Mantenimiento de las bombas de vacío de paletas rotativas y cambios de aceite
Consumo de aceite, contaminación del aceite y cambios de aceite en las bombas de vacío rotativas
¿Para qué se utiliza el aceite de la bomba de vacío?
El aceite sirve para:
- lubricar los componentes móviles;
- sellar los componentes móviles para evitar la presión atmosférica;
- sellar la válvula;
- rellenar el espacio muerto situado debajo de la válvula;
- aislar los distintos espacios funcionales los unos de los otros.
En todas las bombas es posible comprobar la carga de aceite durante el funcionamiento gracias a la mirilla de nivel de aceite integrada. En particular durante el funcionamiento continuo es necesario verificar que el nivel de aceite nunca caiga por debajo del mínimo. Durante un proceso de bombeo, las bombas de paletas rotativas selladas con aceite emiten vapores de aceite por el puerto de salida como consecuencia de las altas temperaturas de funcionamiento. Esto conduce a una pérdida de aceite en una medida que dependerá de la cantidad de gas o vapor que se introduce en la bomba. Es posible retener las gotitas de aceite de mayor tamaño colocando un separador de aceite de partículas gruesa en la línea de descarga, con lo que se reducen notablemente las pérdidas de aceite. El filtro de neblina de aceite fina del que disponen algunas bombas también retiene las gotitas de aceite de menor tamaño de forma que no salga aceite alguno por la salida de la bomba. Las pérdidas de aceite prácticamente se eliminan, ya que el aceite separado se devuelve a la bomba. En bombas sin separador de partículas finas integrado, este dispositivo se ofrece a modo de accesorio opcional.
Desmontaje y montaje del demistor interno de la TRIVAC D 40-65 B de Leybold
Take a look at this video for a demonstration on how to fit a de-mister on a Leybold TRIVAC D 40-65 B
¿Con qué frecuencia se debe cambiar el aceite de la bomba de vacío?
Si se utiliza una bomba rotativa sellada con aceite sin un dispositivo de separación y retorno de aceite, será necesario tener prevista una cierta cantidad de consumo de aceite, que dependerá del tamaño de la bomba y de las características del proceso. En el peor de los casos, puede ser de unos 2 cm3 por cada metro cúbico de aire bombeado. Se debe prever una mayor pérdida de aceite si la bomba se utiliza con gas ballast.
Si el aceite de la bomba ha quedado inutilizable como consecuencia a la exposición a vapores de proceso o sustancias contaminantes, será necesario cambiar el aceite. Es imposible determinar reglas exactas sobre cuándo es necesario hacer un cambio de aceite, ya que serán las condiciones de uso las que indiquen la vida útil del aceite. En condiciones limpias (p. ej., en el caso de bombas de respaldo de bombas de difusión de aceleradores electronucleares), las bombas de vacío de paletas rotativas pueden funcionar durante años sin necesidad de cambiar el aceite. El aceite deberá cambiarse cuando su color original (marrón claro) se oscurezca o ennegrezca como consecuencia del envejecimiento, o se enturbie a causa de la entrada de líquido (p. ej., agua) en la bomba. También es necesario cambiar el aceite cuando aparezcan copos en el aceite anticorrosivo, lo que será indicativo de que se habrá agotado la sustancia anticorrosiva.
Pasos para los cambios de aceite
El cambio de aceite debe efectuarse siempre con la bomba apagada, pero a la temperatura de funcionamiento correspondiente. Para este procedimiento, deberá hacerse uso de la abertura de vaciado de aceite provista en cada bomba. Si hubiera alguna bomba con una contaminación mayor, será necesario limpiarla. Deben seguirse las pertinentes instrucciones de uso.
Elección del aceite de la bomba si hay presentes vapores agresivos
Si se van a bombear vapores corrosivos (por ejemplo, los generados por ácidos), se debe utilizar un aceite anticorrosivo PROTELEN® en lugar de aceite normal para bombas. Estos tipos de vapores reaccionan con el anticorrosivo básico (alcalino) presente en el aceite. Las reacciones de neutralización continuas agotan el anticorrosivo a una velocidad que depende de la cantidad y la acidez de los vapores. Conforme a estos factores, el aceite necesitará de cambios más frecuentes. Los aceites anticorrosivos son, bien altamente higroscópicos (con una alta capacidad de adsorción de agua), bien muy emulsionante en el agua. Por consiguiente, una bomba rellena de aceite corrosivo absorberá humedad del aire si permanece sin usarse durante un periodo prolongado. No deben usarse bombas rellenas con aceite anticorrosivo para bombear vapor de agua, ya que las propiedades anticorrosivas y lubricantes del aceite se verían mermadas. Una vez que el aceite haya absorbido agua, dejará de ser posible que dichas bombas alcancen el correspondiente valor de presión final. En condiciones de funcionamiento normales, las bombas selladas con aceite no deben llenarse de aceite anticorrosivo. Lo recomendable es usar aceite LVO 100 a la hora de bombear aire, vapor de agua y vapores orgánicos no corrosivos, ya que dentro de la bomba se cuenta con una protección fuerte contra la condensación interna.
Medidas en caso de bombear varias sustancias químicas
En esta disertación no pueden abarcarse totalmente los muchos y diversos campos de aplicación de las bombas de vacío selladas con aceite en el sector químico. Nuestros muchos años de experiencia en las aplicaciones con químicos más complejas pueden servir para dar solución a sus problemas concretos. No obstante, cabe mencionar brevemente tres cuestiones: el bombeo de mezclas de gases explosivas, el de vapores condensables y el de vapores y gases corrosivos.
Protección contra explosiones
Se deben cumplir las normativas de seguridad y protección medioambiental pertinentes al planificar y diseñar sistemas de vacío. El usuario debe conocer las sustancias bombeadas por el sistema y tener en cuenta no solo las condiciones de funcionamiento normales, sino también situaciones anómalas que se produzcan fuera de los parámetros normales. Las cuestiones más relevantes para contribuir a evitar mezclas explosivas son, además de la inertización por adición de gases de protección, el mantenimiento de los valores de límite con ayuda de condensadores, las trampas de adsorción y los depuradores de gas.
Protección contra la condensación
Las bombas de Leybold ofrecen tres opciones para evitar la condensación de vapores:
- El principio del gas ballast (véase la Fig. 2.14), que incrementa notablemente la cantidad de vapor admisible por la bomba.
- Aumento de la temperatura de la bomba. El robusto diseño de nuestras bombas permite utilizarlas a temperaturas de hasta 120 °C, lo que incrementa la tolerancia al vapor puro de agua en, por ejemplo, un factor de cinco en comparación con el uso normal de gas ballast.
- El uso de condensadores de vacío, que hacen las veces de bombas selectivas y deben tener un tamaño tal que la bomba de gas ballast situada aguas abajo no reciba más vapor que el correspondiente a la tolerancia al vapor pertinente.
Fig. 2.14: Diagrama del proceso de bombeo en una bomba de paletas rotativas con y sin gas ballast al bombear sustancias condensables.
a) Sin gas ballast
- La bomba está conectada al depósito, que ya está casi vacío de aire (70 mbar), por lo que debe transportar principalmente partículas de vapor
- La cámara de la bomba está separada del depósito. Comienza la compresión
- El contenido de la cámara de la bomba ya está comprimido hasta el momento que el vapor se condensa para formar gotitas. Aún no se ha alcanzado la presión de la válvula.
- Solo ahora el aire residual produce la sobrepresión necesaria y abre la válvula de descarga, pero el vapor ya se ha condensado en forma de gotitas de líquido en la bomba.
b) Con gas ballast
- La bomba está conectada al depósito, que ya está casi vacío de aire (70 mbar), por lo que debe transportar principalmente partículas de vapor
- La cámara de la bomba está separada del depósito. Ahora se abre la válvula de gas ballast mediante la que se llena la cámara de bombeo de aire exterior adicional. Es a este aire adicional el que se denomina "gas ballast"
- La válvula de descarga se abre y las partículas de vapor y gas se expulsan. La sobrepresión necesaria para que esto ocurra se alcanza muy pronto, como consecuencia del aire de gas ballast adicional. No puede producirse condensación.
- La bomba descarga más aire y vapor
Protección contra la corrosión
Las bombas selladas con aceite ya cuentan con una buena protección contra la corrosión gracias a la película de aceite que se encuentra en todas las superficies de los componentes.
a) Ácidos
Nuestras bombas están especialmente indicadas para bombear ácidos. En situaciones especiales, pueden producirse problemas con el aceite y con el equipo auxiliar conectado a la admisión o la salida. Nuestros ingenieros de Colonia están a su disposición para ayudarle a resolver estos problemas.
b) Anhídridos
El CO (monóxido de carbono) es una sustancia con alta capacidad de reducción. Por consiguiente, si se bombea CO, es importante que el gas ballast no use aire atmosférico, sino, idealmente, gases inertes (p. ej., Ar o N2). También debe usarse gas ballast inerte si se va a bombear SO2, SO3 o H2S. Deberá emplearse asimismo un aceite anticorrosivo si van manejarse estos tres anhídridos. Es posible bombear dióxido de carbono (CO2) sin necesidad de ninguna disposición especial.
c) Soluciones básicas (alcalinas)
Debe usarse aceite normal para bombas LVO 100 si van a bombearse soluciones básicas (alcalinas). Las soluciones de hidróxido de sodio e hidróxido de potasio no deben bombearse si están concentradas. Es posible bombear amoniaco correctamente con la válvula de gas ballast cerrada. Las sustancias orgánicas alcalinas como la metilamina y la dimetilamina también pueden bombearse con buenos resultados, pero con la válvula de gas ballast abierta.
d) Gases elementales
El bombeo de nitrógeno y gases inertes no requiere medidas especiales.
Si va a usarse hidrógeno, es necesario tener en cuenta el peligro de generar una mezcla explosiva.
La válvula de gas ballast no puede abrirse en ningún caso si se usa hidrógeno. Los motores que accionan las bombas deben ser de un diseño resistente a las explosiones. Deben seguirse las disposiciones de la Directiva ATEX.
Oxígeno: debe procederse con especial precaución si se bombea oxígeno puro.
Para tal fin, deben emplearse aceites para bomba de fórmula especial. Es posible suministrarlos junto con un certificado de autorización emitido por el Organismo Federal Alemán de Ensayos Materiales (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, BAM).
e) Alcanos
Los alcanos de bajo peso molecular, como el metano y el butano, se pueden bombear con la válvula de gas ballast cerrada o usando un gas inerte a modo de gas ballast, o a mayor temperatura de la bomba. No obstante, préstese atención especial al incremento del peligro de explosión que supone.
f) Alcoholes
Una vez alcanzada la correspondiente temperatura de funcionamiento, es posible extraer metanol y etanol sin necesidad de usar gas ballast (aceite para bombas LVO 100). Para bombear alcoholes de peso molecular superior (p. ej., el butanol), deberá abrirse la válvula de gas ballast o será necesario adoptar otras medidas de protección con el fin de evitar la condensación.
g) Disolventes
Acetona: se puede extraer sin dificultad; espere hasta que se alcance la temperatura de funcionamiento normal.
Benceno: Precaución: Los vapores son muy inflamables. La presión final se degrada mediante la dilución del aceite de la bomba. Las mezclas de aire y benceno son explosivas e inflamables. Trabaje sin gas ballast. Es posible usar gases inertes a modo de gas ballast. Deben seguirse las disposiciones de la Directiva ATEX.
Tetracloruro de carbono y tricloretileno: bombeo sin problemas; no inflamables y no explosivos, pero se disuelven en aceite y, por tanto, incrementan la presión final; espere hasta que se alcance la temperatura de funcionamiento normal. Mantenga abierta la válvula de gas ballast para bombear tetracloruro de carbono y otros disolventes no inflamables. Use aceite para bombas LVO 100.
Tolueno: bombee mediante el deflector de baja temperatura y sin gas ballast. Use gas inerte en vez de aire a modo de gas ballast.
Errores de funcionamiento durante el bombeo con gas ballast: posibles causas de los errores en caso de no alcanzarse la presión final correspondiente
a) El aceite de la bomba está contaminado (especialmente por vapores disueltos). Compruebe el color y las propiedades. Resolución: deje la bomba en marcha durante un periodo prolongado con el depósito de vacío aislado y la válvula de gas ballast abierta. En caso de haber contaminación abundante, se recomienda cambiar el aceite. La bomba nunca debe dejarse de pie durante periodos más prolongados en caso de contener aceite contaminado.
b) Los componentes deslizantes de la bomba están desgastados o dañados. En condiciones de limpieza, nuestras bombas pueden funcionar durante muchos años sin muchas necesidades de mantenimiento. Sin embargo, si se ha dejado que la bomba permanezca en marcha durante un periodo más prolongado con aceite sucio, los rodamientos y las válvulas de compuerta pueden presentar daños mecánicos. Es necesario dar por sentado que se produce esta situación si la bomba deja de poder alcanzar la presión final indicada en el catálogo, aun cuando se haya cambiado el aceite. En tal caso, la bomba debe llevarse a reparar o comunicarse con nuestro departamento de atención al cliente.
c) El instrumento de medida está contaminado (véase la página sobre Mantenimiento de los medidores de vacío).
Posibles causas de los errores en caso de que la bomba deje de girar
- Compruebe el suministro eléctrico de la bomba.
- La bomba se ha dejado de pie durante mucho tiempo con aceite contaminado o resinoso.
- La bomba se encuentra a menos de 10 °C y el aceite está espeso. Caliente la bomba.
- Hay algún error mecánico. Comuníquese con nuestro departamento de atención al cliente.
Fugas de aceite en el eje
Si se descarga aceite en el eje, será necesario inspeccionar el retén del rodamiento motriz y es posible que deba sustituirse. El diseño de las bombas permite sustituir este anillo con facilidad conforme a las instrucciones de uso facilitadas con la unidad.
Fundamentos de la tecnología de vacío
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Referencias
- Símbolos de vacío
- Glosario de unidades
- Referencias y fuentes
Símbolos de vacío
Un glosario de símbolos comúnmente utilizados en diagramas de tecnología de vacío como representación visual de tipos y piezas de bombas en sistemas de bombeo
Glosario de unidades
Una descripción general de las unidades de medida utilizadas en la tecnología de vacío y el significado de los símbolos, así como los equivalentes actuales de las unidades históricas
Referencias y fuentes
Referencias, fuentes y lecturas adicionales relacionadas con los conocimientos fundamentales sobre la tecnología de vacío
