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Oct 10, 2023

Realización de la diligencia debida para la curva de resistencia del sistema

La intención de mi última columna fue proporcionar un nivel introductorio al tema.

La intención de mi última columna fue proporcionar un nivel introductorio al tema de las curvas del sistema. Una especie de manual básico, porque tienes que aprender a caminar antes de poder correr.

En la columna anterior, mencioné la expresión "recorriendo el sistema" como un método para definir la curva y/o su precisión mediante la realización de la debida diligencia para la curva de resistencia del sistema. No tuve espacio para incluir la explicación en el número anterior; por lo tanto, estoy ofreciendo la información como una columna corta este mes.

Cuando me llaman para solucionar problemas del sistema, el usuario/propietario generalmente no tiene una curva del sistema, por lo que vengo equipado como mínimo con un portapapeles, papel, lápiz, una linterna, un trapo, una cinta métrica de 25 pies y un libro de datos hidraulicos. Si las reglas de la instalación lo permiten, también traeré una cámara y un detector de temperatura infrarrojo portátil. Consejo: si usa un bolígrafo de tinta, use tinta a prueba de agua. Se asume el equipo de protección personal (EPP) adecuado y adecuado.

Comenzando en la bomba, camino cada pie (metro) del sistema de principio a fin y anoto las medidas y ubicaciones de todos los componentes pertinentes del sistema. Otra forma de explicar este procedimiento es que inspecciono y registro el sistema "mano sobre mano". Tomo nota de la longitud y el diámetro de la tubería y todas las transiciones. Anoto el número y tipo de válvulas. Tomo nota de cualquier variación en la elevación porque eso también es crítico. Tenga en cuenta que la mayoría de las plantas de varios pisos tienen elevaciones marcadas en los puntales. También cuento el número y el tipo de codos de tubería (45 o 90 grados) y anoto el radio (corto o largo) y no me olvido de las tes y las Y. Además, registro cualquier componente como intercambiadores de calor, reactores, tanques y coladores/filtros. Es importante tener en cuenta el fabricante y el modelo para facilitar la obtención del coeficiente de flujo de la válvula (Cv) y la información del factor K de su sitio web o directamente de su departamento de ingeniería. Además, también registro cualquier instrumentación, grifos de muestreo y/o desagües. Al finalizar el proceso, debe tener un diagrama unifilar viable del sistema.

Durante el proceso de diligencia debida (con permiso y quizás un operador), también verifico la posición de cada válvula y el estado operativo del equipo. En la industria, este proceso se conoce simplemente como alineación de sistema/válvula. Más de una vez me he encontrado válvulas manuales en posición incorrecta, válvulas de control automático (neumáticas y eléctricas) que no estaban funcionando o programadas correctamente y tanques vacíos que deberían estar llenos o viceversa. Por ejemplo, una válvula de compuerta de vástago ascendente tenía el vástago en la posición correcta, pero la compuerta de la válvula real se había desprendido. Entonces, mientras que la válvula indicaba que estaba abierta, en realidad estaba cerrada. También he encontrado impulsores de bombas que funcionan a la velocidad incorrecta e incluso en la dirección incorrecta. A menudo, el sistema no está diseñado para la impresión o se han realizado cambios no autorizados. Con demasiada frecuencia, no hay impresión o dibujo del sistema. En un sistema, detecté un cambio de diámetro de tubería inadecuado y previamente desconocido. Debajo del revestimiento (aislamiento), se instaló una tubería de 6 pulgadas con una sección de 15 pies de tubería de 4 pulgadas. En un sitio remoto, la energía eléctrica fue suministrada por un gran generador diesel donde encontré el interruptor de frecuencia en la posición de 50 ciclos para un sistema de 60 ciclos. Finalmente, en una gran planta automatizada de ósmosis inversa para producir agua dulce a partir de agua de mar, descubrí que el programa de computadora permitía que cada bomba se "agotara" demasiado hacia la derecha en la curva de rendimiento antes de que se iniciara la siguiente bomba en paralelo. Este descubrimiento explicaba por qué cavitaban las bombas.

¿Por qué necesitas el trapo, preguntas? A menos que sea un sistema de grado nuclear, farmacéutico o alimentario, las placas de identificación de los componentes estarán cubiertas de suciedad, aceite y grasa. El proceso de recorrer el sistema a menudo es caluroso, ruidoso, húmedo, tedioso, maloliente y simplemente desagradable, pero después de todos mis años en el campo, he descubierto que es la mejor manera de determinar lo que realmente está sucediendo en el sistema.

Aquí hay algunas anécdotas de mis experiencias de paseo. Una vez en un trabajo en Wyoming, las unidades para la longitud total de la tubería estaban en millas. Usé con éxito el odómetro (medidor de viaje) en mi auto alquilado como dispositivo de medición. Descubrimos que los cálculos del diseño del sistema sobre la longitud de la tubería estaban equivocados en comparación con la construcción real. En varias fábricas diferentes de pulpa de papel, descubrí que la tubería de la línea principal para el sistema de enfriamiento principal había sido "perforada" (no autorizada) en varios lugares para componentes adicionales sin tener en cuenta las necesidades del diseño original del sistema principal. Más de una vez, he encontrado bombas autocebantes en aplicaciones que requieren más de 34 pies de elevación o con pequeños orificios en la línea de succión. Ya debería saber por qué los 34 pies son un problema y que en una situación de elevación, el agua no se filtra por el orificio, pero el aire circundante sí se filtra.

La bomba funcionará donde su curva de rendimiento se cruza con la curva de resistencia del sistema si puede funcionar en ese punto. La curva de rendimiento de la bomba depende del equipo, pero la curva del sistema es independiente del equipo.

Recorro el sistema porque bañado en la brillante luz del proceso de diligencia debida es donde encontrará la verdad. O simplemente dicho en el espíritu de Kaizen, Six Sigma y W. Edwards Deming, "ir a Gemba".

Jim Elsey es ingeniero mecánico con más de 50 años de experiencia en equipos rotativos para aplicaciones industriales y marinas en todo el mundo. Es asesor de ingeniería de Summit Pump, Inc., miembro activo de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos, la Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión y la Liga Naval de Submarinos. Elsey también es directora de MaDDog Pump Consulting LLC. Puede comunicarse con él en [email protected].