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La ingeniería inversa respira nueva vida en bombas antiguas

Las bombas grandes generalmente se diseñaron para funcionar durante décadas, lo que las convierte en un activo valioso que requiere mantenimiento periódico.

Cuando el rendimiento de una bomba más vieja comienza a deteriorarse, puede ser una señal de que el impulsor está desgastado o la voluta se ha corroído, y para cuando esto suceda, encontrar piezas nuevas puede ser un desafío considerable. Afortunadamente, las técnicas modernas de diseño y los procesos de fabricación pueden crear una amplia gama de componentes utilizando ingeniería inversa.

Jesse Jackson, gerente de servicios al cliente en el centro de servicio móvil de Sulzer en Alabama, analiza qué se puede hacer para resucitar un activo de bomba envejecido.

Con los años, los fabricantes de bombas han creado muchos diseños diferentes de bombas para una gran cantidad de aplicaciones y cada una usó la tecnología disponible en ese momento. A medida que los modelos más antiguos continúan en servicio, el acceso a las piezas de repuesto se vuelve cada vez más difícil hasta que el fabricante no tiene ninguno disponible y deben crearse de forma única. En algunos casos, la compañía puede haber cerrado, pero las bombas aún requieren mantenimiento continuo.

En los casos en que el fabricante del equipo original (OEM) esté disponible, es posible que se puedan pedir nuevos componentes, incluso si tienen que fabricarse a partir de los planos originales como una construcción especial. La ventaja aquí son los dibujos, que proporcionan todos los detalles necesarios para crear un nuevo componente. El problema suele ser el tiempo de entrega. La mayoría de las instalaciones de fabricación de los fabricantes están dedicadas a los modelos de bombas actuales y reasignarlas a una tarea única puede generar un retraso adicional.

El segundo problema con este enfoque puede ser el costo. Las piezas OEM son exclusivas de sus productos y se fabrican según ciertos estándares, por lo que tienen una prima de precio. A medida que disminuye el stock de piezas de repuesto para las bombas más antiguas, la creación de piezas nuevas tiene un umbral de costo más elevado, lo que puede aumentar aún más los precios.

Recreando un diseño original

La alternativa es encontrar un tercero con la capacidad de ingeniería para crear un nuevo componente, sin dibujos o material de referencia. En el pasado, esto ha sido una práctica común para componentes menos complejos, pero la compleja geometría de las bombas ha dificultado esta tarea. El advenimiento de sofisticadas máquinas de medición de coordenadas, el software de modelado sólido 3D y el escaneo láser ha permitido recrear diseños complejos.

Además de la nueva tecnología de fabricación, también ha habido desarrollos significativos en materiales. Las bombas más antiguas a menudo se crean con materiales que no se pueden soldar con facilidad, como el hierro fundido y el bronce. En muchos casos, los materiales originales se pueden actualizar; el reemplazo de bronce con acero inoxidable es una ocurrencia común.

Las bombas, especialmente las grandes, se utilizan a menudo en condiciones abrasivas o corrosivas, que pueden reducir significativamente la vida operativa esperada de componentes como el impulsor. La actualización del material base causa un aumento relativo en el costo inicial de reparación, lo que mejorará la vida útil y reducirá el costo total de propiedad.

Además de los materiales utilizados para crear la bomba, el diseño detallado también se puede mejorar como parte de este proceso. Desde que se instaló la bomba original, el propósito o los requisitos de rendimiento pueden haber cambiado y esto se puede abordar como parte del proceso de diseño al crear un componente de ingeniería inversa. El diseño hidráulico es fundamental para el rendimiento de la bomba y se puede utilizar el último software de diseño y la dinámica de fluidos computacional (CFD) para ofrecer el diseño óptimo.

Procesos de fabricación mejorados

La tecnología moderna también ha mejorado el proceso de fabricación. Ya no es necesario construir un patrón y enviarlo a la fundición; un modelo de computadora ahora puede ser enviado por correo electrónico. Los núcleos y patrones de espuma se pueden hacer para componentes únicos, lo que reduce tanto el gasto como el tiempo para completar el proceso. Además, la llegada de la impresión 3D también se puede utilizar para crear moldes para componentes más pequeños, acelerando de nuevo el proceso para crear piezas de repuesto.

La ejecución de proyectos de ingeniería inversa aún lleva tiempo, pero el proceso puede estimarse con precisión, lo que permite a los propietarios del equipo la oportunidad de planificar cualquier parada del proceso y minimizar el impacto del proyecto de mantenimiento. En algunas industrias, como la generación de energía, una falla de la bomba puede tener que ser rectificada con una solución temporal hasta una interrupción programada, cuando la bomba puede ser removida y reparada con una solución más robusta. En casos como este, las medidas detalladas y el modelado se pueden realizar durante el proceso de reparación inicial, lo que permite que el nuevo componente se fabrique antes de la interrupción programada para minimizar el tiempo de inactividad.

Rejuvenecimiento después del servicio de 100 años

Sulzer ha adoptado todos los avances tecnológicos en la fabricación de componentes de bombas y los ha aplicado a proyectos en todo el mundo. Los ejemplos recientes incluyen una bomba que se construyó en 1912 y se usó como una bomba de dique seco. Había sufrido considerablemente por la corrosión tanto de la voluta como del impulsor, pero no había posibilidad de encontrar una pieza de recambio "de fábrica".

Con un impulsor de accionamiento vertical, la voluta pesaba 25,000 lbs (11 toneladas) y estaba construida en dos mitades, mientras que el impulsor pesaba 5,000 lbs (2.25 toneladas). Especialistas en ingeniería de bombas de Sulzer acompañaron a los ingenieros de servicio del sitio para ayudar con la extracción de la bomba, antes de su envío al Mobile Service Center, donde se fabricaron nuevos componentes.

Se proporcionó un servicio similar para una bomba de enfriamiento Westinghouse que necesitaba un nuevo impulsor y una campana de succión correspondiente. El nuevo impulsor se fabricó con acero inoxidable 316L y pesó 5,000 libras (2.25 toneladas), mientras que la nueva campana de succión se fabricó con acero inoxidable 304L. Los componentes coincidentes se instalaron durante una interrupción planificada en la planta de generación de energía.

Estos y muchos otros ejemplos muestran que es posible entregar piezas de repuesto de precisión para grandes bombas de manera rentable en un tiempo mucho más corto que el OEM, si aún existen. Además, los avances en la tecnología de diseño permiten incluir mejoras significativas en el rendimiento y la durabilidad, lo que reduce el costo de propiedad a largo plazo.

Informador de la industria de procesos

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