Consideraciones de contención para bombas accionadas magnéticamente y diseños para motores integrales en bombas de motor encapsulado
P. ¿Qué consideraciones de contención primaria y secundaria se recomiendan para las bombas impulsadas por imanes?
UNA. La principal consideración de diseño para las bombas sin sello es evitar fugas a la atmósfera. Una bomba de accionamiento magnético (MDP) (consulte la Figura 1) es un tipo de bomba sin sello que utiliza un anillo exterior de imanes permanentes para impulsar un conjunto giratorio interno a través de una carcasa de contención resistente a la corrosión. La transmisión de par por un acoplamiento magnético elimina la necesidad de un sello de eje tradicional.
Figura 1. Bomba impulsada por imanes (Gráficos cortesía del Instituto Hidráulico)Debido a que la contención primaria podría desarrollar fugas como resultado del desgaste de las piezas giratorias adyacentes, corrosión o abrasión, es posible que se requiera una contención de fugas secundaria. La contención secundaria es un límite de presión secundario que proporciona una contención absoluta del líquido bombeado en caso de que se rompa una coraza de contención.
El material de construcción del límite de presión secundario debe evaluarse para garantizar que sea compatible con el líquido bombeado. Los requisitos y las soluciones para la contención secundaria varían según la aplicación y la configuración de la bomba, por lo que el comprador y el proveedor de la bomba deben analizar estos puntos.
La contención primaria y secundaria tendrá clasificaciones de presión de diseño iguales o mayores que la presión máxima de trabajo de la bomba en condiciones clasificadas. Para MDP, cuando las barreras de presión primarias o secundarias son metálicas, están diseñadas para la presión de trabajo máxima permitida dentro de los valores de tensión para los materiales en la Sección VIII del Código de calderas y recipientes a presión de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME).
Los caparazones de contención primarios o secundarios no metálicos se comprueban a través del diseño y la prueba para tener una relación mínima entre la presión de explosión y la presión de diseño de 2 a 1 para el rango de presión/temperatura.
La contención secundaria está diseñada para contener fugas durante un mínimo de 48 horas en caso de fugas en la cubierta de contención y tiene una vida útil mínima de tres años. En caso de fuga a través de la coraza de contención, se debe interrumpir inmediatamente el funcionamiento de la bomba. El usuario de la bomba es responsable de proporcionar los dispositivos de apagado y los procedimientos necesarios para la seguridad.
Para obtener más información, consulte la norma ANSI/HI 5.1-5.6 recientemente revisada Bombas rotodinámicas sin sello para nomenclatura, definiciones, diseño, aplicación, operación y prueba.
P. ¿Cuáles son las recomendaciones de diseño para motores integrales utilizados en bombas de motor encapsulado?
UNA. Una bomba de motor enlatado (CMP) (consulte la Figura 2) es un tipo de bomba sin sello que combina una bomba centrífuga y un motor de inducción en una unidad sellada herméticamente. El rotor del motor suele estar soportado por cojinetes hidrodinámicos en cada extremo, y los devanados del estator y las barras del rotor están protegidos del líquido del proceso por revestimientos no magnéticos y resistentes a la corrosión. El fluido, generalmente tomado de la descarga de la bomba o un lavado introducido desde una fuente externa, se usa para enfriar el motor y lubricar los rodamientos.
Figura 2. Motobomba enlatadaLa circulación del fluido bombeado en el motor debe eliminar el calor generado por las pérdidas por corrientes de Foucault, las pérdidas por viento del rotor y las pérdidas eléctricas del motor. La temperatura del devanado del estator debe mantenerse en o por debajo de los valores establecidos para el grado de aislamiento del cable utilizado en los devanados del estator. La protección térmica de los devanados del estator se proporciona junto con el ajuste de temperatura. Además, el comprador puede especificar una prueba de aumento de temperatura del devanado del motor para verificar que los devanados del motor no excedan la temperatura de aislamiento máxima a la carga del motor de diseño y la temperatura de enfriamiento del líquido del motor.
Para una vida útil satisfactoria de la CMP, es necesario proporcionar líquido limpio (no vapor) para la lubricación de los cojinetes internos y el enfriamiento del motor en el rango de funcionamiento previsto de la bomba. Esto se hace mediante el diseño de la unidad y la selección del plan de circulación adecuado. La selección de un plan de tuberías de circulación depende del conocimiento de las propiedades del líquido, como limpieza, volatilidad, viscosidad, gravedad específica, toxicidad, temperatura, corrosividad y cualquier tendencia a formar sólidos.
También se deben considerar las tasas de flujo previstas, la altura de succión neta positiva disponible (NPSHA), la frecuencia de arranques, la disponibilidad de refrigeración o calefacción y la posible pérdida de líquido de succión. El comprador deberá suministrar estos datos de aplicación para que el fabricante recomiende el plan de circulación más adecuado. Debido a que el flujo interno es crítico para una operación confiable, son deseables la instrumentación y los controles para detectar la pérdida de flujo a través de la unidad de accionamiento.
Cuando se requieren unidades a prueba de explosiones, el fabricante y el comprador deben seleccionar el diseño aprobado que cumpla con los requisitos de temperatura, presión y división, grupo y clase apropiados. El fabricante puede requerir información sobre la temperatura externa del motor para una selección adecuada.