El alto costo del sellado ineficaz de rodamientos en bombas de lodo

Las bombas para lodos se utilizan comúnmente en la industria minera para transportar lodos abrasivos y corrosivos durante todo el proceso minero. Debido a la dura naturaleza de estos procesos, las bombas de lodo son propensas a sufrir fugas y fallas, lo que puede generar altos costos de mantenimiento. Los operadores de bombas tienden a centrar sus esfuerzos de mantenimiento preventivo en el extremo húmedo de una bomba (carcasa, impulsores, etc.) porque es donde se encuentran la mayoría de las piezas de desgaste.

Sin embargo, las fugas frecuentes dentro de las bombas de lodo y el ambiente húmedo creado por el agua de descarga provocan desafíos para el conjunto de rodamientos, lo que puede generar costos de mantenimiento sustanciales y evitables. Este artículo analizará la adopción de un enfoque proactivo para sellar eficazmente los conjuntos de cojinetes de bombas de lodo y resaltará las ventajas y desventajas de los tipos más comunes de sellos de cojinetes.

Para empezar, es importante comprender por qué es tan importante un sellado eficaz y una retención de la lubricación de los rodamientos. A menudo, los fabricantes de rodamientos hacen referencia a la vida útil de un rodamiento. La vida nominal L10 es la vida a fatiga que se puede esperar que alcance o supere el 90% de un grupo suficientemente grande de rodamientos idénticos que funcionan en condiciones idénticas.1 Sin embargo, según un fabricante de rodamientos, sólo el 10% de los rodamientos alcanzarán su vida útil. Vida útil L10, y este número es mucho menor para las bombas de lodo debido a la naturaleza desafiante de la aplicación. Las investigaciones sobre el análisis de fallas de los rodamientos muestran que la contaminación y la mala lubricación representan entre el 60% y el 70% de todas las fallas de los rodamientos. Incluso una entrada tan pequeña como de 0,002 % de agua en la carcasa del rodamiento puede reducir la vida útil del rodamiento en aproximadamente un 50 %. La conciliación de estos hechos con las características de la aplicación de la bomba de lodo explica por qué las fallas prematuras de los rodamientos son comunes.

El conjunto de cojinete está ubicado a sólo unas pocas pulgadas del sello del eje. Si ese sello tiene fugas o se lava con agua, el material abrasivo húmedo viajará a lo largo del eje hasta llegar al sello del rodamiento. Lo que suceda a continuación dependerá del tipo de sello utilizado para proteger esos rodamientos.

El sello de rodamiento más utilizado es el sello de labio porque es económico y está fácilmente disponible para su compra. Puede ser una solución eficaz a corto plazo, pero es propenso a desgastarse con el tiempo, especialmente cuando se expone a lodos abrasivos. La lechada arenosa queda atrapada debajo del labio del sello y erosiona el material, creando un espacio para que los contaminantes ingresen fácilmente al marco del rodamiento. Esto degradará rápidamente la calidad de la lubricación y cortará ranuras en el eje o en la camisa del eje, que eventualmente necesitarán ser reemplazadas.

Otra solución de sellado común es un sello laberíntico proporcionado por el OEM. Estos sellos dependen de una estrecha tolerancia con el eje, lo que proporciona una vía de fuga directa para que los contaminantes entren en la carcasa. Es adecuado para retener la lubricación de grasa pero proporciona poca resistencia al ingreso de contaminación externa.

Los costos obvios asociados con estas reparaciones incluyen piezas de repuesto (cojinetes, ejes, cubiertas, etc.), pero hay muchos otros costos que a menudo no se consideran. Estos incluyen las horas pasadas en el taller de mantenimiento quitando y volviendo a ensamblar bombas, las horas pasadas engrasando rodamientos que constantemente tienen fugas debido a sellos deficientes, análisis de vibraciones, pérdida de producción y tiempos de inactividad no planificados. Incluso unas pocas horas de inactividad en una instalación pueden costar cientos de miles de dólares.

Además, los problemas de la cadena de suministro que afectan a los OEM y a los proveedores de repuestos otorgan aún más importancia a la confiabilidad y disponibilidad del equipo. Las reparaciones básicas diarias de piezas relativamente económicas pueden provocar grandes retrasos en la puesta en funcionamiento del equipo.

Para evitar costosas reparaciones y reemplazo de piezas debido a un sellado deficiente de los rodamientos, las empresas pueden tomar una medida proactiva e instalar un aislador de rodamientos. Los aisladores de rodamientos son diseños sin contacto que constan de un estator y un rotor unificados para formar un sello laberíntico compuesto, lo que garantiza una protección permanente de los rodamientos contra la pérdida de lubricación y la entrada de contaminación. Debido a que son diseños sin contacto y sin piezas de desgaste, estos sellos duran toda la vida útil del equipo y se pueden actualizar fácilmente desde orientaciones de sello de labio.

Algunos aisladores de rodamientos están diseñados específicamente para los entornos hostiles y los desafíos del mundo de los lodos. Las grandes cámaras internas y los rotores evitan que los contaminantes entren en los sellos. Dado que los sellos no dependen del contacto con el eje para crear la interfaz de sellado, no hay desgaste en el eje o en el manguito del eje, si está presente. Los anillos unificadores garantizan que el rotor y el estator permanezcan juntos en condiciones extremas y las ranuras en D de gran tamaño pueden ayudar en entornos lubricados con grasa o aceite. Estos diseños ayudan a evitar que entren contaminantes en la carcasa del rodamiento, incluso bajo un rociado intenso y directo.

Recientemente, un equipo de mantenimiento en una mina de potasa estaba experimentando fugas constantes y altas tasas de falla en los conjuntos de rodamientos, lo que requería un mínimo de tres reemplazos por año. Esto resultó en aproximadamente ocho horas de producción perdida cada vez. Después de actualizar los aisladores de rodamientos en marcos que anteriormente usaban sellos laberínticos OEM, el equipo estimó un ahorro anual de $160 000 y un retorno de la inversión después de solo 11 días.

La instalación de una solución de sellado de rodamientos eficaz y permanente en las bombas de lodo puede aumentar la confiabilidad del equipo y reducir los costos de reemplazo, lo que ayuda a las empresas mineras a cumplir sus objetivos financieros y operativos.

Referencias

SKF. Vida nominal del rodamiento. skf.com/us/products/rolling-bearings/principles-of-rolling-bearing-selection/bearing-selection-process/bearing-size/size-selection-based-on-rating-life/bearing-rating-life

Chris Solfelt es el director de producto de Inpro/Seal. Tiene nueve años de experiencia en la industria de rodamientos y sellos para equipos rotativos, incluidos cinco años en Inpro/Seal. Para obtener más información, visite inpro-seal.com.