Autores

Alberto Álvarez Ramírez, Raúl Rodríguez Muñoz y Alejandro Rafael Socorro Castro

RESUMEN

Numerosas empresas e industrias de producción y traslado de líquidos emplean disímiles tipos de bombas, entre ellas las bombas centrífugas, tipo de bomba hidráulica que sirve para transformar la energía mecánica de un impulsor o rodete en energía cinética. El árbol de una bomba centrifuga es el soporte de todos los elementos que giran sobre él, transmitiendo además el movimiento que le imparte el motor. El objetivo del trabajo fue resolver los fallos en el árbol de la bomba centrífuga K45/30^a que posee la función de suministrar una salmuera capaz de suprimir el calcio y el magnesio del agua con la que trabajan las calderas en la Refinería de petróleo Camilo Cienfuegos, en la provincia de Cienfuegos, Cuba. La metodología empleada es de amplio conocimiento a partir de las investigaciones desarrolladas anteriormente, sin embargo, existen distintos métodos de recuperación en correspondencia con las averías o roturas de partes y piezas, lo cual origina profundizar en los estudios. Es por ello, que se parte del análisis técnico de las causas y la valoración económica del desgaste de los muñones en el árbol y determinar que sería factible hacer, disminuyendo el costo económico. Para su recuperación se determina el tipo de material y su dureza, y se realizan procesos tecnológicos como el metalizado y el maquinado lo cual se integra a la tecnología, herramientas y medios necesarios del proceso de recuperación. Como resultado de la revisión bibliográfica se logra caracterizar a la bomba P-52-107 con modelo K-45/30ª y estudiar sus principales fallas durante su funcionamiento. El árbol está conformado por un acero SISI SAE 4140. Este es un acero medio carbono aleado con cromo y molibdeno de alta templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasión e impacto. Este acero puede ser nutrido para darle mayor resistencia a la abrasión. Los fallos más comunes presentados en los arboles de las bombas son por causa de desgastes, que puede definirse como una pérdida de material de la interface de dos cuerpos, cuando se les ajusta a un movimiento relativamente bajo a la acción de una fuerza. De esta manera la causa del fallo del árbol fue por corrosión que provocó la fuga del flujo de salmuera por el sello mecánico, lo cual ha permitió centrar la atención en mejoras de los mantenimientos. Se logra garantizar la calidad y el alargamiento de su vida útil, mediante el recubrimiento con Proxon 21022 en la zona afectada y evitar fugas de líquidos. Es una aleación específicamente desarrollada para la recuperación dimensional que proporciona un recubrimiento resistente a fricción metal a la oxidación, sus manuales de uso señalan que puede ser empleado en superficies afectadas por corrosión en alojamientos de rodamientos, pistones hidráulicos, prensaestopas y husillos de máquinas herramientas entre otras, cumpliendo con las ideas de reutilizar, reducir, reciclar lo cual impacta positivamente en el medio ambiente. Se realiza un análisis económico sobre la base de la recuperación realizada, teniendo en cuenta todos los parámetros que intervienen en los gastos directos, así como en los indirectos. El costo de fabricación está compuesto de los costos directos o gastos en los que se incurre en el proceso de producción y los costos indirectos o gastos en los que se incurre en la dirección, organización y servicios colaterales al proceso productivo, por lo que fue factible la propuesta de recuperación.

PALABRAS CLAVE: Bomba centrífuga, Metalizado, Recuperación, Recubrimiento, Árbol, Muñón   

ABSTRACT

Numerous companies and industries for the production and transfer of liquids use different types of pumps, including centrifugal pumps, a type of hydraulic pump used to transform the mechanical energy of an impeller into kinetic energy. The shaft of a centrifugal pump is the support of all the elements that rotate on it, also transmitting the movement imparted by the motor. The objective of the work was to solve the faults in the shaft of the K45/30a centrifugal pump, which has the function of supplying a brine capable of suppressing calcium and magnesium from the water used in the boilers of the Camilo Cienfuegos Oil Refinery, in the province of Cienfuegos, Cuba. The methodology used is widely known from the research previously developed, however, there are different recovery methods in correspondence with the breakdowns or breakages of parts and pieces, which originates a deepening of the studies. For this reason, we start from the technical analysis of the causes and the economic valuation of the wear of the trunnions in the shaft and determine what could be feasible to do, reducing the economic cost. For its recovery, the type of material and its hardness are determined, and technological processes such as metallizing and machining are carried out, which is integrated to the technology, tools and necessary means of the recovery process. As a result of the bibliographic review, it is possible to characterize the P-52-107 pump with model K-45/30th and to study its main failures during its operation. The shaft is made of SISI SAE 4140 steel, a medium carbon steel alloyed with chromium and molybdenum of high hardenability and good resistance to fatigue, abrasion and impact. This steel can be nourished to give it greater resistance to abrasion. The most common failures presented in pump shafts are due to wear, which can be defined as a loss of material from the interface of two bodies, when they are adjusted to a relatively low movement under the action of a force. Thus, the cause of the shaft failure was due to corrosion that caused the brine flow to leak through the mechanical seal, which has allowed focusing attention on maintenance improvements. Quality is guaranteed and its useful life is extended by coating the affected area with Proxon 21022 to prevent liquid leakage. It is an alloy specifically developed for dimensional recovery that provides a coating resistant to metal to metal friction and oxidation. Its use manuals indicate that it can be used on surfaces affected by corrosion in bearing housings, hydraulic pistons, stuffing boxes and machine tool spindles, among others, complying with the ideas of reuse, reduce, recycle, which has a positive impact on the environment. An economic analysis is made on the basis of the recovery carried out, taking into account all the parameters involved in direct as well as indirect costs. The manufacturing cost is composed of direct costs or expenses incurred in the production process and indirect costs or expenses incurred in the management, organization and collateral services to the production process, so the recovery proposal was feasible. 

KEYWORDS:  Centrifugal pump, Metallizing, Reclaiming, Coating, Shaft, Trunnion