Los impulsores de las bombas de lodos se desgastan de manera desigual porque las partículas sólidas no impactan sobre todas las superficies de la misma forma. La entrada dirige la suspensión hacia el impulsor, las paletas la aceleran y las partículas siguen trayectorias distintas a lo largo de los conductos de flujo y de las cubiertas. El desgaste puede concentrarse de manera inusual cuando varía la alimentación, cuando la bomba opera fuera de su rango de diseño, cuando las holguras o las piezas adyacentes se deterioran, o cuando una superficie determinada resulta inadecuada para la aplicación.

El primer paso consiste en determinar dónde se ha producido la pérdida de material. Un impulsor con los bordes de ataque de las palas desgastados requiere un análisis distinto del que exige uno con daños severos en una sola cubierta o en una sola pala. Compare la pieza retirada con fotografías anteriores y con los registros de mantenimiento antes de atribuir un patrón a una causa específica.

La orientación técnica sobre bombas identifica el ojo del impulsor, los bordes de ataque de los álabes y las zonas a lo largo de los álabes y las cubiertas como lugares expuestos a impactos de partículas de distintas características. Asimismo, la investigación indica que las condiciones de operación pueden modificar la distribución de los sólidos y el desgaste del impulsor. www.metso.com

Primero decida si el patrón es inusual.

“Desigual” es una descripción, no un diagnóstico. Un impulsor usado puede presentar mayor desgaste en la entrada o en el borde de las paletas que en otra superficie, simplemente porque el contacto con las partículas es diferente en esos puntos. Lo importante es determinar si el patrón de desgaste es nuevo, mucho más severo, está confinado a una sola zona, o si se acompaña de un intervalo de servicio más corto o de un rendimiento reducido.

Antes de limpiar completamente el impulsor retirado:

1. Fotografíe ambos lados y toda la circunferencia.
2. Fotografíe cada paleta y sus extremos de entrada y salida.
3. Marque las áreas más dañadas en una copia de la foto.
4. Registre las horas de funcionamiento y el motivo de la retirada.
5. Compárelo con un impulsor anterior de la misma bomba, si está disponible.
6. Inspeccione el casquillo de la garganta, los revestimientos laterales y el revestimiento del cuerpo desde la misma parada.

Anote si el desgaste se manifiesta como pérdida de superficie lisa, surcos direccionales, cortes profundos, picaduras, astilladuras o grietas. Una fotografía puede ilustrar lo que ocurrió en una superficie; sin embargo, rara vez permite determinar la causa sin información sobre las condiciones de servicio.

Utilice la ubicación de desgaste para priorizar las inspecciones.

La tabla es una herramienta de inspección. Cada observación puede tener múltiples explicaciones posibles, por lo que debe orientar hacia la realización de verificaciones en lugar de proporcionar una recomendación material inmediata.

Estudios numéricos y experimentales han observado que la distribución de partículas y las zonas de erosión dentro de un impulsor varían según las condiciones de flujo. Estos estudios respaldan la necesidad de analizar el punto de operación; sin embargo, un patrón observado en una parte del campo no puede correlacionarse de manera automática con un resultado específico de simulación. ScienceDirect

Verifique si la lechada cambió

Un proceso puede seguir describiéndose como “la misma lechada” incluso tras un cambio en la fuente de mineral, el cribado, la carga de sólidos o la forma de las partículas. Para el diagnóstico de problemas en el impulsor, solicite los valores más recientes y compárelos con un período en el que la vida útil del desgaste fuera aceptable.

Las entradas más útiles son:

• Distribución del tamaño de partículas, en lugar de un único tamaño promedio.
• Sólidos de mayor tamaño verosímiles, incluyendo sobretamaños intermitentes.
• Forma y dureza de las partículas, cuando se conocían.
• Concentración de sólidos, expresada en base a la masa o al volumen.
• Lodo SG, temperatura, pH y productos químicos pertinentes.
• Variaciones del flujo de alimentación durante el arranque, fallos en la pantalla o cambios de etapas del proceso.

Las partículas de gran tamaño pueden contribuir a los impactos en la entrada y en el borde de ataque, mientras que un elevado volumen de partículas más pequeñas puede provocar un desgaste sostenido en los conductos y otras zonas expuestas. Esta relación depende específicamente del flujo y del diseño del componente; evite asignar un umbral de tamaño universal a una fotografía.

Si la variación del material de alimentación es la principal preocupación, “Cómo elegir piezas de desgaste para bombas de lodos según el tamaño de las partículas” explica cómo convertir los datos sobre las partículas en una especificación de piezas de repuesto. En esta investigación de mantenimiento, dichos datos ayudan a determinar si el patrón de desgaste cambió al mismo tiempo que la alimentación.

Comparar la operación real con la tarea prevista

El punto de funcionamiento real de una bomba puede desplazarse cuando varían la resistencia de la tubería, la configuración de las válvulas, las propiedades de la suspensión o el caudal de producción. El hecho de que la velocidad del motor no haya cambiado no implica que la bomba siga operando con el mismo caudal.

Reúna los registros de caudal, carga o presión, velocidad y potencia correspondientes a un período con desgaste aceptable y a aquel que precede a la inspección actual. Anote los cambios en el proceso y determine si la bomba operó durante períodos prolongados a caudales inusualmente bajos o altos.

Operar fuera de la región de servicio prevista puede modificar la circulación interna y el punto de contacto de las partículas con el impulsor. Un manual de bombas para lodos señala que el desgaste por erosión suele aumentar a ambos lados de la zona de flujo de máxima eficiencia; esto constituye una orientación general, no un límite operativo específico del sitio. El rango aceptable debe derivarse de la selección de la bomba y de las instrucciones de operación pertinentes. www.metso.com

Asimismo, registre ruidos inusuales, vibraciones o un rendimiento inestable. Estas observaciones justifican una inspección, pero no prueban que el desgaste por abrasión sea el único problema.

Inspeccione el casquillo de la garganta y las demás piezas de acoplamiento.

El impulsor no funciona de manera aislada. Su relación con el revestimiento lateral de entrada, el revestimiento lateral posterior y la carcasa puede influir en el flujo interno y en las decisiones de mantenimiento. Durante el paro, compare la superficie dañada del impulsor con la superficie de contacto de cada pieza adyacente.

Preste especial atención cuando se observe un desgaste pronunciado en la cubierta frontal o cerca de la entrada:

• ¿Está desgastada de manera similar la manguera de la garganta?
• ¿Se realizó un ajuste aprobado del impulsor, y cuándo?
• ¿Qué dice el procedimiento de inspección específico del modelo sobre la medición del ajuste de corriente?
• ¿Hay indicios de contacto físico o de una pieza de repuesto mal instalada?
• ¿Se cambiaron el impulsor y la camisa de acoplamiento en momentos diferentes?

No utilice un número de autorización genérico procedente de otra bomba, y no acerque el impulsor sin seguir el modelo y el procedimiento de sellado correspondientes. Para un análisis detallado del revestimiento del lado de entrada, consulte ¿Por qué se desgasta rápidamente la camisa de la boca de una bomba de lodos?

Separar el desgaste erosivo de otros daños

La abrasión y la erosión causadas por sólidos son frecuentes en aplicaciones con lodos, pero no toda zona dañada debe calificarse como desgaste por abrasión.

La cavitación puede provocar daños superficiales localizados y asociarse con una reducción del rendimiento, ruido o vibraciones. El contacto físico con un componente estacionario puede dejar una marca distinta, más direccional o concentrada. La corrosión y la erosión, en conjunto, también pueden alterar el aspecto de la superficie. Estas posibilidades requieren evidencia operativa y una inspección física; no deben diagnosticarse a partir de una fotografía tomada desde la cubierta.

Si el daño en la entrada parece repentino o difiere marcadamente del patrón de desgaste previo de la planta, incluya las condiciones de succión en el análisis. La guía del Instituto Hidráulico describe cómo unas condiciones de succión inadecuadas pueden afectar el rendimiento del impulsor y provocar daños por erosión debidos a la cavitación. Este principio respalda la realización de una inspección de la succión, pero no implica afirmar que toda marca en la entrada sea causada por cavitación. Pumps.org

Ejemplo ilustrativo: desgaste del borde de ataque tras un cambio de avance

Las siguientes cifras son hipotéticas y no corresponden a un proyecto de cliente, a la clasificación de una bomba ni a un resultado de ensayo.

Una bomba de procesamiento de minerales suele operar a aproximadamente 160 m³/h y con una altura manométrica requerida de 34 m, manipulando una pulpa de gravedad específica 1,32 con un contenido de sólidos del 26 % en masa a 30 °C. Tras un cambio en la clasificación aguas arriba, la planta observa ocasionalmente fragmentos angulares de 10 mm. En la siguiente parada, el impulsor presenta un desgaste mucho más profundo cerca de los bordes de ataque de varias palas que en partes anteriores, mientras que la cubierta trasera muestra cambios menos pronunciados.

El momento y el lugar hacen de los nuevos fragmentos una pista importante. El equipo de mantenimiento debe obtener datos representativos del PSD, documentar la cantidad máxima de sólidos, inspeccionar el casquillo de la garganta y comparar los registros de caudal y velocidad con los correspondientes al período de servicio anterior. Asimismo, debe verificar si han cambiado el número de pieza y el material del impulsor.

Esas observaciones pueden reducir el alcance de la investigación, pero no permiten establecer una causa única ni predecir la vida útil de un nuevo material. Corregir el problema del cribado quizá resulte más importante que limitarse a solicitar otro impulsor de una calidad diferente.

¿Cuándo debe reemplazarse el impulsor?

Siga las limitaciones de inspección y dimensionales reales de la bomba. Un impulsor desgastado debe ser sustituido cuando haya alcanzado el límite de desgaste especificado, presente fisuras o daños que comprometan su integridad estructural, no pueda mantener el rendimiento requerido con un mantenimiento conforme a las normas, o presente daños que hagan inaceptable su operación continua.

No establezca un número universal de horas ni infiera el reemplazo únicamente a partir de un cambio en el color de la pintura. Inspeccione los componentes correspondientes y registre cualquier ajuste o sustitución efectuados durante la misma parada. Si la bomba también está fallando en proporcionar la altura manométrica requerida, ¿Por qué mi bomba de lodos no alcanza la altura manométrica requerida? ofrece una vía de diagnóstico más amplia a nivel del sistema.

Para los fallos repetidos en múltiples componentes de la sección húmeda, ¿Por qué una bomba de lodos de servicio pesado se desgasta tan rápidamente? aborda la investigación más amplia. El enfoque de este artículo se centra en la distribución del daño en el propio impulsor.

Qué proporcionar al solicitar un reemplazo

Para consultar sobre un/a impulsor de la bomba de lodos , proporcione el modelo de la bomba y la identificación de serie o de ensamblaje, cuando esté disponible, el número de pieza actual del impulsor, el grado del material, las dimensiones o el plano correspondiente, así como fotografías de ambas caras y de todas las áreas dañadas. Incluya también el estado del casquillo de garganta y de los revestimientos.

Envíe el flujo de operación y la carga, la velocidad, la gravedad específica de la lechada, la concentración de sólidos, la distribución del tamaño de partículas, el tamaño máximo de partícula admisible, el pH, la temperatura y los productos químicos pertinentes. Indique en qué momento el desgaste se volvió notablemente irregular y si, en ese período, se modificaron el alimentador, el cribado, el funcionamiento de la bomba o las piezas instaladas.

Estos detalles ayudan a un proveedor a verificar el ajuste y las opciones adecuadas. Una pieza de repuesto seleccionada únicamente a partir de una foto de la pieza desgastada deja sin responder demasiadas preguntas importantes.

Preguntas frecuentes

¿El desgaste desigual del impulsor es siempre un indicio de falla en la bomba?

👉No. Las distintas superficies del impulsor interactúan de manera diferente con las partículas. Investigue cuando el patrón sea severo, nuevo, muy localizado o esté asociado a una vida útil o un rendimiento reducidos.

¿Por qué los bordes de ataque de las palas se desgastan más rápidamente?

👉Están expuestos en los puntos donde la lechada entrante cambia de dirección y penetra en los pasajes de las paletas. Los sólidos gruesos o angulosos, los cambios en el flujo de alimentación y las condiciones de operación pueden ser factores contribuyentes; compare todas las paletas y los registros actuales de alimentación antes de determinar la causa. www.metso.com

¿Por qué un lado del impulsor está más desgastado que el otro?

👉Las caras delantera y trasera presentan geometrías y componentes adyacentes distintos. Inspeccione sus respectivos revestimientos, las holguras específicas de cada modelo y el historial de funcionamiento. El patrón por sí solo no constituye prueba de desalineación ni de un montaje incorrecto.

¿Cambiar a un material más duro para el impulsor resolverá el desgaste desigual?

👉No necesariamente. Primero confirme el mecanismo de desgaste real, la química de la suspensión, la configuración de la bomba y el grado del material. Un problema de funcionamiento o de cribado puede seguir dañando un impulsor recién instalado.

¿Debe revisarse el casquillo de la cámara de la turbina cuando el impulsor presenta un desgaste irregular?

👉Sí, especialmente si el desgaste se concentra cerca de la entrada del impulsor o de la cubierta frontal. Fotografíe las superficies de contacto y siga el procedimiento aprobado por el fabricante de la bomba para evaluar su estado y ajuste.

¿Qué fotografías deben enviarse a un proveedor de impulsores?

👉Envíe vistas completas de ambas caras, de cada paleta, así como primeros planos de los desgastes más profundos, de las zonas de entrada y salida, además de fotografías del casquillo de la garganta adyacente y de los revestimientos.

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¿Observa un patrón de desgaste nuevo o severo en el impulsor? Envíe el modelo de la bomba, la identificación del impulsor, fotografías de ambas caras y de los revestimientos adyacentes, así como los valores de caudal y altura manométrica de operación, la velocidad de rotación, la gravedad específica de la pulpa, la concentración de sólidos, la distribución del tamaño de partículas y el tamaño máximo de las partículas. Incluya también cualquier cambio reciente en el proceso o en el mantenimiento, de modo que la evaluación del reemplazo aborde tanto el ajuste de la pieza como las posibles causas del desgaste.

Fuentes técnicas

• Manual básico de bombas de lodos — Protección contra el desgaste . Describe las distintas ubicaciones de desgaste del impulsor y la influencia del modo de operación sobre el desgaste por erosión; sus límites específicos para cada producto no se aplican a este sitio. www.metso.com
• Investigación del mecanismo de desgaste en el impulsor de una bomba centrífuga para lodos mediante simulación numérica y experimentos . Investigación que respalda la relación entre el flujo interno de partículas, las condiciones de operación y el desgaste localizado del impulsor. ScienceDirect
• Los conceptos básicos de la NPSH y las regiones de operación de las bombas — Instituto Hidráulico . Apoya la idea limitada de que la cavitación relacionada con la succión puede dañar las superficies del impulsor; no se utiliza para diagnosticar el caso ilustrativo. Pumps.org