¿Qué es la alineación de bombas?

Las bombas desalineadas son un problema costoso y común en las instalaciones industriales, que provoca vibraciones excesivas, fugas y fallas prematuras de los componentes. Una alineación incorrecta desperdicia energía, aumenta los costos de mantenimiento y puede causar tiempos de inactividad costosos.

Ignorar la desalineación de la bomba pone en riesgo su equipo y sus resultados. Los ejes desalineados sufren hasta 6 veces más tensión, lo que reduce drásticamente la vida útil de los cojinetes. Incluso los pequeños problemas de alineación se agravan con el tiempo y provocan fallas catastróficas si no se controlan.

En esta guía, cubriremos los tipos de desalineación, métodos probados para alinear con precisión los ejes de las bombas e instrucciones paso a paso para mantener sus bombas funcionando sin problemas.

¿Qué es la alineación de bombas?

La alineación de bombas es el proceso de posicionar y orientar con precisión las líneas centrales de rotación de una bomba y su unidad motriz (como un motor eléctrico) para minimizar la desalineación entre las dos máquinas. La alineación adecuada garantiza que los ejes de la bomba y el motor sean coaxiales, lo que significa que sus líneas centrales están en línea recta, tanto horizontal como verticalmente.

Tipos de desalineación de la bomba

Desalineación radial

La desalineación radial, también conocida como desalineación descentrada, ocurre cuando las líneas centrales de los ejes de la bomba y del motor son paralelas pero no concéntricas. Este tipo de desalineación puede provocar una carga desigual en los cojinetes y sellos, lo que lleva a un desgaste prematuro y fallas. La desalineación radial generalmente es causada por una instalación incorrecta o por el asentamiento de la base.

Desalineación axial

La desalineación axial, o holgura axial, se refiere a la condición en la que los ejes de la bomba y del motor son concéntricos pero no paralelos. Esta desalineación ocurre cuando hay un espacio excesivo o insuficiente entre las caras del acoplamiento. La desalineación axial puede generar cargas de empuje en los cojinetes, lo que provoca fallas prematuras y mayor vibración.

Desalineación angular

La desalineación angular se caracteriza por que los ejes de la bomba y del motor no son paralelos ni concéntricos. En este caso, los ejes forman un ángulo entre sí. La desalineación angular puede provocar un desgaste desigual en los componentes del acoplamiento, un aumento de la vibración y una falla prematura de los cojinetes. Este tipo de desalineación suele deberse a una instalación incorrecta, al asentamiento de los cimientos o a una expansión térmica.

Métodos de alineación de bombas

Método de borde recto y galga de espesores

El método de la regla y el calibrador de espesores es una técnica de alineación básica que implica colocar una regla a lo largo de las mitades del acoplamiento y usar calibradores de espesores para medir el espacio entre la regla y las caras del acoplamiento. Este método es relativamente simple, pero carece de la precisión de las técnicas más avanzadas. Es más adecuado para una alineación aproximada o como paso preliminar antes de emplear métodos más precisos.

Método del indicador de cuadrante

El método del indicador de cuadrante utiliza dos indicadores de cuadrante, uno montado en cada eje, para medir la posición relativa de los ejes en varios puntos a lo largo de su circunferencia. Este método proporciona resultados más precisos que la técnica de la regla y el calibrador de espesores. Los indicadores de cuadrante pueden medir la desalineación tanto radial como axial, lo que permite un proceso de alineación más completo.

Sistemas de alineación láser

Los sistemas de alineación láser son el método más avanzado y preciso para alinear los ejes de las bombas y los motores. Estos sistemas utilizan transmisores y receptores láser para medir la posición relativa de los ejes con un alto grado de precisión. La alineación láser permite el monitoreo en tiempo real del proceso de alineación, lo que facilita la realización de ajustes y la obtención de una alineación óptima. Si bien los sistemas de alineación láser son más costosos que otros métodos, ofrecen el mayor nivel de precisión y eficiencia.

Cómo alinear ejes

PASO 1: Preparación

Antes de comenzar el proceso de alineación, asegúrese de que la bomba y el motor estén desconectados de las fuentes de alimentación y que se haya quitado el acoplamiento. Limpie los extremos del eje, las superficies del acoplamiento y las herramientas de alineación para eliminar la suciedad o los residuos que puedan interferir con la precisión de las mediciones. Inspeccione los componentes para detectar daños o desgaste visibles que puedan requerir un reemplazo antes de continuar.

PASO 2: Alineación aproximada

Realice una alineación aproximada utilizando una regla y calibradores de espesores o un sistema de alineación láser. Coloque la regla a lo largo de las mitades del acoplamiento a intervalos de 90° y utilice calibradores de espesores para medir los espacios entre la regla y las caras del acoplamiento. Ajuste la posición del motor hasta que las medidas de los espacios estén dentro de las tolerancias especificadas por el fabricante de la bomba.

PASO 3: Alineación fina

Para una alineación más precisa, utilice indicadores de cuadrante o un sistema de alineación láser. Monte un indicador de cuadrante en un eje y coloque la punta del indicador contra el otro eje. Gire ambos ejes simultáneamente y observe las lecturas del indicador a intervalos de 90°. Ajuste la posición del motor hasta que las lecturas del indicador se encuentren dentro de las tolerancias especificadas en todas las posiciones. Repita este proceso tanto en el plano vertical como en el horizontal para corregir la desalineación angular y paralela.

PASO 4: Confirmar la alineación

Después de completar la alineación fina, vuelva a verificar las mediciones para confirmar que los ejes estén alineados correctamente. Gire los ejes nuevamente y verifique que las lecturas del indicador de cuadrante permanezcan dentro de la tolerancia en todas las posiciones. Si es necesario, realice pequeños ajustes para garantizar una alineación óptima.

PASO 5: Pasos finales

Una vez confirmada la alineación, vuelva a instalar el acoplamiento y cualquier protección o dispositivo de seguridad. Vuelva a conectar la bomba y el motor a sus fuentes de alimentación. Encienda la bomba y controle si hay vibraciones, ruidos o acumulación de calor inusuales durante el funcionamiento. Realice una verificación final de la alineación después de que la bomba haya alcanzado la temperatura de funcionamiento normal para tener en cuenta cualquier expansión térmica que pueda haberse producido.

Problemas comunes asociados con la desalineación de la bomba

• Falla prematura de un componente:Cuando una bomba está desalineada, se generan tensiones adicionales sobre los cojinetes, sellos mecánicos, acoplamientos y ejes. Las mayores cargas aceleran el desgaste y la fatiga, lo que provoca que estos componentes críticos fallen prematuramente.
• Vibración y ruido excesivos:Las bombas desalineadas tienden a funcionar con niveles de vibración significativamente más altos en comparación con las unidades alineadas correctamente. El desequilibrio de fuerzas dentro de la bomba y el mayor movimiento de los componentes generan fuertes vibraciones que se pueden sentir y escuchar en todo el sistema.
• Mayor consumo de energía y menor eficiencia:Para seguir funcionando en condiciones desalineadas, las bombas requieren una mayor potencia de entrada para superar las fuerzas de fricción y arrastre adicionales. Sin embargo, gran parte de esta energía adicional se desperdicia en forma de calor en lugar de contribuir al trabajo de bombeo útil.
• Fugas excesivas en sellos y juntas mecánicas:La desalineación puede impedir que los sellos mecánicos mantengan un contacto adecuado, lo que da como resultado un contacto desigual. cara de foca y mayores fugas. Las juntas también se tensan y deforman por el desequilibrio de fuerzas, rompiendo sus sellos herméticos con el tiempo.
• Aumento de los requisitos y costes de mantenimiento:A medida que las bombas desalineadas sufren más averías, se hacen necesarias reparaciones y reemplazos de piezas con mayor frecuencia. Las tareas de mantenimiento planificadas y no planificadas deben realizarse con mayor frecuencia para mantener la bomba en funcionamiento.
• Fracturas en la carcasa de la bomba y fatiga por alto ciclo:Una desalineación grave puede someter las carcasas de las bombas a una tensión extrema, lo que puede provocar grietas y fracturas totales. La vibración excesiva y las fuerzas desequilibradas también pueden provocar que los impulsores de las bombas choquen contra la carcasa, lo que provoca daños de forma gradual.
• Tensión en las tuberías y desplazamiento de las placas base:Las fuerzas generadas por bombas desalineadas se transfieren directamente a las tuberías conectadas. Las tuberías pueden doblarse, pandearse o romperse si la tensión excede su clasificación de presión y la resistencia del material. La desalineación también desplaza el conjunto de la bomba sobre la placa base, lo que altera los puntos de apoyo y la distribución de la fuerza.