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Taller Mecánico: Cambio del cierre mecánico en una bomba centrífuga

En esta entrada quiero mostraros una de las tareas de mantenimiento mas habituales que precisan las bombas centrífugas. Me refiero a la sustitución de su cierre mecánico. Ya he comentado en una entrada anterior la razón de uso de los sellos en las bombas centrífugas, sus tipos y características más notables. Los sellos o cierres mecánicos son elementos de cierre que no tienen por que gotear pero sí es posible que lo hagan e incluso presentar fugas intensas que nos obliguen a tomar la decisión de parar la instalación para sustituirlo antes de llegar a una parada planificada. La causa de este mantenimiento periódico podemos encontrarla en la concepción del cierre, formado por aros de sello que presionan uno contra otro. Estos aros son elementos de desgaste con una determinada duración de vida que puede acortarse drásticamente si las condiciones de funcionamiento de la bomba no son las adecuadas, funcionamiento con vibraciones, rodamientos en mal estado, cavitación, funcionamiento fuera de las condiciones previstas, mala refrigeración del cierre, etc. Pero no todo está perdido, el cierre podrá regenerarse siempre y cuando las condiciones de los aros de sello así lo permitan (lapeado de las caras) e incluso recuperarse simplemente sustituyendo estos aros por unos nuevos de repuesto.

En esta ocasión se ha cambiado el cierre mecánico a una bomba Sulzer tipo APP 43-250. Para una mejor descripción y comprensión del método de cambio incluyo a continuación una sección de la bomba y del montaje de su cierre mecánico.

Bomba Sulzer APP 43-250

Sección de una bomba APP 43-250

Montaje del cierre mecánico John Crane SB2

El cierre mecánico (433) se encuentra montado en la bomba sobre la camisa (524), también llamada casquillo protector de eje, en el eje de accionamiento del impulsor y fijo a la tapa (161) de la carcasa, posee una recirculación de agua para su refrigeración. Por tanto, debemos desacoplar la bomba y desmontarla para poder extraerle el cierre mecánico. Como siempre, debemos de asegurar que trabajamos bajo las condiciones necesarias de seguridad, el accionamiento bloqueado y candado en sala eléctrica, el candado en el bolsillo del operario que realiza la tarea, las tuberías de aspiración e impulsión vacías y sus válvulas cerradas y bloqueadas mediante candado o el medio de seguridad adecuado.

Cierre mecánico con recirculación de agua

Empezaremos sacando las mangueras de recirculación de agua del sello, desmontando la protección del acoplamiento flexible que monta la bomba, del tipo Fenaflex F100-RX30, desacoplándolo y extrayendo el separador del mismo para tener el suficiente espacio detrás como para extraer la bomba de su carcasa.

Desmontar protección y desacoplar bomba

Ya estamos en disposición de abrir la bomba, para ello sacamos los tornillos (901.1) que fijan el adaptador (344) sobre la carcasa o caracola de la bomba (102) y los tornillos que fijan el pie (183) de la bomba sobre su bancada. No es fácil abrir la bomba, debemos ayudarnos para ello de un par de tornillos (901.1) extraídos y que colocados sobre dos agujeros roscados a tal efecto sobre la brida de fijación del adaptador (344) nos permitirán abrirla de manera más cómoda. Nunca debemos golpear la brida o la bomba, ni tratar de introducir destornilladores u otros elementos entre la brida y la carcasa, a la larga, podemos dañar la bomba.

Sacamos los tornillos en la brida de cierre y el pie de la bomba

Nos ayudamos de dos tornillos roscados para su apertura

A continuación hemos trasladado la bomba así desmontada al taller para efectuar de manera cómoda la sustitución del cierre mecánico.

Bomba en el taller mecánico

Primeramente hay que desmontar el impulsor (230) que se encuentra fijo en el eje mediante el tornillo de fijación (914.1). Para sacar este tornillo usaremos la llave allen adecuada, cuesta bastante y hay que tirar de la llave incluso con un tubo porque el tornillo de fijación posee un sistema para que no se afloje consistente en aplicar 3 granetazos sobre la valona que tiene la cabeza del mismo.

Tornillo allen de fijación del impulsor

Una vez extraído el tornillo de fijación del impulsor podemos desmontar éste. En este caso, Sulzer utiliza un sistema en el cual el rodete o impulsor va roscado sobre el eje usando una rosca a derecha un tanto especial que sirve tanto para la fijación como para la transmisión de la potencia del motor al impulsor, digamos que podemos considerarla como una chaveta en forma de hélice. Dando un golpe seco al rodete, en sentido contrario a las agujas del reloj, lo sacaremos del eje sin ninguna dificultad.

Hemos sacado el tornillo de fijación del rodete

El impulsor se ha desmontado. El extremo del eje va roscado.

Rosca interior en el impulsor.

Lo siguiente que debemos retirar para poder acceder al cierre mecánico es la tapa de la carcasa (161) que se encuentra detrás del impulsor. Para ello sacaremos los dos tornillos (901.2) que la fijan sobre el adaptador (344) o brida de cierre de la bomba así como las cuatro tuercas (920.2) que fijan el cierre mecánico sobre la tapa de la carcasa. De esta forma el cierre mecánico se nos queda montado sobre el eje de la bomba con su junta de sellado (400.2) en su cara frontal de fijación sobre la tapa.

Tornillos de fijacion de la tapa desmontados

Detalle de las cuatro tuercas de fijación del cierre

Tapa de la carcasa desmontada

Cierre mecánico sobre el eje de la bomba

El cierre mecánico no va montado directamente sobre el eje de la bomba si no que lo hace sobre un casquillo (524) de protección del eje. La forma de fijación es por medio de la presión ejercida por un determinado número de prisioneros montados en la parte trasera del cierre que presionan sobre el casquillo ejerciendo así un esfuerzo radial sobre el eje y fijando todo el conjunto sobre el mismo.

Cierre mecánico con sus prisioneros de fijación

Por tanto debemos aflojar estos prisioneros para liberar el cierre. En nuestro caso, hemos sacado el cierre junto con el casquillo de protección todo junto. No hay problema, podemos separarlos ambos una vez fuera.

Aflojar los tornillos prisioneros de fijación

Se ha desmontado el cierre y el casquillo de protección

Cierre mecánico y casquillo extraídos

En una entrada anterior ya he hablado sobre los sellos de eje y cierres mecánicos. Vimos que su interior existen unos elementos elásticos que ejercen la presión suficiente y necesario sobre los anillos estático y giratorio que son los que sellan el paso del líquido bombeado. Al aflojar los tornillos prisioneros, lo que también estamos haciendo es eliminar la precarga o tensión de estos elementos elásticos. El cierre en cuestión que nos ocupa, así desmontado, no lo vamos a volver a montar y por eso esta circunstancia no debe preocuparnos. Si, por el contrario, estamos ejecutando otra tarea sobre la bomba, en la que es necesario el desmontaje del cierre y tenemos la certeza que vamos a volver a montarlo de nuevo, antes de aflojar los tornillos prisioneros de fijación debemos montar en el cierre unos elementos o dispositivos que permiten seguir manteniendo la precarga necesaria sobre los anillos de sellado, aún cuando aflojemos los tornillos prisioneros de fijación del cierre sobre el eje. Estos elementos vienen necesariamente montados sobre el cierre cuando lo compramos y es importante guardarlos por que los necesitaremos cuando realicemos alguna tarea sobre la bomba en la cual no es necesario sustituir el cierre. En nuestro caso no los hemos empleado por que el cierre mecánico de repuesto ya los lleva incorporados, veamos cuál es su utilidad.

Cierre nuevo con sus dispositivos (escuadras de aluminio) para mantener la precarga

En la imagen anterior puede compararse el cierre mecánico nuevo con el que hemos sacado de la bomba. Sobre él aparecen los elementos que mantienen la precarga del cierre, en forma de escuadras de fijación en aluminio. Estos elementos o escuadras no debemos retirarlos del cierre hasta el último momento, cuando ya se encuentre montado y fijo sobre el eje, de esta manera aseguramos la correcta carga entre las caras de los aros de sellado.

Para proceder al montaje del nuevo cierre, en primer lugar montamos el casquillo de protección sobre el eje de la bomba junto con una nueva junta (412.4), a tope, hasta su correcta posición, empleando grasa grafitada o de montaje para impedir el gripado entre ambos elementos. A continuación montamos el cierre sobre el casquillo si olvidar la junta de su cara frontal (400.2), de momento nos da igual su posición, no fijamos nada ni apretamos nada simplemente lo dejamos dentro. Seguimos montando la tapa de la carcasa (161) con sus tornillos (901.2) de fijación. A continuación fijaremos el cierre mecánico, mediante sus cuatro tuercas de fijación (920.2) sobre la tapa de la carcasa, de esta manera ya tenemos definida su posición axial sobre el eje de la bomba y podemos a continuación apretar los tornillos prisioneros que lo fijan sobre el eje. Este es el momento en el que podemos retirar los elementos de precarga y de esta manera aseguraremos la correcta presión de los elementos de sello en el interior del cierre mecánico. Si no lo hacemos así no tendremos la certeza que los elementos de sellado del cierre poseen la presión necesaria para el correcto funcionamiento del cierre y lo peor será que nos daremos cuenta de su mal funcionamiento cuando tengamos la bomba nuevamente cerrada y en funcionamiento.

Montaje de la tapa y fijación del cierre sobre la misma

Volvemos a roscar el impulsor sobre el eje de la bomba, hasta que haga tope en el casquillo protector de eje, lo aseguramos y fijamos mediante su tornillo allen de fijación que a su vez aseguraremos que no se afloje mediante unos granetazos sobre la valona de su cabeza para que se deforme hacia adentro, sobre los tres taladros mecanizados a tal efecto sobre el impulsor.

Montaje del impulsor

Montaje del tornillo de fijación del impulsor

Una vez ha terminado nuestro trabajo en el taller es hora de volver a cerrar la bomba, montar el acoplamiento y colocar las protecciones que hayamos quitado para realizar nuestra tarea. No olvidar volver a conectar las tomas de la recirculación del agua de refrigeración del cierre mecánico así como eliminar todos los candados y bloqueos que hayamos efectuado. Es importante vigilar la bomba tras su puesta en marcha para comprobar que no exista ningún problema como pequeñas fugas, etc.

Bueno, es todo, espero como siempre que os sirva de ayuda. Dejadme vuestras dudas o comentarios al respecto. Gracias.

Un saludo

mecantech@gmail.com


  1. Andrés
    23/10/2011 a las 22:52

    Excelente instructivo-

    • 24/10/2011 a las 06:34

      Me alegra saber que, como poco, es instructivo. Muchas gracias.

  2. manuel
    06/03/2012 a las 22:02

    magnifico, en las mias no tengo cierres de este tipo pero ojala hubiera mas trabajos de este tipo para los que nos gusta aprender

    • 06/03/2012 a las 23:19

      Gracias Manuel, sí, ese es el objetivo. Un saludo.

  3. ARNULFO BASTIDAS G
    04/10/2012 a las 20:17

    FELICITACIONES , EXCELENTE AYUDA DIDACTICA MECANICA ,BIEN POR ESA.

  4. manuel
    22/01/2013 a las 01:00

    muy buena informacion para la colocacion de un sello mec gracias

    • 22/01/2013 a las 07:21

      Gracias a vosotros. Espero que os sea útil. Saludos.

  5. Marcos cano
    05/06/2016 a las 05:48

    Hola.muy buena la explicación del manual
    Una pregunta yo soy de CBA capital y necesito saber dónde hacer cursos sobre mantenimiento de distintas bombas de aguas centrífugas

    • 06/06/2016 a las 06:24

      Hola Marcos, no dispongo de esa información. A ver si alguien puede aportarla. Gracias, un saludo.

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