GRUNDFOSINFORME TÉCNICOCONSIDERACIONES PARALA CONEXIÓN DE TUBERÍASpor Greg Towsley

A unque la fabricación e instalación del sistema de tuberías pudiera parecer trivial, es importante tomar en cuenta ciertas considera-ciones básicas sobre las tuberías.

Si no se siguieran las prácticas adecuadas en los lados de succión y descarga de la bomba, se pueden esperar los siguientes problemas:

• Bomba y motor ruidosos durante la operación

• Fluctuaciones de carga axial

• Vibración excesiva del equipo

• Fallas prematuras en el buje de la bomba y del motor

• Desgaste prematuro y fallas de otras partes de la bomba, como el sello mecánico y los anillos de desgaste

• Daño por cavitación en el impulsor y succión en la carcasa y posiblemente la descarga

• Fuga en las bridas

• Grietas o roturas en las bridas o en la carcasa

Aunque este artículo proporciona consideraciones generales para los sistemas de tubería, no pretende, bajo ninguna circunstancia ser una referencia completa en la materia.

Además de las instrucciones de instalación y op-eración proporcionadas por Grundfos, será nec-esaria la revisión de otras referencias. El Hydraulic Institute (HI)1 proporciona una guía general para la instalación de tuberías según sus Estándares.

Además de las referencias mostradas al final del artículo, le indicamos otras referencias que pueden proporcionar recomendaciones adicionales:

• Anvil International Inc. (2001). Manual del Instala-dor de Tubería. http://www.anvilintl.com/

• Heald, C.C. Datos Hidráulicos Cameron, 18th Edi-tion. Ingersoll-Rand Company, 1995.

• Nayyar, Mohinder L. Manual de Tuberías, 6th Edi-tion. McGraw-Hill, Inc., 1992.

Aunque el diseño del sistema de tubería y de la entrada de succión no son responsabilidad de Grundfos; al hacer la revisión del sistema, Grundfos proporciona comentarios al diseñador sobre cómo el equipo puede verse afectado por el diseño.

COMPONENTES DEL SISTEMA DE TUBERÍA

Antes de considerar el sistema en su totalidad, haga una revisión de los componentes del sistema de tubería y sus efectos en el sistema.

CONEXIONES

Las bombas pueden conectarse a los sistemas de tuberías de diferentes maneras. La conexión básica es la roscada, típicamente con los estándares Na-tional Pipe Thread (NPT).

Las conexiones roscadas se usan comunmente para aplicaciones de agua con bombas chicas. Otras conexiones utilizadas en varias industrias incluyen la conexión ranurada o Victaulic, conexión tipo abrazadera o conexión tri-clamp.

Probablemente la conexión para bomba más común es la tipo brida. En general, las bridas vienen fundidas o formadas integralmente con la voluta. Al igual que las bridas de las tuberías, las bridas de hierro fundido para bomba están clasificadas como 125# ó 250# con caras planas.

CONSIDERACIONES PARA LA CONEXIÓN DE TUBERÍAS GRUNDFOS INFORME TÉCNICO | 2

será igual a la junta de expansión mayor dentro del diámetro multiplicado por la presión en la tubería. Además, de acuerdo a H1, si la bomba no está alin-eada adecuadamente con la tubería, la fuerza de corte y la torsión deben transmitirse al equipo.

Para asegura que las juntas de expansión son efectivas en el sistema de la tubería, deben medirse adecuadamente y el material de construcción debe corresponder a la aplicación.

Aunque las juntas proporcionan alivio al movimiento axial de la bomba, no son tan flexibles como se pudi-era percibir. La bomba y el sistema pueden estar suje-tas a fuerzas excesivas debido a una pobre expansión como consecuencia del tamaño de la junta.

VÀLVULA DE AISLAMIENTO

Una válvula de aislamiento, o válvula de cierre debe instalarse en la tubería de descarga. Asiste durante el cebado de la bomba, al momento del arranque; y en el aislamiento, cada vez que se requiera para el man-tenimiento de la bomba. A excepción de las bombas de flujo axial o mixto, la válvula de aislamiento debe cerrarse antes de parar la bomba, especialmente cuando no hay válvula check instalada.

Una válvula de aislamiento no debe usarse para el estrangulamiento de la bomba. El estrangulamiento de la válvula de aislamiento de la descarga con-stituye una pérdida sustancial de la energía de la bomba. En caso de encontrar una válvula de descarga que estrangule excesivamente a la bomba, instale una válvula con un tamaño adecuado, o considere algún otro motor de velocidad variable.

VÀLVULA CHECK

Una válvula check se utiliza en un sistema de bombeo para evitar el contraflujo del líquido, una vez que se ha detenido la bomba. El flujo inverso puede causar daños en la bomba, como por ejemplo podría aflojar el impulsor, o causar dificultades al momento de volver a cebar la bomba.

La válvula check se localiza en la línea de descarga, entre la bomba y el aislamiento, o la válvula de cierre o en el lado opuesto de la junta de expansión, lejos de la bomba. Nunca debe instalarse en la línea de succión. Una válvula check es un dispositivo que re-duce el flujo en la tubería y esto puede ocasionar una caída de la presión.

Las bridas de acero generalmente están clasificadas para 150# ó 300# con caras resaltadas de 1/16 pul-gadas. Esto se adhiere a las especificaciones ASME/ANSI para accesorios y bridas B16.13 y B16.54, respec-tivamente.

Si no existe presión u otras limitaciones en el sistema, las bridas de hierro fundido pueden conec-tarse a las bridas de acero.

Para la mayoría de los sistemas de bombeo, es prefer-ible utilizar bridas con cara plana (F.F.) “flat face” tanto en la bomba como en la conexión de la tubería. Esta brida de acoplamiento plana asegura que una superficie de la junta está disponible para obtener un buen sellado y previene rupturas cuando los pernos están apretados.

Ocasionalmente, un sistema puede requerir incre-mentar su capacidad de contención de la presión en las conexiones. El uso de bridas con caras resal-tadas (R.F.) permite que más presión se concentre en un área pequeña de la junta. Sin embargo, tenga cuidado al apretar los pernos en las bridas con caras resaltadas R.F.

Si no se aprietan adecuadamente o con la torsión adecuada según las recomendaciones del fabricante, las bridas pueden pivotar a lo largo del borde de la cara resaltada. Esto pudiera causar deformación en la voluta de la bomba, además de grietas o roturas en la brida.

JUNTAS DE EXPANSIÓN

Puede usar las juntas de expansión cuando el sistema de tubería pueda experimentar movimiento axial debido a la expansión térmica del líquido. Las juntas de expansión ayudarán a evitar que la bomba no esté alineada.

Generalmente, las juntas de expansión se instalan en los sistemas de baja presión. Un punto importante para la confiabilidad de los sistemas de bombeo y de tubería, es la necesidad de una selección e insta-lación adecuadas.

Una junta de expansión puede instalarse en el lado de succión y descarga de la bomba. La ubicación de-berá ser en el lado opuesto del soporte de la tubería, o en el ancla, lejos de la bomba.

Si la junta de expansión se coloca entre el ancla y la bomba, podría generarse una fuerza superior a lo que la bomba o el sistema pudiera soportar. La fuerza

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REDUCTOR

Un reductor de tubería es un accesorio que permite un cambio en el diámetro de la tubería del sistema. La información en esta sección también se aplica para los incrementadores de tubería. Es importante medir e instalar adecuadamente el reductor para asegurar que no se interrumpa el flujo constante en el sistema, ya que esto pudiera causar daños al equipo o al sistema mismo.

La turbulencia y ruido dañinos puede ocurrir si no se cumplen las indicaciones de instalación y tamaño adecuados conforme a las recomendaciones del fabricante.

El tamaño del reductor sólo debe proporcionar un sólo tamaño de reducción. La turbulencia y el ruido excesivo pueden presentarse si se aplica una reduc-ción superior a un diámetro de la tubería. El reduc-tor debe ser de tipo cónico en lugar de un diseño curveado, para evitar bolsas de aire.

Según el Hydraulic Institute1, el reductor que se use en las bombas de fin de línea debe colocarse de 5 a 10 diámetros de la succión de la bomba. Además, pueden crearse bolsas de aire debido a fallas en la instalación.

Si es posible, el reductor debe instalarse con una inclinación hacia arriba apuntando hacia la bomba para evitar las bolsas de aire. Si el reductor es de tipo excéntrico, el lado de inclinación debe estar en el lado inferior de la tubería, como se muestra en las Figuras 1 y 2. La Figura 3 proporciona una vista del reductor concéntrico instalado en el extremo de la succión de una bomba de fin de línea.

CODO

Los codos se requieren cerca de la bomba para redi-rigir el flujo del sistema de tubería en la bomba. La dirección en la que se instala el codo es crítica para la naturaleza de las características del flujo y para la totalidad de la vida de la bomba.

Para la instalación de un codo en el lado de la succión de una bomba de doble succión, la dirección del codo es de suma importancia. En caso de requerir alguno, debe usar un codo de radio largo con su lado plano en posición con el ángulo correcto, hacia arriba o hacia abajo de la flecha de la bomba.

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El sistema no debe estar diseñado para permitir que un codo se instale con su lado plano en paralelo con la flecha de la bomba. El codo en esta configuración provocará un flujo irregular en las bombas de doble succión.

La capacidad o velocidad del líquido deberá ser superior en uno de los lados de la succión del im-pulsor, esto ocasionará que el lado opuesto quede privado del flujo. Esto provoca cargas axiales altas y una alteración en el balance axial de las bombas, ruido excesivo durante la operación y daño posible de cavitación.

Se recomienda no usar el codo en el lado de succión de la bomba en las bombas de fin de línea. En caso de requerir alguno, debe ser del diseño de radio largo y tener un tubo de longitud recta sin obstruc-ción entre la succión de la bomba y el codo de 5 a 10 diámetros del tubo. La Figura 4 ilustra una insta-lación incorrecta del codo.

REJILLA

La función de una rejilla en la tubería de succión de la bomba es mantener los sólidos fuera de la bomba y del sistema de tubería. Una rejilla puede usarse en la mayoría de las bombas, excepto en unidades grandes. Para las bombas grandes, instale una rejilla de manera temporal al momento de la instalación. Esta rejilla temporal puede dejarse en su lugar hasta que el sistema esté limpio y se hayan removido los residuos de la construcción.

Las rejillas causarán una presión moderada en el sistema, hasta que se empiecen a obstruir y acumular los materiales sólidos. En este punto, se incrementará la caída de presión a través de la rejilla y esto ocasionará que la bomba quede sin alimentación.

Idealmente, la tubería en el lado de corriente hacia arriba y hacia abajo de la rejilla debe fijarse y usarse para monitorear la caída de la presión. Con el ti-empo se puede determinar el punto de ajuste en el que la rejilla requiere limpiarse.

La limpieza de la rejilla puede agregarse a un pro-grama de mantenimiento de rutina.

El tamaño de la rejilla debe elegirse a manera que el área abierta o “libre” de la rejilla sea tres (3) veces el

área de succión de la tubería.

VÁLVULAS DE PIE

Las válvulas de pie se usan en el lado de la succión de la bomba para proporcionar la elevación de succión en las bombas que no son autocebantes. Actúan como una válvula check, manteniendo el líquido en una línea de succión de la bomba.

Una válvula de pie puede hacer que falle el sistema de bombeo cuando pierde su capacidad de sellado y empiezan las fugas. Además, el sistema puede fallar si los sólidos u otro tipo de sustancia extraña evitan que se cierre adecuadamente.

Si una bomba utiliza una válvula de pie para el cebado durante la elevación de succión, una falla en la válvula de pie causaría que la bomba opere en seco debido a la ausencia de líquido en la bomba y en la línea de succión. La operación de la bomba en ausencia de líquido puede ocasionar daños catastróficos a la unidad.

CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE LA TUBERÍA

Además de las consideraciones que se deben re-alizar con los diferentes componentes del sistema; el diseño y fabricación de la tubería de succión y de descarga debe cumplirse de acuerdo a las mejores prácticas de la industria.

Como con cualquier proyecto, es importante que el diseño y fabricación de la tubería se realice bien desde la primera vez. Si no se realizan siguiendo las

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prácticas recomendadas, sería difícil y muy costoso corregir estos errores en el futuro. La Figura 5 mues-tra configuraciones de tubería correctas e incorrec-tas. Esto será referenciado en varias discusiones en este artículo.

DISEÑO

La primera consideración en el diseño de un sistema de tubería es el tamaño de la tubería. La capaci-dad debe establecerse no sólo para el sistema o el proceso completos, sino también para cada área de manera individual. El diseño para el caudal no debe sobredimensionarse para evitar la estrangulación de las válvulas y la pérdida de energía.

El objetivo de seleccionar el tamaño de la tubería del sistema es maximizar los tamaños de tubería utilizados, mientras se minimizan los costos de la tubería. Si se incrementa el tamaño de la tubería, disminuye la pérdida de carga por fricción en el sistema.

Tome en cuenta ciertas consideraciones adicionales para el bombeo de materiales viscosos. Los mate-riales viscosos tienen una mayor pérdida de fric-ción que el agua en la misma tubería. Muchas de las referencias en este artículo muestran tablas de fricción que asisten en la selección del tamaño de la tubería para diferentes gastos.

El tamaño de los tubos de succión y de descarga debe ser por lo menos del mismo tamaño de las conexiones de la bomba. El tamaño del tubo de suc-ción debe ser una (1) ó dos (2) veces más grande en tamaño que la conexión de la bomba, nunca menor. Puede usar un reductor en la línea de succión en casi de un tubo de succión sobredimensionado.

El diseño total del sistema de tubería debe ser lo más recto y corto posible con un mínimo de plieg-ues o curvas en el sistema. Los cambios imprevis-tos en el diámetro de la tubería puede ocasionar turbulencia y pérdida de carga en el sistema; y por supuesto esto debe evitarse.

Por último, es necesario considerar la facilidad para la remoción de la bomba en caso de reparación. De-bido a que eventualmente será necesaria la remo-ción de la bomba para su mantenimiento, el sistema de tubería debe estar diseñado para permitir a los tecnicos trabajar con la bomba en sitio, así como una segura remoción. Se debe mantener un espacio

libre alrededor del equipo.expensive to correct in the future. Figure 5 shows incorrect and correct piping con�gurations. These should be referenced for various discussions in this article.

DESIGN

The �rst consideration in the design of a piping system is the sizing of the pipe. The capacity must be established not only for the entire pro -cess or system, but for the individual branches as well. The design �ow should not be oversized by a large margin to prevent throttling of valves and wasting energy.

The goal of selecting the pipe size of the system is maximize the pipe sizes used, while minimizing the costs of the pipe. As pipe sizes are increased, the system head loss, due to friction, is decreased.

Additional consideration must be made for pumping viscous materials. Viscous materials have a greater friction loss than water in the same size pipe. Many of the references in this article have friction charts that assist in pipe size selection for various �ow rates.

The size of the suction and discharge piping should be at least the size of the pump connec -tions. Suction pipe should be one (1) to two (2) sizes larger than the pump connection, never smaller. A reducer can be used to in the suction line to allow for the suction pipe that is oversized.

The overall design of the piping system should be as straight and as short as possible, with a minimal about of bends or turns in the system. Sudden changes in pipe diameter will cause turbulence and head loss in a system, and, therefore, should be avoided.

A �nal design consideration for the piping system is for the ease of pump removal for repair. As a pump will eventually require removal and main -tenance, the piping system should be designed to allow technicians to work on the pump at the site, as well as remove it safely. Liberal spacing should be maintained around the equipment.

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Lado de la Succión

La tubería en el lado de la succión de la bomba es crítica para la confiabilidad de la bomba y del sistema. La tubería del sistema debe contar con un número de consideraciones de diseño que proporcionen:

• Flujo continuo del líquido

• Perfil de flujo completamente desarrollado (evita interrupciones próximas a la succión)

• Una Carga Neta de Succión Positiva (NPSH) disponible

La velocidad del líquido en la tubería de succión no debe exceder la velocidad en la entrada de la succión de la bomba. Si el tubo de la succión es más largo que la conexión de la succión, no será posible una mayor velocidad en la tubería. Una tubería más larga re-duce la velocidad en un gasto asignado. Los servicios con temperaturas altas también pueden requerir un tamaño más grande de tubería para reducir la fricción y reducir la NPSH (Carga Neta de Succión Positiva) disponible.

Se recomienda una velocidad de 3 a 10 pies por segun-do (2.1 a 6.8 metros por segundo); preferentemente que el flujo esté por debajo de los 7 pies por segundo (4.8 metros por segundo). Evite velocidades de más de 15 pies por segundo (10.2 metros por segundo). Si el líquido bombeado está cerca de su punto de ebul-lición, la velocidad no debe exceder los 3 pies por segundo (2.1 metros por segundo).

La tubería larga también servirá cuando se incremente la NPSH disponible y reducirá las pérdidas de presión por fricción. En algunos casos, como cuando se mane-jan sustancias como lodo o en las columnas de bomba vertical, se debe mantener la velocidad mayor a los 3 pies por segundo (2.1 metros por segundo) para evitar el asentamiento (en el caso del lodo) o para asegurar que los sólidos suspendidos sean llevados hacia arriba en la columna (en el caso de la bomba vertical).

La velocidad específica mínima del lodo depende de la naturaleza del mismo; la velocidad mínima comúnmente es de 5 pies por segundo (3.4 metros por segundo). Consulte a Grundfos para el mínimo de velocidad recomendado.

La configuración de la tubería y de los accesorios de la succión debe considerarse para minimizar las perdidas

por fricción. Cualquier accesorio innecesario, válvu-las instaladas en la tubería de succión de la bomba. La tubería de succión debe estar diseñada con una longitud recta de entre 4 a 10 diámetros antes de la conexión de la succión de la bomba. En caso de que la longitud no sea posible, se pueden instalar álabes enderezadores o difusores para asegurar un flujo uniforme.

No debe haber más de un giro perpendicular de 90° cerca de la conexión de succión de la bomba para evitar un remolino en el líquido. Si no hay uniformi-dad en el remolino, esto ocasionará daños a la bomba como ruido excesivo y cavitación. Si se requiere de giros múltiples, los giros deben ocurrir en el mismo plano para ayudar al “enderezamiento” del flujo en la succión de la bomba.

Las válvulas de aislamiento instaladas en la tubería de succión de la bomba, que permiten el aislamiento en la bomba para su mantenimiento, deben instalarse corriente arriba a dos diámetros o más en la succión de la tubería. Estas válvulas de aislamiento deben ser de un diseño que procure una pérdida por fricción mínima en la succión (como las válvulas de com-puerta).

Para las bombas múltiples en un sistema común, cada bomba debe tener sus propias líneas de succión que provengan de la misma fuente o tubo colector. Más de una de los tubos de succión pueden ocasionar que la bomba “qude sin alimentación”.

Los sistemas con una carga de succión o succión inundada son los más comunes. Para estos sistemas, los problemas más grandes vienen de la tubería de succión y del diseño. La línea de succión de la fuente debe fabricarse libre de bolsas de aire. La entrada de la tubería debe estar nivelada o en pendiente hacia abajo de la fuente o suministro.

Ninguna tubería debe estar por debajo de la brida de succión de la tubería. En el suministro de succión, la tubería de succión debe estar correctamente sumer-gida por debajo del líquido de la superficie para evitar vórtices y entradas de aire que pueden extenderse a la bomba.

En las aplicaciones en las que se involucre una elevación de la succión, se deben tomar en cuenta consideraciones similares. La línea de succión debe estar libre de bolsas de aire. Las bolsas de aire de cual-

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quier tipo pueden ocasionar pérdidas en el cebado o retrasar el bombeo una vez que la bomba arranque. La tubería debe inclinarse constantemente hacia arriba desde el suministro hasta la bomba. Apriete todas las juntas para evitar fugas de líquido y entradas de aire durante la operación. Si la bomba no es de diseño autocebante, la línea de succión debe estar diseñada con función de cebado de la bomba.

Aunque no son comunes con la aplicación de elevación de succión, las válvulas deben instalarse con el vás-tago en posición horizontal para evitar la colección de aire, gas o vapor en alto grado. Si no se usa una válvula de pie, la bomba debe ser de tipo autocebante o debe cebarse antes del arranque. El punto de cebado debe localizarse en el parte más alta de la carcasa de la bomba.

Para la estructura de succión, como el colector de torre de enfriamiento o pozo húmedo, siga las reco-mendaciones de diseño del Hydraulic Institute2 de sus estándares para el diseño de la succión de la bomba. Investigaciones recientes en la industria de la bomba han permitido que el HI haya preparado recomenda-ciones detalladas para ambas tuberías de succión y pozos húmedos.

Los estándares proporcionan información sobre cómo minimizar o eliminar vórtices y variaciones de veloci-dad en el ojo del impulsor, entradas de aire o burbu-jas de gas. Las consideraciones para el diseño deben permitir un desempeño hidráulico óptimo y al mismo tiempo maximizar la confiabilidad del equipo.

El diseño y construcción incorrectos de las entradas de la bomba pueden interrumpir la afluencia, deterio-rando el rendimiento de la bomba y reduciendo la vida de la bomba debido a la vibración y cavitación. Ideal-mente, una prueba con un modelo de la entrada en bombas grandes o personalizadas puede servir para el diseño adecuado, sin embargo los gastos pueden ser altos.

Lado de Descarga

La tubería de descarga en un sistema de bombeo no causa efectos en el desempeño de la bomba, única-mente la pérdida en la carga que genera. El diseño óptimo en la tubería de descarga minimiza los costos de instalación y operación. Los accesorios y tuberías de tamaño inferior ocasionan velocidades altas, incre-mentos de presión y pérdidas de energía.

Si se dimensiona un sistema de tubería muy grande, se incrementan los costos iniciales de la tubería y de los accesorios. El tubo de descarga, las válvulas y los accesorios deben ser por lo menos del mismo diámetro que la conexión de descarga de la bomba (generalmente más larga), o dimensionarse con-forme a buenas prácticas de industria.

Como se describió previamente, una válvula check puede instalarse entre la conexión de la descarga de la bomba y la válvula de aislamiento. Si se utiliza un incrementador de tubería, debe localizarse entre la válvula check y la bomba. El diseño óptimo de la línea de descarga debe ser en un ángulo, como la conexión en “Y”, para minimizar la turbulencia y la pérdida hidrostática que ocurre con un ángulo recto en un sifón.

FABRICACIÓN

Así como con el diseño, la fabricación del sistema de tubería debe seguir los estándares de las prácticas en la industria. Algunas industrias, como la de en-ergía5, construcción6, química y de petróleo7, tienen estándares que deben seguirse para confiabilidad y seguridad de los sistemas. Las prácticas básicas ini-cian recomendando que la tubería, las válvulas y los accesorios sean limpiados antes del ensamble.

Además de la presión del sistema, la bomba añadirá presión adicional. El sistema de tubería debe tener una presión nominal que sea equivalente o superior a la presión máxima del sistema. Cumpla los códi-gos y reglamentos locales. Una prueba de presión en el sistema proporcionará una verificación de la integridad de la instalación de la tubería.

La tensión en la tubería debe evitarse durante la fabricación para incrementar la vida y durabilidad de la misma. Según Dufour y Nelson8, “el sistema de tubería debe fabricarse empezando con las bridas de la bomba y posteriormente sobre la tubería”.

El cuidado del alineamiento de la tubería y de los accesorios durante su fabricación evitará problemas como recortar nuevamente, ajustar, volver a soldar y volver a probar el sistema de tubería. La causa más común de tensión en la tubería es el desalineamien-to de las bridas.

El cuidado del alineamiento de los componentes de la tubería evita problemas futuros. Las bridas de la bomba debe estar alineadas de manera natural,

CONSIDERACIONES PARA LA CONEXIÓN DE TUBERÍAS GRUNDFOS INFORME TÉCNICO | 8

sin ayuda externa. Durante la fabricación, un método simple para determinar si las caras de las bridas están paralelas, es determinar si hay una diferencia visible en los planos de las caras de la brida. Si el espacio entre las caras es visible, esto ocasionará tensión en la tubería.

Otras de las causas de tensión en la tubería, que pudieran provocar una fuerza y torsión en la bomba, incluyen expansión térmica, diseño inadecuado de la tubería y del sistema de soporte, picos de presión y golpes de ariete. Los efectos de la tensión en la tubería incluyen:

• Desalineamiento del acoplamiento

• Grietas en las conexiones o en la carcasa de la tubería

• Deformación de la carcasa de la tubería y de la caja de rodamientos

• Vibración excesiva

• Apariencia equivocada o inestabilidad durante el alineamiento

• Datos de alineamiento inconsistentes

• Fugas en las bridas de la bomba

• Reducción de la vida del sello mecánico y del buje

• Contacto con el anillo de desgaste

API-6109 establece que “las configuraciones de tubería aceptadas no ocasionarán desalineamiento excesivo entre la bomba y el motor”. Estas especificaciones se encuentran en una tabla que proporciona información de las cargas aprobadas para los componentes de las conexiones que limitan la deformación de la carcasa y aseguran una deformación mínima de la flecha.

Las prácticas estándar de la industria recomiendan que la tubería arranque desde la bomba a un punto que se encuentre a varios pies de distancia, donde se realice la conexión final de la tubería. Durante la fabricación, los tirantes y soportes temporales deben usarse para mantener la tubería y los accesorios en su lugar mien-tras que se completa el sistema. Las prácticas estándar de la industria recomiendan que la tubería arranque desde la bomba a un punto que se encuentre a varios pies de distancia, donde se realice la conexión final de la tubería. Durante la fabricación, los tirantes y sopo-rtes temporales deben usarse para mantener la tubería y los accesorios en su lugar mientras que se completa el sistema.

Durante su fabricación, la tubería no debe instalarse de manera forzada, como con los trinquetes de empuje

o con los polipastos de cadena. Esto puede ocasio-nar tensión, agrietamiento, deformación o desalin-eamiento y puede afectar la operación o causar daños al equipo.

La tubería no debe conectarse a la bomba hasta que se haya curado la lechada de cemento y los pernos de la bomba/motor/base hayan sido apretados. Una vez ter-minada la fabricación del sistema de tubería, la insta-lación de la bomba está completa, y las se han hecho las conexiones de la bomba, la flecha debe rotarse para asegurar que no hay fricción. Verifique el alineamiento para determinar la ausencia de tensión en la tubería. Corrija la tubería si hay presencia de tensión y por lo tanto desalineamiento.

SOPORTE

Además de la fabricación adecuada del sistema, es importante un sistema de soporte para la tubería. Si no existe un sistema de soporte, la tubería inducirá tensión en el equipo y en el sistema de soporte.

Calcule las fuerzas y momentos del sistema de tuberìa para deterinar el soporte adecuado del sistema. Los cálculos deben incluir los pesos de la tubería, el líquido en la tubería y el aislamiento de la tubería. También considere la expansión y contracción térmica.

Las tuberías de succión y de descarga deben estar su-jetadas, respaldadas y restringidas cerca de la bomba para evitar fuerzas y movimientos en el sistema apli-cado a la bomba.

La tubería debe sujetarse cerca de las bridas de la bom-ba en la succión y en la descarga para evitar vibración y tensión en la tubería. La Figura 6 muestra el soporte correcto e incorrecto de la tubería.

Use un sistema de ganchos de suspensión y abrazad-eras para el soporte del sistema de tubería. Los gan-chos de suspensión y las abrazaderas deben instalarse a manera que no tengan que ser removidos durante el mantenimiento normal del equipo.

Los tramos de tubos largos de tubería deben apoyarse a distancias desiguales para evitar vibraciones por resonancia en el sistema. Después que la tubería ha sido instalada y cuenta con soporte, se debe volver a verificar el alineamiento. Es entonces cuando se debe ajustar la tubería en caso que exista algún cambio significativo en las lecturas de alineamiento recientes.

OTRAS CONSIDERACIONES PARA LA TUBERÍA

Los manómetros deben montarse en la succión y

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descarga de la bomba. Los manómetros no sólo sirven para mantener monitoreado del equipo, también pueden usarse para la solución de problemas. Los manómetros DEBEN montarse antes que las válvulas y los accesorios. Si se colocaran después de instalar las válvulas y los accesorios, se observarán lecturas falsas de presión en la salida de la bomba y por lo tanto la información no será precisa. La Figura 7 muestra una bomba de doble succión en una estación para aumen-to de presión en un sistema de distribución de agua con las conexiones del manómetro en las bridas de la succión y la descarga.

Todos los respiraderos y drenajes deberán usarse con los sistemas de bombeo, a menos de manejar algún producto corrosivo o tóxico. Los respiraderos deben instalarse en la carcasa de la bomba y en los puntos altos de la tubería para permitir un llenado completo de la bomba y del sistema. El drenaje removerá el pro-ducto fuera de la bomba y lejos del sitio al momento de reparar el equipo.

Instale un medio de alivio de presión en el sistema cuando se usen bombas de desplazamiento positivo. Sin un tipo de alivio de presión, la presión continuará fortaleciéndose cada vez que la bomba opere en con-tra de una descarga cerrada. Eventualmente, el punto más débil en el sistema caerá, ocasionando daños.

Las reglas para el diseño de los sistemas de tubería para el bombeo de lodo no se aplican necesariamente

problems. The gauges MUST be mounted before any valves or �ttings. If placed after valves or �ttings, false pressure readings of the pump output will be observed and will not provide ac -curate information. Figure 7 provides a view of a double suction pump in a water distribution sys -tem booster station with suction and discharge �ange pressure gauge connections.

Simple vents and drains should be used with pumping systems, unless handling a corrosive or toxic product. Vents should be installed on the pump casing as well as system piping high points to allow the pump and system to be com -pletely �lled. A drain will remove product out of the pump and away from the site when repair -ing the equipment.

When positive displacement pumps are used in a system, a means of pressure relief must be installed in the system. Without some type of pressure relief, the system pressure will continue to build when the pump is operating against a closed discharge. The weakest point in the system will eventually fail, causing damage or injury.

The rules for design of piping systems for pumping slurries may not necessarily apply as for water-like liquid. Light slurries do act similar to water. How -ever, heavy slurries don’t act like water. Heavy

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problems. The gauges MUST be mounted before any valves or �ttings. If placed after valves or �ttings, false pressure readings of the pump output will be observed and will not provide ac -curate information. Figure 7 provides a view of a double suction pump in a water distribution sys -tem booster station with suction and discharge �ange pressure gauge connections.

Simple vents and drains should be used with pumping systems, unless handling a corrosive or toxic product. Vents should be installed on the pump casing as well as system piping high points to allow the pump and system to be com -pletely �lled. A drain will remove product out of the pump and away from the site when repair -ing the equipment.

When positive displacement pumps are used in a system, a means of pressure relief must be installed in the system. Without some type of pressure relief, the system pressure will continue to build when the pump is operating against a closed discharge. The weakest point in the system will eventually fail, causing damage or injury.

The rules for design of piping systems for pumping slurries may not necessarily apply as for water-like liquid. Light slurries do act similar to water. How -ever, heavy slurries don’t act like water. Heavy

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CONSIDERACIONES PARA LA CONEXIÓN DE TUBERÍAS GRUNDFOS INFORME TÉCNICO | 10

para los diseños de bombeo de agua. El lodo ligero actúa de manera similar al agua. Sin embargo, el lodo pesado, no actúa como el agua. Se considera lodo pe-sado a todo lìquido con más de 20% de sólidos por volu-men. Generalmente, se requiere de potencia adicional y de velocidades superiores para mover el lodo pesado. Estos sistemas también presentan mayor desgaste en la tubería, en los accesorios y en el equipo. El diseño adecuado de los sistemas de tubería que manejan lodo pesado es muy detallado y es más de lo que este artículo pueda cubrir.

RESUMEN

El dimensionamiento adecuado del sistema de tu-bería resultará en un costo menor del ciclo de vida del sistema de bombeo. Esto requiere la búsqueda del bal-ance óptimo entre los costos de la bomba y de insta-lación, así como los costos de energía asociados con las pérdidas por fricción en la tubería.

También será necesario observar que las pérdidas por fricción en los sistemas de tubería pueden requerir motores, bombas y suministros de energía más grandes para reducir las pérdidas en vez de haber utilizado tu-berías más grandes.

La presión de la descarga de la bomba también será su-perior cuando las pérdidas por fricción sean excesivas. El diseño y fabricación adecuados asegurarán la confiabili-dad del equipo y se evitarán problemas causados por los efectos del sistema de tubería.libre, se deberá corregir la tensión adicional en la tubería. En otro artículo se pueden encontrar discusiones adicionales sobre la instalación de la tubería.

REFERENCIAS

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RECONOCIMIENTOS

Figuras 1, 2, 3 y 7:

Diagnostic Solutions, LLC.