Cómo equilibrar el impulsor de una bomba
Equilibrado dinámico de impulsores de bombas: Procedimientos, Normativa y Diagnóstico
Equilibrado dinámico de impulsores de bombas: Procedimientos, Normativa y Diagnóstico
El desequilibrio mecánico es una de las causas primordiales de vibración excesiva en las bombas centrífugas. Un impulsor desequilibrado genera fuerzas centrífugas que varían con la rotación, transmitiendo cargas dinámicas a los rodamientos y sellos mecánicos, lo que acelera el desgaste y puede provocar fallos prematuros en la estructura y tuberías conectadas,.
🏛️ Clasificación y Estándares de Calidad
Para efectos de mantenimiento, los impulsores de bombas se consideran generalmente rotores rígidos,. Un rotor es rígido cuando su flexión causada por la distribución de masa puede ignorarse en todas las velocidades hasta su frecuencia operativa máxima,.
El marco normativo principal para definir las tolerancias es la norma ISO 21940-11 (que sustituye a la ISO 1940-1),. Para impulsores de bombas industriales generales, el grado de calidad de equilibrado estándar es G 6.3,. El desequilibrio residual permitido ($U_{per}$) se calcula proporcionalmente a la masa del rotor ($m$) y es inversamente proporcional a la velocidad de servicio ($n$),.
🔍 Diagnóstico previo al equilibrado
Antes de proceder a la corrección de masa, es imperativo confirmar que el problema es efectivamente un desequilibrio mediante un análisis de espectro de frecuencia (FFT). El síntoma característico es un pico dominante en la frecuencia de rotación (1x RPM),. La amplitud de este pico es directamente proporcional a la masa del desequilibrio y aumenta con el cuadrado de la velocidad de giro.
Es fundamental descartar otros problemas como el «pie blando» o desalineación, ya que estos pueden enmascarar o distorsionar las lecturas de fase necesarias para el equilibrado,.
⚙️ El Procedimiento de Equilibrado In Situ
El equilibrado in situ permite corregir el impulsor en sus propios rodamientos y bajo condiciones reales de operación, utilizando analizadores como el Balanset-1A,. El método más eficaz es el de coeficientes de influencia, realizado habitualmente en dos o tres arranques,.
1. Preparación y Limpieza
El rotor debe estar completamente limpio de sedimentos o partículas atrapadas, ya que estas causan un desequilibrio inestable que impide obtener resultados repetibles,.
2. Carrera Inicial (Run #0)
Se pone en marcha la bomba y se registra el vector de vibración original (amplitud y fase) mediante acelerómetros y un sensor de fase (láser) orientado a una marca reflectante en el eje,.
3. Carrera de Prueba (Run #1)
Se instala una masa de prueba ($M_{pr}$) de magnitud conocida en un ángulo determinado,. Para que el cálculo sea preciso, esta masa debe provocar un cambio significativo en la señal: una variación de fase de al menos 20-30° o un cambio de amplitud del 20-30%,. Al finalizar la medición, se retira la masa de prueba.
4. Cálculo y Aplicación de la Corrección
El software del analizador calcula los coeficientes de influencia, que determinan cuánta masa y en qué ángulo debe colocarse el peso definitivo,.
- Adición de masa: El ángulo se cuenta desde la ubicación de la masa de prueba en el sentido de rotación del rotor,.
- Remoción de masa: Si se corrige mediante mecanizado o taladrado, el punto de remoción se sitúa a 180° del punto pesado calculado,.
✅ Verificación y Límites de Aceptación
Una vez instaladas las masas de corrección, se realiza una carrera de comprobación para asegurar que los niveles de vibración global han descendido a la Zona A o B de la norma ISO 10816-7,. Para bombas industriales de Categoría II con potencia superior a 200 kW, el límite para una operación segura a largo plazo suele situarse en un valor r.m.s. de velocidad de hasta 5.1 mm/s.
El cumplimiento estricto de estas tolerancias no solo garantiza la estabilidad mecánica, sino que también optimiza el consumo energético de la máquina,.