Una propuesta efectiva para mantener un flujo constante

Soluciones de Reparación Polimérica BelzonaPara mejora de eficiencia en bombas

PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN SISTEMAS DE MANEJO DE FLUIDOS

Por su naturaleza, un sistema de bombeo presenta retos de mantenimiento habituales para ingenieros, planificadores, contratistas y personal de operaciones. Estos retos incluyen:

• Erosión en las tuberías por las que circulan los líquidos

• Aparición de depósitos de corrosión dentro de la carcasa de la bomba

• Pérdida de tolerancias críticas

Estas complicaciones provocan pérdida de presión, reducción de velocidad de flujo y, en última instancia, aumento de los costos operacionales del sistema.

EFECTOS DE LA RUGOSIDAD DE LA SUPERFICIE

A medida que la rugosidad de la superficie aumenta, la “capa límite” se hace más gruesa. A una velocidad específica (conocida como velocidad crítica), esta capa se vuelve inestable y se produce la transición a un flujo turbulento. En esta situación, partículas de fluido diferenciadas actúan como entidades separadas creando vórtices y corrientes cruzadas. Esto resulta en la pérdida de energía, que se suma a aquella causada por la “fricción superficial” o “resistencia de la capa límite”.

En caso de superficies relativamente lisas, el espesor de la “capa límite” puede ser todavía suficiente como para cubrir las proyecciones de la superficie.

FLUJO 101

Un fluido que circula a través de un conducto hidráulico está sujeto a la resistencia causada por la fricción y la viscosidad. Si la velocidad del fluido es baja, éste fluirá en capas paralelas a los dos lados del conducto, sin que las capas se entremezclen. Este tipo de flujo se conoce como “flujo laminar”. Si la velocidad del fluido aumenta, llega un momento en el que el flujo se vuelve caótico y se forman pequeños remolinos aperiódicos. Este es un tipo de flujo opuesto al flujo laminar y se conoce como “flujo turbulento”.

La teoría clásica de mecánica de fluidos establece que las moléculas del fluido en contacto con la superficie del conducto permanecen inmóviles. Como resultado, se crea un perfil de velocidades a través de la sección del conducto debido a que las capas de fluido contiguas a las moléculas estáticas se ralentizan. Este efecto se vuelve menos intenso a medida que la distancia a las paredes del conducto aumenta. El efecto de frenada resultante es conocido como “fricción superficial” o “resistencia de la capa límite”, y explica las pérdidas de presión en conductos bajo un régimen de flujo laminar. La “capa límite” se puede definir como la capa de fluido que limita directamente con la superficie del conducto y cuya velocidad se ve afectada por el rozamiento.

FLUJO

FLUJO LAMINAR TRANSICIÓN FLUJO TURBULENTO

CAPA LÍMITE LAMINAR SUBCAPA LAMINAR

FLUJO LAMINAR

FLUJO TURBULENTO

RUGOSIDAD DE LA SUPERFICIE Y EFECTOS DE LA EROSIÓN-CORROSIÓN

En el caso de equipos fabricados en hierro fundido, la rugosidad de la superficie puede observarse a simple vista, aunque puede apreciarse mejor con la ayuda de un microscopio eléctrico de barrido.

La turbulencia del líquido puede producir impacto, una situación en la que la acción turbulenta del líquido bombardea la superficie del equipo y, de esta manera, acelera la erosión de la superficie del metal.

La turbulencia también provoca cavitación como resultado de la formación e implosión de burbujas de fluido dentro del líquido. Estas ondas de choque generadas por la implosión crean fuerzas destructivas de tal magnitud que comienzan a socavar el metal, lo que resulta en una superficie severamente picada.

Estos efectos se acentúan aún más por la corrosión y abrasión, produciendo una mayor reducción de la eficiencia del sistema.

Incluso las superficies aparentemente lisas se ven relativamente rugosas cuando se examinan bajo gran aumento...

Efectos típicos de la erosión-corrosión en el espolón de una bomba centrífuga.

...y la erosión-corrosión puede llevar a una mayor rugosidad de la superficie.

SISTEMA BELZONA 1341 (SUPERMETALGLIDE)

La pérdida de energía debida a los efectos de resistencia por la viscosidad y la rugosidad de la superficie, esta última acentuada por los efectos de la erosión-corrosión, puede reducirse aplicando un revestimiento protector en las superficies de manejo de fluidos del equipo.

Sin embargo, los recubrimientos convencionales tienen varias limitaciones:

• No ser capaces de crear una superficie lisa.

• La mala reología lleva a un espesor de capa excesivamente gruesa que puede afectar a las características del flujo.

• Estos recubrimientos no son suficientemente resistentes a los efectos de la erosión-corrosión.

cualquier área desgastada o picada es primero reconstruida hasta recuperar su contorno original. Para ello se utiliza Belzona 1111 (Super Metal), un componente de reparación mecanizable con aditivos cerámicos y de acero y con excelente adhesión a superficies metálicas.

A continuación se puede proceder con la aplicación de Belzona 1341 (Supermetalglide). Se aplica en dos capas de distinto color (para asegurar que se ha cubierto toda la superficie) mediante brocha, aplicador o pulverizador, con grosor típico de 250μ por capa. Este producto ha sido formulado para asegurar una superficie perfectamente lisa. El acabado y grosor del revestimiento son factores críticos para un rendimiento excepcional del producto, ya que reducen la resistencia por fricción sin alterar las características del flujo.

De igual importancia es la química única del revestimiento Belzona 1341 (Supermetalglide). El agua se desliza fácilmente por este producto gracias a su naturaleza hidrofóbica y el desgaste por abrasión se minimiza por la combinación de agentes lubricantes y aditivos resistentes a la abrasión.

Todo esto, acompañado por la resistencia al impacto, a la cavitación y a la corrosión, hace de Belzona 1341 (Supermetalglide) el material ideal para reducir el consumo de energía en sistemas de manejo de fluidos, particularmente bajo condiciones agresivas.

Belzona provee soluciones para minimizar los efectos de la abrasión, erosión-corrosión y cavitación en equipos que manejan fluidos, al tiempo que incrementa su rendimiento. Belzona también puede utilizarse en equipos nuevos para mejorar la eficiencia y reducir el consumo eléctrico, con lo que se reducen los costos de funcionamiento. Este sistema único permite ganar una mejora de eficiencia de hasta un 6% en bombas nuevas y, en aquellas ya en servicio, el aumento puede llegar incluso hasta un 20%.

En equipos de manejo de fluidos que han estado anteriormente en servicio,

Belzona® 1111 (Super Metal)

Belzona® 1341 (Supermetalglide) Primera capa

Belzona® 1341 (Supermetalglide) Segunda capa

AHORA, LA SOLUCIÓN DEFINITIVA:EL SISTEMA BELZONA 1111 (SUPER METAL) / 1341 (SUPERMETALGLIDE)

MEJORA DE LA EFICIENCIA CERTIFICADA POR LABORATORIO INDEPENDIENTE

Para probar Belzona 1341 (Super-metalglide), se utilizó una bomba centrífuga de succión final de una etapa con bocas de succión y descarga de 10 pulgadas (25,4 cm).La bomba sin revestimiento, fun-cionando a 1.300 rpm, elevaba 875 m3/h a 26,5 metros con un pico de eficiencia general de 83.5% (eficiencia general definida como la relación entre la energía de salida del flujo con respecto a la energía mecánica aportada por el eje).

ORGANIZACIÓN DE LA PRUEBALas pruebas se realizaron utilizando un sistema típico de circuito cerrado con series de mediciones de flujo/altura manométrica/potencia tomadas a lo largo de todo el rango de flujos entre 10% y 125% para crear una curva de rendimiento precisa, utilizando instrumentos calibrados adecuados a los estándares nacionales.

RESULTADOSLa prueba de la bomba revestida con Belzona 1341 (Supermet-alglide) mostró un aumento máximo del 6% en el pico de eficiencia. Significativamente, no se produjo ningún cambio importante en las característi-cas de altura manométrica/flujo, coincidiendo el punto óptimo de funcionamiento con el de la bomba sin recubrir.

Sólo Belzona 1341 (Supermetal-glide), a través de una prueba independiente, ha demostrado proporcionar una situación ideal de aumentos en la eficiencia de la bomba “a lo largo de todo el rango de operación” manteniendo, al mismo tiempo, las características originales de altura manométrica/flujo.

AHORRO DE ENERGÍA

Cualquier sistema de bombeo consume enormes cantidades de energía y, por tanto, el funcionamiento eficiente de estos equipos es esencial para optimizar los costos de operación. Cualquier aumento en la eficiencia supone un ahorro inmediato en consumo de energía y, considerando que estas bombas pueden funcionar por encima de las 5.000 horas anuales, este ahorro puede ser considerable.

Tómese, por ejemplo, la bomba probada por el National Engineering Laboratories, una unidad relativamente pequeña con un consumo de 75.7 kW en el punto de óptimo. Aplicando el sistema Belzona 1341 (Supermetalglide), el pico de eficiencia aumentó en un 6%, con una reducción del consumo de 5,1 kWh en el punto óptimo.

Considerando un ciclo de funcionamiento anual de 5.000 horas, el ahorro de energía para este periodo sería de 25.500 kWh. Reparar equipos desgastados o dañados con el sistema Belzona 1341 (Supermetalglide), o revestir equipos originales con Belzona 1341 (Supermetalglide), tendrá un efecto inmediato en los costos de funcionamiento, proporcionando muchos años de ahorro de energía y una protección efectiva contra la erosión/corrosión.

La prueba de Belzona 1341 (Supermetalglide) se realizó bajo estrictas condiciones de laboratorio, utilizando las instalaciones más modernas para el estudio de flujos del National Engineering Laboratories (Laboratorios Nacionales de Ingeniería), que, como parte del departamento de Comercio e Industria de Reino Unido, representa una de las más completas instalaciones para pruebas de bombas disponibles en cualquier lugar del mundo.

FLUJO

BOMBA NO REVESTIDA

AHORRO DE ENERGÍA

BOMBA REVESTIDA CON BELZONA 1341 (SUPERGLIDE)

PUIS

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REVESTIDA

NO REVESTIDA

FLUJO

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CONSERVACIÓN DEL RENDIMIENTO

Con una cuidadosa consideración de todos los parámetros que afectan al equipo de manejo de fluidos, Belzona 1341 (Supermetalglide) ha sido desarrollado para superar a los sistemas de recubrimiento tradicionales en las siguientes áreas:

La cavitación puede darse en cualquier equipo centrífugo de manejo de fluidos, en condiciones de funcionamiento normales. De esta manera, cualquier sistema de revestimiento debe ser capaz de resistir los daños bajo estas circunstancias.

Belzona 1341 (Supermetalglide) ha proporcionado resultados excelentes en pruebas utilizando un equipo de simulación de cavitación ultra-sónica, en comparación con otros recubrimientos convencionales como sistemas de epoxi con relleno metálico o de poliéster con fibra de vidrio.

Las partículas en suspensión en cualquier sistema de bombeo pueden provocar un rápido deterioro del recubrimiento protector.

Belzona 1341 (Supermetalglide) está diseñado para resistir estas condiciones agresivas “de arrastre”. Su excelente resistencia a la abrasión en inmersión, mostrada aquí en comparación con epoxis de relleno metálico y recubrimientos de fibra de vidrio en una prueba de abrasión en inmersión, aumenta sus posibilidades de aplicación para incluir aquellas relacionadas con sólidos arrastrados.

CAVITACIÓN ARRASTRE

SISTEMA DE FIBRA DE VIDRIO

EPOXI CON RELLENO METÁLICO

CONVENCIONAL

PÉRDIDA RELATIVA DE VOLUMEN POR UNIDAD DE TIEMPO A 20.000 CPS Y AMPLITUD 50

BELZONA 1341 (SUPERMETALGLIDE)

SISTEMA DE FIBRA DE VIDRIO

EPOXI CON RELLENO METÁLICO

CONVENCIONAL

PÉRDIDA RELATIVA DE VOLUMEN POR UNIDAD DE TIEMPO TRAS 1.000 CICLOS UTILIZANDO UN TEST TABER DE ABRASION HUMEDA

BELZONA 1341 (SUPERMETALGLIDE)

REVESTIMIENTOS PROTECTORES BELZONA

Los sólidos arrastrados y la cavitación pueden causar un daño severo, como se observa en los orificios y picado de los álabes del rodete.

El reemplazo del rodete supondría una inversión de varios millones de dólares. Por lo tanto, reconstruir y proteger con Belzona es la opción más económica.

ELIMINA EL COSTE ADICIONAL

Belzona proporciona soluciones para reparar las bombas en lugar de desechar el equipo, lo que reduce el coste del tiempo de parada y elimina los gastos de adquisición de una bomba nueva.

RepararAUMENTA LA EFICIENCIA DE LA BOMBA

Mediante la utilización de Belzona, los sistemas de bombeo reciben un acabado de superficie lisa que mejora el flujo e incrementa la eficiencia de la bomba.

Las carcasas viejas y desgastadas que están picadas y cubiertas de óxido pueden reducir la eficiencia de la bomba hasta un 20%.

Tratando los problemas de erosión-corrosión, Belzona crea un acabado de superficie lisa que aumenta la eficiencia de la bomba por encima de la ofrecida originalmente por el fabricante.

Mejorar

Salida de la bomba drásticamente reducida debido a daños por corrosión y cavitación.

Tras el revestimiento de la bomba con Belzona, su rendimiento aumentó drásticamente. Cuatro años después, la bomba mantenía un 9% más de eficiencia que en su condición anterior, prolongándose su vida en servicio.

PROLONGA LA VIDA DE LA BOMBA

Belzona crea una capa protectora y duradera resistente a la corrosión para proteger las áreas internas y externas de la bomba contra los efectos de la erosión y corrosión.

Proteger

Belzona fue fundada en Elland, West Yorkshire, Inglaterra, en 1952, especializándose en el revestimiento mediante proyección térmica de acero con zinc para proporcionar protección contra la corrosión y se ha convertido en líder en revestimientos para protección y compuestos para reparaciones dentro del mantenimiento industrial. Belzona cuenta con productos contrastados que reconstruyen, reparan y brindan mantenimiento a maquinarias, equipos, construcciones y estructuras.

Mediante inversiones significativas en investigación y desarrollo, Belzona continuamente evalúa y mejora su gama de productos para asegurar que se desarrollen constantemente soluciones impulsadas por el mercado a fin de superar las demandas de la industria, en constante aumento.

Los revestimientos epoxi Belzona ricos en zinc han evolucionado en una avanzada gama de productos constantemente renovada para situarse al frente de los sistemas poliméricos avanzados e ingeniería de mantenimiento.

En Belzona, es nuestro objetivo llegar a ser un valor indispensable para nuestros clientes. Reconocemos que los productos de calidad superior son solamente efectivos con un mecanismo de soporte que asegure su uso adecuado. Identificando esta necesidad, ofrecemos un soporte sin compromiso inigualable en esta industria.

Los Distribuidores globales autorizados de Belzona tienen sus propios Consultores Técnicos Belzona entrenados para servir a la industria local.

El Consultor Técnico Belzona le proporciona:

• Diagnóstico de su problema de mantenimiento

• Solución recomendada• Especificaciones de trabajo• Asesoramiento inmediato y

entrenamiento del personal de mantenimiento o equipo del contratista.

Belzona no es sólo un producto, sino un servicio industrial completo.Sobre Belzona Tecnología y soporte Servicio local, alcance global

PRODUCTOS DE CALIDAD – SOPORTE TÉCNICOLos productos Belzona® están fabricados siguiendo las más estrictas pautas de control de la calidad y de medio ambiente, y cumplen con los requerimientos reconocidos internacionalmente ISO 9001:2008 e ISO 14001:2004.Belzona® cuenta con una red de distribuidores global que opera en más de 140 países. Ofrece soporte local a través de Consultores Técnicos entrenados que se encargan de diagnosticar el problema, recomendar la solución y proporcionar asesoramiento y supervisión de la aplicación in situ 24 horas al día, 7 días a la semana.

Para más información, por favor contacte a su representante local Belzona:

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Los productos Belzona son fabricados bajo el Sistema de Calidad Registrado ISO 9000

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