas en la reducción de su capacidad y eficiencia.

El método más utilizado para evitar problemas en la bomba es que tenga suficiente

columna a la succión de la bomba para que la presión en el tubo de succión sea mayor que

la presión de vapor.

Para asegurar que no exista el fenómeno de la cavitación en la bomba el NPSHD  debe ser

mayor ó mínimo igual que el NPSHR la fòrmula de cálculo es la siguiente:

NPSHDISPONIBLE= P +- Hsc – Pf  –Pv

Donde:

P – Presión manométrica.

Hsc- carga estática de succión.

Pv– pérdidas por fricción en la succión.

Pf – presión de vapor del líquido.

En toda instalación de bombeo se deberá realizar este antes de la solicitud de una

bomba. Como se sabe el valor del NPSHDisponible afecta a la succión de la bomba. Y a

medida que varíe uno de sus elementos, este concepto variará en su valor. La

CD 

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comparación de ambos valores (NPSHRequerido y NPSHDisponible) lo que nos indica es si la

instalación puede suministrar la suficiente energía a bomba en la succión para que ésta

funcione adecuadamente y no exista el peligro de la cavitación.

Vamos a realizar un ejemplo del cálculo de la carga dinámica total.

Se tiene un pozo cuyo caudal de explotación es de 45 LPS y 268 mts. de CDT .

Pérdidas en la descarga.-

Aplicando la ecuación de Manning:

Hf D =  10.3 (n)2 (L) (Q)2

  D5.33

Donde:

Hf D—Pérdidas en la descarga (mts.)

n—coeficiente de fricción (0.014)

L –Longitud de tubería recta ( 265mts.)

D –Diámetro de tubería ( 0.203mts.)

Q –Caudal ( 0.045m3/seg.)

Hf D = 10.3 (0.014)2  (265) (0.045)

2  = 5.31

(0203)5.33

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Pérdidas por accesorios.-

Tenemos los siguientes accesorios:

2 Válvula checkElevación horizontal 12

1 Válvula check

Tipo columpio

2.5

3 Codos 90o  8” de diámetro

Radio corto

0.3

1 Válvula de compuerta 0.2

 

Hf = K V2/2g = (2 (12) ) + 2.5 + 3 (0.3) + 0.2 ( (1.38)2/ 19.62 ) )

hf = 2.7

Pérdidas por Manning en descarga:

hf = 10.3 (n)2

(L) (Q)2

  D5.33

hf = 10.3 (0.014)2

(7) (0.045)2  = 0.014

  (0.203)5.33

Pérdidas por velocidad.-

hf = V2/ 2 g = (1.38)

2/ 19.62 = 0.097

Hf t  = 5.31 + 2.7 + 0.14 + 0.097 = 8.24 mts.

Cantidad Accesorio Valor K

Pérdidas totales:

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Recordando que la carga estática He= 260 mts. Entonces:

CDT = He + hf t

CDT = 260 + 8.24

CDT = 268.24 mts.

Teniendo los siguientes datos:

CDT = 268.24 mts.

Q = 45 LPS.

Con la siguiente fórmula:

BPH = CDT(Q)/ 76 (µ)

µ-eficiencia

Sustituyendo valores:

BPH = (268.24)(45) / (76) (0.75)

BPH= 211.76 HP

La condición que se debe cumplir es:

NPSHD = NPSHR + 2 pies

NPSHD = Patm.± hs – hfv – hfs

Donde:

NPSHD --Carga neta de succión positiva disponible por el sistema.

Cálculo de la potencia del motor.-

Verificación del NPSH.

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NPSHR – Carga neta de succión positiva requerida por la bomba.

Patm. – Presión atmosférica.

hs – Carga de succión.

hfvp – pérdidas de fricción por presión de vapor en función de la temperatura del líquido.

hfs – Pérdidas por fricción en la succión.

Considerando A.S.N.M. = 2 500 mts.

Patm.= 24.95 p.c.a.(pies columna de agua)

Si el nivel estático(NE) es 217.17 mts. y el nivel dinámico(ND) es 260 mts. el abatimientoes de 42.83 mts.= 140.48 pies.

 

Considerando una temperatura de 15oC , la presión de vapor = 0.591 p.c.a.

hfs = D + ________5.6____Q________ _ V2

(2g) D1.52g

Sustituyendo valores:

hfs = 0.203 + 5.6 (0.045) _ (1.38)2

  (19.62) (0.203)1.5

19.62

hfs = 0.203 + 0.14 – 0.097 = 0.246 m.c.a. = 0.8 p.c.a.

Recordemos la fórmula:

NPSHD = Patm ± hs – hfv – hfs

Presión atmosférica (Patm)..-

Carga de succión (hs).-

Pérdidas de fricción por presión de vapor en función de la temperatura del líquido

(hfvp).-

Pérdidas por fricción en la succión (hfs).-

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Sustituimos los valores:

NPSHD = 24.95 + 140.48 – 0.591 – 0.8

NPSHD = 164.03

Recordando la condición que se tiene que cumplir para que la bomba no Cavite:

Sustituyendo valores:

Entonces, está garantizado que la bomba no cavitará.

 

NPSHD = NPSHR + 2

164.03 > 29

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Cuando se presenta una elevación de succión alta ó NPSH insuficiente, se puede presentar

la cavitación.

Si la bomba está en operación con una elevación excesiva, se presenta una presión de

succión baja en la entrada de la bomba la presión baja hasta que puede crearse un vacío y

el líquido se vaporiza si la presión del tubo es más baja que la presión de vapor del líquido.

El flujo del líquido en la bomba desaparece. Se presenta entonces el “punto de corte”

como consecuencia de que se ha alcanzado el límite de la capacidad de la bomba con esta

presión de entrada. Entonces la bomba se acerca ahora a condiciones de operación que

pueden causar daño. Cuando la presión de entrada está punto de alcanzar el punto de

vaporización, las bolsas de vapor forman burbujas en el lado posterior del álabe impulsor.

La burbuja se mueve del área de baja presiónen la admisión en el área de alta presión

cerca del extremo del álabe, la burbuja desaparece. Entonces se deshace tan rápidamente

que el líquido golpea el álabe con fuerza extrema, en lo bastante fuerte para

descascarar pequeñas partículas del impulsor. Se le llama picadura y el ruido que se

escucha en el exterior de la bomba durante la cavitación es causado por el colapso de las

burbujas de vapor.

Ya que los líquidos son fluidos que se vaporizan, se presenta el fenómeno de la cavitación,

el cual fija dichos límites.

La cavitación se define como la vaporización local de líquido debido a las reducciones

locales de presión, por la acción dinámica del fluido.

Si una bomba es operada con insuficiente NPSHDisponible las presiones internas en los álabes

del impulsor pueden caer por debajo de la presión de vapor de el líquido, y la cavitación

tomará lugar a lo largo de las extremidades de los álabes y en las superficies de los

mismos. En casos severos, el impulsor puede ser dañado y en todos los casos la capacidad

de la bomba será reducida. La operación puede ser errónea y si se permite que continúe

puede causar daños tan severos que la capacidad original de la bomba puede no ser

obtenida.

La cavitación también es observada, por una por una operación ruidosa y el consumo de

potencia errónea. Así esto representa una condición de operación inestable, es también

difícil predecir el punto sobre la curva del sistema donde la bomba puede tender a tratar

de operar, la cual puede afectar a otras partes del sistema.

CAVITACION.

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El golpe de ariete ó choque hidráulico, es provocado por la transformación brusca de la

energía cinética del agua en energía de presión en el caso de cierre de una válv o deparada de un equipo de bombeo; en el caso contrario, en la apertura de una válvula o

cuando se pone en funcionamiento un equipo de bombeo es producido por el cambio de

energía de presión (disminución de la presión hidrostática) en energía cinética. La

cuantificación del fenómeno implica principalmente, la determinación de la magnitud de

aumento ó disminución de la presión estática y las variaciones de de las velocidades del

flujo.

En la operación de sistemas de bombeo, la velocidad del flujo de agua, está con

frecuencia, sujeta a modificaciones que producen ondas de presión a través de tuberías y

dispositivos. La magnitud de las ondas dependerá de las características del fluido, tuberías

y equipos de bombeo, así como del grado de alteración que sufra el flujo, por las

condiciones de operación del sistema.

Una de las condiciones de operación más frecuente es la interrupción repentina de la

alimentación de energía eléctrica o el paro instantáneo de cualquier otro tipo de motor

que proporcione la potencia a la bomba. En este caso, el la descarga no se cuenta con

una válvula de retención, la bomba operará dentro de tres zonas perfectamente definidas:

Zona de operación normal.-

A partir del instante de la interrupción de energía, el impulsor se desacelera con relativa

lentitud.

Zona de disipación de energía.-

El sentido negativo del flujo desacelera rápidamente el impulsor hasta el punto de reposo.

Zona de operación como turbina.-

Finalmente, el impulsor girará en sentido contrario, teniendo una velocidad de desboque

bajo la influencia de la carga estática contra la cual operaba la bomba.

El tiempo necesario para que la bomba trabaje como turbina después de al interrupción

de energía eléctrica, dependerá de las características del sistema de bombeo.

GOLPE DE ARIETE.

Ø

Ø

Ø

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35

Si el equipo de bombeo en su descarga cuenta con una válvula de retención, este

accesorio evitará la regresión del flujo.

Golpe de ariete es el término utilizado para indicar el cambio repentino de la presión

normal en una tubería, que se origina al cerrar ó abrir una válvula y en el caso de parada ó

arranque de un equipo de bombeo.

Un ejemplo del primer caso, se tiene en una planta hidroeléctrica, en la que las

variaciones de gasto en las máquinas, producidas por la demanda o rechazo de la energía

suministrada a la red eléctrica de abastecimiento, esto obligará a que el regulador abra o

cierre la admisión, dependiendo de si es necesario más gasto ó al requerirse una rápida

disminución en el flujo, provocándose en ambos casos variaciones bruscas de la presión

de operación en la tubería de alimentación. Esta misma situación se presenta en la líneade descarga de una estación de bombeo, por interrupción del suministro de energía

eléctrica, por una falla mecánica del equipo y por lo general, al arrancar ó parar el equipo

de bombeo.

Para controlar el fenómeno del golpe de ariete se debe tener un profundo conocimiento

de la forma en que se presenta y un estudio de los dispositivos de alivio que convengan

adoptar, entre los cuales tiene un papel fundamental el seccionamiento de la línea de

conducción por uno o varios dispositivos de alivio (cajas o torres rompedoras de presión),

además en el diseño de la línea se procurará que la velocidad sea lo más baja posible.

El incremento de presión en una línea de conducción por efecto del golpe de ariete solo

puede disminuirse mediante la reducción gradual de la velocidad del agua.

Para el bombeo de agua potable se utilizan:

1) Bomba centrífuga vertical tipo sumergible.

2) Bomba vertical tipo turbina.

 

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Este equipo de bombeo sumergible consiste de un motor co sumergible

directamente acoplado que acciona una bomba centrífuga vertical multipasos. La bomba y

el motor forman una unidad.

La bomba centrífuga multipasos está compuesta de una o varias etapas, cada una consiste

de un impulsor y un tazón. El tazón es un cuerpo hidráulico de flujo semi-axial. El agua

entra por el centro del impulsor, fluye hacia los extremos (por acción de la fuerza

centrífuga) y es descargada a los difusores del tazón, los cuales dirigen el hacia el

centro (flecha) del siguiente tazón encausándola al ojo del siguiente impulsor (en su parte

inferior).

Los impulsores son fijados a la flecha por medio de chumaceras.

En los motores de hasta 125 hp se utilizan cuerpos de chumaceras de diámetro más

grande, las cuales permiten un mayor contenido de agua en el interior del motor para el

enfriamiento de las bobinas de hasta 20% más de volumen. Cuando la bomba está

trabajando en condiciones extremas como pozos arenosos y pozos con aguas agresivas, se

utilizan chumaceras y bujes de carburo de silicio en la bomba.Además, dan mayor espacio

a las cabezas de las bobinas, logrando así más separación del alambre magneto entre sí.

El alambre magneto que se utiliza es del tipo grueso, que además de tener buena

resistencia mecánica, ofrece beneficios para la circulación de agua en las ranuras del

estator y en las cabezas de bobinas. El aislamiento es de polipropileno con características

muy superiores al anterior de cloruro de polivinilo.

Mientras el agua fluye a través de la bomba, va adquiriendo mayor presión en cada etapa

hasta que es descargada fuera de la bomba en la columna de bombeo. Como

consecuencia de lo anterior, la presión total generada por la bomba aumenta en

proporción directa al número de etapas.

Todos los tazones tienen cojinetes lubricados por el a del pozo, es por esto que la

bomba nunca trabaja en seco.

El agua penetra en la bomba a través de una lámina per ó malla de acero

inoxidable, tipo colador que evita la entrada de materiales sólidos externos que son

sumamente dañinos para la bomba. Esta rejilla que se instala en la zona de succión de la

bomba es de acero inoxidable. Para el buen funcionamiento de la bomba debe evitarse

BOMBA CENTRIFUGA TIPO SUMERGIBLE.

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lo posible el bombeo de arena o de otros materiales abrasivos que pasen a través del

colador y ocasionen daños a la bomba y al motor.

 

En la mayoría de los casos, en el bombeo de agua potable, utilizamos bombas centrífugas,

debido a que con éstas se manejan gastos relativamente medios y cargas

altas y medias, esto por su tipo de construcción, en diferentes números de pasos, lo cual

las hace ajustarse a diferentes alturas.

Es un diseño específico de una bomba centrífuga que opera con flecha en posición

vertical. La aplicación de este tipo de bombas es el manejo de agua de pozos profundos

para abastecimiento agrícola, municipal e industrial. motores verticales de flecha

hueca, en dónde se sujeta la flecha de transmisión al por medio de una tuerca y

cuña.

Este motor se instala sobre un cabezal de descarga que tiene su estopero, brida de

descarga, brida de columna y flecha (eje) de ajuste.

El cabezal de descarga es de hierro fundido con pasaje de agua, base para motor y base

para brida integrados.

El ensamble del estopero se compone de estopero de hierro gris, el buje de bronce,

prensaestopas con sus tornillos, tuercas y el empaque de cordón grafitado.

La brida de columna es de hierro gris y lleva una junta y tornillos para su ensamble al

cabezal.

La flecha de ajuste se fabrica de acero al carbón rolado en frío con metalizado en cromo

duro en la zona de trabajo con los bujes, ó también se puede fabricar la flecha totalmente

en acero inoxidable. La flecha de ajuste incluye su tuerca de ajuste, cuña y tornillo seguro

para la fijación de la tuerca.

El ensamble del cuerpo de tazones está compuesto de tazón de succión, tazones

intermedios, impulsores, conos de fijación, bujes, flecha de bomba con cople y tazón dedescarga.

El tazón de descarga, tazón de succión y tazones intermedios son de hierro fundido. Las

chumaceras de los tazones intermedios normalmente son un a de bronce y otra de

hule.

BOMBA VERTICAL TIPO TURBINA.

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Esta bomba vertical tipo turbina es acoplada al motor por medio de flechas que

se instalan dentro de tubos de columna. El ensamble de columna se compone de tubos de

columna con coples de columna portachumaceras, chumaceras y flechas con coples de

flechas. La tubería de columna es de acero estándar de alta calidad y maquinado con

cuerda recta para conexión a tope.

La flecha (eje) de transmisión es de acero al carbón estándar, rolado en frío. En las zonas

de trabajo con las chumaceras tienen un recubrimiento en cromo duro ó

acero inoxidable.

Las flechas son alineadas dentro de los tubos de columna por medio de portachumaceras

de bronce que tienen dentro sus chumaceras de hule.

Todas las flechas se ajustan y se alinean con especial cuidado en la fábrica. Deben tratarse

con un cuidado especial debido a que una flecha hueca fricción, vibración ygraves consecuencias inherentes. Antes de instalarse es necesario inspeccionar las flechas

con respecto a su rigidez y alineación perfecta.

Existen bombas en que las chumaceras son lubricadas por aceite y otras por agua.

La diferencia principal entre las bombas en que sus flechas son lubricadas por aceite y las

lubricadas por el mismo fluido que manejan (lubricación agua) está en la construcción de

las chumaceras, el tubo de cubierta para flecha y los estabilizadores. Las otras partes de la

bomba, el cabezal de descarga y los elementos de bombeo son esencialmente los mismos

para ambos tipos de lubricación.

Las flechas y los coples son de acero coldrolled. Las chumaceras lubricadas por el mismo

fluido que se bombea son fabricadas de hule de neopreno, éstas se alojan en

portachumaceras de bronce.

Cuando las chumaceras son lubricadas por aceite reciben su lubricante por medio de una

aceitera instalada en el cabezal. Debe checarse depósito de aceite para cerciorase que en

su posición de servicio salga el aceite libremente. Después de descansos largos, se

recomienda hacer funcionar la aceitera unos minutos antes de poner en movimiento la

bomba. Por lo que a la clase de aceite se refiere, se un aceite liviano, pues

contrario a los motores de combustión interna, el estado normal de servicio de una

bomba de pozo profundo es frío. Por consiguiente, para la mayoría de los casos, un

aceite de una viscosidad SAE 20 es el indicado. Si se trata de una bomba que trabaja con

una velocidad mayor de 1800 rpm., es adecuado ajustar la aceitera para proporcionar

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unas 18 a 20 gotas por minutos. En estos equipos cada flecha tiene su propio tubo

cubreflecha llamado también tubo de aceite o funda. Estos tubos cubreflecha son

idénticos para una cierta bomba con excepción del tubo superior que pasa por el centro

del cabezal de descarga. Este tubo superior se identifica fácilmente porque tiene rosca

exterior en su extremo superior para recibir la tuerca de tensión para las fundas.

Todas las roscas de flecha son roscas a la izquierda.

Todos los tubos de la columna son idénticos y de 3.05 de longitud. Tienen rosca a la

derecha.

Una bomba vertical tipo turbina consiste en un juego de álabes rotatorios que se

encuentran dentro de un alojamiento llamado carcasa, se compone de:

Un elemento rotatorio que incluye un impulsor y su eje.

Un elemento estacionario formado por la carcasa, un alojamiento para el empaque

(estopero) y rodamientos.

El impulsor.

El impulsor es el único elemento que proporciona energía al fluido mientras éste pasa por

los álabes del mismo. La energía que transfiere el impulsor es del tipo cinética.

Los impulsores se pueden clasificar de acuerdo a la dirección del flujo con respecto al ejedel rotación, por lo tanto pueden ser:

Impulsores de flujo radial.

Impulsores de flujo axial.

Impulsores de flujo mixto, el cual combina los principios de flujo radial y axial.

También se pueden clasificar en:

De succión simple, el líquido fluye hacia el impulsor por un solo lado o cara.

De succión doble, el líquido fluye hacia el impulsor de forma simétrica de amboslados.

De acuerdo a su construcción también se pueden dividir en:

COMPONENTES DE UNA BOMBA VERTICAL.

Ø

Ø

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Cerrados, los cuales tienen paredes laterales que limitan a los conductos para el

líquido.

Abiertos, los cuales no tienen paredes laterales.

Semiabiertos, tienen una sola pared lateral.

La flecha.

El eje de rotación ó flecha es el elemento que le transmite la velocidad al impulsor, ya que

éste se encuentra ,montado sobre la flecha.

 

La carcasa.

La cual es el elemento estacionario principal es la que convierte la energía de velocidad en

energía de presión mediante un incremento gradual del área.

La empaquetadura.

La función de la empaquetadura no es solamente el de empacar y evitar fuga del fluido del

fluido en operación, sino que su objetivo principal es el de permitir la fuga restringiéndola

y controlándola dentro de límites aceptables de proceso.

Inicialmente la empaquetadura es comprimida por medio del prensaestopas, cuando la

bomba entra en operación, el fluido bombeado pasará por el pequeño claro entre la

empaquetadura y el eje rotativo, actuará como lubricante y ayudará a disipar el calor por

fricción resultante.

Cuando se manejan altas temperaturas, altas presiones o fluidos de valores lubricantes no

satisfactorios será necesario proveer medios de lubricación externos. Esta lubricación

externa se introduce a la caja de estoperos por medio un anillo linterna localizadogeneralmente a la mitad de la caja de estoperos.

Cuando es necesario que no exista escurrimiento al exterior del líquido, se emplean otro

tipo de empaque los cuales son llamados sellos mecánicos.

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Rodamientos.

La función de los rodamientos ó cojinetes es la de mantener el eje ó flecha en correcto

alineamiento con las partes estacionarias.

En las bombas verticales, las cargas originadas son soportadas por los cojinetes del motor,

para lo cual éstos deben ser diseñados para tal objetivo.

 

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358 Tapón. 383 Tuerca tensora de tubo de funda.

370 Brida de la columna. 385 Aceitera manual.

374 Empaque para brida. 386 Ménsula de la aceitera.

375 Tornillo para brida 370. 387 Aceitera automática (solenoide)

376 Tornillos para fijar base 346. 388 Ménsula de la aceitera.

380 Chumacera superior. 389 Tornillos para ménsula.

381 Plato adaptador. 390 Tubo de conexión.382 Empaque. 452 Tornillos para fijar motor o cabezal de

  Engranaje.

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229 Flecha superior. 345 Cabezal de descarga.230 Manguito de la flecha superior. 346 Base de cabezal.

270 Anillo de soldadura de plata. 349 Tubo de conexión de la grasera.

317 Anillo dispersor de agua. 350 Válvula de retención con resorte.

318 Estopero. 354 Grasera del estopero.

319 Buje del estopero. 357 Tapón para facilitar pruebas.

320 Tubo aquietador. 370 Brida de la columna.

322 Glándula del estopero. 374 Empaque de la brida 370.

325 Empaque. 375 Tornillos de la brida 370.

326 Grasa para empaque. 376 Tornillos para fijar la base 346.327 Tornillos opresores. 452 Tornillos para fijar motor o cabezal.

328 Tornillos.

329 Empaque.

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1 Tuerca de ajuste. 19 Flecha superior.

2 Tornillos de fijación de tuerca de ajuste. 140 Tornillo para estopero.

4 Cuña. 141 Collarín.

8 Birlo de fijación. 152 Buje de estopero.

9 Prensa estopa.

10 Grasera para estopero.

11 Junta para estopero.

15A Empaque grafitado.17 Estopero.

LISTA DE COMPONENTES: 

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22 Cople de flecha.

23A Flecha de transmisión.

24 Cople de columna.

25 Portachumacera.

26 Chumacera (hule)

28 Tubo de columna.

Lista de componentes: 

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101 Tazón de descarga. 115 Buje o cono del impulsor.

102 Chumacera del tazón de descarga. 116 Flecha de la bomba (de acero

103 Tazón intermedio. Inoxidable)

104 Chumacera del tazón intermedio.

105 Anillo del tazón.

106 Tazón de succión.

107 Chumaceras del tazón de succión.

109 Perno prisionero (uno en cada tazón)110 Birlos y cuerdas del tazón (para cada tazón)

112 Tuerca para armado del juego.

113 Impulsor.

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Se utilizan motores verticales de flecha hueca, el rotor es del tipo jaula de ardilla

inyectado con aluminio de alta calidad.

Este tipo de motores está destinado a impulsar bombas imponen altas cargas de

empuje axial descendiente, como son las bombas de pozo profundo.

Los motores verticales de flecha hueca se pueden utilizar en interior o intemperie, ya que

por su diseño totalmente cerrado, los bobinados, baleros, estator y rotor están libres de

contaminación por polvo, humedad, basura y ataque de roedores, lo que garantiza un

funcionamiento confiable y duradero.

Los motores están provistos con brida tipo “P” para montaje al cabezal de la bomba.

Este motor posee un trinquete, mediante el cual se evita un giro opuesto al normal del

motor que pueda ocurrir por una conexión eléctrica equivocada o porque el agua que

quedó en la columna de la bomba al pararse el motor, tienda recuperar su nivel normal

y esto pueda ocasionar que la flecha de la bomba pueda desatornillarse.

El trinquete elimina esta posibilidad, al caer uno de los siete pernos alojados en el

ventilador de algún canal de la tapa balero exterior y así detener inmediatamente el

motor y evitar el peligroso sentido opuesto de giro.

El sistema de rodamiento lo componen uno o dos baleros de contacto angular montados

en el escudo (soporte de carga) y un balero guía montado en la brida. Esto permite una

operación suave y silenciosa. El rodamiento que generalmente se utiliza es para 3200 kg.

de empuje axial. El mantenimiento está reducido a un de trabajos y costos. Para

esto es importante seguir las indicaciones dadas en las placas de características de

lubricación del motor, sobre todo lo referente al tipo de grasa y período de reengrase.Los

motores que se utilizan son de inducción tipo jaula de ardilla, esto es porque son muy

confiables, tienen requerimientos de mantenimiento mínimo. Son de diseño tipo B,

debido a que se requiere un par de arranque bajo cuando se bombea agua potable. Son a

prueba de goteo, están construidos para impedir que líquidos que goteen, con ángulo de

proyección no mayor de 15o con respecto a la vertical, penetren hacia el interior del

motor; sin embargo, el aire del medio ambiente tiene libre acceso al interior, con lo cual

se tiene una muy buena disipación de la temperatura de los devanados y núcleos del

motor. Estos motores de diseño B, tienen corrientes y de arranque normales.

Corriente normal de arranque se considera aquella cuyo valor se entre cinco y

MOTORES.

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siete veces la corriente de plena carga del motor.

 

Para analizar esta falla, primeramente debemos revisar la cantidad de corriente que está

consumiendo el motor. Se mide fase por fase y si indican una lectura mayor al 10% del

amperaje de placa (el que está marcado en la placa de características), nos estará

indicando una sobre carga, esto puede ser provocado por:

Baleros o chumaceras en mal estado.

Mayor o menor voltaje de alimentación.

Alguna o varias barras del rotor se encuentran abiertas.

Falta de una fase en la línea de alimentación.

Si no presenta alguno de los problemas anteriores, es io quitar la carga que es

accionada por el motor y realizar una prueba en vacío, y el motor debe consumir un valor

que al dividir el amperaje de vacío entre el de plena no sea menor de 0.3 ni mayor

de 0.6, si rebasa estas tolerancias, entonces motor presenta alguna falla que no le permite

realizar su trabajo adecuadamente. Si es menor de 0.3 el motor no tiene la capacidad

manifestada en la placa y si un tiempo trabajó adecuadamente sin presentar

calentamiento es probable que no tenía toda su carga y al instalarle ésta manifestó la

falla.

Posiblemente esto fue causado por:

Brinco de corriente entre el rotor y el estator.

Falta de una fase en la línea de alimentación.

Dispositivo de protección ó fusibles inadecuados.

Para detectar la falla, debemos desacoplar la carga del motor y realizar un intento de

girarlo manualmente, con esto podemos detectar si los están en buenas

condiciones ó están forzados.

FALLAS EN MOTORES.

a) Calentamiento en el motor después de operar adecuadamente varios meses.

b) El motor fundió los fusibles de un momento a otro ó se disparó el sistema de

 protección.

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

Ø

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También debemos revisar con la lámpara de prueba, se tocan los bornes terminales del

motor y la parte metálica, si se cierra el circuito de la lámpara, esto indicará que hubo un

brinco de corriente entre el estator y el rotor, ya que cuando esto ocurre, el carbón del

aislamiento quemado o el metal cobre, fundidos en el momento del corto circuito cierran

el circuito, incluso estos materiales fundidos impiden que el rotor gire de nuevo.

 

Su devanado se encuentra parcialmente cruzado.

Las puntas de salida están conectadas de manera incorrecta.

Para localizar esta falla, se pone el motor a trabajar, si antes de los treinta segundos no

despide humo, desármese rápidamente para evitar que las bobinas defectuosas no se

enfríen y poder localizarla o localizarlas si son varias.

c) El motor toma en una o en dos fases una corriente muy alta y presenta un zumbido

excesivo.

Ø

Ø

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Para arrancar los motores existen varios métodos.

La función del control de un motor es para arrancar y parar el motor de manera segura

considerando cualquier restricción de corriente dictada por el suministro del servicio

eléctrico, tomando en cuenta también cualquier limitación de par que pueda estarimpuesta por el equipo mecánico y para proteger el motor principalmente del

sobrecalentamiento debido a la sobrecarga durante el arranque.

Lograr la pareja apropiada entre un control con un motor es fundamental para la

operación adecuada del equipo.

En motores de 10 hp ó menos se utiliza el arranque a tensión plena, el arrancador es

sencillo y utiliza un solo contactor de tres polos. S utiliza debido a que el sistema de

suministro de corriente eléctrica tolera su entrada repentina de corriente de arranque sin

una fluctuación ó caída de voltaje repentina.

En motores de más de 10 hp utilizamos arrancadores a tensión reducido tipo

autotransformador. Estos arrancadores limitan la corriente en la etapa de arranque, con

esto se evita alcanzar corrientes que puedan causar fluctuaciones que perjudiquen la línea

de alimentación de Comisión Federal de Electricidad.

Con el arrancador a tensión reducida tipo autotransformador, se reduce la tensión que

alimenta al motor según la relación de transformación autotransformador.

Generalmente se utilizan autotransformadores con derivaciones de 50, 65 y 80% de la

tensión nominal (en nuestro caso 440 volts).

La intensidad de corriente consumida por el motor en la etapa de arranque disminuye en

la misma proporción que la tensión de alimentación al es decir, según la relación

de transformación del autotransformador.

Con lo anterior, se logra reducir la tensión en los bornes del motor por medio de un

autotransformador, baja la corriente tomada de la red con la disminución de la tensión.

Los arrancadores se componen de tres contactores (contactor de arranque, contactor del

punto estrella y el contactor de marcha), un relevador de tiempo, un relevador bimetálico

tripolar de sobrecarga y un autotransformador con tres derivaciones a 50, 65 y 80% de

tensión nominal (los arrancadores vienen de fábrica conectados en la derivación de 65%).

CONTROL DE MOTORES.

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Los autotransformadores compensadores de arranque son tipo seco y para servicio

interior.

La conexión del autotransformador debe realizarse cuidadosamente, en la pierna central

del núcleo viene inscrito claramente el porcentaje de cada terminal de derivación.

En general se recomienda utilizar la derivación del 65% para efectuar la compensación dearranque del motor

Dependiendo del par de arranque necesario, se selecciona, una vez para siempre, entre

las tres derivaciones previstas en el autotransformador.

Estos arrancadores se encuentran dentro de una caja metálica para usos generales, con

dos botones “arrancar” y “parar” y una lámpara indicadora de sobrecarga.

Solamente se necesita oprimir el botón de “arrancar” para que el motor empiece a girar.

Para garantizar una aceleración suave y sin brusquedad, el paso de tensión reducida a

tensión de línea se efectúa automáticamente mediante relevador de tiempo definido (la

mayoría de las veces 8 segundos).

Para la protección de motores contra sobrecarga, los arrancadores se suministran con

relevadores bimetálicos tripolares, que adicionalmente a la protección de sobrecarga en

las tres fases ofrecen una compensación de temperatura ambiente y la protección contra

falla de fase con retardo.

En años recientes, cada vez se están utilizando más los arrancadores de estado sòlido, el

cual es un aparato de arranque suave. Estos proporcionan un arranque suave, tantomecánica como eléctricamente a los motores. Utilizan seis SCRs(diodos de silicio)

conectados en un puente de corriente de onda completa. El voltaje y la corriente

aplicados al motor son controlados variando el período según sea necesario, con esto

también se controla el torque desarrollado por el motor. Después de que el motor alcanza

su velocidad y corriente nominales, se energiza un contactor de desvío (bypass) para

desviarse de los SCRs.. Este arranque se realiza por lo que se denomina voltaje de rampa

empieza en un valor inicial fijado por el parámetro de torque inicial(se puede variar de 0 a85% según se requiera), el voltaje aplicado al motor es aumentado gradualmente a una

tasa que alcanzará el voltaje tasado al momento fijado por el parámetro del tiempo de

arranque suave(que se puede utilizar de 0.5 a 180 segundos. A medida que aumenta el

voltaje, el motor desarrolla un torque que acelera la En el momento en que el

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arrancador detecta que el motor ha llegado a su velocidad y corriente nominales,

completa rápidamente la rampa de voltaje y cierra el contactor de bypass.

Estos arrancadores también proporcionan también un paro suave, es decir, que se realiza

gradualmente, puede variar de 0 a 120 segundos. Esto ayuda mucho en el paro de los

equipos de bombeo para evitar paros bruscos que pueden provocar algún daño en la

bomba ó en la línea de conducción.

 

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Recipiente que contiene y suministra el lubricante.

Máquina hidráulica que convierte energía mecánica en energía de presión,

transferida al agua.

Diseño específico de una bomba centrífuga que opera con

una flecha en posición vertical. La aplicación de este tipo de bombas es el manejo de agua

de pozos profundos para abastecimiento agrícola, municipal e industrial

Cilindro reemplazable estacionario utilizado para evitar el rozamiento entre el tazón

y la flecha en rotación.

Elemento a través del cual el líquido sale de la bomba y además

constituye el soporte del motor y del tubo de columna.

Elemento instalado en el extremo inferior de la tubería de succión, utilizado para

evitar la entrada de objetos que puedan dañar a los componentes internos de la bomba.

Collar en forma cónica utilizado para fijar el impulsor a la flecha de la bomba.

Mecanismo utilizado para unir y transferir potencia entre dos flechas.

Elemento tubular con rosca interior utilizado para unir dos

tramos de tubo de columna.

Tubo que protege y mantiene la

lubricación de la línea de flecha y proporciona un medio o elemento para el montaje de

los rodamientos o chumaceras.

Rodamiento utilizado para el soporte de la flecha de columna y además

utilizado para unir los extremos de las cubiertas.

Anillos de asbesto grafitado o de metal suave presionados entre sí contra la

flecha, para proveer un sellado alrededor de la flecha.

GLOSARIO.

 Aceitera o caja de lubricación.-

Bomba.-

Bomba vertical tipo turbina.-

Buje.-

Cabezal de descarga.-

Colador.-

Cono.-

Cople para flecha.-

Cople de tubo de columna.-

Cubierta, cubre flecha, camisa de flecha o tubo de flecha.-

Chumacera.-

Empaque.-

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Elemento removible que aloja varios anillos de empaque utilizados para

proteger la bomba contra escurrimientos o fugas de líquidos, en el punto en el que la

flecha atraviesa la cubierta de la bomba.

Flecha de una bomba vertical que

transmite la potencia del motor a la flecha intermedia o línea de flecha.

Flecha donde se monta el impulsor y a

través de la cual se transmite la potencia desde la flecha de ajuste o del motor a la flecha

de la bomba.

Elemento rotativo de la bomba con álabes donde entra el líquido y es

impulsado.

Plato ajustable, que comprime al empaque dentro del estopero o retiene

el elemento estacionario del sello mecánico.

Cámara que recibe el fluido del último tazón intermedio y lo conduce

al tubo de columna.

Cámara donde se aloja y gira el impulsor, la cual sirve de guía al fluido

de un impulsor a otro.

Dispositivo utilizado para recibir el líquido y guiarlo al primer impulsor.

Tubería vertical que conduce el líquido desde el tazón de descarga

hasta el cabezal de descarga.

Tramo de tubería que conduce el agua entre el colador el tazón de

succión.

 

Estopero.-

Flecha de ajuste, flecha motriz o flecha superior.-

Flecha de bomba o flecha del cuerpo de tazones.-

Impulsor.-

Prensaestopas.-

Tazón de descarga.-

Tazón intermedio.-

Tazón de succión.-

Tubo de columna.-

Tubo de succión.-

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La operación adecuada de los equipos de bombeo es una sumamente

importante. Estos equipos cumplen la función de abastecer de agua a una de las ciudades

más pobladas del mundo, la Ciudad de México. Debido a esto, el responsable de laoperación y el mantenimiento de estos equipos debe estar capacitado para que las fallas

se presenten lo menos posible y lograr que cumplan su tiempo de vida útil. Y cuando éstas

se presenten, realizar la reparación en el menor tiempo. Por lo anterior, es muy

importante que esa persona responsable conozca a fondo las características de los

equipos que se utilizan, para poder así tomar las decisiones más adecuadas en el

momento necesario.

 

CONCLUSIONES.

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56

*MATAIX, Claudio “Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas”.

  México, editorial Harla, 1982.

*HICKS, G. Tyler G., “Maquinas hidráulicas”

  México, editorial CECSA, 1986.

*SILVESTRE, Paschoal, “Mecánica de fluidos”

  México, editorial Limusa, 1986.

*STREETER, Víctor, “Mecanica de fluidos”

  México, editorial MacGraw-Hill, 1983.

*KARASSIK, Igor,”Bombas centrífugas, selección, operación y mantenimiento”

México, editorial CECSA, 1982.

*VIEJO, Zubicaray Manuel “Bombas-equipo eléctrico”

  México, editorial Limusa, 1982.

*McNAUGTON, Kennett, “Bombas, selección uso y mantenimiento”

  México, editorial Mac-Graw-Hill, 1990.

BIBLIOGRAFIA.

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