¿Qué es el embalaje de la bomba? Guía para bombas centrífugas de lodos

El empaque de la bomba es un material de sellado comprimido en el prensaestopas de una bomba para controlar, no eliminar, las fugas de fluido a lo largo del eje. en bombas centrífugas para lodos , sirve como barrera principal entre el fluido de proceso abrasivo y con alto contenido de sólidos y el entorno externo. A diferencia de los sellos mecánicos que apuntan a cero fugas, el empaque de la bomba permite intencionalmente un goteo pequeño y controlado (generalmente 40 a 60 gotas por minuto ) para lubricar y enfriar los anillos de empaque y la camisa del eje.

Para aplicaciones de bombas de lodo, donde el medio bombeado puede contener arena, grava, carbón o concentrados minerales, la selección y el mantenimiento correctos del empaque determinan directamente la vida útil del eje, el tiempo de actividad de la bomba y el costo operativo.

Cómo funciona el empaque de la bomba dentro de un prensaestopas

El prensaestopas es una cámara cilíndrica que rodea el eje de la bomba. Dentro de esta cámara se apilan múltiples anillos de material de empaque y se comprimen mediante un seguidor de prensaestopas (placa de prensaestopas). La compresión fuerza la empaquetadura radialmente hacia adentro contra el eje y hacia afuera contra el orificio, creando un sello estilo laberinto.

en centrifugal slurry pumps, a anillo de linterna (jaula de foca) A menudo se inserta entre los anillos de empaque, generalmente en el punto medio de la pila. A través de este anillo se inyecta agua de lavado limpia o agua de proceso a una presión 5 a 15 psi por encima de la presión del prensaestopas . Esta descarga tiene dos propósitos:

• Evita que las partículas de lodo abrasivo migren al empaque, lo que causaría un desgaste rápido
• Lubrica y enfría continuamente los anillos de empaque y la camisa del eje.

Sin agua de enjuague, los sólidos de la lechada se incrustan en las fibras del empaque y actúan como un compuesto abrasivo para triturar. Los estudios de operaciones mineras muestran que las tasas de desgaste de las camisas del eje pueden aumentar en 300–500% cuando el agua de descarga se pierde o se mantiene incorrectamente.

Tipos de empaquetaduras de bombas utilizadas en aplicaciones de lodos

No todos los materiales de empaque funcionan igual en ambientes abrasivos, corrosivos o con lodos de alta temperatura. La siguiente tabla resume los tipos más comunes utilizados en bombas centrífugas para lodos:

Para la mayoría de las aplicaciones de minería y procesamiento de minerales que utilizan bombas centrífugas para lodos, empaquetadura de fibra de aramida o de carbono con trenzado impregnado de grafito es la opción preferida debido a su resistencia a la incrustación de partículas y a intervalos de servicio más prolongados.

Empaquetadura de bomba versus sello mecánico: ¿cuál es mejor para las bombas de lodo?

Esta es una de las decisiones más debatidas en la ingeniería de bombas de lodo. Ambas opciones tienen claras compensaciones:

Ventajas del empaque de bombas en servicio de lodos

• Menor costo inicial — Los anillos de empaquetadura suelen costar entre 10 y 50 dólares, frente a los 300 y 2000 dólares de un sello mecánico.
• Tolera la deflexión y vibración del eje mejor que los sellos mecánicos rígidos
• Se puede ajustar en el campo sin apagar la bomba en muchas configuraciones
• Más indulgente con condiciones molestas como cavitación, picos de presión o aire atrapado

Desventajas del empaque de bomba en servicio de lodos

• Requiere un suministro constante de agua de descarga; la falta de mantenimiento acelera el desgaste exponencialmente
• ententional leakage generates wastewater that must be managed
• Requiere un ajuste regular del casquillo, normalmente cada 100–200 horas de funcionamiento en un exigente servicio de lodos
• Mayor desgaste a largo plazo de la camisa del eje en comparación con los sellos mecánicos mantenidos adecuadamente

en general, El embalaje de la bomba sigue siendo el método de sellado dominante para las bombas centrífugas de lodo grandes. (por encima de 200 mm de diámetro del impulsor) en minería y dragado debido a su robustez ante las duras y variables condiciones en las que operan estas bombas. Los sellos mecánicos se prefieren para aplicaciones más pequeñas, más limpias o ambientalmente sensibles.

Cómo instalar correctamente la empaquetadura de la bomba

encorrect installation is the leading cause of premature packing failure. Follow these steps for proper installation in a centrifugal slurry pump stuffing box:

1. Retire el seguidor del prensaestopas y extraiga todos los anillos de empaquetadura viejos usando un gancho para empaquetaduras; nunca dañe la superficie de la camisa del eje durante la extracción.
2. enspect the shaft sleeve for wear grooves or scoring. A groove deeper than 0,010 pulgadas (0,25 mm) garantiza el reemplazo de la funda antes de volver a empacar.
3. Limpie minuciosamente el orificio del prensaestopas. Mida el diámetro del orificio y el diámetro del manguito del eje para confirmar el tamaño correcto de la sección transversal del empaque.
4. Corte los anillos de empaque individualmente usando un mandril que coincida con el diámetro del manguito del eje. Corta cada anillo a una junta a tope de 45° — nunca tire de una bobina continua alrededor del eje.
5. enstall rings one at a time, staggering joints by 90° between adjacent rings. Seat each ring firmly before adding the next.
6. Coloque el anillo de linterna de modo que sus puertos se alineen con el puerto de entrada de agua de descarga en el prensaestopas.
7. Apriete a mano el prensaestopas uniformemente y luego apriete los pernos con los dedos. un cuarto de vuelta — nunca apriete con torsión en el arranque inicial.
8. Arranque la bomba y permita que la fuga fluya libremente durante los primeros 10 a 15 minutos. Luego apriete gradualmente la glándula en pequeños incrementos hasta que la fuga alcance el objetivo de 40 a 60 gotas por minuto.

Nunca apriete demasiado el casquillo para detener las fugas por completo. La fuga cero provoca una acumulación de calor que vidria la empaquetadura, raya la camisa del eje y puede provocar una falla catastrófica del prensaestopas en cuestión de horas.

Señales de que es necesario reemplazar la empaquetadura de la bomba

La inspección periódica evita fallos inesperados. Reemplace el empaque cuando observe cualquiera de los siguientes:

• Fuga excesiva que no se puede controlar. mediante ajuste del casquillo: indica que la empaquetadura está completamente comprimida y desgastada
• Fuga que parece marrón, arenosa o descolorida: los sólidos de la lechada han sobrepasado la barrera de agua de descarga
• Calor excesivo en el prensaestopas: temperaturas superficiales superiores 180°F (82°C) señal de lubricación inadecuada o ajuste excesivo
• Desgaste visible del manguito del eje o una ranura visible debajo de la zona de empaquetadura
• El seguidor del casquillo está casi completamente enganchado y no queda recorrido de ajuste restante.

en high-wear slurry applications, packing service life commonly ranges from 500 a 2.000 horas de funcionamiento dependiendo de la abrasividad de la lechada, el tamaño de las partículas, la velocidad del eje y la calidad del agua de lavado.

Requisitos de agua de lavado para el empaque de la bomba de lodo

Podría decirse que la gestión del agua de descarga es más importante que la selección del material de empaque en el sellado de bombas centrífugas para lodos. Parámetros clave a mantener:

Usar agua de proceso con alto contenido de sólidos como agua de descarga es un error común y costoso. Incluso a presiones superiores a la presión del prensaestopas, el agua de descarga cargada de partículas puede reducir la vida útil del empaque al 60–70% en comparación con el lavado con agua limpia.

Consejos prácticos para prolongar la vida útil del empaque en bombas de lodo

Los operadores y equipos de mantenimiento pueden ampliar significativamente los intervalos de servicio de embalaje con algunas prácticas basadas en disciplinas:

• Nunca arranque la bomba sin que fluya agua de descarga. — incluso unos segundos de funcionamiento en seco provocan daños irreversibles en la empaquetadura
• Utilice una funda de eje hecha de Recubrimiento de cerámica de óxido de cromo duro o carburo de tungsteno para resistir el desgaste abrasivo que el contacto del empaque genera con el tiempo
• Mantenga el descentramiento del eje por debajo 0,003 pulgadas TIR — la vibración excesiva acorta drásticamente la vida útil de la empaquetadura y provoca un desgaste desigual
• Verifique y ajuste la tensión del seguidor del prensaestopas como parte de cada ronda de mantenimiento semanal en lugar de esperar a que aparezcan problemas.
• Mantenga un registro de los intervalos de apriete: si es necesario ajustar el casquillo con más frecuencia de lo habitual, es una señal de advertencia temprana de que la empaquetadura está llegando al final de su vida útil.
• Al reemplazar el empaque, reemplace siempre el manguito del eje al mismo tiempo si muestra alguna ranura de desgaste medible; un manguito desgastado destruirá el empaque nuevo en unos días