Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Presentación La Gerencia de Perforación División Sur, como parte correspondiente a la formación
de carrera académica de nuestro personal operativo y considerando el acuerdo de
participar en los diferentes temas con las Divisiones Norte y Marina, y de acuerdo a
los lineamientos establecidos por la Unidad de Perforación y Mantenimiento de
Pozos a través de la Gerencia de Ingeniería, fueron desarrollados nueve manuales
de Mantenimiento a Equipos, para la formación de carrera de personal de las
especialidades de Soldadura, Electricidad y Mecánica.
Estos manuales fueron elaborados a solicitud de Subgerencia de Ingeniería y
desarrollados por el Instituto Mexicano del Petróleo con la supervisión técnica del
especialista de cada área de la Subgerencia de Servicios a Pozos, considerándolos
el principio del plan de carrera para cada una de las áreas de mantenimiento a
equipos y serán la base de los cursos de capacitación para los mismos.
Agradezco la participación de todo el personal que estuvo involucrado directa e
indirectamente en la realización de los mismos, ya que es un logro para la
capacitación operativa de nuestro personal.
Atte:
Joaquín G. Obregón de la Cruz
Gerente
I
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
“Mejor que las piedras preciosas y el oro acuñado es el conocimiento”
Proverbio Bíblico.
II
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
ÍNDICE MANUAL VII
NIVEL II.- ENCARGADO DE MANTENIMIENTO MECÁNICO PÁG.
INTRODUCCION XI
OBJETIVO XIII
1. DINÁMICA E HIDRÁULICA BÁSICA 1 1.1.- Dinámica: Torsión, Velocidad, Trabajo y Potencia 1
1.2.- Definición y Clasificación de Hidráulica 4
1.3.- Formulario de Hidráulica 6
1.4.- Simbología Hidráulica 9
1.5.- Diagrama Hidráulico 11
1.6.- Bombas de desplazamiento positivo 11
1.7.- Bombas de desplazamiento no-positivo 12
1.8.- Partes principales de un circuito Hidráulico 12
1.9.- Sistema abierto y cerrado 13
1.10.- Tipos de bombas y su aplicación 14
1.11.- Tipos de válvulas y su aplicación 19
1.12.- Tipos de actuadores 21
1.13.- Accesorios Hidráulicos 22
1.14.- Elaboración de diagramas hidráulicos 23
1.15.- Interpretación de diagramas hidráulicos 23
1.16.- Tablas de fallas más comunes y su corrección 24
1.17.- Bitácora de mantenimiento 27
2. NEUMÁTICA BÁSICA 28 2.1.- Definiciones y características 28
2.2.- Simbología Neumática 30
2.3.- Circuitos neumáticos básicos 33
2.4.- Elaboración de circuitos neumáticos 34
2.5.- Interpretación de circuitos neumáticos 36
III
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
2.6.- Tipos de compresores de aire 38
2.7.- Tipos de válvulas 45
2.8.- Tipos de actuadores 48
2.9.- Accesorios Neumáticos 49
2.10.- Tablas de fallas más comunes y su corrección 50
3. MANTENIMIENTO III 53 3.1.- Llenado de formatos de mantenimiento mecánico 53
3.2.- Orden de trabajo de mantenimiento 54
3.3.- Aplicación de una orden de trabajo de mantenimiento 57
4. METROLOGIA DIMENSIONAL 58 4.1.- Breve historia de la metrología 58
4.2.- Equivalencias en el sistema inglés 59
4.3.- Equivalencia en el sistema Internacional (SIU) 63
4.4.- Conversión entre los sistemas de medición 72
4.5.- Principios básicos del calor 76
4.6.- Escalas de temperaturas y conversiones 78
4.7.- Errores de Medición, Origen y Corrección 79
4.8.- Uso del Plastigage 86
4.9.- Manejo del calibrador de hojas 86
4.10.- Uso del flexómetro 87
4.11.- Calibración, uso y lectura del micrómetro de exteriores 88
4.12.- Calibración, uso y lectura del micrómetro de interiores 89
4.13.- Calibración, uso y lectura de micrómetro de profundidades 90
4.14.- Calibración, uso y lectura del indicador de carátula 90
4.15.- Calibración, uso y lectura del deflexometro 91
4.16.- Calibración, uso y lectura del tacómetro manual 91
4.17.- Manejo del nivel de gota y manguera para nivelar equipos 92
4.18.- Calibración y manejo del torquímetro de carátula y de golpe 94
4.19.- Manejo de Indicadores telescópicos 94
4.20.- Calibración, uso y lectura del vernier en sus diferentes tipos 96
IV
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
5. MOTORES DETROIT-DIESEL MTU 98 5.1.- Principales características 98
5.2.- Enumeración de cilindros 104
5.3.- Ordenes de encendido 105
5.4.- Sistemas de operación del motor 105
5.5.- Verificación de tiempo del motor 109
5.6.- Procedimiento de afinación menor y mayor 110
5.7.- Calibración de válvulas 111
5.8.- Ajuste de inyectores 111
5.9.- Calibración de cremalleras 112
5.10.- Ajuste del gobernador 112
5.11.- Dispositivos de paro por emergencia 112
5.12.- Sistema de inyección electrónica 113
5.13.- Uso del escáner y método practico 113
5.14.- Carta de mantenimiento 114
5.15.- Fallas más comunes y su corrección 118
6. MOTORES CATERPILLAR 121 6.1.- Principales características y origen de los modelos 121
6.2.- Enumeración de cilindros 123
6.3.- Orden de encendido 123
6.4.- Sistemas de operación del motor 124
6.5.- Dispositivos de paro 132
6.6.- Procedimiento de una afinación menor y mayor 136
6.7.- Conversión de un turbo izquierdo a derecho y viceversa 139
6.8.- Instalación de la base del gobernador 139
6.9.- Comprobación de operación del gobernador 140
6.10.- Colocación del brazo del gobernador con bomba 141
6.11.- Ajuste de las perillas del gobernador UG-8 tipo cuadrante antes
y después del arranque del motor. 142
V
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
6.12.- Ajuste de compensación gobernador hidráulico 142
6.13.- Ajuste del actuador EG-3P 144
6.14.- Ajuste del gobernador mecánico 146
6.15.- Cambio de un conjunto de potencia 148
6.16.- Secuencia de torque T.G.A. (torque-giro-apriete) 153
6.17.- Carta de mantenimiento 153
6.18.- Fallas más comunes y su corrección 176
7. MOTORES EMD-645-E1 186 7.1.- Principales características 186
7.2.- Enumeración de cilindros y bancadas 192
7.3.- Orden de encendido 195
7.4.- Sistemas de operación del motor 195
7.5.- Dispositivos de paro por emergencia 203
7.6.- Procedimiento de afinación de motor diesel 205
7.7.- Aplicación de la tabla de inspección en una vuelta 206
7.8.- Cambio de rotación de un soplador roots 207
7.9.- Calibración de las válvulas de escape 208
7.10.- Ajuste de inyectores 208
7.11.- Calibración de cremalleras 209
7.12.- Ajuste del gobernador PGR y EGB 211
7.13.- Verificación de los tubos “P” 217
7.14.- inspección de pistones y anillos 218
7.15.- inspección de camisas de cilindros 219
7.16.- inspección de puentes hidráulicos 219
7.17.- inspección de metales de bancada y biela 223
7.18.- Cambio de un conjunto de potencia 225
7.19.- Prueba de acolchonamiento 235
7.20.- Carta de mantenimiento 237
7.21.- Colocación analítica y empírica del puntero del volante 239
VI
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
8. BOMBAS CENTRÍFUGAS 242 8.1.- Tipos de bombas y su aplicación 242
8.2.- Clasificación de bombas 244
8.3.- Características y partes principales 245
8.4.- Fallas más comunes y su corrección 249
9. COMPRESORES DE AIRE 251 9.1.- Principales características 251
9.2.- Principios de operación 252
9.3.- Sistemas de operación 253
9.4.- Pruebas y arranque 255
9.5.- Tablas de mantenimiento 256
9.6.- Fallas más comunes y su corrección 259
10. CENTRIFUGADORAS 262 10.1.- Principio de operación del la centrifugadora 262
10.2.- Partes principales 262
10.3.- Mantenimiento preventivo 262
10.4.- Fallas más comunes y su corrección 264
11. BOMBAS PARA LODO 265 11.1.- Principales características 265
11.2.- Principios de operación 266
11.3.- Sistemas de operación 270
11.4.- Proceso de alineación parte mecánica 272
11.5.- Reparación de la parte hidráulica 273
11.6.- Ajustes más comunes 279
11.7.- Fallas más comunes y su corrección 282
11.8.- Manejo del manual de partes 284
11.9.- Calculo de gasto de la bomba 284
VII
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
11.10.- Aplicación de la carta de mantenimiento 285
12. MESA ROTARIA 289 12.1.- Principales características 289
12.2.- Diferencias entre las diversas rotarias 290
12.3.- Reparación y mantenimiento de barra cardan 290
12.4.- Fallas más comunes y su corrección 291
12.5.- Aplicación de la carta de mantenimiento 299
12.6.- Carta de mantenimiento a caja de transmisión 301
13. MALACATE PRINCIPAL 13.1.- Principales características y principios de operación 302
13.2.- Tipos de malacate (frenos de disco y de banda) 302
13.3.- Sistemas de operación 304
13.4.- Cambio de balatas de freno principal y embragues 308
13.5.- Ajuste del freno de la corona 314
13.6.- Verificación y ajuste del sistema de frenos de disco 315
13.7.- Verificación del desgaste de tambores 322
13.8.- Sistema de transmisión 324
13.9.- Tipos de válvulas 324
13.10.- Sistema neumático 326
13.11.- Fallas más comunes y su corrección 327
13.12.- Manejo del manual de partes 328
13.13.- Aplicación de la carta de mantenimiento 329
14. FRENO AUXILIAR 339 14.1.- Principales características 339
14.2.- Tipos de freno auxiliar 340
14.3.- Principios de operación del freno electromagnético 341
14.4.- Especificaciones del Freno Electromagnético 343
14.5.- Recomendaciones de Mantenimiento 345
VIII
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
15. SISTEMA DE IZAJE 349 15.1.- características de los equipos de izaje 349
15.2.- Cartas de mantenimiento 352
15.3.- Ajustes más comunes 352
15.4.- Fallas más comunes 353
15.5.- Unión giratoria, reemplazo y calibración del tubo lavador,
sistema de empaque a uniflex 353
15.6.- inspección de la corona 380
15.7.- Verificación de las poleas de la corona 381
15.8.- Dispositivo protector de corona (Crown-o-matic) 381
15.9.- Lubricación de la polea viajera 382
15.10.- Operación y ajustes del gancho 382
15.11.- Manejo del manual de partes 384
16. BOMBA KOOMEY 385 16.1.- Principales características 385
16.2.- Sistemas de operación 392
16.3.- Precarga de acumuladores 395
16.4.- Manejo de las válvulas de control de cuatro vías (Ramlock) 396
16.5.- El llenado del depósito de aceite 397
16.6.- Interpretación del diagrama hidráulico 397
16.7.- Interpretación del diagrama neumático 397
16.8.- Fallas más comunes y su corrección 398
16.9.- Manejo del manual de partes 400
16.10.- Respaldo de Nitrógeno 400
16.11.- Aplicación de criterios para el cálculo de volumen
requerido para operar preventores 401
17. PREVENTORES 403 17.1.- Principales arreglos 403
IX
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
17.2.- Tipos de preventores 407
17.3.- Operación de preventores 412
17.4.- Ajustes más comunes 415
17.5.- Pruebas de campo 415
18. AGITADORES 419 18.1.- Principio de operación 419
18.2.- Tipos de agitadores más comunes 421
18.3.- Mantenimiento preventivo menor 422
18.4.- Mantenimiento preventivo mayor 422
18.5.- Los candeleros y las aspas 423
18.6.- Fallas más comunes y su corrección 424
19. MALACATES AUXILIARES 425 19.1.- Principio de operación 425
19.2.- Medidas de seguridad en su manejo 430
19.3.- Mantenimiento preventivo menor 433
19.4.- Mantenimiento preventivo mayor 437
19.5.- La válvula de control del malacate y su ajuste 441
19.6.- El manejo del cable de izaje del malacate 442
19.7.- Fallas más comunes y su corrección 446
APÉNDICE A ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 449
BIBLIOGRAFIA 457
X
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
INTRODUCCION
La Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos dentro del Sistema de
Desarrollo Profesional, está implantando procesos sistemáticos dinámicos y
permanentes, para lograr el desarrollo integral del Factor Humano; esto implica la
optimización, selección, preparación y edición del material didáctico para apoyar los
programas de cursos que emanen del sistema citado.
El manual para “Encargado de Mantenimiento Mecánico” esta dirigido al personal
que labora en el área de mantenimiento de los equipos de Perforación y
Mantenimiento de Pozos en la rama mecánica.
Su función fundamental es de gran importancia, ya que de su aplicación eficiente
depende la operación segura y oportuna de las unidades componentes de los
Equipos.
Como parte integral de los servicios de mantenimiento se cuenta con talleres de
Instrumentos, Válvulas, Árboles, Herramientas Especiales, Inspección Tubular,
Mecánico, Eléctrico y Laboratorio de Electrónica para desarrollar y complementar las
actividades de mantenimiento a las unidades componentes de los equipos de
perforación y mantenimiento de pozos.
XI
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Los Manuales de Mantenimiento elaborados en esta Edición, se encuentran
estructurados didácticamente de tal manera que se encuentran en ellos los
conocimientos básicos de mantenimiento: Estructural, Eléctrico y Mecánico, que
deben tener los ayudantes de Operario especialista: Soldador, Electricista, Mecánico y Operario de Segunda de Mantenimiento Mecánico, Encargados Soldador, Eléctrico y Mecánico, los Supervisores Eléctrico y Mecánico para
desempeñar con éxito la categoría que ostentan.
Se incluyen también los conocimientos básicos de Temas Conductuales, Control de
Brotes, Salud Ocupacional, Computación, Aritmética, Ortografía y Redacción que son
de interés general para todo el personal que labora en Mantenimiento, y que de
aprovecharlos, les ayudaran a tener los conocimientos necesarios para una mejor
nivel de vida, para ellos y sus familias que es una de las razones primordiales de las
Políticas de nuestras Autoridades de la Unidad de Perforación y Mantenimiento de
Pozos.
XII
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
OBJETIVO
Actualizar, nivelar y ampliar de manera teórica y práctica los conocimientos técnicos
y humanos del personal que labora en las categorías de ayudantes de Operario especialista: Soldador, Electricista, Mecánico y Operario de Segunda de Mantenimiento Mecánico, Encargados Soldador, Eléctrico y Mecánico, los Supervisores Eléctrico y Mecánico.
Quienes podrán de inmediato, o a corto plazo aplicar los conocimientos adquiridos
con la finalidad de optimizar tiempos, minimizar los riesgos de trabajo en las
operaciones de perforación y mantenimiento a pozos terrestres, lacustres y marinos.
Enfrentando con éxito los retos que ofrece la perforación en el siglo XXI.
XIII
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.- DINÁMICA E HIDRÁULICA BÁSICA 1.1.- Dinámica: Torsión, Velocidad, Trabajo y Potencia Dinámica. La dinámica es la parte de la Física que estudia movimiento de los cuerpos por
efecto de las fuerzas ejercidas sobre ellos y las Leyes que rigen estos movimientos.
Algunos conceptos básicos de la Dinámica son los siguientes.
Torsión.
Definición de Torsión: La deformación de un cuerpo sometido a dos pares de fuerza
que actúan en direcciones opuestas, de modo que cada sección del mismo sufre una
rotación respecto a otra sección próxima.
Las unidades de torsión que se manejan son:
SISTEMA METRICO DECIMAL
Kilogramo-metro (kg-m).
SISTEMA INGLES
Libras-pié (lb-pié).
Los factores de conversión que deben usar en este caso son los siguientes:
Para convertir de kg-m a Ib-pié:
Multiplique los kg-m por 7.22
Para convertir de Ib-pie a kg-m:
Multiplique las lb-pie por 0.1384
Velocidad. Todos los cuerpos se mueven; aún los que parecen quietos tienen movimiento, para
conocer la rapidez con que se desplazan, es necesario utilizar el concepto de
velocidad.
1
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Definición de Velocidad (V): La rapidez con que un cuerpo se mueve de un punto a
otro en determinado tiempo.
La fórmula para obtenerla es:
donde:
V = Velocidad del móvil.
d = Distancia recorrida.
t = Tiempo empleado .
Para calcular la distancia que el móvil reco
la velocidad por el tiempo.
donde:
d = Distancia recorrida.
V = Velocidad del móvil.
t = Tiempo empleado.
El tiempo se calcula conociendo la distanc
t =donde:
t = Tiempo empleado.
d = Distancia recorrida.
v = Velocidad del móvil.
Las unidades en las que se expresa la velo
SISTEMA METRICO DECIMAL
Kilómetro/hora (km/h) metro/seg
SISTEMA INGLES
V = --
d =
2
t
d -----
rrerá en determinado tiempo, se multiplica
ia que se ha de recorrer y la velocidad:
d ---------
cidad son:
undo (m/seg)
Vt
V
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
pie/minuto (pie/min) pie/segundo (pie/seg)
Asimismo, los factores que se deben emplear para transformar de manera
homogénea las unidades de velocidad y poder resolver el calculo son:
Para convertir de km/h a m/seg : Multiplique los km/h por 0.28
Para convertir de m/seg a km/h : Multiplique los m/seg por 3.6
Trabajo Definición de trabajo: Se realiza un trabajo cuando un cuerpo es desplazado una
cierta distancia por efecto de una fuerza.
La siguiente formula se utiliza para determinar el trabajo.
donde:
T = Trabajo en kg-m ó lbs-pie.
F = Fuerza en kg ó lb.
d = Distancia en m ó pie.
Normalmente el trabajo se expresa en las siguientes unidades:
SISTEMA METRICO DECIMAL
Kilogramo -metro ( kg -m )
SISTEMA INGLES
Libras-pie ( lbs-pie )
Los factores de conversión que se usan para homogenizar las unidades de trabajo
son:
Para convertir kg-m a lbs-pie: Multiplique los kg-m por 7.233
Para convertir de lbs-pie a kg-m: Multiplique las lbs-pie por 0.1382
Potencia
Definición de la potencia: La potencia es el resultado de hacer un trabajo en
determinado tiempo, y su valor se obtiene con la siguiente fórmula:
T = F d
3
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
T P= --- t donde:
P= Potencia en kg-m/seg ó lbs-pié/seg.
T= Trabajo en Kg-m ó lbs-pié.
t= Tiempo en seg.
Las unidades en las que se expresa la potencia son:
SISTEMA METRICO DECIMAL
Kilogramos-metro/segundo (kg -m / seg).
SISTEMA INGLES
Lbs-pie/segundo (lbs-pie / seg).
Para potencias grandes se utiliza el caballo de potencia (HP).
SISTEMA METRICO DECIMAL
HP= 76.04 kg-m/seg
SISTEMA INGLES
HP= 550 lbs-pié/seg
POTENCIA ELECTRICA
Hp = 746 Watts
1.2.- Definición y clasificación de Hidráulica
Hidráulica es la ciencia de transmitir fuerza o movimiento a través de un medio
liquido confinado. En un dispositivo hidráulico, la fuerza es transmitida empujando un
líquido confinado. La Figura 1.2.1., muestra un dispositivo hidráulico simple. La
transferencia de energía tiene lugar porque una cantidad de líquido es sujeto a
presión. Para operar los sistemas líquidos impulsados, el operador debe tener un
conocimiento de la naturaleza básica de los líquidos. Esté capítulo cubre las
propiedades de los líquidos y como deben actuar bajo diferentes condiciones.
4
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
La Presión es forzada contra un área especifica (fuerza por unidad de área),
expresada en libras por pulgadas cuadradas (PSI). La presión puede causar una
expansión o resistencia a compresión, de un fluido que este siendo forzado. Un fluido
es cualquier líquido o gas (vapor) Fuerza es cualquier cosa que tiende a producir o
modificar (empujar o jalar) un movimiento y es expresado en libras.
El rol de la presión atmosférica en la mayoría de los sistemas hidráulicos es
significativo. La figura siguiente muestra la interacción de presión hidráulica y
atmosférica bajo las tres condiciones establecidas.
5
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Un sistema hidráulico contiene y confina un líquido en el cual usa las leyes que
escribe algunos problemas básicos y componentes de un sistema hidráulico y
como un almacén y un acondicionador del fluido. Filtros, coladores y tapones
magnéticos de condición de fluido para remover impurezas dañinas que podrían
los conductos y dañar las partes. A menudo se usan intercambiadores de
la temperatura dentro de los límites de seguridad y prevenir la
nicamente son fuentes de energía
almacenes de fluidos.
ormulario de Hidráulica
Fuerza: la relación de fuerza, presión y área se expresa en la siguiente formula:
F = P x A
Donde
F = fuerza, en libras
P = presión en psi (libras por pulgada cuadrada)
A = área, en pulgadas cuadradas
Use la siguiente formula para determinar la distancia:
Donde:
F1= fuerza del pistón pequeño, en libras
D1= distancia de movimiento
lgadas
---------------- F2
gobiernan los líquidos para transmitir energía y producir trabajo. Este capítulo
d
condiciones del fluido. El depósito de aceite (bombas o tanque) usualmente sirve
obstruir
calor para conservar
degradación del aceite. Los acumuladores, téc
almacenada, es decir actúan como
1.3.- F
D2= F1 X D1
del pistón pequeño, en pulgadas
D2= distancia de movimientos del pistón grande, en pu
6
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
F2= fuerza del pistón grande, en libras
Ejemplo: Determine D2, cuando la fuerza del pistón grande es de 500 lbs., el
la fuerza del pistón pequeño es de 100
= f x d / t
movimiento del pistón es de 10 pulgadas,
libras.
Use la siguiente ecuación para encontrar la potencia:
P
Do
p = potencia, en caballos de fuerza (HP)
f = fuerza, en libras
d = distancia, en pulgadas
t = tiempo en segundos
Las ventajasDiseño Simple, en la mayoría de los caso
Suavidad: Los sistemas hidráulicos son suaves y silenciosos
• Control: Es relativamente fácil controlar un amplio rango de velocidad y fuerza.
• Costo: Alta eficiencia con mínima perdida por fricción a costo mínimo.
• protección Carga excesiva de: las válvulas automáticas protegen el sistema
contra una avería por presión excesiva
D2= ---------------- = 2” 100 X 10
500D2= ----------------
F2
F1 X D1
nde
del sistema hidráulico sobre otros métodos de transmisión fuerza son:
s, pocos componentes de diseño pueden
remplazar mecanismos de conexión.
• Flexibilidad: Los componentes hidráulicos pueden ser localizados con
facilidad. Las tuberías y mangueras en lugar de elementos mecánicos
prácticamente eliminan los problemas.
•
7
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
La principal desventaja de un sistema hidráulico es mantener en condiciones las
partes de precisión cuando están expuestas a climas adversos y una atmósfera
sucia. Hay que protegerlas contra el oxido, corrosión, suciedad, deterioro y otras
inclemencias del medio ambiente.
Definiciones
Hidráulica. Desde el punto de vista de la perforación, se define como la adecuada
distribución de la energía producida por las bombas de lodos para satisfacer los
os de presión de bombeo y gasto de
esarios para la operación de las barrenas.
llaje hidráulico, máxima fuerza de impacto,
uma de las caídas de presión por fricción en el sistema de
ón en el sistema (ps). Perdida de presión por fricción en el sistema
de circulación excluyendo la barrena..
Máximo caballaje hidráulico. Se refiere a gastar en la barrena el 30 % de la
potencia de las bombas.
Máxima fuerza de impacto. Se refiere a gastar el 50 % de la energía de la bomba
en la barrena.
requerimientos de limpieza de fondo y transporte de recortes, y las bombas diversas
que manejan líquidos en el equipo.
Ventana operacional. Limites operativ
circulación dictados por las condiciones del equipo superficial y los requerimientos
mínimos nec
Criterio de optimación. Se refiere al modo de utilización de la energía producida por
la bomba. Puede ser máximo caba
velocidad en toberas o velocidad anular.
Presión de bombeo. La s
circulación.
Caída de presi
8
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.4.- Simbología Hidráulica
Descripción Símbolo Descripción Símbolo Línea de trabajo
Válvula relevo de presión
Línea piloto
Válvula reducción de presión
Línea de desagüe
Válvula 5/3.
Conector Válvula 5/2.
Línea flexible
Válvula 4/3.
Punto de conexión Válvula 4/3.
Línea de cruce
Válvula 4/2.
Línea de flujo Válvula 3/3.
Tanque arriba nivel fluido
bomba
Tanque abajo nivel fluido
Motor
Válvula check
Motor dos sentidos de giro.
Bomba
Doble posición cuatro conexiones
Bomba
Tres posiciones cuatro conexiones
Restricción de arreglo
Acumulador de resorte
Restricción de arreglo
Acumulador de carga de gas
Variable de restricción Bomba
Motor no reversible
cilindro
Motor reversible
Bomba
9
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Descripción Símbolo
Descripción Símbolo
Filtro
Amplificador
bomba
Válvula de relevo Válvula trouugh
Motor de carga
Válvula direccional bomba Válvula direccional Válvula de control
direccional
Válvula de aguja
Bomba carga pesada
Tapón de ventilación
Bomba desplazamiento variable
Manómetro
Manómetro
Válvula de control de presión
Válvula de control direccional
Válvula de control de volumen
Pulsador de emergencia. Seta.
Válvula de control
Pulsador en general.
Solenoide
Accionamiento por leva.
Compresor
Accionamiento por rodillo.
Termómetro
Accionamiento por Motor eléctrico.
Manómetro
De simple efecto. Retorno por muelle.
Tanque De doble efecto.
Válvula selectora.
De doble efecto con amortiguador.
Regulador de presión.
De doble efecto con doble vástago.
Regulador de presión con escape.
Motor un solo sentido de giro.
Tabla: 1.4.1 Simbología hidráulica
10
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1.5.- Diagrama Hidráulico
Los diagramas de circuito hidráulico son figuras completas de un circuito hidráulico.
Se incluye en el diagrama una descripción, secuencia de operaciones, notas y lista
de componentes. Los diagramas de circuitos hidráulicos pueden ser de cuatro tipos:
de bloque, trazados, pictóricos y gráficos.
1.6.- Bombas de desplazamiento positivo
En estas bombas, un volumen determinado de líquido es entregado en cada ciclo de
operación de las bombas, la diferencia de presión es tan grande como la capacidad
de la bomba sin ser excedida. Si una válvula en la salida es completamente cerrada
en la bomba se establecerá una represión que pede romper la bomba. Por
consiguiente una bomba de desplazamiento positivo requiere una válvula de relevo a
una presión calibrada un 5% arriba de la presión en el sistema. La Figura
1.7.1.muestra una bomba de tipo reciproco y desplazamiento positivo.
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1.7.- Bombas de desplazamiento no-positivo
En estas bombas, el volumen de líquido entregado para cada ciclo depende en la
resistencia ofrecida al flujo. Una bomba produce una fuerza en el líquido que es
constante para cada velocidad particular de la bomba. Una resistencia en la línea de
descarga produce una fuerza en la dirección opuesta. Cuando estas fuerzas son
iguales, el líquido está en estado de equilibrio y no fluye.
Si la válvula de salida de una bomba de desplazamiento no-positivo es
completamente cerrada, la descarga de presión puede aumentar al máximo para
una bomba operando a la velocidad máxima y producir calor.
1.8.- Partes principales de un circuito Hidráulico
• Depósito de aceite
• Tubos
• Mangueras
• Conectores: fijos y rápidos
• Actuadores
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• Válvulas
• Válvulas reguladoras
• Válvulas de seguridad
• Válvulas check
• Bombas
• Motores
1.9.- Sistema abierto y cerrado
Sistema de centro abierto: En este sistema, la válvula de control debe estar abierta
en el centro para permitir a la bomba que el flujo pase a través de ella y regrese al
depósito. La figura muestra este sistema en posición neutral. Opera varias funciones
simultáneamente, un sistema de centro abierto debe tener sus conexiones
adecuadas.
Sistema de centro ceraceite no se requiere en
cerrada en el centro, pa
muestra un sistema
simultáneamente.
Figura.1.9.1.Sistema de centro abierto
rado: En este sistema, la bomba puede descansar cuando el
la operación. Esto significa que una válvula de control esta
rando el flujo de aceite desde la bomba. La Figura 1.9.2,
de centro cerrado. Puede operar varias funciones
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o
1.10.- Tipos de bombas
Las bombas hidráulicas
C.I.) en hidráulica (pre
actuador. Las bombas p
Las bombas pueden se
crear el flujo de líquido
rotatorias o reciprocante
a) Bomba centrifuga: de flujo es requerido a b
conectando la alimentac
este arreglo, las bomb
centrifuga es una bom
comunes son la de volut
(1)Bomba de vocámara con un puerto d
Figura.1.9.2.Sistema de centro cerrad
y su aplicación
convierten la energía mecánica desde un motor (eléctrico
sión) energía. La presión es usada luego de operar un
resionan en el fluido hidráulico creando el flujo.
r clasificadas de acuerdo al diseño específico usado para
. La mayoría de las bombas hidráulicas son centrifugas,
s.
Esta bomba generalmente es usada donde un gran volumen
aja presión relativamente. Estas pueden ser puestas en serie
ión de la descarga de una bomba en la succión de otra. Con
as pueden aumentar la presión de bombeo. Una bomba
ba de desplazamiento no-positiva, y los dos tipos más
a y la de difusor.
luta: Fig.9-1. Esta bomba tiene un bombeo circular en la
e entrada central (tubería de succión) y un puerto de salida.
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El impulsor rotatorio está localizado en la cámara de bombeo. Una cámara entre el
revestimiento y el centro del cubo es llamada voluta (caracol). El líquido entra a la
cámara bombeando a través de una entrada central y es atrapado entre las aspas
giratorias. La fuerza centrifuga lanza el líquido hacia afuera a alta velocidad y el
caracol dirige el líquido a través de un puerto de salida.
(2) Bomba de difusor: Funa serie de aspas estacion
Figura.1.10.2. Bomba de difusor
ig
Figura.1.10.1.Bomba de voluta
.9-2. Similar al tipo de voluta, una bomba difusora tiene
arias (la difusora) que curva en la posición opuesta a las
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aspas giratorias. La parte difusora aumenta la velocidad del líquido, forzando el flujo
en la descarga.
(b) Bomba rotatoria: Esta bomba de tipo de desplazamiento positivo, un movimiento
rotatorio lleva el líquido desde la entrada de la bomba hasta su salida. Una bomba
rotatoria es usualmente clasificada de acuerdo al tipo de elemento que transmite el
líquido.
(c) Bomba reciprocante: Una bomba reciprocante, depende de un movimiento
reciproco para transmitir el líquido desde la entrada o salida de la bomba. (d) Bombas de engranes: Las bombas de engranes se dividen en externas, internas o
de lóbulos.
- Externas: La Figura 1.10.3, muestra la operación principal de una bomba de
engrane externo. Los engranes giran en direcciones opuestas y se juntan en un
punto entre los puertos de entrada y salida succionando por medio de vacío y
descargando a presión del otro lado.
Internos: En estas bomba
engrane puede rotar o s
engrane interno ocasiona
acoplados. Todo gira dent
líquido sea atrapado en
bomba por los engranes a
Figura.1.10.3. Bomba de engrane
s un engrane gira dentro de otro en la bomba. Este tipo de
er rotado por un engrane compañero. La rotación del
la rotación del engrane externo, ya que los dos están
ro de la cámara excepto la media luna, ocasionando que el
los espacios de los engranes y sea forzado fuera de la
coplados.
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Figura.1.10.4. Bomba de engrane externo.
De lóbulos: La Figura.1.10.5, muestra una bomba de lóbulos. Esta difiere de otras
bombas de engranes, en que usa lóbulos en vez de engranes. El elemento impulsor
también difiere en una bomba de lóbulos. En una bomba de engranes uno mueve al
otro, en la de lóbulos ambos elementos son impulsados a por un engranaje externo.
Figura.1.10.5. Bomba de lóbulo
Bombas de alabes: En este tipo de bombas un rotor ranurado acoplado a una flecha
impulsora aloja un conjunto de alabes deslizables que giran dentro de una cámara
elíptica o circular, bombeando el fluido entre los espacios que hay entre alabe y
alabe
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Figura1.10.6. Bomba de alabes.
(e) Bomba de pistón: Las bombas de pistones son radiales o axiales.
Radial: En una bomba de pistón radial, los pistones son colocados radialmente un
bloque de cilindros. Un eje impulsor que está dentro del alojamiento circular, impulsa
el bloque de cilindros. El bloque gira en una flecha estacionaria que contiene los
puertos de entrada y salida. Cuando el bloque del cilindro gira, la fuerza centrifuga
lanza los pistones que el cual siguen el contorno del alojamiento circular.
Axial. En una bomba de pistones axiales, estos se mueven a lo largo del bloque
rotatorio que los contiene, es decir axialmente. Las hay en línea (rectas) y en ángulo,
pueden manejar presiones de hasta 5000 psi y velocidades de media a alta y gastos
de hasta 40 galones por minuto.
Operación de bombas: A continuación se mencionan algunos de los problemas que
pueden ocurrir cuando una bomba esta operando:
Sobrecarga: Un riesgo de sobrecarga por exceso en el impulso de rotación en el eje
impulsado. Puede aumentar la presión en forma excesiva sobrecargando la bomba.
También puede ser ocasionada por restricciones en las líneas. Exceso de velocidad: Correr una bomba a alta velocidad puede causar perdida de lubricación y
ocasionar fallas prematuras. El exceso de velocidad también puede provocar
cavitación.
Cavitación: La cavitación ocurre cuando el fluido disponible no llena los espacios
existentes. Esto usualmente ocurre en la succión de una bomba cuando las
condiciones no son capaces de soportar suficiente fluido manteniendo llena la
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entrada. La cavitación causa erosión en el metal en y la deteriora rápidamente. La
cavitación puede ocurrir si hay demasiada resistencia en una línea de succión o si el
depósito de aceite esta demasiado lejos de la entrada o si la viscosidad del aceite es
muy alta.
Problemas de operación: baja presión, baja velocidad, no entrega y ruido son
problemas comunes de operación en una bomba.
• Baja Presión: La baja presión significa que hay una fuga en la trayectoria del
sistema. Una bomba operada de forma incorrecta puede causar bajas presiones.
Una bomba puede perder su eficiencia gradualmente. Si embargo, la baja presión es
más usualmente causada por fugas de cualquier parte del sistema (válvula de relevo,
cilindros y motores).
• Operación Lenta: Esta puede ser causada por una bomba gastada o por una
fuga parcial de aceite en el sistema.
• No entrega; si el aceite no ha sido bombeado, la bomba:
- Puede estar ensamblada incorrectamente
- Puede estar en dirección incorrecta
- No ha sido purgada
- Tener un eje roto
• Ruido: Si escuchas algún ruido inusual, apaga la bomba inmediatamente. El
ruido de cavitación es causado por una restricción en una línea de succión, un filtro
sucio de succión o demasiada velocidad. El aire en el sistema también puede causar
ruido. El aire puede dañar severamente una bomba por que esta puede no tener
suficiente lubricación. Esto puede ocurrir si el depósito tiene poco aceite.
1.11.- Tipos de válvulas y su aplicación
Las válvulas son usadas en los sistemas hidráulicos para controlar el flujo o la
operación de los actuadores. Las válvulas regulan la presión creando condiciones
especiales de de presión, y mediante el control de cuanto aceite puede fluir en
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secciones de un circuito y a donde puede ir. Las tres categorías de las válvulas son:
de presión, de control y de flujo-(volumen) control direccional algunas válvulas tienen
múltiples funciones, posicionándolas en más de una categoría. Las válvulas son
catalogadas por sus medidas, presión, capacidades y flujo de presión.
Figura.1.11.1. Válvulas
1) Válvulas controladoras de presión:
a. válvulas de relevo
b. válvulas de reducción de presión
c. válvulas de secuencia
d. válvulas de contrabalance
2) Válvulas de control direccional:
e. válvulas “poppet”
f. válvulas de carrete giratorio o corredizo
g. válvulas check
h. válvulas de dos vías
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i. válvulas de cuatro vías
3) Válvulas de control de flujo:
j. válvulas de compuerta
k. válvulas de globo
l. válvulas de aguja
m. válvulas check de orificio
n. válvulas Igualadoras de flujo
1.12.- Tipos de actuadores
Un actuador hidráulico recibe energía de
presión y la convierte a fuerza mecánica y
movimiento, un actuador puede ser lineal o
rotatorio. Un actuador lineal da fuerza y
movimiento en línea recta. Este es más
comúnmente llamado cilindro. Un actuador
rotatorio produce torsión y movimiento de
rotación. Esto es más comúnmente llamado
motor hidráulico o motor.
Cilindro: Un cilindro es un actuador
hidráulico que es construido de un pistón
que opera en un alojamiento cilíndrico por la a
1.12.1, muestra las partes básicas de un cilindro. Un cilindro consta de un tubo
(alojamiento) en el cual opera un pistón. En un cilindro una barra es conectado a un
pistón que va a actuar sobre una carga. Las conexiones hidráulicas están al extremo
de la cabeza del puerto y al extremo de la barra del puerto.
cción de líquido bajo presión. La Figura
21
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Tipos de cilindros:
cción sencilla:
l:
.13.- Accesorios Hidráulicos
Figura.1.13.1. Probador de circuito hidráulico
a) Cilindro de a
b) Cilindro de doble acción:
c) Cilindro diferencial:
d) Cilindro no diferencia
e) Cilindro tipo ariete:
f) Cilindro tipo pistón:
g) Cilindro amortiguador:
h) Cilindro de bloqueo:
1
.
Figura.1.13.2.Manómetro
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Figura.1.13.3. Conectores para tubería.
1.14.- Elaboración de diagramas hidráulicos
Para elaborar un diagrama hidráulico se debe de hacer un esquema de la ubicación
de componentes y maquinaria que intervenga en el o los circuitos hidráulicos de los
que se pretenda elaborar el diagrama, especificando dimensiones, capacidades,
cedulas de tuberías, tipos de conexiones, fijas o desmontables, mangueras. Una vez
que se tienen estos datos se procede a elaborar el diagrama, sustituyendo los
componentes con los símbolos hidráulicos correspondientes que se mencionaron
anteriormente.
1.15.- Interpretación de diagramas hidráulicos
Para interpretar un diagrama hidráulico se necesita estar familiarizado con la
simbología correspondiente o auxiliarse con tablas de símbolos hidráulicos mas
comunes para la debida interpretación.
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Es conveniente identificar el origen o punto de inicio del sistema a partir del cual
funciona la unidad. Normalmente puede ser un tanque de almacenamiento de fluido
o una bomba impulsora.
1.16.- Tablas de fallas más comunes y su corrección
REPARTO DE PRESIÓN INADECUADO
PROBLEMAS
SOLUCIONES
El nivel de fluido en el aceite es demasiado bajo.
Checar el nivel en ambos lados del tanque, para asegurar que la succión de la bomba sea sumergida.
Succión del aceite en la tubería o el filtro esta tapado en la succión.
Limpiar el filtro; remover la obstrucción.
La filtración de aire en la línea de succión, causa ruido y acciones irregulares en el circuito de control.
Reparar fugas.
La viscosidad de aceite es demasiada para el suministro principal.
seguir recomendaciones del manual de servicio.
Giro del eje en dirección incorrecta. Hacer cambio inmediatamente para prevenir
Suciedad en la bomba. Desmantelar y limpiar la bomba.
El suministro de la bomba es incorrecto. Verificar presiones del el manual de instrucciones, hacer ajustes.
FALTA PRESIÓN EN EL SISTEMA
La bomba no reparte aceite en la sección de arriba.
Seguir por secciones la verificación de presiones y reparar falla.
* La válvula de relevo le falta capacidad. * La válvula de relevo tiene fugas. * El resorte de la válvula de relevo esta roto.
* checar en manual la presión. correcta * Verificar y reparar fugas. * Remplazar el resorte
La cabeza esta suelta Apretar la cabeza, checar el manual aprietes.
Las válvulas de control tienen filtración interna.
Bloquear partes del circuito para encontrar donde esta la filtración, y repararla falla.
El aceite en el tanque, recircula libremente a través del sistema.
Verificar si el retorno de la línea esta libre.
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BOMBAS CON RUIDO ANORMAL
PROBLEMAS
SOLUCIONES
La línea de succión, filtro, o succión de
tuberías restringidas parcialmente.
Limpiar la succión o eliminar las
restricciones, asegurese que la línea de
entrada este abierta.
Succión de aceite con burbujas de aire Use aceite hidráulico que tenga espuma.
El depósito de aire esta tapado. Limpiar o reemplazar el respirador.
La bomba opera demasiado rápido. Ver manual en velocidades máximas.
Viscosidad del aceite es demasiado alta. Use aceite viscosidad apropiada, checar
manual para recomendación de servicio
Partes son rotas. Remplazar partes rotas. PARTES ROTAS DENTRO DEL ALOJAMIENTO DE LA BOMBA
Presión de la bomba excesiva, arriba del límite
Checar el regulador, ajustar el máximo establecido en la bomba.
La succión falla, debido a la falta de aceite.
Checar el nivel del depósito, el filtro de aceite y restricción en línea de entrada.
El material sólido esta siendo depositado en la bomba.
Instalar un filtro en la línea de succión.
OPERACIONES LENTAS Entra aire al sistema. Verificar el sistema, reparar y purgar Los actuadores del cilindro o válvulas de control direccional tienen filtración interna.
Reemplazar el pistón o remplazar el cilindro, reparar la válvula, limpiar la unidad y limpiar de materias extrañas.
CALOR CAUSADO POR LA UNIDAD DE PODER (DEPOSITO, BOMBA, VÁLVULAS DE ALIVIO, ENFRIADORES)
La válvula de alivio con más presión, exceso del aceite a través del desprendimiento en varias partes de la válvula de alivio o válvula direccional.
Checar el manual de presión correcta: restablecer y ajustar válvula de relevo.
Filtraciones internas de aceite, debido al uso en la bomba.
Reparar o reemplazar la bomba.
La viscosidad de aceite es muy alta. Corregir viscosidad del aceite. Las bombas o válvulas de alivio tienen filtración
Reparar o reemplazar la válvula.
El enfriador de aceite funciona inadecuadamente en el corte.
Inspeccionar el enfriador, limpiar dentro y fuera.
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EXCESIVA TEMPERATURA EN EL SISTEMA
PROBLEMAS
SOLUCIONES Las líneas están restringidas Remplazar líneas si estas están
colapsadas, remover obstrucción. Las bombas no reparten la carga propiamente.
Asegurese que están abiertas las válvulas, y las válvulas de alivio esten en la posición correcta.
La radiación es insuficiente. Use enfriador artificial. La bomba tiene filtración interna. Localizar la filtración, y remplazar el
condensador. El depósito es demasiado pequeño para suministrar adecuado enfriamiento.
Remplazar la unidad con un depósito más grande.
Las válvulas o tuberías están sobrecargadas.
Checar flujo de velocidad a través de las líneas y válvulas, comparar en manual de recomendaciones. Si la velocidad es excesiva, instalar equipo más grande.
GIRO DEL MOTOR EN DIRECCIÓN INCORRECTA
Conductores se cruzan en el control de válvula y el motor.
Checar el circuito para determinar la conexión correcta del conductor entre la válvula de control y el motor.
EL MOTOR NO DESARROLLA Carga excesiva de la válvula de alivio, el ajuste establecido no es correcto.
Checar la presión del sistema, restablecer la válvula de alivio.
Válvulas de alivio abiertas Limpiar o remplazar la válvula de alivio, ajustarla.
El aceite circula libremente a través del depósito en el sistema.
Checar el control de la válvula, probablemente este en el centro abierto neutral.
La bomba no entrega suficiente gasto o presión.
Checar gasto y la presión, reparar o remplazar.
FILTRACIÓN DE ACEITE EXTERNO DESDE EL MOTOR Selle la filtración. Checar el motor por tres líneas.
CAÍDA REPENTINA DE PRESIÓN EN EL ACUMULADOR Acumuladores con externas e internas filtraciones.
Reparar la filtración o remplazar el acumulador.
PRESIÓN ANORMAL CUANDO LA BOMBA NO OPERA Línea hidráulica tiene una filtración de gas o válvula check.
Remplazar el check o la válvula de gas.
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RESPUESTA LENTA DEL ACUMULADOR
PROBLEMAS
SOLUCIONES El colador de aceite en el acumulador se detiene.
Desmantelar el acumulador, limpiar el colador.
El gas pre-cargado no es suficiente. Pre-cargar de acuerdo a las recomendaciones en el manual; checar la filtración de gas.
NOTA: Relevar las presiones internas antes de hacer reparaciones en los acumuladores o en el sistema.
Tablas.1.16.1. Fallas más comunes y su corrección
1.17.- Bitácora de mantenimiento
En esta bitácora de mantenimiento se lleva un control o reporte a cerca de los
avances del trabajo el cual se esta realizando, este reporte puede ser diario o
semanal, según el método más conveniente.
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2.- NEUMÁTICA BÁSICA
2.1.- Definiciones y características
Definición.
La neumática es una fuente de energía de fácil obtención y tratamiento para el
control de máquinas y otros elementos sometidos a movimiento. La generación,
almacenaje y utilización del aire comprimido resultan relativamente baratos y además
ofrece un índice de peligrosidad bajo en relación a otras energías como la
electricidad y los combustibles gaseosos o líquidos.
Características
El aire comprimido se utiliza para la operación de maquinas y herramientas, taladrar,
pintar, en transportadores neumáticos, en la preparación de alimentos, en la
operación de instrumentos y para operaciones en el sitio de uso (por ejemplo,
combustión subterránea). Las presiones van desde 25 psig (172 kpa) hasta 60 000
psig (413.8 Mpa). El empleo más frecuente es a presiones de 90 a 110 psig, que son
los límites de la presión normal en casi todas las fábricas.
Los circuitos en donde es empleado el aire comprimido se llaman circuitos
neumáticos y se componen de los siguientes elementos:
Elementos que producen aire comprimido: Los compresores
Elementos de control: Las válvulas
Elementos de transmisión de fuerza: Los cilindros
El comportamiento de los gases
El aire que respiramos de nuestra atmósfera terrestre es una mezcla de gases y
todos los gases están formados por pequeñas partículas llamadas moléculas, las
cuales se mueven rápidamente en todas direcciones ejerciendo una fuerza llamada
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presión. La presión entonces se puede definir como la cantidad de fuerza ejercida en
la unidad de área o superficie. Por ejemplo si un peso de un kilogramo está sentado
en un área de un centímetro cuadrado, empuja en esa área con una fuerza de un
kilogramo. La presión es también medida en libras por pulgada cuadrada (psi).
Si un aire a una presión de 1 kg/cm2 actúa sobre un área de 3 cm2, la fuerza ejercida
será de 3 kilogramos. Esto quiere decir que la presión de un aire no es la fuerza
total que recibe un recipiente, sino la presión del aire multiplicada por el número de
centímetros cuadrados de superficie que este tiene.
El peso de una columna de aire que se extienda desde la parte superior de la
atmósfera y que descanse en un centímetro cuadrado pesa 1.033 kilogramos al nivel
del mar; a mayores altitudes habrá menos aire arriba de nosotros, por lo tanto la
atmósfera ejercerá menor presión.
La presión atmosférica disminuye conforme estemos más arriba del nivel del mar.
Normalmente la presión atmosférica se mide con un barómetro, el cual mide la
presión indicando la altura de una columna de mercurio que balancea dicha presión.
Dicha columna a nivel del mar será de 760 mm de mercurio, que equivalen a una
presión de 1.033 kg/cm2.
La mayoría de los instrumentos medidores de presión la miden por arriba o por abajo
de la presión atmosférica, llamando a la presión indicada en estos instrumentos
presión manométrica.
Los instrumentos que miden la presión por debajo de la atmosférica se llaman
generalmente vacuómetros y están calibrados de 0 a 760 mm de Hg (mercurio),
cuando un instrumento de estos marca cero quiere decir que es la presión
atmosférica normal, en cambio si se lee 760 indicaría que es un vacío perfecto. El
vacío perfecto es prácticamente imposible obtenerlo, por lo tanto los equipos que
trabajen al vacío, solo lo harán a vacío parcial.
Supongamos que el manómetro de un cilindro de aire comprimido muestra una
presión manométrica de 10 kg/cm2, esto quiere decir que la presión del cilindro es 10
kg/cm2 arriba de la presión atmosférica.
29
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La “presión absoluta” es la presión manométrica más la presión atmosférica; así el
cilindro en cuestión, si esta a nivel del mar tendrá una presión absoluta de 10 +
1.033, o sea 11.033 kg/cm2.
2.2.- Simbología Neumática
Cilindros Símbolo: Descripción:
De simple efecto. Retorno por muelle.
De doble efecto.
De doble efecto con amortiguador.
De doble efecto con doble vástago.
Motor neumático de un solo sentido de giro.
Motor neumático de dos sentidos de giro.
Unidades de Tratamiento del Aire Símbolo: Descripción:
Filtro con purga de agua manual.
Filtro con purga de agua automática.
Filtro en general.
Refrigerador.
Secador.
Lubricador.
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Símbolo: Descripción:
Compresor.
Termómetro.
Manómetro.
Tanque.
Válvulas Símbolo: Descripción:
Válvula selectora.
Regulador de presión.
Regulador de presión con escape.
Válvula 5/3.
Válvula 5/2.
Válvula 4/3.
Válvula 4/3.
Válvula 4/2.
Válvula 3/3.
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Símbolo: Descripción:
Válvula 3/2.
Válvula 3/2.
Válvula 2/2.
Válvula 2/2.
Accionamientos
Símbolo: Descripción:
Pulsador de emergencia. Seta.
Pulsador en general.
Accionamiento por leva.
Accionamiento por rodillo.
Accionamiento por Motor eléctrico.
Accionamiento por Palanca.
Accionamiento por Pedal
Retorno por muelle.
Electro válvula servo pilotada.
Electro válvula servo pilotada gobernable manualmente.
Lógica
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Símbolo: Descripción:
Función igualdad.
Función negación.
Función AND.
Tabla.2.2.1. Simbología Neumática
2.3.- Circuitos neumáticos básicos En algunas ocasiones es necesario accionar una máquina desde una posición o más
posiciones, esto puede explicarse mediante el siguiente diagrama.
Figura.2.3.1.Circuito neumático básico.
En el circuito mostrado, el cilindro de accionamiento único puede activarse ya sea
pulsando el botón A o el B, pero es necesario que el circuito contenga una válvula de
doble efecto.
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CIRCUITO DE CONTROL AUTOMÁTICO
Este circuito funciona automáticamente porque el pistón acciona su propia válvula de
control (C) al activar las válvulas de mando A y B en cada extremo de su movimiento.
Mira el circuito e imagina que en ese momento el pistón se está volviendo positivo.
Cuando sea completamente positivo, el pistón activa la válvula A, que envía una
señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el orificio 2). Por
tanto, el pistón enseguida empieza a volverse negativo hasta que se activa la válvula
B. Entonces, la válvula B envía una señal de aire para activar la válvula C (que
conecta el orificio 1 con el 4) y el pistón empieza a volverse positivo de nuevo, y de
esta forma el ciclo se repite mientras se mantenga el suministro de aire.
Figura.2.3.2.Circuito neumático.
2.4.- Elaboración de circuitos neumáticos
Esquemas básicos.
Mando de un cilindro de simple efecto: El vástago de un cilindro de simple efecto
debe salir al accionar un pulsador y regresar inmediatamente al soltarlo.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.2.4.1. Cilindro de simple efecto
Para realizar este mando se precisa una válvula distribuidora 3/2 cerrada en posición
de reposo. Al accionar dicha válvula, el aire comprimido pasa de P hacia A; el
conducto R está cerrado. Por el efecto del muelle de reposición de la válvula, el
cilindro se pone en escape de A hacia R; el empalme de alimentación P se cierra.
Mando de un cilindro de doble efecto: El vástago de un cilindro de doble efecto
debe salir o entrar según se accione una válvula.
Figura.2.4.2. Cilindros de doble efecto
Este mando de cilindro puede realizarse tanto con una válvula distribuidora 4/2 como
con una 5/2. La unión de los conductos de P hacia B y de A hacia R en la 4/2
mantiene el vástago entrado en la posición final de carrera. Al accionar el botón de la
válvula se establece la unión de P hacia A y de B hacia R. El vástago del cilindro seis
hasta la posición final de carrera. Al soltar el botón, el muelle recuperador de la
válvula hace regresar ésta a la posición Inicial. El vástago del cilindro vuelve a entrar
hasta la posición final de carrera.
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Si se emplea una válvula distribuidora 5/2, el escape se realiza por R ó S. Para
regular la velocidad, basta incorporar válvulas de estrangulación.
2.5.- Interpretación de circuitos neumáticos
Los Circuitos Neumáticos, son la base complementaria de la neumática, se puede
decir que hay de mando directo de un cilindro de simple efecto, al realizar nuestro
circuito siempre debemos realizar nuestro plano de situación, para después dar una
solución a nuestro caso, en el plano de situación, debemos identificar las variables
del proceso. Lo anterior es con el fin de aplicarlo en la industria al armar nuestros
circuitos básicos, debemos tener nuestros elementos bien definidos, ahora bien es
importante también resaltar los niveles, ya sea descendente o ascendente, desde el
nivel 1 al 5 ya que con esta identificación podemos armar nuestro circuito en la
práctica.
En la industria de la perforación petrolera, uno de los sistemas neumáticos mas
importantes es el del malacate, del cual a continuación se describe su diagrama
neumático.
DIAGRAMA NEUMATICO DEL MALACATE
36
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.2.5.1. Diagrama neumático de un Malacate Principal
Donde:
1. Válvulas para operar embragues
2. Consola de control
4. Manómetro
5. Grifo para purga del aire
6. Soporte de la válvula de relevo
7. Rotosellos
8. Válvulas de relevo
9. Filtro de aire
10. Grifo para purga del aire
11 Cilindro para cambio de transmisión de alta a baja
13, 14, 15,16. conexiones de placa a manguera
19. cilindro para operar freno de corona
20. valvula toggle para operar freno de corona
37
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
2.6..- Tipos de compresores de aire
Compresores. Los circuitos neumáticos se alimentan de aire comprimido, así que es
preciso disponer de un sistema que lo genere. Un compresor es el sistema más
usual para generar aire comprimido, es una maquina que desarrolla un trabajo al
incrementar la presión de un gas, estas maquinas toman el aire a cierta presión y lo
descargan a una presión superior. La diferencia entre la presión de succión y la
presión de descarga representa el trabajo hecho por el compresor.
La relación de compresión abreviada “R”, es la relación de la presión absoluta de
descarga entre la presión absoluta de succión, su relación de compresión “R” será de
2.
succióndeabsolutaesiónadescdeabsolutaesiónR
PrargPr
=
Conforme un compresor obliga a las moléculas de aire a estar mas cerca, su
velocidad también se incrementa.
Este aumento en la velocidad molecular causa un aumento en la temperatura, este
aumento depende de la naturaleza del gas, de la temperatura de succión y de la
relación de compresión “R”, entre mayor sea “R” mayor será el aumento de
temperatura.
Si la temperatura de succión aumenta, también aumentará la temperatura de
descarga. Si comparamos los gases ligeros con los gases pesados encontramos
que los primeros se calientan más para una misma “R” que los segundos. Para una
buena operación la temperatura final de un aire comprimido no debe ser superior a
ciertos límites especificados. La temperatura de descarga puede ser bajada, bajando
el valor de “R”, enfriando el aire antes de comprimirlo, o enfriando el compresor. El
valor de “R” puede ser bajado reduciendo la presión de descarga, aumentando la
presión de succión, o ambas cosas.
Unidades y condiciones estándares.
38
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
En el sistema internacional (SI), la unidad estándar de presión para los compresores
es el kilopascal (kpa). En algunos países es la única unidad que se puede emplear
por ley en los manómetros de los compresores. En Europa el comité de fabricantes
de compresores, bombas de vació y herramientas neumáticas (PNEUROP) y en
Estados Unidos, el Compressed Air and Aire Institute (CAGI), prefieren utilizar el bar
como unidad estándar para unidades: PNEUROP y CAGI han seleccionado como
condiciones estándar 1bar (14.5 lb/pulg2) (100 kpa). 20°C (68°F) y 0% de humedad
relativa. La unidad de flujo en ISO es m3/s, aunque todavía se emplean m3/h, m3/min,
y L/s. En EUA se emplean pie3/min (cfm) y pie3/h (cfh). La potencia se expresa en
kilowatts (PNEUROP) y en caballos de potencia (CAGI)
Tipos de compresores
Los compresores son aparatos o maquinas que sirven para comprimir un fluido, el
cual generalmente es aire a una presión dada. Existen dos categorías de
compresores, los que operan por desplazamiento volumétrico son llamados
compresores de desplazamiento positivo, y los turbo compresores, en donde el aire
es arrastrado por una rueda móvil, a tal velocidad que se traduce en un aumento de
presión en la rueda y en el difusor de salida. La mayoría de estos compresores son
de movimiento reciprocante, pero hay algunos que son de movimiento rotatorio.
Compresor de desplazamiento positivo
Figura.2.6.1. Desplazamiento del pistón
Figura.2.6.2.Compresor movimiento rotatorio
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En un compresor rotatorio o soplador, la parte que desplaza el aire gira, mientras que
en uno reciprocante se desplaza hacia delante y hacia atrás.
En un compresor reciprocante, una carrera hacia delante y una hacia atrás es una
revolución, si el aire es descargado solamente en la carrera hacia adelante o en la
carrera hacia atrás el compresor se denomina de simple acción o simple efecto o sea
que descarga una vez por revolución.
Compresor reciprocante o de desplazamiento positivo
Figura.2.6.3.Carrera de compresión Figura.2.6.4.Carrera de succión o admisión
En un compresor de simple efecto la carrera hacia adelante es la carrera de
compresión, y la carrera hacia atrás es la carrera de succión o de admisión,
La mayoría de los compresores de servicio pesado son de doble acción o doble
efecto, donde el aire es comprimido en ambos lados del pistón o sea, tiene dos
carreras de descarga por revolución.
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Figura.2.6.5.Compresor de doble acción Figura.2.6.6.Compresor de pistón o embolo
El compresor de pistón o de émbolo es el más antiguo y extendido, se emplea
exclusivamente para presiones elevadas. A la cantidad de aire que un compresor
descarga se le llama capacidad del compresor.
Los HP (caballos de fuerza) requeridos por un compresor dependerán del trabajo
hecho en un tiempo dado y de la eficiencia mecánica del compresor, o sea la relación
entre los HP suministrados por el elemento motriz y los HP entregados al gas.
Sin embargo, la llamada eficiencia volumétrica de un compresor es la relación entre
el aire realmente descargado y el teóricamente factible de ser descargado, o sea si
disminuye la cantidad de aire descargado por un compresor disminuye su eficiencia
volumétrica.
Puesto que cuando un compresor trabaja a relaciones de compresión elevadas, la
cantidad de aire que permanece en el espacio libre es mayor, su eficiencia
volumétrica tiende a bajar. Cuando baja la eficiencia volumétrica de un compresor el
trabajo realizado baja, y cuando el trabajo baja se requieren menos HP.
Sin embargo la eficiencia volumétrica no afecta significativamente a la eficiencia
mecánica del compresor, resumiendo:
Si la eficiencia volumétrica baja:
• La capacidad de la compresora, baja
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• Los HP requeridos, bajan
• La eficiencia mecánica, sigue prácticamente igual
Control de la capacidad de descarga de los compresores
Control De Capacidad Del compresor por Estrangulamiento con Válvula. .Algunas
veces es necesario cambiar la capacidad o cantidad de aire descargado de una
compresora, esto puede hacerse por estrangulamiento de la línea de succión, por
medio de una válvula, figura siguiente.
Figura.2.6.7.Control de la capacidad de estrangulamiento por válvula
Control de capacidad por espacios libres.- Al final de cada carrera de compresión,
algo de aire queda atrapado en el espacio libre entre el pistón y las paredes del
cilindro. El volumen de aire que permanezca dentro del espacio libre afectará la
eficiencia volumétrica del compresor, entre mayor sea este volumen menor será la
eficiencia volumétrica y menor será la cantidad de aire descargado, por lo que es
posible controlar la capacidad por medio de espacios libres.
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Figura.2.6.8.Control de capacidad por espacios libres
Control de La Capacidad por válvulas descargadoras.- Cuando es posible abrir
manualmente una de las válvulas de succión de un compresor decimos que es una
válvula “descargadora”, en la Figura 2.6.9, se muestra una válvula de este tipo la cual
puede ser abierta por medio de un volante de mano
.
Figura.2.6.9.Control de capacidad por válvula descargadora con volante
En ocasiones el volante de mano es sustituido por un “descargador” automático
usando un pistón y resortes, donde al presionar la parte superior del pistón se abre la
válvula descargadora. Los descargadores automáticos pueden ser controlados por
la presión de succión o de descarga del propio compresor.
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Figura.2.6.10.Control de capacidad por válvula automática
Control de Capacidad por Variación de Velocidad.- Otra forma de controlar la
capacidad de un compresor es variando la velocidad del compresor. En los motores
de combustión interna bajo carga, es posible variar la capacidad del compresor entre
el 75 y 100%, al disminuir su velocidad disminuye su consumo de combustible y por
lo tanto los costos de operación, es por lo tanto un método muy eficiente de controlar
capacidad de compresores, movidos por motores de combustión interna.
En la mayoría de este tipo de máquinas la velocidad del motor es ajustada
automáticamente, ver figura siguiente.
Figura.2.6.11.Control de capacidad por variación de velocidad
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Aquí el controlador regula la velocidad estrangulando la entrada de combustible al
motor, y puede estar conectado para que responda a cambios de presión o cambios
de flujo en la descarga del compresor.
En el caso de compresores movidos por motores eléctricos, estos últimos tienen
velocidad constante y es antieconómico usar motores eléctricos de velocidad
variable, por lo que el control de capacidad por variación de velocidad está limitado a
compresores movidos por maquinas de combustión interna.
La mayoría de los compresores de desplazamiento positivo trabajan a bajas
velocidades, las turbinas son elementos motrices de alta velocidad, por lo que,
cuando se usan para mover este tipo de compresores debe usarse un reductor de
velocidad, que en algunas ocasiones es de velocidad variable.
En los arreglos mas usados en reductores de velocidad, trenes de engranes o
bandas en “V”, en los cuales según sean las dimensiones de los engranes o de las
poleas, será la relación de velocidad entre el elemento motriz y el elemento
impulsado
2.7.- Tipos de válvulas
Figura.2.7.1.Circuito de válvula y cilindro
Una válvula de tres orificios es un interruptor empleado para controlar el flujo de aire.
El tipo que se ve en la Figura 2.7.1, tiene el componente denominado conjunto
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rotor, que se mueve dentro de la válvula cuando se pulsa o se suelta el botón. Su
función es dirigir el flujo de aire por la válvula. Cuando se pulsa el botón, se deja
pasar el aire comprimido del suministro de la tubería 1 a la tubería 2 (que está
conectada al cilindro).
Un cilindro de accionamiento único usa aire comprimido para producir movimiento
y fuerza. Tiene un pistón que puede deslizarse "hacia arriba" y "hacia abajo". Un
muelle hace subir al pistón dentro del cilindro. Sin embargo, cuando la válvula se
acciona, como se muestra en el dibujo, el aire comprimido entra en el cilindro y le
obliga a bajar su émbolo. El aire del otro lado sale por el orificio de escape.
Válvula de tres vías y dos posiciones (3/2) Figura.2.7.2.Válvulas tres vías
Observa que el símbolo muestra la vía 1 bloqueada, pero las vías 2 y 3 están conectadas, como en la válvula real. Ahora noten aire en cuenta la mitad inferior del símbolo e imagina que cuando se pulsa el botón, la parte superior del símbolo se desliza por la mitad inferior, como se ve en el dibujo. Esto indica que los orificios de la válvula real están conectados cuando se pulsa el botón. La mitad inferior del símbolo indica las conexiones dentro de la válvula cuando no se pulsa el botón, y la superior cuando se pulsa
Figura.2.7.3. Control Dual Control Dual
A veces es necesario ser capaz de accionar una máquina desde más de una posición. El circuito de este dibujo funciona de esta forma. El cilindro de accionamiento único se puede activar pulsando el botón A o el B. El circuito, no obstante, tiene que contener una válvula de doble efecto.
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Figura.2.7.4. Válvula de doble efecto Válvula de doble efecto y conector en T
La válvula de doble efecto tiene tres orificios, y contiene un pequeño pistón de caucho que se mueve libremente dentro de la válvula. Si el aire entra por un orificio, el pistón es empujado a la posición contraria y el aire no podrá salir por allí. Si la válvula de doble efecto del circuito anterior se sustituyera por un conector tipo T, el circuito no funcionaría. Ni la válvula A ni la B podrían utilizarse para activar el cilindro.
Funcionamiento de un circuito con válvula 5/2 Figura.2.7.5. Circuito con Válvula
Además de los dos cilindros de doble efecto se usan en este esquema una válvula 5/2 y un regulador de caudal o de flujo. La válvula 5/2 es accionada por una palanca. Cuando el conjunto rotor está en la posición indicada en el diagrama 1, el aire comprimido pasa por la válvula entre los orificios 1 y 2, y el aire hace que los pistones "salgan". El aire aprisionado debajo de los pistones sale por las tuberías y por la válvula saliendo a la atmósfera por el orificio 5. Cuando la palanca se desplaza a la otra posición, el conjunto rotor sube, como se ve en el diagrama. Ahora, sigue el flujo del aire del diagrama, y verás que los pistones "entran". El aire aprisionado encima de los pistones sale.
Figura.2.7.6. Válvula antirretorno Válvula antirretorno
Son aquellas que impiden el paso del aire en un sentido y lo dejan libre en el contrario. Tan pronto como la presión de entrada en el sentido de paso aplica una fuerza superior a la del resorte incorporado, abre el elemento de cierre del asiento de la válvula.
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2.8.- Tipos de actuadores
Los actuadores neumáticos, utilizan el aire comprimido como fuente de energía y son
muy indicados en el control de movimientos rápidos, pero de precisión limitada. En
ellos, la fuente de energía es aire comprimido entre 5 y 10 bar. Existen dos tipos de
actuadores neumáticos:
En los motores neumáticos de aletas rotativas, se consigue el desplazamiento de un
embolo encerrado en un cilindro, como consecuencia de la diferencia de presión a
ambos lados de este. Existen dos clases de cilindros neumáticos que son de simple
o de doble efecto. En los primeros, el embolo se desplaza en un sentido como
resultado del empuje ejercido por el aire a presión, mientras que en el otro sentido se
desplaza como consecuencia del efecto de un muelle (que recupera al embolo a su
posición en reposo). En los cilindros de doble efecto el aire a presión es el encargado
de empujar al embolo en las dos direcciones, al poder ser introducidos de forma
arbitraria en cualquiera de las dos cámaras.
Generalmente, con los cilindros neumáticos solo se persigue un posicionamiento en
los extremos del mismo y no un posicionamiento continuo. El posicionamiento
continuo se consigue con una válvula de distribución (normalmente de accionamiento
directo) que canaliza el aire a presión hacia una de las dos caras del embolo
alternativamente.
Los motores de pistones axiales tienen un eje de giro solidario a un tambor que se ve
obligado a girar las fuerzas que ejercen varios cilindros, que se apoyan sobre un
plano inclinado. Las siguientes figuras se muestran como ejemplos de actuadores:
Figura.2.8.1.Actuador cremallera y piñón
Figura.2.8.2.Actuador tipo Rotatorio
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Figura.2.8.3.Tipo cremallera y piñón
Figura.2.8.4.Actuador de paletas
FUERZAS EN UN CILINDRO DE ACCIONAMIENTO DOBLE
Figura.2.8.5.Cilindro doble acción Explicación
La fuerza producida por un cilindro de accionamiento doble en el sentido que consideramos positivo, no es igual a la fuerza que produce en el sentido negativo. Esto puede explicarse mirando el pistón del cilindro y recordando que: F = p . S Observa que las superficies de las caras "frontal" y "posterior" del pistón no son iguales. La biela del pistón reduce el área de la cara "posterior". Así que aunque la presión del aire en ambos lados del pistón sea la misma, la fuerza producida será menor para un pistón en sentido negativo.
2.9.- Accesorios Neumáticos
Los accesorios neumáticos son los componentes de los circuitos que hacen posible
la unión entre ellos considerando sus diferentes medidas, formas de salida y entrada,
su conexión en el lugar de aplicación, grifos para purga de aire, soportes de válvulas,
rotosellos, conexiones de placa a manguera, filtros de aire, etc.
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Figura.2.9.1. Manómetros Figura.2.9.2.Termostatos (de inmersión y capilares), controladores de nivel
2.10.- Tablas de mantenimiento
REPARTO DE PRESIÓN INADECUADO
PROBLEMAS
SOLUCIONES
La presión de aire en el sistema es demasiado baja.
Checar compresor drenar, trampas de agua y limpiar o cambiar filtros de aire, revisando las líneas de aire que no tenga fugas.
La succión del aire en la tubería o el filtro esta tapado en la entrada.
Limpiar filtro; remover la obstrucción.
Fuga aire en la línea de entrada, causa ruido y acciones irregulares en el control.
Reparar fuga.
Suciedad en el compresor Desmantelar y limpiar el compresor.
La presión incorrecta en varios repartos del compresor.
Ver el manual de instrucciones apropiado.
DEFICIENCIA EN LA PRESIÓN DEL SISTEMA La presión de aire en el sistema no es constante y es demasiado baja como se mencionó anteriormente
Seguir las recomendaciones dadas.
* La válvula de relevo fue fijada a una presión que no es suficientemente alta. * La válvula de relevo tiene fuga de aire. * El resorte de la válvula de relevo esta rota.
* Incrementar la presión establecida en la válvula, checar el manual. * Verificar lo establecido. * Remplazar el resorte
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PROBLEMAS
SOLUCIONES
La cabeza esta suelta Apretar la cabeza, checar el manual. Las válvulas de control tienen fugas internas.
Bloquear partes del circuito y localizar falla donde esta la filtración, reparar.
El aire en el tanque, recircula libremente a través del sistema.
Verificar si el retorno de la línea si esta abierto.
COMPRESOR CON RUIDO ANORMAL
La línea de succión, filtro, o succión de tuberías restringidas están parcialmente obstruidas.
Limpiar la Succión, eliminar restricciones, asegurar que la línea de entrada este abierta.
El depósito de aire esta tapado. Limpiar o reemplazar el respirador.
El compresor esta operando demasiado
rápido.
Ver el manual apropiado para
recomendaciones de velocidades
máximas.
Las partes están rotas. Remplazar las partes rotas. PARTES ROTAS DENTRO DEL COMPRESOR
Presión excesiva arriba del límite máximo fijado en el manómetro del compresor.
Checar el regulador del máximo establecido en el compresor.
Ruptura debido a la falta de aceite. Checar el nivel de aceite, verificar daño y reparar
NO OPERA EL SISTEMA
El sistema falla con algunos problemas listados en la tabla anterior.
Seguir las soluciones recomendadas anteriormente.
OPERACIONES LENTAS El aire es presentado en el sistema. Verificar el sistema Válvulas de control tienen una fuga interna.
Reparar válvula, limpiar la unidad y remover las materias extrañas.
Opera lento al inicio después, la temperatura incrementa, la velocidad baja lentamente después de calentarse.
Checar El manual de lubricación adecuado.
SE CALIENTA EL COMPRESOR La válvula de alivio es calibrad a mas alta presión de lo necesario,
Checar el manual de presión correcta: restablecer la válvula de relevo.
Fugas internas de aceite, debido a la operación del compresor.
Reparar el compresor.
La viscosidad de aceite es muy alta.
Checar el manual del aceite y usar checar a varias temperaturas.
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PROBLEMAS
SOLUCIONES
El enfriador de aire funciona inadecuadamente en el corte.
Inspeccionar el enfriador, limpiar dentro y fuera.
EXCESIVO LA TEMPERATURA EN EL SISTEMA Las líneas están restringidas Remplazar líneas comprimidas, remover
obstrucción si están parcialmente tapadas.
El compresor no reparte la descarga adecuadamente.
Verificar ajuste de presión de válvulas de alivio este en la posición correcta.
El radiador es insuficiente. Verificar operación del sistema de enfriamiento.
El depósito de aire es demasiado pequeño para suministro adecuado
Remplazar la unidad con un depósito más grande.
Las válvulas o tuberías están sobrecargadas.
Checar el flujo de la velocidad a través de las líneas y las válvulas, comparar estas con el manual de recomendaciones.
GIRO DEL MOTOR EN DIRECCIÓN INCORRECTA Conductores se cruzan entre el control de válvula y el motor.
Checar el circuito para determinar la conexión correcta del conductor entre la válvula de control y el motor.
EL MOTOR NO DESARROLLA La carga de la válvula de alivio es excesiva, el ajuste establecido no es correcto.
Checar la presión del sistema, restablecer la válvula de alivio.
Válvulas de alivio abiertas Limpiar o remplazar la válvula de alivio, ajustarla.
El aceite circula libremente a través del depósito en el sistema.
Checar el control de alivio.
El compresor no entrega suficiente presión.
Checar el compresor y su presión, reparar o remplazar.
PRESIÓN ANORMAL CUANDO NO OPERA Línea tiene filtración, o válvula check fuga
Remplazar o reparar válvula o reparar línea.
NOTA: Relevar las presiones internas antes de hacer reparaciones en los compresores o en sistema.
Tabla.2.10.1.- Mantenimiento, fallas y correcciones
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3.- MANTENIMIENTO III 3.1.- Llenado de formatos de mantenimiento mecánico Las actividades de mantenimiento ejecutadas en las unidades de cualquier
instalación, tienen primordialmente el objetivo de evitar interrupciones en los
procesos productivos, originadas por unidades que tengan que sacarse de operación
por alguna causa no deseada o no prevista.
Por lo general, el mantenimiento aplicado a las unidades se basa en el cumplimiento
de un programa, que se emite con una frecuencia variable especificada en horas o
en días, pudiendo ser en éste último caso semanal, mensual ó anual.
En el programa se establecen las actividades de mantenimiento, así como la
periodicidad o frecuencia con la que se aplican.
Las actividades de mantenimiento mecánico que se van a realizar, se clasifican en
diferentes maneras, por ejemplo: Mantenimiento Mayor, Mantenimiento Menor,
Lubricación, etc. dependiendo de la complejidad y la frecuencia de la aplicación.
La relación detallada de las actividades de mantenimiento cualquiera que sea su
clasificación, se encuentra en las Cartas de Mantenimiento, y éstas a su vez forman
parte del Manual de Procedimientos.
Tanto la frecuencia de aplicación, como las actividades a ejecutar, se especifican
tomando en cuenta factores como son los siguientes:
Características del servicio que presta la unidad.
Tiempo que permanece en servicio la unidad.
Condiciones del medio ambiente que rodean la unidad.
Recomendaciones del fabricante.
Experiencia adquirida durante la ejecución de los programas.
Cualquier otra información obtenida de libros, manuales, etc.
Tomando como base el Programa Calendarizado Anual, se elabora el Programa
Semanal, y de acuerdo a éste se emiten las Ordenes de Trabajo correspondientes a
cada unidad considerada en ese programa.
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Los formatos de la orden de trabajo tienen particular importancia, ya que la
información que contienen es de utilidad para diferentes conceptos como son:
Registro del cumplimiento o incumplimiento del programa.
Re-programación de actividades no ejecutadas.
Registro histórico del mantenimiento para cada unidad.
Registro de información estadística.
Registro del costo del los materiales utilizados.
Registro del costo de la mano de obra utilizada
Considerando lo anterior, se hace evidente, que la utilidad de la información
contenida en el formato de la Orden de Trabajo, será mayor en cuanto esté mas
completa y sea verídica.
3.2.- Orden de trabajo de mantenimiento mecánico
En las páginas siguientes se muestra la vista frontal y el anverso del formato de una
orden de trabajo, en la cual hay los espacios suficientes para anotar la información
necesaria, relacionada con los datos del equipo, de la unidad, de los materiales
utilizados, del tiempo de ejecución y los nombres y categorías del personal que la
ejecuta.
También se detallan las precauciones que se tienen que tomar, para cumplir con la
Normatividad relacionada con la Seguridad Industrial, así como con todos los
aspectos ecológicos relacionados con la protección al entorno.
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Figura.3.2.1. Formato de orden de trabajo
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Figura.3.2.2.Reverso de formato de orden de trabajo
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3.3.- Aplicación de una orden de trabajo de mantenimiento mecánico
Cada semana, se emiten las Órdenes de trabajo para las unidades comprendidas en
ese período en el Programa Calendarizado.
Estas Órdenes, se entregan al Encargado de Mantenimiento Mecánico, quien es el
responsable de la ejecución de la misma.
Para ejecutar la orden, se requiere tener disponible la Carta de Mantenimiento
correspondiente. También se requiere tener disponibles los materiales, herramientas,
equipos e instrumentos recomendados.
En la Carta de Mantenimiento se detallan las actividades de mantenimiento en una
secuencia lógica para su ejecución. Cuando el caso los requiere, se dan los valores
de parámetros a medir, comprobar y registrar, como pueden ser:
Valores de Temperatura.
Dimensiones Máximas ó Mínimas.
Presiones.
Tolerancias.
Valores de Torsión (Torque)
Valores de Voltaje.
Valores de Corriente
Cuando así lo requiera la Orden, los valores solicitados deberán registrarse, ya que
esta información sirve de apoyo para los registros estadísticos.
Una vez llenado el formato de la Orden, el Encargado de Mantenimiento Mecánico lo
entrega al Supervisor de Mantenimiento Mecánico, quien efectúa los registros
correspondientes, para hacerlo llegar al Encargado de Rama Mecánico.
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4.- Metrología Dimensional
4.1.- Breve historia de la metrología
Se considera que el primer sistema de medición “SISTEMA METRICO” fue
desarrollado en Francia en el año 1800.
La unidad de longitud se tomo como igual a 1/10 000 000 de la cuarta parte de un
meridiano (polo norte al ecuador) y se le denominó metro. La unidad de volumen fue
un cubo de 1/10 de metro por lado llamado litro.
La masa de agua que llena este cubo fue el kilogramo, o sea, el estándar de masa;
es decir, 1 litro de agua = 1 kilogramo de masa. Se construyeron barras y pesas
metálicas, conforme a estas prescripciones, para el metro y el kilogramo. Se
seleccionaron una barra y una pesa para que fueran las representaciones primarias.
En la actualidad el kilogramo y el metro se definen de manera independiente y el litro
aún cuando durante muchos años se definió como el volumen de un kilogramo de
agua a la temperatura de su máxima densidad 4°C y bajo una presión de 76 cm de
mercurio, ahora se considera igual a un decímetro cúbico.
En 1866, el congreso de Estados Unidos reconoció formalmente las unidades
métricas como un sistema legal y en consecuencia permitía su aplicación en Estados
Unidos.
En 1893 los Estados Unidos fijaron los valores de la yarda y de la libra en términos
del metro y del kilogramo, respectivamente como, 1 yarda = 3600/3937 m, y 1 libra =
0.453 592 4277 Kg.
En 1959, por acuerdo entre los laboratorios nacionales de normas de las naciones de
habla inglesa, las relaciones que se aplican en la actualidad son:
1 yd = 0.9144 m, por lo que 1 pulg. = 25.4 mm exactamente y 1lb = 0.453 592 37
Kg, o bien, 1lb = 453.59 g (aproximadamente).
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En 1960 en la décima primera Conferencia General Internacional Sobre Pesas y
Medidas redefinió y amplio el sistema, con el fin de incluir otras unidades físicas y de
ingeniería.
A este ampliado se le dio el nombre de SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
(SIU)
El Sistema Internacional consta de siete unidades básicas, dos unidades
suplementarias, un conjunto de unidades derivadas, coherentes con las básicas y las
suplementarias, y un conjunto de prefijos aprobados para la formación de múltiplos y
submúltiplos de las diversas unidades
Actualmente, la mayoría de los países del mundo, tienden a unificar sus sistemas
de unidades y tratan de adoptar el Sistema Internacional de Unidades (SI).
Desgraciadamente, las medidas del SI no han sido totalmente adoptadas en muchas
aplicaciones industriales por el alto costo que esto significa.
En Estados Unidos, no obstante que el sistema internacional de unidades tiene
avance, todavía se utiliza en un gran porcentaje de industrias el sistema antiguo de
unidades (USCS), por esta razón, conviene estar familiarizado tanto con el sistema
internacional de unidades como con el sistema de unidades en Estados Unidos
(USCS).
4.2.- Equivalencias en el sistema inglés
Sistemas de unidades: Un sistema de unidades está formado por dos tipos de unidades: unidades
fundamentales y unidades derivadas.
Son unidades fundamentales o unidades básicas, las que sirven como base para
formar un sistema de unidades.
Unidades derivadas, son aquellas que están formadas por dos o más unidades
básicas.
Actualmente se conocen seis sistemas de unidades: tres sistemas absolutos y tres
gravitacionales.
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Sistemas absolutos de unidades:
Los sistemas absolutos, tienen como unidades fundamentales, las de longitud,
masa y tiempo:
1.- MKS absoluto; Metro, Kilogramo, segundo, m/s, m/s2; (m) (Kg) (s)
2.- cgs absoluto; centímetro, gramo, segundo, cm/s, cm/s2; (cm) (g) (s)
3.- Sistema Inglés absoluto; pie, libra, segundo, ft/s, ft/s2; (ft) (lb) (s)
Unidades derivadas del sistema MKS absoluto:
Fuerza………………………….. Newton (N), Kg . m/s2
Energía……….......................... Joule (J), N . m
Potencia……………………….. Watt (W), J/s
Presión……………………….… Pascal (Pa), N/m2
Unidades derivadas del sistema cgs absoluto:
Fuerza…………………………..…... Dina cm.g/s2
Energía…………………………..……Ergio Dina.cm.
Potencia…………………………..…. Ergio/s
Unidades derivadas del sistema Inglés absoluto:
Fuerza……………………..………… Poundal lb.ft/s2
Velocidad……………………………. ft/s
Aceleración…………………………. ft/s2
Sistemas de unidades gravitacionales:
Los sistemas de unidades gravitacionales tienen como unidades básicas o
fundamentales, las de longitud, fuerza y tiempo:
1.- MKS gravitacional; metro, Kilogramo, segundo; (m) fuerza ó (s) Kilopondio (Kgf)
2.- cgs gravitacional; centímetro, gramo fuerza, segundo; (cm) gf (s)
3.- Sistema Inglés gravitacional; pie, libra fuerza, segundo; (ft) (lbf) (s)
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Unidades derivadas de los sistemas gravitacionales:
MKS gravitacional; Masa unidad técnica de masa (UTM); ( Kgf/m/s2 ) MKS
cgs gravitacional; Masa unidad técnica de masa (UTM); (gf/cm./s2 ) cgs
Sistema Inglés gravitacional; Masa Slug, lbf; ft/s2
Para interpretar correctamente las unidades de un sistema, al leer un libro, algún
escrito científico o problema, si la masa está expresada en Kilogramos, gramos o
libras, la fuerza en Newtons, Dinas o Poundals, se trata de sistemas absolutos. Si la
masa está expresada en UTM,o Slug, la fuerza en Kilogramos o libras, se trata de
sistemas gravitacionales.
Sistemas de unidades
Nombre Unidades Sistema Ingles
Sistema Métrico
Sistema CGS
Sistema Internacional(SI)
Longitud L 1 pie 1 m 1 cm 1 m Masa M 1 slug 1 kg 1 g 1 kg
Fuerza F 1 lb - 1dina 1 N Tiempo T 1 s 1 s 1 s 1 s
Tabla.4.2.1.Sistemas de unidades
Equivalencias en sistema inglés
Unidades de longitud
NOMBRE plg pie yd mm m Km 1 plg (in) = 1 0.08333 0.02778 25.4 0.0254 - 1 pie (ft) = 12 1 0.333 304.8 0.3048 - 1 yd = 36 3 1 914.4 0.9144 - 1 mm = 0.03937 3281x10-6 1094x10-6 1 0.001 10-6
1 m = 39.37 3.281 1.094 1000 1 0.001 1 km = 39 370 3281 1094 10-6 1000 1
Tabla.4.2.2.Sistema Ingles: Longitud
61
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Unidades de área
NOMBRE plg2 pie2 yd2 cm2 dm2 m2
1 plg2 = 1 - - 6.452 0.06452 64.5x10-5
1 pie2 = 144 1 0.1111 929 9.29 0.0929 1 yd2 = 1296 9 1 8361 83.61 0.8361 1 cm2 = 0.155 - - 1 0.01 0.0001 1 dm2 = 15.5 0.1076 0.01196 100 1 0.01 1 m2 = 1550 10.76 1.196 10 000 100 1
Tabla.4.2.3.Sistema Ingles: Área
Unidades de volumen
NOMBRE plg3 pie3 yd3 cm3 dm3 m3
1 plg3 = 1 - - 16.39 0.01639 - 1 pie3 = 1728 1 0.037 28320 28.32 0.283 1 yd3 = 46 656 27 1 765400 - - 1 cm3 = 0.06102 3531X10-8 1.31X10-6 1 0.001 10-6
1 dm3 = 61.02 0.03531 0.00131 1000 1 0.001 1 m3 = 61023 3531 130.7 10-6 1000 1
Tabla.4.2.4.Sistema Ingles: Volumen
Unidades de masa
NOMBRE dram oz lb g kg Mg 1 dram = 1 0.0625 0.003906 1.772 0.00177 - 1 oz = 16 1 0.0625 28.35 0.02835 - 1 lb = 256 16 1 453.6 0.4536 - 1 g = 0.5644 0.03527 0.002205 1 0.001 10-6
1 kg = 564.4 35.27 2.205 1000 1 0.001 1 Mg = 564.4x103 35 270 2205 106 1000 1
Tabla.4.2.5.Sistema Ingles: Masa
62
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Unidades de trabajo y energía
NOMBRE pie-lbf kgf-m J kW-h kcal Btu 1 pie-lbf = 1 0.1383 1.356 376.8x10-9 324x10-6 1.286x10-3
1 kgf-m = 7.233 1 9.807 2.725x10-6 2.34x10-3 9.301x10-3
1 J = 0.7376 0.102 1 277.8x10-9 239x10-6 948.4x10-6
1 kW-h = 2.655x106 367.1x103 3.6x106 1 860 3413 1 kcal = 3.087x103 426.9 4187 1.163x10-3 1 3.968 1 Btu = 778.6 107.6 1055 293x10-6 0.252 1
Tabla.4.2.6.Sistema Ingles: Trabajo y Energía
Unidades de potencia
NOMBRE hp kgf-m/s W kW kcal/s Btu 1 hp = 1 76.04 745.7 0.7457 0.1782 0.7073 1 kgf-m/s
= 13.15x10-
33.6x106 9.807 9.807x10-3 2.344x10-
39.296x10-3
1 W = 1.34x10-3 0.102 1 10-3 239x10-6 948.4x10-6
1 kW = 1.341 102 1000 1 0.239 0.9484 1 kcal/s = 5.614 426.9 4187 4.187 1 3.968 1 Btu = 1.415 107.6 1055 1.055 0.252 1
Tabla.4.2.7.Sistema Ingles: Potencia
4.3.- Equivalencia en el sistema Internacional (SIU)
Unidades básicas del sistema internacional de unidades (SIU):
CLASE UNIDAD SIMBOLO Longitud Metro m Masa Kilogramo Kg Tiempo segundo s Corriente eléctrica ampere (amperio) A Temperatura Termodinámica Kelvin K Intensidad luminosa candela cd Cantidad de sustancia mol mol
UNIDADES COMPLEMENTARIAS:
63
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CLASE UNIDAD SIMBOLO Angulo plano radián rad Angulo sólido estereorradián sr
UNIDADES DERIVADAS CLASE UNIDAD SIMBOLO Aceleración metro por segundo al cuadrado m/s2
Aceleración angular radián por segundo al cuadrado rad/s2
Área metro cuadrado m2
Cantidad de calor Joule J N .m Cantidad de electricidad Coulomb C A .s Capacidad calorífica especifica joule por kilogramo-kelvin J/(kg'K) Capacitancia eléctrica farad F A's/V Conductancia eléctrica siemens S A/V Conductividad térmica watt por metro-kelvin W I(m' K) Densidad kilogramo por metro cúbico kg/m3
Potencia watt W J/s Presión pascal Pa N/m2
Trabajo joule J N'm Velocidad metro por segundo m/s Velocidad angular radián por segundo rad/s Viscosidad cinemática metro cuadrado por segundo M2/s Viscosidad dinámica pascal-segundo Pa's Voltaje volt V Volumen metro cúbico m3
Tabla.4.3.1. Equivalencia en el sistema Internacional (SIU)
No obstante que aun cuando el pie, la libra y otras unidades se emplean en Estados
Unidos (USCS, Unites States Customary System), éstas han sido redefinidas en
términos de las unidades estándar del sistema internacional de unidades (sistema
métrico). Así, todas las mediciones están actualmente basadas en los mismos
estándares.
64
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Cuadro de comparación de unidades del SI y del USCS
Magnitud Unidades del SI Unidades del USCS
Longitud metro (m) pie (ft)
Masa Kilogramo (Kg) slug (slug)
Tiempo segundo (s) segundo (s)
Fuerza (peso) newton (N) libra (lb)
Temperatura kelvin (°K) grado Rankin (°R)
Tabla.4.3.2. Comparación de unidades del SI y del USCS
Una ventaja propia del sistema internacional de unidades o sistema métrico con
respecto a los otros sistemas de unidades es el uso de prefijos para indicar múltiplos
y submúltiplos de la unidad.
Múltiplos y submúltiplos para unidades del SI
Tabla de Múltiplos y Submúltiplos de las Unidades
Prefijo Símbolo Factor de multiplicación
tera T 1012 ó 1 000 000 000 000
giga G 109 1 000 000 000
mega M 106 1 000 000
hectolitro hk 105 100 000
miria ma 104 10 000
kilo k 103 1000
hecto h 102 100
deca da 10 10
65
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Prefijo Símbolo Factor de multiplicación
1 - 1 - unidad
deci d 10-1 ó 0.1
centi c 10-2 0.01
mili m 10-3 0.001
decimili dm 10-4 0.0001
centimili cm 10-5 0.000 01
micro µ 10-6 0.000 001
nano n 10-9 0.000 000 001
pico m 10-12 0.000 000 000 001
Tabla.4.3.3.Múltiplos y Submúltiplos de Unidades
Definiciones: El metro.- La unidad estándar para la longitud, el “metro” (m), fue originalmente
definida como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre que
pasa por París. Por razones prácticas esta distancia fue plasmada en una barra
de platino iridiado. En 1960, se cambió el estándar para permitir el acceso de una
medida más precisa del metro. Actualmente el metro se define Así:
Un metro es la longitud exacta de 1,650,763.73 longitudes de onda de la
luz roja anaranjada del kriptón-86.
El kilogramo.- Es la unidad de masa llamada kilogramo-patrón y es un cilindro de
platino iridiado que se conserva en la oficina internacional de pesas y medidas en
Francia.
El segundo.- La unidad básica del tiempo es “el segundo”. Anteriormente se
definía al segundo como la 1/86, 400 ava parte del día solar medio. Actualmente se
define como el tiempo que tardan en producirse exactamente una frecuencia
de 9 192 631 770 vibraciones de los átomos de cesio.
El Newton.- La unidad de fuerza en el sistema internacional es el “Newton” y se
define como la fuerza no equilibrada que comunica a 1 Kg una aceleración de 1 m/s2.
1N = 1 Kg . m/s2.
66
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Equivalencias en el sistema internacional (SIU).
A continuación se dan algunas definiciones útiles, donde los símbolos de las
unidades están entre paréntesis:
1 metro (m) = 1000 milímetros (mm)
1 metro (m) = 100 centímetros (cm)
1 kilómetro (Km) = 1000 metros (m)
1 metro (m) = 1010 ángstrom (°A)
1 metro (m) = 109 milimicras (mµ)
1 metro (m) = 106 micras (µ)
1 pulgada (in) = 25.4 milímetros (mm)
1 pie (ft) = 0.3048 metros (m)
1 yarda (yd) = 0.9144 metros (m)
1 milla (mi) = 1,609.344 metros (m)
1 metro (m) = 39.37 pulgadas (in)
1 metro (m) = 3.2808 pies (ft)
1 metro (m) = 1.094 yardas (yd)
1 kilómetro (Km) = 0.6214 millas (mi)
Aceleración:
1 m/s2 = 3.28 ft/s2
1 ft/s2 = 0.3048 m/s2
Factores de conversión
ÁREA:
1 m2 = 10.7584 ft2
1 m2 = 1x106 cm2
1 m2 = 1.55x103 pulgadas cuadradas (in2)
1m2 = 1x106 milímetros cuadrados (mm2)
1 ft2 = 9.29 x 10-2 m2
67
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1 in2 = 6.45 x 10-4 m2
1 Km2 = 3.862x10-1 millas cuadradas (mi2)
1 milla2 = 2.59x106 m2
1 ft2 = 9.29x10-2 m2
1 pulgada cuadrada (in2) = 6.45x10-4 m2
MEDIDAS AGRARIAS:
1 acre = 4,046.856 m2
1 hectárea (Ha) = 2.4711 acres
1 Hectárea (Ha) = 10,000 m2
1 Área (a) = 100 m2
1 centiárea = 1 m2
1 acre = 0.4047 Hectáreas (Ha)
DENSIDAD:
1 g/cm3 = 1x103 Kg/m3
1 slug/ft3 = 515.4 Kg/m3
1 g/cm3 = 102 UTM/m3
Energía: 1 BTU = 252 cal
1 joule ( j ) = 1 N . m
1 cal = 4.184 joules
1 electrón volt (eV) = 1.602x10-19 joules (J)
1 ergio = 1x10-7 joules
1 kilowatt hora (Kw.h) = 3.6x106 joules
FUERZA:
1 newton (N) = 1x105 dinas
1 newton (N) = 0.102 Kgf
1 newton (N) = 7.22 poundal
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1 kilogramo fuerza (Kgf) = 9.81 Newtons (N)
1 Kilográmo fuerza (Kgf) = 2.21 Libras (lbf)
1 gramo fuerza (gf) = 981 dinas
1 libra fuerza (lbf) = 4.448 Newtons (N)
1 dina (D) = 1x10-5 newtons
MASA:
1 kilogramo (Kg) = 1000 gramos (g)
1 Kg = 2.21 lb
1 UTM = 9.81 Kg
1 lb = 454 g
1 lb = 0.454 Kg
1 slug = 14.59 Kg
LONGITUD:
1 m = 100 cm
1 m = 1000 mm
1 m = 3.28 ft
1 m = 39.36 pulgadas (in)
1 ft = 12 pulgadas (in)
1 ft = 0.3048 m
1 ft = 30.48 cm
1 pulgada (in) = 2.54 cm
1 pulg = 0.0254 m
1 kilómetro = 1000 m
1 milla terrestre = 1,609.3344 m
1 milla terrestre = 5280 ft
1 milla terrestre = 1.609 Km
1 milla marítima (nudo) = 1853 m
1 yarda (yd) = 3 ft
1 año luz = 9.461x1015m
69
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
VELOCIDAD:
1 m/s = 100 cm/s
1 m/s = 3.28 ft/s
1 m/s = 3.6 Km/h
1 m/s = 2.237 mí/h
1 Km/h = 0.2778 m/s
1 Km/h = 0.9113 ft/s
1 Km/h = 0.6214 mi/h
1 mi/h = 1.609 Km/h
1 mi/h = 1.467 ft/s
VOLUMEN:
1 m3 = 1X106 cm3
1 m3 = 35.2876 ft3
1 lt = 1000 ml
1 lt = 1000 cm3
1 galón = 3.785 lts
POTENCIA: 1 hP = 2545 BTU/h
1 hP = 550 ft.lb/s
1 hP = 746 W
1 hP = 0.1782 Kcal/s
1 Watt = 1 j/s
1 Watt = 2.389 x 10-4 Kcal/s
1 Watt = 1.341 x10-3 hP
1 Watt = 0.7376 ft.lb/s
PRESION:
1 atmósfera = 1.01325x105 Pascales (Pa)
1 atmósfera = 1.01325x106 Dinas/cm2
70
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1 Pa = 1 N/m2
1 Pa = 10 Dinas/cm2
1 atm. = 76 cm Hg
1 atm = 406.8 pulgadas de agua
1 atm. = 2116 lb/ft2
1 atm.= 14.70 lb/in2
1 atm = 760 Torr
1 bara = 1x105 Pa.
1 cm Hg = 13.33 Pa
1 Dina/cm2 = 1x10-1 Pa
1 lb/ft2 = 47.88 Pa
1 lb/in2 = 6895 Pa
1 Torr = 133.3 Pa
TIEMPO:
1 hora = 60 minutos
1 hora = 3600 segundos
1 minuto = 60 segundos
1 día solar medio = 24 horas
1 día solar medio = 86400 segundos
OTROS DATOS IMPORTANTES
Velocidad de la luz c = 2.997925x108 m/s = 3x105 Km/s
Constante de gravitación universal de Newton = 6.67x10-11 N.m2/Kg2
Número de Avogadro Na = 6.023x1026 moléculas/Kmol; NA = 6.023X1023 moléculas
/mol
Constante de los gases R = 8314 j/Kmol.°K; R = 1.9872 Kcal/Kmol.°K; R = 8.314
j/mol °K
R = 8.314 x107 ergs/mol.°K; R = 0.0821 lt . atm/°K . mol
Aceleración de la gravedad estándar g = 9.80665 m/s2 ; g = 32.17 ft/s2
71
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Masa de la tierra = 5.98x1024 Kg; Radio promedio de la tierra = 6.37x106 m
Densidad promedio de la tierra = 5.570 Kg/m3
Distancia promedio entre la Tierra y la Luna 3.84x108 m
Distancia promedio entre la Tierra y el Sol 1.496x1011 m
Masa del Sol 1.99x1030 Kg; Radio del Sol 7x108 m
Intensidad de radiación del sol en la tierra 0.032 cal/cm2.s; 0.134 j/cm2.s
Equivalente mecánico del calor = 4.184 j/cal
4.4.- Conversión entre los sistemas de medición
UNIDADES MULTIPLICAR POR PARA OBTENER
Acres 0.4047 Hectáreas
Amperios (Amperes) Volts 0.00173 Kilovoltamperios (KVA)
Kg/cm2Atmósferas (presión) 1.03322
Kg/cm2Bares (presión) 1.0197
Barias (presión) 0.001 Milibares
Barriles Británicos 164 Litros
Barriles de petróleo 159 Litros
Barriles US 119.237 Litros
Braza 1.829 Metros
Braza 2 Yardas
British thermal units (BTU) 252 Calorías
British thermal units (BTU) 102 Kilográmetros (Kgf.m)
Bushels Británicos 36.35 Litros
Bushels US 35.2383 Litros
Caballos ingleses (HP) 0.746 Kilowatts
Caballos métricos (CP) 0.735 Kilowatts
72
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
UNIDADES MULTIPLICAR POR PARA OBTENER
Caballos métricos (CP) 75 Kilográmetros / seg.
Calorías. Gramo 0.425 Kilográmetros
Calorías. Kilo 1000 Calorías. Gramo
Calorías. Kilo 3.968 British thermal units (BTU)
Centímetros 0.3937 Pulgadas
Centímetros cuadrados 0.155 Pulgadas cuadradas
Centímetros cúbicos 0.061023 Pulgadas cúbicas
Decímetros cuadrados 15.5 Pulgadas cuadradas
Decímetros cúbicos 61.023 Pulgadas cúbicas
Dinas 0.00102 Gramos. Fuerza
Furlongs 201.17 Metros
Galones Británicos 4.5437 Litros
Galones US 3.7853 Litros
Gramos 0.035274 Onzas avoirdupoids
Gramos 0.03215 Onzas troy
Hectáreas 2.471 Acres
Julios (Joule) 0.102 Kilográmetros
Julios (Joule) 0.738 Libras. Pie (ft. Lb)
Kilográmetros 9.81 Joules
Kilográmetros 7.233 Libras. Pie (ft. Lb)
Kilográmetro/segundo 9.81 Watts
Kilogramos 2.21 Libras avoirdupoids
Kilogramos 35.2734 onzas avoirdupoids
Kilogramos 2.679 Libras trío
Kilogramos 32.1507 Onzas troy
73
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
UNIDADES MULTIPLICAR POR PARA OBTENER
Kg/ cm2 14.223 Libras/ pulg. Cuadrada
Kilolitros (= metro cúbico) 35.315 Pies cúbicos
kilómetros 0.62137 Millas
Kilómetros cuadrados 0.3861 Millas cuadradas
Kilómetros por hora (Km/h) 0.54 Nudos
Kilómetros por hora (Km/h) 0.27778 Metros/seg
Kilowatts 102 Kilográmetros/seg.
Kilowatts 1.341 Caballos ingleses (HP)
Kilowatts 1.36 Caballos métricos (CP)
Leguas náuticas 4.828 Kilómetros
Libras avoirdupoids 0.454 Kilogramos
Libras . Pie 0.1382 Kilográmetros
Libras / pie (lb/ft) 1.488 Kilogramos / metro
Libras / pie cúbico (lb/ft3) 16.02 kilogramos / m3
Libras / pulg2 (lb/in2) 0.07 Kg/cm2
Litros 0.2642 Galones US
Litros 0.22 Galones Británicos
Metros 1.0936 Yardas
Metros 3.2808 Pies
Metros 39.37 Pulgadas
Metros cuadrados 1.196 Yardas cuadradas
Metros cuadrados 10.764 Pies cuadrados
Metros cúbicos 1000 Litros
Metros cúbicos 1.308 Yardas cúbicas
Metros cúbicos 35.315 Pies cúbicos (ft3)
74
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
UNIDADES MULTIPLICAR POR PARA OBTENER
Metros cúbicos 264.18 Galones US
Metros cúbicos 220 Galones Británicos
Metros cúbicos 2204.6 Libras de agua
Micrones 0.001 milímetros
Micrones 0.03937 Milésimos de pulgada
Milésimos de pulgada 0.0254 milímetros
Milibares (presión) 0.001 Bares
Millas náuticas 1853 Kilómetros
Nudos 1.853 Km/ hora
Onzas avoirdupoids 28.35 Gramos
Onzas fluidas Británicas 28.4 Mililitros (ó cm. Cúbicos)
Onzas trío 31.1035 Gramos
Onzas fluidas US 29.57 Mililitros (ó cm. Cúbicos)
Pies 30.48 Centímetros
Pies 0.3048 Metros
Pies cúbicos 28.317 Decímetros cúbicos (litros)
Pies cúbicos 7.473 Galones US
Pulgadas 2.54 Centímetros
Pulgadas 0.0254 Metros
Quilates 200 Miligramos
Toneladas métricas 0.9842 Toneladas largas
Toneladas métricas 1.1023 Toneladas cortas
Toneladas métricas 2204.62 Libras
Watts 0.102 Kilográmetros por seg.
Watts 0.001 Kilowatts
75
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
UNIDADES MULTIPLICAR POR PARA OBTENER
Yardas 0.9144 Metros
Toneladas cortas 904.9774 Kg
Toneladas largas 1,013.5747 Kg
Toneladas Métricas 997.5657 Kg
Tabla.4.4.1. Conversión de unidades
4.5.- Principios básicos del calor
El Calor es una forma de energía.
La física define a la Energía como la “capacidad para desarrollar un trabajo”.
Existen muchas formas de energía, las más comunes se expresan en la siguiente
tabla.
FORMAS DE ENERGÍA
Calorífica Potencial (de altura)
Eléctrica Atómica
Mecánica Cinética (de movimiento)
De presión Química
Tabla.4.5.1.Formas de energía
Una de las leyes de la física dice que “aunque la energía se puede transformar o
cambiar de una forma a otra, no se puede crear ni destruir”.
Los ventiladores, bombas, los motores eléctricos, las compresores, las turbinas, los
motores de combustión, los elevadores, las calderas, los calentadores, etc.;
convierten la energía de una forma a otra.
76
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Un cambiador de calor un cable eléctrico o una línea de aire comprimido, mueven o
transportan la energía de un sitio a otro, pero no la transforman.
En un medidor de placa de orificio, la energía de presión del fluido se convierte en
energía cinética (o de velocidad),
Puesto que la energía no se puede crear ni destruir, una cantidad fija de una forma
de energía, solamente se puede transformar en una cantidad fija de otra forma de
energía.
Al resultado de la relación entre las calorías absorbidas por el flujo que pasa dentro
de los tubos de un calentador y las calorías producidas al quemar el combustible que
se introdujo al calentador, se llama Eficiencia del calentador.
Por ejemplo si en un horno 70 de cada 100 calorías producidas llegan a calentar la
corriente de proceso, se dice el horno tiene una eficiencia de 70%.
El movimiento del calor se llama transferencia de calor. Las operaciones correctas
de la mayoría de los procesos dependen de la aplicación correcta de los principios de
la transferencia de calor. Cuando manejamos un material caliente, podemos aislar el
sistema para mantener el calor dentro; cuando el material es frío, podemos aislarlo
para mantener el calor fuera.
El calor se puede intercambiar por tres mecanismos diferentes llamados:
Conducción, Convección y Radiación, los cuales se describen a continuación.
Conducción.- Es la transferencia de calor de una parte de un cuerpo a otra del
mismo cuerpo, o de un cuerpo a otro que esté en contacto físico con el, sin
movimiento ni mezcla de partículas.
Si calentamos el extremo de una barra de metal el otro extremo se calentará tanto
hasta el grado de quemarnos si lo tocamos. Sin embargo, si calentamos el extremo
de una barra de madera, el otro extremo apenas si se entibiará. De lo anterior se
concluye que el metal es buen conductor del calor y que la madera es muy mala
conductora del calor. Cada uno de los metales conduce el calor con velocidades
diferentes. Por ejemplo una varilla de cobre conduce el calor más rápido que una de
una varilla de aluminio y esta a su vez conduce el calor más rápido que una varilla de
acero, lo que demuestra la conductividad.
77
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Convección.- Es la transferencia de calor de un punto a otro dentro de un líquido o
un gas mezclando una parte del líquido o del gas con la otra. La transferencia del
calor por convección se usa tanto en la calefacción como en el enfriamiento de
nuestros hogares. Hervir el agua es un claro ejemplo de transferencia de calor por
convección, el agua entra en movimiento debido al calor. La circulación continuará
hasta que el agua llegue a su punto de ebullición. Se puede observar mejor este
experimento si lo realizamos con un recipiente de vidrio y agregamos aserrín al agua
para visualizar el movimiento de las partículas debido al calor.
Radiación.- Es la transmisión de calor de un cuerpo caliente a un cuerpo más frió,
mediante ondas de calor. El calor que nos llega del sol es un ejemplo de radiación.
El sol por la mañana calienta casi instantáneamente la tierra y cuando desaparece en
la noche, la tierra se enfría con la misma rapidez con la que se calentó.
4.6.- Escalas de temperaturas y conversiones
La Temperatura es una medida del calor; es decir es una medida de que tan caliente
o que tan fría está una sustancia, o sea la intensidad con la que se manifiesta el calor
en los cuerpos. La temperatura es parecida al nivel o a la presión de agua por su
capacidad de hacer que el calor fluya desde un cuerpo que está a alta temperatura
hacia un cuerpo que está a baja temperatura.
Existen varias escalas mediante las cuales puede medirse la temperatura. Dos de
estas escalas son la de Rankine y la de Kelvin, se llaman “escalas absolutas”,
porque el “cero” de ellas es la temperatura mas baja que el hombre podrá lograr.
También contamos con la escala centígrada, la cual se usa en trabajos de laboratorio
y en países que emplean el sistema métrico. Las escalas que normalmente se
utilizan en los hogares y en la mayor parte de las industrias son la escala Fahrenheit
(°F) y la escala centígrada (°C).
Mencionaremos algunos datos de temperaturas como ejemplo de lo familiarizados
que estamos con las escalas Fahrenheit y centígrada. El agua congela a 0°C ó 32°F,
la temperatura del cuerpo humano es de 37°C ó 99°F.
78
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A más de 60°C ó 140°F, se siente caliente al tacto o quema, 100°C ó 212°F es el
punto de ebullición del agua.
Conversiones:
°F = 1.8°C + 32 °K = 273 + °C
8.132−°
=°FC
°R = 460 + °F
4.7.- Errores de medición, origen y corrección
En el proceso de medición cuando medimos, nos preguntamos:
¿Qué medimos?, es decir el objeto; ¿con qué medimos?, es decir el instrumento. ¿En base a qué medimos?; es decir un sistema de referencia o patrón. ¿Quién
mide?, es decir el operador.
El objeto a medir limita el número de cifras significativas que podemos recoger en la
medición; siendo las cifras significativas la cantidad de dígitos que realmente se
están midiendo con algún instrumento.
El instrumento determinará también, de acuerdo a sus características, el número de
cifras significativas como lo hemos ejemplificado anteriormente.
El sistema de referencia, condiciona la exactitud por su propio proceso de medición
y de definición en la calibración del instrumento.
El operario que interactúa con el instrumento y el objeto, también contribuye con los
errores del proceso de medición.
Los valores obtenidos cuando medimos magnitudes físicas, no tenemos cómo
asegurar que corresponden al valor verdadero. Por ello, necesitamos determinar cual
es el grado de incertidumbre o error de la cantidad obtenida. Entendemos aquí por
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ERROR a la indeterminación propia del proceso de medición y no lo tomamos como
si fuera una equivocación por el operador, ver la figura siguiente
F
C
e
E(
m
m
Ei
Ei
s
o
Ed
c
A
m
SISTEMA DE REFERENCIA
INSTRUMENTO
OBJETO
Produce error de interacción
Calibración
Interacción
Produce error de definición
Produce error de apreciación
Produce error de exactitud
igura.4.7.1. Errores del proceso de medición
ada uno de los sistemas que intervienen en el proceso de medición, introduce un
rror en el valor medido y son los siguientes:
rror de definición (edef): está determinado por la naturaleza del objeto a medir.
Las rugosidades de un cuerpo aparentemente de superficie lisa, que por más que
ejoremos el orden de cifras significativas, llega un momento que no puede
ejorarse)
rror de apreciación (eap): es el mínimo valor de medida que puede medir el
nstrumento. (Una cinta de sastre tendrá una apreciación de 1 cm o 0,5 cm)
rror de interacción (eint): surge como resultado de la interacción entre operario,
nstrumento y objeto. Se introduce este error en la medida que perturbamos el
istema objeto de nuestra medición. (Medir con un cronómetro manual, tiempos del
rden da magnitud de nuestra capacidad de reacción)
rror de exactitud (eexac): surge de la fidelidad con la que un instrumento recoge los
atos de la realidad. (Un amperímetro clase 0,2, es decir, que a plena escala se
omete un error de apreciación de 0,2 para 100 divisiones).
la sumatoria de los cuatro errores antes mencionados, se le da el nombre de error ínimo (emin.) y se expresa como sigue:
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emin = edef + eint + eap + eexac
En muchos casos, de acuerdo a las necesidades de precisión del problema se
efectuarán una medición o varias mediciones. Para acotar los errores experimentales
podemos proceder de las siguientes maneras:
Errores sistemáticos y casuales
Sistemáticos: Son aquellos que ocurren siempre en una misma dirección.
Un error sistemático no es fácilmente detectable, porque se producen siempre en
una misma dirección, lo podemos identificar cuando usamos otros aparatos u otros
métodos de medición. Así podemos cometer errores sistemáticos de medición
cuando:
1.- El instrumento está mal calibrado
2.- fallas en el aparato de medición (balanza mal construida, milímetros más grandes
o chicos)
3.- El operador tiene poca o nada de experiencia en las mediciones (mala ubicación
del ojo para mirar es decir error de paralaje)
4.- Afecta la influencia del ambiente (aumento de la temperatura)
Una vez conocidos los errores sistemáticos es posible eliminarlos.
Casuales o accidentales: Son aquellos que se cometen en forma azarosa, es decir,
no podemos predecir cuales son las causas y corregirlas. Los valores de las
magnitudes medidas, se cometen por exceso o por defecto. Admiten por lo tanto,
para una cantidad grande de medidas un tratamiento estadístico a diferencia de los
anteriores. Algunos ejemplos de estos son:
1.- Variaciones de las condiciones externas en forma accidental (variación de la
tensión domiciliaria)
2.- Error en la apreciación del instrumento (no se estima correctamente la división de
la escala con la que se esta midiendo)
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3.- Limitaciones impuestas por el propio objeto (superficie rugosa)
Acotación de errores en una sola medición
En el caso de efectuar una sola medición podemos determinar:
Error absoluto (E): Es la diferencia entre el valor verdadero (V) y el valor medido
(Vm). Pero nosotros sabemos que por mas exacto que sea el instrumento, por más
experimentados que sea el operador, y aún condicionando otras circunstancias, el
valor verdadero de una magnitud física no existe, Por lo que el error absoluto no
pasa de ser una definición teórica que podemos estimar con el error de apreciación
E = Vv - Vm
Error de apreciación (Ea): es la menor lectura que puede efectuarse con el
instrumento. Por ejemplo:
Si medimos con una regla milimetrada, el Ea = 1 mm = 0,1 cm = 10-3 m
Si medimos con una regla en centímetro, el Ea = 1cm = 0,1 dm = 10-2 m
Error de estimación (Ee): Un operador podría considerar que si está midiendo con
una regla milimetrada puede “ver” hasta la mitad o 1/2 de la menor apreciación del
instrumento, es decir 0,5 mm. En este caso el error cometido en la medición recibe el
nombre de error de estimación. Es decir, es la menor medida que un operador puede
estimar con un determinado instrumento de medición.
Error relativo: Es el cociente entre el error absoluto y el valor medido.
Ea
Er = ⎯
Vm
Calcula el error relativo para los casos mencionados, compara los resultados y
elabora una conclusión.
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Para poder independizar el error cometido de la medida y poder informar el resultado
con precisión, se calcula también el:
Error porcentual (E%): Es el error relativo multiplicado por cien (100)
E% = Er . 100
Determina el error porcentual en las mediciones efectuadas anteriormente.
Acotación de errores para varias mediciones.- El problema que se nos plantea
ahora es cómo informamos del resultado de nuestras mediciones, si disponemos de
una gran cantidad de datos o valores medidos. Supusimos que los errores
accidentales permiten un tratamiento estadístico.
El mejor valor.- El primer problema que debemos enfrentar es ver cuál es la mejor
medida. Para ello calculamos el valor promedio de los Vmi valores medidos:
Vm = Σ Vmi / m
La justificación de porque hemos propuesto el promedio como el mejor valor, es que
al considerar que los errores accidentales son azarosos, el error cometido en cada
medición es
Ei = Vmi - Vm
Por lo que las desviaciones por exceso o defecto se compensan, es decir:
Σ Ei = Σ (Vi - Vm ) = 0
De donde despejando Vm , resulta la expresión dada inicialmente en este apartado.
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Podemos ahora completar la tabla inicialmente planteada. Es importante tener en
cuenta que los valores obtenidos resultan de que un sólo observador efectúe las
mismas mediciones, con el mismo instrumento y bajo las mismas condiciones de
replicabilidad (no de reproductividad).
Error cuadrático medio
Concluimos que la determinación del mejor valor para la magnitud que estamos
midiendo es el promedio matemático de las Vmi medidas realizadas. El siguiente
problema ha resolver es cómo informamos de las incertezas o desviaciones
cometidas en el proceso de medición. Para ello vamos a calcular el error del
promedio. Con ello queremos acotarlo en función de las mediciones realizadas.
Observamos que hemos obtenido una expresión que nos informa del error promedio
de cada medición, que aunque aumente el número de ellas, tanto el numerador como
el denominador, están afectados proporcionalmente, por lo que resulta independiente
del número de mediciones realizadas. Por otro lado, σ nos da la calidad o precisión
de la medición realizada, como consecuencia de la construcción de su expresión. Si
su valor es grande, las mediciones efectuadas se desvían bastante del Vm , caso
contrario sucede con un valor más pequeño.
Error cuadrático medio del promedio
Podemos plantearnos ahora el problema de acotar el error del promedio, para ello
calculamos el error cuadrático medio del promedio:
Observemos que a medida que aumente m, E disminuirá, es decir podemos acotar
el mejor valor. Esta última expresión nos da un intervalo de incerteza de nuestra
medición. Por cálculos que no desarrollaremos en este breve trabajo, la certeza de
encontrar el valor verdadero en el intervalo mencionado, es de un 63,8%.
Estamos en condiciones ahora de expresar el resultado del proceso de medición
como
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V = Vm ± E
Propagación de errores
En muchos casos podrá planteársenos el problema de acceder a mediciones de
ciertas magnitudes a través de otras en forma indirecta, ya sea por no poseer los
instrumentos adecuados o por sólo poseer una expresión matemática a través de la
cual se la define cuantitativamente. Tal es el caso del volumen de un cuerpo q través
de las longitudes de sus aristas, o el caudal de un río a través del volumen por
minuto de agua que circula, etc.
Reflexionando podemos concluir que el Vm de la medición indirecta dependerá de los
valores promedios o mejores valores de las magnitudes que se miden en forma
directa.
Para facilitar el proceso de acotación de los errores ejemplificaremos con:
a) Si V = A + B entonces EV = EA + EB
b) Si V = A . B entonces ERV = ERA ERB
c) Si V = A/ B entonces ERV = ERA + ERB
d) Si V = An entonces ERV = n ERA
Ocurre que al medir las distintas magnitudes directas, no todas son medidas con el
mismo número de cifras significativas. En este caso, se tomará como criterio
determinar el orden del error de la magnitud indirecta como aquella del orden de la
menor número de cifras significativas. Para ello se realizará el redondeo
correspondiente.
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4.8.- Uso del Plastigage
Calibrador desechable fabricado en plástico que se surte en varios rangos, sirve para
medir holgura entre los muñones y metales de cigüeñales, árboles de levas, barras
de transmisión con chumaceras.
Para conocer la holgura se limpian completamente las superficies del metal y muñón
del que se quiere conocer la holgura, se coloca el calibrador plástico en forma
longitudinal, se coloca la cubierta o tapa y se aprietan sus tornillos al torque
correspondiente. Se desmonta la tapa y el metal y se recupera el calibrador plástico,
el sobre en que viene este, tiene marcada la escala, donde se mide el aplastamiento
del calibrador y representa o indica directamente la holgura en milésimas. Viene en
varios rangos dependiendo la holgura que se requiere medir.
4.9.- Manejo del calibrador de hojas
Se usa para medir holguras interiores y su uso es de acuerdo a la medición de las
hojas disponibles que se tenga, ya que los hay en diferentes espesores y se hace las
mediciones en milésimas de pulgadas. Se puede sumar las hojas para darle a la
medición más capacidad en el espesor a medir.
Figura.4.9.1.Calibrador de hojas
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4.10.- Uso del flexómetro
Flexometro ó metro de cinta metálica. Es el metro por excelencia. Tiene gran
exactitud y vale para tomar todo tipo de medidas. Para medir longitudes largas una
persona sola, conviene que la cinta metálica sea ancha y arqueada para mantenerla
recta sin que se doble.
Es la forma más simple de hacer una medición ya que el flexometro son cintas
metálicas o de materiales flexibles, graduadas que se enrolla en cajas compactas, se
utilizan para hacer mediciones sin exactitud y los hay desde un metro hasta 7 metros
aproximadamente. Los hay en el sistema métrico o en el sistema ingles o ambos ya
que existen los que en lado viene el sistema decimal y en el otro el sistema ingles.
Figura.4.10.1.Flexometro de 5 metros
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4.11.- Calibración, uso y lectura del micrómetro de exteriores
El micrómetro de exteriores es un instrumento para medición muy útil y de uso muy
extenso, se denomina micrómetro para exteriores o simplemente micrómetro. Los
micrómetros normales pueden medir hasta una milésima (0.001) de pulgada o una
centésima (0.01) de milímetro. Para medir con exactitud de una diez milésima
(0.0001) de pulgada o una milésima (0.001) de milímetro se utiliza el micrómetro con
vernier. Los micrómetros consisten en un bastidor, tope fijo o yunque, husillo,
manguito o cilindro, tambor y trinquete, ver figura siguiente.
Figura.4.11.1. Partes del Micrómetro de Exteriores
Los micrómetros pueden estar graduados en milímetros o pulgadas. Las mediciones
se toman cuando la mordaza y el husillo tocan la pieza de trabajo.
Cada vuelta del manguito mueve el husillo 0.025” en el micrómetro en pulgadas y 0.5
mm., en el micrómetro graduado en milímetros. Esto se debe a un mecanismo
roscado maquinado a alta precisión. Las graduaciones en el tambor o dedal y el
manguito indican la medida. Se encuentran disponibles una gran variedad de tipos
diferentes de micrómetros para aplicaciones especializadas.
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Figura.4.11.2. Lectura del Micrómetro
4.12.- Calibración, uso y lectura del micrómetro de interiores
Los micrómetros de interiores se utilizan para medir el ancho de ranuras y el
diámetro de agujeros internos. Existen tres formas de micrómetros para interiores,
estos se muestran en la Figuras siguientes.
Figura.4.12.1.Micrómetro de interiores
Figura.4.12.2.Micrómetro de carátula para interiores
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4.13.- Calibración, uso y lectura de micrómetro de profundidades
Los micrómetros de profundidades tienen varillas medidoras de diversa longitud, que
sustituyen al husillo convencional. Las varillas se extienden a lo largo de un barril
maquinado de precisión, hacia dentro del lugar que se van a medir. Las lecturas se
toman como en el micrómetro normal. En forma general, el micrómetro de
profundidades proporciona un rango de mediciones tan grande como el vernier de
alturas y es mucho más fácil de usar y mucho menos costoso que este instrumento.
Se puede usar un micrómetro de profundidades para medir la profundidad de
agujeros y ranuras, el instrumento se muestra en la Figura 4.13.1.
Figura.4.13.1.Micrómetro de profundidades
4.14.- Calibración, uso y lectura del indicador de carátula
Los micrómetros para medir roscas de tornillos son similares al micrómetro normal,
excepto en la forma del yunque o mordaza y del husillo. El husillo es puntiagudo,
mientras que el yunque tiene una forma de v doble.
Los micrómetros de tamaño estándar para roscas de tornillos tienen una capacidad
de 0 a 2 pulgadas y para 8 a 30 hilos por pulgada. Otras formas de micrómetros
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tienen yunques y husillos de diversas conformaciones para uso en aplicaciones
espaciales. Los yunques y husillos en forma de hoja se utilizan para medir cuneros.
Los yunques redondeados permiten la medición de superficies de medición muy
especiales, utilizados por ejemplo para medir el espesor del papel y las distancias
desde un borde hasta un agujero.
Figura.4.14.1.Micrómetro de carátula para medir exteriores
4.15.- Calibración, uso y lectura del deflexometro
Instrumento que se utiliza para medir la deflexión o torcimiento de los cigüeñales o
árboles de levas. Su uso esta está indicado para reparaciones en los talleres
mecánicos donde se hacen reparaciones mayores en motores de combustión
interna.
4.16.- Calibración, uso y lectura del tacómetro manual
Normalmente su calibración es cuando no se usa, en donde se hace coincidir el cero
de la manecilla con la graduación de la carátula. El uso es con tomas directas en el
centro de la flecha donde la lectura es lo que marca la carátula, tiene varios
adaptadores para ajustarse al centro de la flecha que se le requiere, así mismo
cuenta con extensiones para poder tener mas opciones de su aplicación. Tiene una
91
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graduación para adaptar la lectura de la carátula al rango de revoluciones que se
quiere medir.
Figura.4.16.1. Tacómetro manual
4.17.- Manejo del nivel de gota y manguera para nivelar equipos
La nivelación de equipos de perforación se hace con nivel de gota, manguera de
nivel llena de un líquido, normalmente agua, maderas para calzar el desnivel, gatos
hidráulicos para levantar y por medio de un contrapeso que sirva de plomada. Se
considera el centro del pozo y se le hace varias pruebas en la subestructura
considerando la vertical con respecto a el mástil y se le marca el rango de desnivel
para ver hacia adonde hay que calzar para que asiente la madera que es aplicada
entre el piso de la localización y las pizarras de la subestructura.
Esta actividad normalmente se efectúa antes de correr la TR ya que es para prevenir
cualquier problema para introducirla. El desnivel de equipo en la operación de un
pozo es natural ya que el peso de equipo aunado, con la vibración de las
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operaciones durante la perforación y considerando las localizaciones de relleno hace
que sea una actividad normal.
Figura.4.17.1. Uso del nivel de gota en una instalación
Nivel de gota.- El nivel de gota sirve para medir la horizontalidad o verticalidad de un
elemento.
Figura.4.17.2. Nivel de gota
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4.18.- Calibración y manejo del Torquímetro de carátula y de golpe
El torquímetro de carátula tiene dos agujas una ajustable manualmente con la que se
fija la calibración del torque que se desea aplicar. La otra aguja es operada por la
torsión aplicada al maneral y se opera el mismo hasta llegar a la torsión indicada por
la aguja móvil.
El torquímetro de golpe tiene su calibración en la parte posterior del maneral y es un
tornillo ajustable en una escala graduada en unidades de torsión que tiene un
indicador del ajuste. Una vez ajustado al operar el torquímetro y llegar a la
calibración ajustada se escuchará un leve chasquido que será el indicativo que se
aplicó el torque calibrado.
Figura.4.18.1. Torquímetro de carátula
4.19.- Manejo de Indicadores telescópicos
Los calibradores telescópicos, son instrumentos en forma de “T” y consisten en un
par de tubos telescópicos conectados a una manija; los tubos se llaman partes o
émbolos del instrumento. Estos tubos, están cerrados en un extremo y existe un
resorte dentro de ellos que los empuja y separa.
El extremo de la manija, tiene una perilla que se utiliza para cerrar el instrumento; el
extremo de la parte es de forma esférica, con un radio igual al del barreno más
pequeño que se puede medir con este instrumento.
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Estos calibradores se fabrican para medir diámetros de barrenos desde pulgadas
hasta 6 pulgadas, y son más confiables que los compases en cualquier trabajo de
medición. Además, cuando se desea trazar una inspección rápida de los cortes
hechos por una máquina-herramienta en un proceso de maquinado, puede ser que
un calibre telescópico sea el mejor método, también son mejores en la medición de
dimensiones de ranuras de formas irregulares. Para usar este instrumento, se
sugieren los siguientes pasos.
Estos calibradores se fabrican para medir diámetros de barrenos desde pulgadas
hasta 6 pulgadas, y son más confiables que los compases en cualquier trabajo de
medición. Además, cuando se desea trazar una inspección rápida de los cortes
hechos por una máquina-herramienta en un proceso de maquinado, puede ser que
un calibre telescópico sea el mejor método, también son mejores en la medición de
dimensiones de ranuras de formas irregulares. Para usar este instrumento, se
sugieren los siguientes pasos.
1. Determine que este instrumento sea el adecuado.
2. Seleccione el tamaño adecuado del calibre.
3. Limpie tanto la pieza a medir como el instrumento.
4. Cierre el calibre una distancia ligeramente más pequeña que la medición requerida
y fije las patas del calibre.
5. Insértelo, inclinando ligeramente la manija, sujete las patas del instrumento.
6. Apriete ligeramente la perilla.
7. Alinee el calibre de tal forma que el eje de sus patas y la línea de medición estén
en el mismo plano.
8. Gire sobre el centro, pivoteando sobre una de las patas y jalando la manija hacia
abajo.
9. Fije las patas con la perilla.
10. Mida con el micrómetro de exteriores la distancia que existe entre las patas.
11. Repita los pasos 4 a 10 hasta tener confiabilidad en la medida.
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4.20.- Calibración, uso y lectura del vernier en sus diferentes tipos
Cuando se quiere medir una longitud rectilínea se utilizan escalas graduadas de
diferente longitud, según la distancia que se vaya a medir.
Si la distancia que se quiere medir es menor que la longitud de la escala, se hará
coincidir el cero de la escala con el principio de la cantidad a medir y el fin de esta
coincidirá o no con alguna de las divisiones de la escala. Lo más probable es que no
coincida y entonces hay que apreciar (a ojo) a cual de las divisiones de la escala se
aproxima más. A lo más que puede llegar la vista normal es a apreciar los milímetros
o en algunos casos excepcionales, los medios milímetros. A este tipo de divisiones
es a lo que llegan las reglas comunes y corrientes que normalmente utilizamos.
Hay casos en los que es necesario un mayor grado de aproximación en la medición y
entonces se recurre a ciertos artificios como el nonius y el tornillo micrométrico. El
nonius fue inventado por Pedro Nuñes, matemático portugués en 1542 y fue
construido por Vernier, natural del Franco-Condado. Es una escala graduada movible
que sirve para apreciar fracciones de otra. La escala móvil tiene una longitud igual a
un número exacto de divisiones de la regla fija pero dividida en un cierto número de
partes.
Nonius
Figura.4.20.1. Principio del Nonius
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El nonius se utiliza en bastantes de medición entre ellos, el calibrador o pie de rey, el
cual es utilizado para medir espesores externos o internos y también para
profundidades, como se muestra en la siguiente figura.
Vernier o pie de rey
Figura.4.20.2.Vernier
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5.- MOTORES DETROIT-DIESEL MTU-4000
5.1.- Principales características
Figura.5.1.1. Principales características Motor MTU-4000
Motor Detroit Diesel Serie 4000, Modelo T123-7K36, Potencia de salida 2200 bhp
(1640 kw) @ 1800 rpm., no. de cilindros 12, Desplazamiento total 2975 in3
(48.75its.), Consumo de combustible 101.1 gal/hr. (6.38Its/min),
Generador marca Marathon, Modelo 743 RSS 4290, 3 Fases, 4 hilos. 0.8 Factor de
Potencia., 600 Vol TS, Aislamiento Nema Clase H, 1800 RPM, 40°C Ambiente.,1570
KVA Continuos, Con regulador electrónico de voltaje Modelo DVR 2000, +/- 0.25 %
de regulación.
Radiador industrial Mesabi de tubos intercambiables servicio pesado, No. de parte
106153.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Base deslizable tipo petrolero, con dos tanques de acero inoxidable interconectados
de 300 lts. c/u. y flotador controlador de llenado.
Silenciador tipo residencial crítico con matachispas integrado y tubo flexible bridado
de conexión por separado.
Los grupos electrógenos, son unidades se fuerza, compuestas de un motor de
combustión interna de 8, 12, 16 cilindros tipo industrial estacionario, un generador
síncrono de corriente alterna.
Los controles y accesorios están seleccionados para trabajar en conjunto dando la
máxima seguridad y alta eficiencia en su operación.
Las plantas diesel-eléctricas (motor, generador) esta montado en la base de acero
con sus sistemas de enfriamiento, protección contra alta temperatura del agua, baja
presión del aceite y sobrevelocidad, motor de arranque, controles de arranque y
paro, válvulas de purga, bomba de inyección de combustible, filtros de aire y
combustible.
Unidad de transferencia automática montada en su respectivo gabinete.
El motor de combustión interna esta compuesto de varios sistemas que son:
a) Sistema de combustión.
b) Sistema de aire.
c) Sistema de enfriamiento.
d) Sistema de lubricación.
e) Sistema eléctrico.
f) Sistema de arranque.
g) Sistema de protección.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Principales dimensiones del motor
Figura.5.1.2. Principales dimensiones del Motor MTU-4000
A – Longitud D – Longitud del motor a la brida de montaje
B – Anchura E – Del centro del Cigüeñal al carter
C – Altura F – Del centro del Cigüeñal a la base de montaje del motor
DIMEN SIONES
8V 12V 16V
Longitud - A 2066 mm 81.4”. 2537.7 mm 99.91” 3008 mm 118.43” Anchura - B 1594 mm 62.8” 1610 mm 63.41” 1626 mm 64.01” Altura - C 1737 mm
68.4” 2259.1 mm 88.94”
1985 mm 78.15”
Superficie de la pestaña - D
N/A 1984.8 mm 24.61” 625 mm 107.48”
Linea central de aceite - E
N/A 625 mm 24.61” 625 mm 24.60”
Línea central del motor - F
N/A 337 mm 3.27” 337 mm 13.27”
Tabla.5.1.1. Principales dimensiones del Motor MTU-4000
MOTOR RÉGIMEN DE POTENCIA bhp (kW) r/min
TORQUE MÁXIMO Ib.ft (N.m) /min
NUMERO DE CURVA
12 V 1600 (1194) 1800 5602 (7595) 1500 E4-T123-32-05 Tabla.5.1.2. Capacidad del Motor MTU-4000
100
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Grafica de Potencia
Figura.5.1.3. Grafica de Potencia
101
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Información general Aplicación de grupo 5A Aplicación de designación C20 Modelo T1237K11 Potencia de salida BHP 1600 Potencia de SALIDA KW 1194 Velocidad de régimen RPM 1800 Número de cilindros 12 Desplazamientos total en pulg3(L) 2975 (48.75) Relación de compresión 14.0:1 Velocidad del pistón ft/min (m/s) 2369 (12.0) Turbocargador BTV7506 CONFIGURACIÓN DEL MOTOR Tipo de motor 90° V, 4 tiempos diámetro y Carrera pul (mm) 6.5x7.5 (165x190)Válvulas de admisiónpor cilindro 2 Válvulas de escape por cilindro 2 Sistema de combustión Inyección directa Dispositivo de inyección Electrónico de
múltiple común Carga de aire en el sistema de enfriamiento SCCC PESOS Peso seco Ib (kg) 13382 (6070) Peso húmedo Ib (kg) 13920 (6314) SISTEMA DE COMBUSTIBLE Temperatura de combustible a la entrada máximo, °F (°C) 140 (60) Máxima succión bomba de combustible, In, Hg (kPa) 6 (20) Retorno de combustible, presión máxima Ib/in (kPa) 7 (50) Medida del filtro de combustible, secundario, micron 8 Inyector de combustible, número de parte 0000107851 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO Flujo refrigerante: Circuito del Motor gal/min (m3/hr) 374 (85) Circuito del postenfriador gal/min (mts3/hra) 220 (50) Temperatura de salida refrigerante de, máximo °F (°C) 203 (95) Temperatura de entrada al postenfriador , máximo °F (°C) 171 (77) Temperatura de refrigerante, mínima °F (°C) 160 (71)
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Capacidad de refrigerante del motor gal(L) 42 (160) Termostato: HTC empieza abrir a °F (°C) 170 (77) HTC abre completamente a °F (°C) 185 (85) LTC empieza a abrir °F (°C) 90 (32) LTC abrie completamente °F (°C) 112 (44) SISTEMA DE SUCCIÓN DE AIRE Flujo de aire entrada, a máxima potencia ft3/min (mt3/seg) 3750 (1.77) Temp. entrada al Compresor de Turbocargador°F(°C) 77 (25) diámetro interior de tubería de admisión, Recomendado Sencillo en in (mm) 12 (305) Doble en in (mm) 8 (203) SISTEMA DE ESCAPE Volumen del flujo de escape ft3/min (m3/s) 8000 (3.78) temperatura de escape °F (°C) 700 (371) diámetro interior recomendado de la tubería de escape Sencilla en (mm) 14 (360) Doble en (mm) 10 (250) SISTEMA DE LUBRICACIÓN Presión de aceite, velocidad de régimen Ib/In2 (kPa) 80 (550) Presión de aceite en holgar Ib/In2 (kPa) 36 (250) Flujo de aceite, velocidad de régimen , gal/min (L/min) 90 (341) Flujo de aceite velocidad de holgar gal/min (L/min) 47 (178) de temperatura de aceite en la Galería, Máximo, °F (°C) 210 (99) Capacidad de aceite en carter, la marca más alta de bayoneta qt (lt)
211 (200)
Capacidad de aceite en carter, la marca más baja de bayoneta qt (lt)
169 (160)
Capacidad total de aceite con filtros qt (L) 232 (220) DATOS DE RENDIMIENTO Capacidad de altitud ft(m) 21,000(6402) BMEP Ib/In2 (bar) 237 (16.3) Potencia de fricción: Velocidad de régimen hp (kW) 200 (149) Torque máximo hp (kW) 130 (97)
Tabla.5.1.3. Características generales
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Motor Potencia Torque
(RPM) bhp(kW) Ib-ft (N.m)
1800 1600 (1194) 4668 (6329)
1650 1600 (1194) 5093 (6905)
1500 1600 (1194) 5602 (7595)
1350 1213 (905) 4719 (6398)
1200 849 (633) 3716 (5036)
Tabla.5.1.4.Torque del motor
5.2.- Enumeración de cilindros
Para considerar la enumeración de los cilindros del motor siempre es visto de frente
al volante los bancos izquierdo designados con la letra “A” y el banco derecho con la
“B”. Se enumeran iniciando del lado del volante hacia atrás consecutivamente, como
se observa en el dibujo siguiente, donde se designa los números de cilindro de un
motor 12 en “V”. Esta designación de los cilindros es de acuerdo a la Norma DIN ISO
1204.
Figura.5.2.1. Enumeración de cilindros
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5.3.- Orden de encendido
Figura.5.3.1.Vista de líneas de inyección
Orden de encendido para los motores en “V” de 12 y 16 cilindros:
12V: A1, B2, A5, B4, A3, B1, A6, B5, A2, B3, A4, B6
16V: A1, A7, B4, B6, A4, B8, A2, A8, B3, B5, A3, A5, B2, A6, B1, B7
5.4.-Sistemas de operación del motor
Sistema de control.
La interconexión del control deberá ser con cable calibre No. 12 con aislamiento
THW a través de la tubería conduit y accesorios de 1” de diámetro, desde la tablilla
de control del tablero a la caja de conexiones del motor diesel, conectándose así;
salvo en caso de controles especiales.
En las terminaciones finales de la caja de conexiones, se deberá poner una
alimentación de 110V. ó 220V. a través de un interruptor de protección para
alimentación del precalentador. La alimentación de 110V. ó 220V. de C.A. se
determina por el voltaje de operación del precalentador.
Para casos especiales de control, se envía junto con los planos, un plano de
interconexión de control.
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Sistema de fuerza.
Las conexiones de fuerza deberán ser con cable apropiado para conducir la corriente
nominal del equipo de preferencia con aislamiento tipo THW, canalizado por charola
de aluminio, ducto metálico o trinchera bajo el piso. A la llegada del generador se
deberá utilizar accesorios y tuberías flexibles. Las terminales del generador serán
con contactores mecánicos ó de ponchar.
Alimentación de emergencia de las puntas de fuerza del generador al interruptor de
protección de emergencia de la transferencia del tablero del control.
Alimentación a la carga del bus general de la transferencia hasta el interruptor o bus
de carga del tablero de distribución.
Dependiendo de la capacidad de la planta diesel-eléctrica se instala como
desconectadores de transferencia; contactores interruptor termomagnético o
interruptor electromagnético.
En Contactores en el lado de emergencia, se coloca un interruptor de protección en
el generador, por lo que no se requiere alguna otra protección en el lado de
emergencia.
Sistema de generación.
Interconectar con cable No. 12 tipo THW las puntas F1 y F2 de las terminales de
control del tablero a las puntas F+ F- del generador.
Sistema de escape.
La salida de gases deberá hacerse por medio de tubería rolada calibre No. 14,
conectándose al tubo flexible del motor, uniendo dicha tubería con bridas de ¼” de
espesor y empaques de asbesto en todas las uniones, soportándose
adecuadamente con solera de fierro ó cadenas flexibles todo el tramo de tubería y en
forma individual por su propio peso el silenciador, con el objeto de que el tubo flexible
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pueda hacer perfectamente su función y no quede cargado el escape en el múltiple
de la salida o turbocargador de la máquina, considerándose una distancia no mayor
de 15 metros y 3 cambios de trayectoria como máximo; si se requiere una distancia
mayor de 15 metros y más cambios de trayectoria, favor de consultar con la fábrica
las dimensiones de la tubería.
Cuando la terminación del escape, es en forma horizontal, bastará con realizar en la
punta del tubo un corte pluma o cuello de ganso. Si la terminación es en forma
vertical deberá ponérsele un papalote o un gorro chino.
Sistema de alimentación de combustible.
Las máquinas diesel-eléctricas por lo general tienen alimentación y retorno, la
alimentación deberá conectarse de la parte frontal inferior del tanque de combustible
a la conexión de alimentación del motor, saliendo del tanque de combustible con una
llave de cuadro e interconectándose a través de una válvula check a la conexión de
alimentación del motor. De la conexión de retorno del motor a la parte frontal superior
del tanque directamente ésto es sin poner llave ni check.
La alimentación y el retorno deberán ser con tubería negra ó de cobre y visibles, para
poder corregir cualquier fuga fácilmente, la llegada a la máquina deberá ser con
manguera flexible y de ser posible de alta presión para evitar que el calentamiento
del combustible provoque fugas.
De ninguna forma podrá quedar la tubería con tubo galvanizado ya que esto es
perjudicial para el sistema de inyección del motor.
En máquinas de hasta 200 KW, la tubería deberá ser de ½”, y para máquinas de
hasta 1100 KW, la tubería deberá ser de ¾”.
Los tanques de combustible se fabrican con sus soportes, por lo tanto no se requiere
fabricarles base especial, deberán respetarse las medidas de altura de los tanques,
esto es, ponerlos a nivel del piso, con el objeto, de que el nivel máximo en el tanque
no sobrepase 30 centímetros arriba del nivel de inyectores del motor.
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CAPACIDAD DEL ACEITE
Las cantidades son aproximadas.
Motor 8V 12V 16V
Capacidad de aceite del carter del motor.
En la marca inferior de la bayoneta del aceite.
No disponible 160 L (42.3 gal)
190 L (50.2 gal)
En la marca superior de la bayoneta del aceite
No disponible 200 L (52.8 gal)
230 L (60.8 gal)
Capacidad total Para el llenado inicial.
No disponible 265 L (70 gal)
265 L (70 gal)
Para cambio de aceite.
No disponible 215 L (56.8 gal)
215 L (56.8 gal)
Tabla.5.4.1.Capacidad de Aceite
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5.5.- Verificación del tiempo del motor
PUESTA A TIEMPO
II
I
Figura.5.5.1. Ciclos de Tiempo del motor
1.- Válvula de admisión abierta; ángulo del cigüeñal de 42.6° antes TDC.
2.- Válvula de admisión cerrada; ángulo del cigüeñal de 66.6° después BDC.
3.- Válvula de escape abierta; ángulo del cigüeñal de 57.6° después BDC.
4.- Válvula de escape cerrada; ángulo del cigüeñal de 30.4° después TDC.
5.- Traslape de 73°; con ángulo del cigüeñal
6.- Inicia entrega; mapa base.
I.-TDC (punto muerto superior).
II.-BDC (punto muerto inferior).
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5.6.- Procedimiento de afinación menor y mayor
El Procedimiento de afinación menor y mayor para mantenimiento de los motores
diesel esta basado en el concepto del mantenimiento preventivo, estos
procedimientos permiten la programación anticipada para facilitar la detección de
posibles fugas y prevenir fallas. Mantiene todo el tiempo el motor limpio, en
condiciones de servicio. Protege las partes sintéticas y de hule del aceite y el
combustible, nunca use detergentes orgánicos y limpie solamente con trapo seco.
El concepto de mantenimiento DDC se basa en 6 niveles de mantenimiento
designados del W1 al W6, como se enlista abajo.
Nivel de Mantenimiento Descripción
W1 Verificaciones operacionales
W2, W3 y W4 Servicios de mantenimiento periódicos que se
ejecutan durante los periodos que el motor este
parado y no requieren desensamblar el motor
W5 Servicios de mantenimiento que requieren
desensambles parciales del motor diesel
W6 Servicios de reparación general que requieren el
desensamble completo del motor en un taller.
Tabla.5.6.1.Niveles de Mantenimiento
La estructura de niveles de mantenimiento y periodos están basados en la
experiencia operacional. Los intervalos se han estructurados para asegurar la
correcta operación del motor hasta llegar hasta el siguiente nivel de mantenimiento.
Se considera como afinación menor el nivel de mantenimiento W2 y la afinación
mayor el nivel de mantenimiento W3.
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5.7.- Calibración de válvulas
La calibración de las válvulas se hace con el motor frió (temperatura ambiente).
Admisión 0.20 mm (0.008 in.)
Escape 0.50 mm (0.02 in.)
Las válvulas de admisión se calibran a 0.20 mm (0.008”).
Las válvulas de escapen se calibran a 0.50 mm (0.020”).
El procedimiento detallado se describe en el manual de servicio del motor diesel S-
4000, No. 6SE4011
5.8.- Ajuste de inyectores
Estos motores tienen un sistema de inyección de combustible de un múltiple común,
que le suministra la bomba de inyección a una presión de 30,000 PSI en un sistema
de control electrónico EEC, que determina su ajuste de inicio y fin de inyección de
combustible, por lo que no requiere ajuste de campo.
Figura.5.8.1.Inyector
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5.9.- Calibración de cremalleras
En el sistema de inyección electrónico EEC los inyectores no poseen cremalleras por
lo que su calibración es controlada por la computadora
5.10.- Ajuste del gobernador
Un sistema de control electrónico se utiliza en el motor no requiere de ajustes, se
autoprotege para evitar daños accidentales al motor, se autodiagnóstico, si hay un
mal funcionamiento, no requiere afinaciones, por lo tanto no usa gobernador.
5.11.- Dispositivos de paro por emergencia
El circuito del motor de arranque y protección de máquinas consta de las siguientes
funciones:
a) Retardo al inicio del arranque (entrada de marcha):
• Retardo programables (3 y 5 intentos).
• Periodo de estabilización del generador sincrónico de C.A.
• Retardo de transitorios.
b) Sensores para protección por las siguientes fallas:
• Largo periodo de arranque, baja presión de aceite, alta temperatura, sobre y
baja velocidad, no-generación, sobrecarga, bajo nivel de combustible, nivel de
refrigerante (en algunas ocasiones), paro de emergencia y dos extras más
c) Solenoides de la máquina:
• Solenoide auxiliar de arranque (4x).
• Válvula de combustible.
El tablero de control contiene:
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Circuito de control de arranque y paro automático de la planta, mantenedor de carga
de baterías, fusibles de protección controlador basado en microprocesador para
realizar las funciones de transferencia y control de maquina.
Instrumentos: un Vóltmetro, un Ampérmetro, frecuencímetro y horómetro,
conmutadores de fase para el Ampérmetro y el Vóltmetro.
Estos instrumentos se pueden localizar integrados en la puerta del tablero de control
(Plantas Automáticas) ó en el tablero colocado sobre el generador de la planta
(Plantas de Arranque Manual).
Acumuladores con cables de conexión.
Silenciador de gases de escape tipo hospital, industrial, residencial y tramo de tubo
flexible para conectarlo con el múltiple de escape del motor.
Juego de amortiguadores antivibratorios tipo resorte (opcional).
5.12.- Sistema de inyección electrónica
Sistema de inyección electrónica esta gobernado por el microprocesador del motor y
de acuerdo a las RPM y carga determina el tiempo de inyección de combustible para
mantener la máxima potencia requerida con el menor combustible posible. A nivel de
campo el sistema de inyección no requiere de calibración o ajustes. El sistema de
control electrónico optimiza el desempeño, emisiones a el ambiente, ruido y consumo
de combustible. Tiene capacidad para enviar parámetros de operación por medio de
telemetría.
5.13.- Uso del escáner y método practico
El tablero de control del motor dispone de conexiones para un modulo de
comunicaciones CCM que opera por medio de un escáner. Permitirá las
comunicaciones bidimensionales entre el tablero de control modular electrónico del
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grupo electrógeno (EMCP II) y una computadora personal (PC) y otro dispositivo con
un puerto.
Los ocho indicadores de fallas (1-8), ubicados en la parte delantera del de Tablero de
control, se usan para mostrar y describir la falla presente. Los primeros indicadores
son indicadores rojos de parada por falla y el octavo es un indicador amarillo de
alarma de falla.
El indicador amarillo da alarma de la falla (8) destella cuando el tablero detecta una
falla que sea una condición de alarma. El motor sigue funcionando y arranca, el
indicador de alarma de falla. Va acompañado por un código de alarma de falla,
mostrado en la pantalla superior (9), cuando se pulsan las teclas de los códigos de
alarma (10).
El indicador rojo de parada por falla (7) destella cuando el tablero detecta una falla
que sea una condición de parada. El motor se para si esta en funcionamiento y no se
permite el arranque. El indicador de parada por falla va acompañado por un código
de falla de diagnóstico que se muestra inmediatamente en la pantalla superior.
Seis indicadores de parada rojos son para las siguientes condiciones de parada: baja
presión de aceite (1), parada de emergencia (2), temperatura elevada de agua (3),
exceso de velocidad del motor (4), bajo nivel de refrigerante (5) y falla de arranque
del motor (6). Cuando el tablero de control detecta una falla en una de estas
condiciones, destella el indicador de parada correspondiente. El motor se para si esta
en marcha y no se puede arrancar.
No hay códigos de falla asociados con los indicadores de parada especiales, ya que
cada indicador tiene una etiqueta interpretativa.
5.14.- Carta de mantenimiento
Mantenimiento del motor diesel
Diariamente verificar.
a) Nivel de agua en el radiador.
b) Nivel de aceite en el cárter y/o en el gobernador hidráulico si lo tiene.
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c) Nivel de combustible en el tanque.
d) Nivel de agua en las baterías, así como remover el sulfato en sus terminales.
e) Limpieza y buen estado del filtro de aire.
f) Que el precalentador eléctrico del agua de enfriamiento opere correctamente para
mantener una temperatura de 140°F.
g) Que no haya fugas de agua caliente y/o combustible.
Semanalmente.
a) Operar la planta diesel-eléctrica en vacío y de preferencia con carga, comprobar
que todos sus elementos operen satisfactoriamente, durante unos 15 minutos.
b) Limpiar el polvo que se haya acumulado sobre la misma o en los pasos de aire de
enfriamiento.
Mensualmente.
a) Comprobar la tensión correcta y el buen estado de las bandas de transmisión.
b) Cambiar los filtros de combustible.
c) Cambiar el filtro de aire o limpiarlo.
Cada 400 horas.
a) Observar que la planta diesel-eléctrica opere siempre con carga.
(En las hojas de mantenimiento “mensual ó cada 400hrs” y “anual”).
Reglas que deben observar para el buen funcionamiento de su motor.
1. - Procure que no entre tierra y polvo al motor, al generador y al interior de los
tableros de control y transferencia.
2. - Conserve perfectamente lubricado el motor y la chumacera o chumaceras del
generador y excitatriz.
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3. - Cerciórese que está bien dosificado el combustible para el motor.
4. - Compruebe que al operar la planta se conserve dentro de los rangos de
operación:
a) Temperatura del agua 160 a 200°F.
a) Presión de aceite 40 a 60 Lbs.
b) Voltaje 220 a 440 V.
c) Frecuencia 58 a 62 Hz.
d) Corriente del cargador
de batería 0.8 a 3Amps
5.- Los motores nuevos traen un aditivo que los protege de la corrosión el cual dura
12 meses, después de éste período deberá cambiarse el agua y ponerle nuevamente
aditivo, además de evitar fugas y goteras sobre partes metálicas.
Es necesario utilizar anticorrosivo, anticongelante en la mezcla recomendada por el
fabricante del motor dependiendo de la zona donde se ubicara y trabajará la planta
de emergencia eléctrica.
En general hay que prevenir y evitar la corrosión a toda costa de los componentes de
la planta.
6. - Hay que procurar que se cuente siempre con los medios de suministro de aire
adecuados por ejemplo:
a) Aire limpio para la operación del motor.
b) Aire fresco para el enfriamiento del motor y generador síncrono de C.A.
c) Medios para desalojar el aire caliente.
7. -. Compruebe siempre que la planta diesel-eléctrica gira en la flecha a la velocidad
correcta por medio de su frecuencímetro, y sí, es pequeña y no la tiene, entonces,
por medio de un tacómetro.
8. - Entérese del buen estado de su equipo, para que cuando se presente una falla
por insignificante que está sea, se corrija a tiempo y adecuadamente, para tener su
equipo en condiciones óptimas de funcionamiento.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
9. - Implante un programa para controlar el mantenimiento de su planta diese-
eléctrica. Abra una libreta para anotar todos los datos de la vida de la planta, y por
medio de ellas compruebe la correcta aplicación del mantenimiento.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
5.15.- Fallas más comunes y su corrección
FALLAS CAUSAS POSIBLES
FORMA DE DETECTARLO
FORMA DE CORREGIRLO
Medir voltaje de batería(s).
Cambiar batería(s).
Conexiones flojas y/o ulfatadas. s
Limpiarlas y reapretarlas.
Revisar conexiones rotas. Reponerlas.
Batería(s) en mal estado.
Revisar cables dañados. Reponerlos Medir voltaje en la bobina de solenoide auxiliar (4X).
Reponerlo.
MAQUINA
Motor de arranque.
Medir voltaje en las puntas de alimentación.
Desmontar y mandar a reparar
Válvula solenoide no opera.
Medir voltaje de alimentación de la bobina.
Reponer.
Verificar nivel de tanque. Reponer combustible y purgar líneas.
Revisar llaves de paso cerradas.
Abrir llaves y purgas líneas.
Falta de combustible. Check de alimentación en
mal estado Reponer y purgar líneas.
Medir voltaje en las puntas de alimentación 2 (+) 3 (-) positivo y negativo respectivamente.
Checar conexiones y reparar
Revisar elevadores de control, No operan (K3, K5).
Desmontar probarlos y reponer dañados.
Revisar protecciones del motor activadas.
Restablecer oprimiendo botón de desbloqueo después de haber corregido la falla.
NO ARRANCA.
Módulo de protección, arranque y paro no opera.
Verificar conexiones, señales, de salida del controlador GENCON al módulo de relevadores auxiliares.
Corregir conexiones, cambiar controlador GENCON.
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FALLAS CAUSAS POSIBLES
FORMA DE DETECTARLO
FORMA DE CORREGIRLO
Conexiones sueltas o flojas.
Verificar conexiones. Apretar o reconectar
Máquina no arranca.
Verificar puntos de máquina no arranca.
Máquina no genera.
Verificar puntos de máquina no genera.
Verificar fusibles de control.
Reponer.
52/E no opera. Medir voltaje de
alimentación de la bobina. Reponer bobina
Medir voltaje de alimentación de la bobina.
Reponer bobina
Contactores de fuerza.
Revisar contactos de fuerza del contactor.
Reponerlos o cambiar contactor
Interruptor de protección de máquina.
Verificar contactos y operación de interruptor.
Restablecer o reponer.
Verificar si se encuentra
ado. dispar
Restablecer de acuerdo a las instrucciones del cambiador de fuerza.
Interruptor de transferencia no opera.
Revisar contactos de fuerza del interruptor.
Reponer. Rmicr
evisar ajustes de os, contactos y
conexiones de acuerdo al plano. Reponer motor y mecanismo.
Interruptor electromagnético de transferencia no opera.
Verificar operación de motor de energía almacenada. Verificar los bloqueos del interruptor de normal no dispara
Disparar interruptor de normal y revisar su operación de acuerdo al plano.
Verificar fusible de alimentación
Reponerlo.
Verificar calibración.
Corregir calibración.
SISTEMA DE EMER- GENCIA NO OPERA.
Circuito sensitivo de voltaje (integrado en el controlador)
Verificar operación Cambiar controlador.
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FALLAS CAUSAS POSIBLES
FORMA DE DETECTARLO
FORMA DE CORREGIRLO
Revisar nivel de agua.
Esperar que baje la temperatura del agua a 160°F y reponer el agua faltante.
Revisar las bandas de ventilador.
Reapretar o cambiar bandas.
Revisar bomba de agua. Reponer. Revisar termostato. Reponer. Revisar radiador tapado. Desmontar y sondearlo.
Sobretemperatura.
Revisar operación y calibración del sensor de sobretemperatura en máquina (26).
Calibrar o reparar.
Revisar nivel de aceite. Reponer faltante. Revisar fugas de aceite. Corregirlas. Revisar filtro de aceite. Cambiarlo.
BLO QUEOS
Baja presión de aceite.
Revisar operación y calibración del sensor de aceite en máquina (63Q).
Calibrar ó reponer.
Revisar ajuste de acelerador.
Corregir.
Revisar gobernador. Desmontar y reparar.
Sobrevelocidad. Revisar operación y
calibración del sensor de sobrevelocidad en máquina (12).
Calibrar o reparar ó reponer.
Verificar precalentador de agua medir voltaje en las terminales.
Corregir conexiones o cambiar precalentador
Verificar alimentación de combustible.
Ver punto falta de combustible máquina no arranca.
DEL MOTOR.
Largo arranque.
Verificar motor de arranque marcha dañada.
Ver punto marcha no opera máquina no arranca.
Tabla.5.15.1. Fallas más comunes y su corrección
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6.- MOTORES CATERPILLAR
6.1.- Principales características y origen de los modelos
Figura.6.1.1.Vista de motor Ceterpillar
El motor Caterpillar es un motor de inyección directa de Combustible de cuatro
tiempos y seis cilindros en línea (3306B), 8, 12 y 16 en “V” (D-379, D-398 y D-3’9
respectivamente). Cada culata de cilindro tiene dos válvulas de admisión y dos
válvulas de escape. Los balancines y las válvulas son Accionadas por el árbol de
levas. La acción es llevada a cabo por levanta válvulas mecánicos y varillas de
empuje.
Estos motores tienen un regulador hidromecánico de gama completa que controla la
salida de la bomba de inyección, manteniendo las RPM del motor seleccionadas por
el operador. Las bombas de inyección individuales (una por cada cilindro) dosifican y
bombean el combustible a alta presión hasta los inyectores. El avance de
sincronización automático proporciona la mejor sincronización de inyección en toda
la gama de velocidades del motor.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El control de la relación de combustible está ubicado en el regulador. El control de la
relación de combustible limita el movimiento de la cremallera de combustible. Sólo se
permite inyectar la cantidad apropiada de combustible en
Los cilindros durante la aceleración. Esto reduce al mínimo el humo de escape.
El motor está equipado con un grupo de protección que disuade a las personas a que
manipulen de forma Indebida el ajuste de control de la relación de combustible. Los
pernos normales han sido sustituidos por pernos resistentes a las manipulaciones
indebidas. Esto es requerido por las regulaciones de las emisiones.
El aire de admisión atraviesa un filtro de aire. El aire es comprimido por un
turbocompresor antes de entrar en los cilindros del motor. El turbocompresor está
impulsado por los gases de escape del motor. El motor estándar tiene
turbocompresor y dispone de un sistema de posenfriamiento del agua de las
camisas.
El sistema de enfriamiento consiste en:
• Una bomba centrífuga impulsada por engranajes
• Un termostato que regula la temperatura del refrigerante del motor
• Un enfriador de aceite, y
• Un radiador (que dispone de un sistema de derivación).
El aceite lubricante del motor, que es enfriado y filtrado, es suministrado por una
bomba de engranajes. Las válvulas de desvío proporcionan un flujo sin restricciones
de aceite lubricante a las piezas del motor si la viscosidad del aceite es alta, o si se
tapona el enfriador de aceite o los elementos del filtro de aceite.
La eficiencia del motor, la eficiencia de los controles de emisión y el rendimiento del
motor dependen de si se respetan las recomendaciones adecuadas de operación y
mantenimiento. El rendimiento y la eficiencia del motor también dependen del uso de
combustibles, aceites de lubricación y refrigerantes recomendados. Siga el programa
de mantenimiento correspondiente, prestando atención al mantenimiento del filtro de
aire, del sistema de combustible, del sistema de lubricación y del sistema de
enfriamiento.
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6.2.- Enumeración de cilindros
Caterpillar enumera los cilindros considerando el lado derecho, viendo el motor de
frente del lado del volante y alternando entre el banco derecho e izquierdo como se
observa en la figura siguiente en un motor Caterpillar D-398, en “V” 12 cilindros
Figura.6.2.1.Numeración de cilindros en Ceterpillar
6.3.- Orden de encendido
Diámetro interior de los cilindros 6.250”
Carrera del pistón 8”
Rotación del motor visto del volante Izquierda
Orden de encendido D-379 1, 8, 5, 4, 7,2, 3, 6
Orden de encendido D-398 1,12, 9, 4, 5, 8,11, 2, 3, 10, 7, 6
Orden de encendido D-399 1, 2, 5, 6, 3, 4, 9,10,15,16,11,12,13,14, 7,8
Potencia máxima 1200 RPM, D-398 750 HP
Potencia máxima 1200 RPM, D-399 990 HP
123
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
6.4.- Sistemas de operación del motor
Sistema de aire de entrada y escape de gases
Los componentes de este sistema son:
1.- Turbina.
2.- Compresor.
3.- Múltiple de admisión.
4.- Múltiple de escape.
5.- Enfriador de aire
6.- Componentes de válvulas (admisión y escape)
Funcionamiento: los gases de escape al salir por el múltiple, pasan al
compartimiento del turbocargador donde se encuentra la turbina, la cual al ser
impulsado por los gases, mueve la flecha que la une con el compresor, esto hace
que el compresor suministre el aire a presión para la combustión a los cilindros,
cuando se incrementa la carga en el motor, origina que se inyecte más combustible a
los cilindros, ocasionando que aumente la presión de los gases de escape y por lo
tanto que la turbina y el compresor giren más rápidamente, para suministrar más
volumen de aire a los cilindros con el consecuente aumento de la potencia.
La velocidad del turbo es determinada por la cremallera, de la bomba de inyección,
afectando en su rendimiento, fallas como una velocidad alta en vacío, o demasiada
altura sobre el nivel del mar.
Los cojinetes del turbo son lubricados por aceite del sistema de lubricación del motor,
entrando por una conexión en la parte superior del turbo y saliendo por otra en la
parte inferior, después de haber bañado a los cojinetes y flecha para posteriormente
regresar al motor.
Algunos motores tienen un enfriador de aire instalado en lugar del múltiple de
admisión. su función es la de bajar la temperatura del aire que proviene del turbo, ya
que al comprimirse el aire se calienta y es necesario el uso de un enfriador de aire,
124
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
pues entre mas frío sea un aire mas peso (densidad) tiene. Por lo general la
temperatura de aire hacia los cilindros disminuye hasta 2000 F, el refrigerante del
enfriador es suministrado por el mismo sistema de enfriamiento del motor.
En algunos motores se utiliza un enfriamiento por el interior del múltiple de escape y
del turbo, evitando así el uso del enfriador de aire.
Sistema de combustible.
Las partes que constituyen este sistema son:
1.- Depósito de combustible.
2.- Filtro de malla primario.
3.- Línea de alimentación.
4.- Bomba de transferencia.
5.- Válvula "by pass" o de derivación.
6.- Válvula " de alivio.
7.- Bomba cebadora.
8.- Caja de filtros.
9.- Bomba de inyección de combustible.
10.- Toberas.
11.- Línea de retorno hacia la bomba de transferencia.
12.- Línea de retorno hacia el depósito.
Cuando el motor se encuentra listo para arrancar se utiliza la bomba cebadora la cual
está montada sobre la caja de filtros de combustible, por medio de ella se desaloja el
aire que pudiera haber en el sistema, aflojando las líneas de las toberas una por una.
También se verifica si no hay fugas o restricciones. Cuando se ceba el sistema, el
combustible pasa por una válvula de "by pass" o de derivación que se encuentra
ubicada por el lado de descarga de la bomba de transferencia, evitando así una
restricción que afecte en el cebado de dicho sistema.
125
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Cuando el motor arranca el combustible es succionado desde el depósito y el filtro
primario por medio de la bomba de transferencia la cual manda el combustible a una
cavidad que se encuentra en la parte superior de la bomba de cebado, que contiene
2 válvulas de alivio las cuales controlan la presión de combustible en el sistema,
cuando existe una sobrepresión las válvulas de alivio se abren y, el combustible que
no es necesario es regresado, una parte hacia el lado de succión de la bomba de
transferencia y otra parte regresa al tanque de combustible. el aire que pudiera haber
en la caja de filtros también regresa al tanque.
De la caja de filtros el combustible pasa a la bomba de inyección de combustible
donde se inyectará a cada cilindro por medio de las toberas.
Sistema de lubricación.
Las partes que componen este sistema son:
1. Carter.
2. Cedazo de malla.
3. Bomba de aceite.
4. Válvula de alivio de la bomba.
5. Bomba prelubricadora (si lo tiene).
6. Enfriador de aceite.
7. Válvula lubricadora del turbo (solo unos modelos).
8. Caja de filtros.
9. Válvula de alivio del filtro.
10. Múltiple de aceite.
11. Mecanismo de válvulas (balancines, varillas, etc.)
12. Tubos "P" o "JET".
13. Bomba de inyección,
126
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
En los motores de los nuevos modelos se utiliza una bomba pre-lubricadora que
como su nombre lo indica sirve para llenar todo el sistema de lubricante
especialmente el árbol de levas, turbocargador, y mecanismo de válvulas, antes de
poner a funcionar el motor, ya que esas tardan más en recibir el aceite desde la
bomba al arrancar el motor. La bomba pre-lubricadora puede ser manual de tipo
"reloj" o de engranes movida por motor eléctrico.
Esta bomba succiona el aceite desde el carter por medio de una línea independiente
al sistema para mandarlo a los filtros y a las partes arriba mencionadas.
La válvula lubricadora del turbo en los motores, tiene una función similar a la bomba
pre-lubricadora, ya que cuando el motor se detiene, impide que se vacíe el aceite del
turbo, permitiendo que al arrancar nuevamente el motor, no peligre el turbo, la
válvula lubricadora del turbo permite el paso de aceite desde el sistema hasta que el
motor alcanza su presión normal de funcionamiento ocasionando que la válvula se
inhabilite, hasta que se requiera nuevamente de ella.
Por esa razón los motores recientes no llevan válvulas lubricadoras del turbo, pues
su función la realiza la bomba pre-lubricadora.
Cuando el motor arranca el aceite es succionado del carter por la bomba, una válvula
de alivio permite que cualquier sobrepresión que mande la bomba se desvíe al
carter, el flujo normal continúa su recorrido hacia el enfriador de aceite el cual dirige
el aceite hacia la válvula lubricadora del turbo (en algunos modelos) y, de ahí fluye
hacia el turbo cargador donde lubrica los cojinetes y flecha del mismo para regresar
por gravedad al carter. También del enfriador de aceite sale una línea hacia la caja
de filtros donde se encuentra una válvula de alivio la cual se abre permitiendo el flujo
de aceite del enfriador de aceite al múltiple, solo cuando hay una sobrepresión
ocasionada por filtros tapados. Del múltiple el lubricante se distribuye al árbol de
levas, cigüeñal, mecanismo de válvulas, tubos "P" o "JET", bomba de inyección,
gobernador, dispositivo de paro por emergencia, tren de engranes auxiliar,
turbocargador y por último el tren de engranes de tiempo para regresar por gravedad
al carter.
127
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.6.4.1.Corte trasversal de motor Ceterpillar
Sistema de enfriamiento
Las ventajas que del sistema de enfriamiento de motores Caterpillar son:
a.- elevar el punto de ebullición.
b.- Evitar la cavitación (vacío) en la bomba de agua.
c.- Evitar la formación de bolsas de aire o de vapor dentro del sistema.
128
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Este sistema se utiliza comúnmente en los motores industriales y se compone de las
siguientes partes.
1.- Radiador.
2.- Bomba de agua.
3.- Enfriador de aceite.
4.- Enfriador de aire.
5.- Camisas y culata del motor.
6.- Múltiple de escape.
7.- Caja de termostatos.
Cuando el motor arranca, el agua es succionada
desde el radiador por medio de la bomba centrífuga de
agua, la cual manda el refrigerante hacia el enfriador
de aceite, de ahí el agua fluye al interior del motor
para enfriar cilindros y culata; también del enfriador de
aceite sale otra línea hacia el enfriador de aire para
pasar posteriormente el refrigerante al motor para
ayudar a enfriar camisas y culatas. Del interior del
motor el agua sale a un múltiple que se encuentra en
el exterior, el cual esta diseñado en los motores en "V"
para quitar calor al múltiple de escape.
Posteriormente el agua fluye a la caja termostática la
cual impide por medio de termostatos que el agua
fluya hacia el radiador cuando la temperatura de agua
del motor es baja, permitiendo de esa manera que
exista una recirculación en el interior del motor hasta
rmal de enfriamiento (160 a 185°F).
Cuando ocurre
que alcance su temperatura no
lo anterior los termostatos se abren permitiendo el paso del agua
hacia el radiador para su enfriamiento con la ayuda del ventilador del motor.
129
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Sistema de aire de arranque.
ste sistema lo componen las siguientes partes:
n de aire.
trol de arranque
anque neumático.
rranque neumático se utiliza para hacer girar el volante de un motor
uede ser montado sobre cualquier lado trasero del motor.
puede almacenar un volumen de aire de hasta 250 PSI cuando se llena
es que no necesitan mucha fuerza en el arranque el gobernador se
relacionado con la
a presión de aire está relacionada con la fuerza que se necesita para hacer girar el
volante del motor.
E
1.- Suministro de aire.
2.- Regulador de presió
3.- Conexión "T"
4.- Válvula de con
5.- Cubierta conductora.
6.- Válvula actuadora.
7.- Lubricador.
8.- Motor de arr
9.- Deflector.
El motor de a
para ponerlo a funcionar.
Dicho motor de arranque p
Un compresor de aire se encarga de suministrar el aire atmosférico y almacenarlo en
un depósito, determinando dicho volumen el tiempo que girará el motor en el
arranque.
El depósito
por completo.
Para los motor
regula a 100 PSI, lo suficiente para mover el volante fácilmente.
El aire que se consume en el arranque está directamente
velocidad.
L
130
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El ajuste del gobernador puede hacerse a 150 PSI lo suficientemente necesario para
mover el volante del motor.
na trampa de agua en la línea de suministro elimina la
Para un mejor rendimiento del motor de arranque el suministro de aire deberá estar
limpio de agua y suciedad u
humedad del aire.
La máxima presión que se puede usar en un motor de arranque es de 150 PSI, si
acaso hay presiones mayores podría ocasionar problemas muy serios.
actuadora por
El aire que sale de la compresora es regulado a 150 PSI por el gobernador, y
posteriormente pasa a la válvula de control de arranque y a la válvula
medio de una conexión "T". La válvula de control de arranque manda a la presión de
aire a la cubierta conductora para que el piñón o bendix se acople a la corona del
volante. Posteriormente se abre la válvula actuadora para permitir el paso del flujo de
aire hacia el lubricador y por último al motor de arranque el cual tiene en su interior
unas paletas que giran provocando el movimiento del bendix o piñón que se
131
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
encuentra engranado al volante del motor, posteriormente el flujo sale por un
deflector que se encuentra en la parte inferior del motor de arranque.
.5.- Dispositivos de paro
.- Por sobrevelocidad.
ceite
tor.
excepción del dispositivo por sobrevelocidad, los dispositivos por baja presión de
6
1
2.- Por baja presión de a
3.- Por alta temperatura del mo
A
aceite y por alta temperatura del motor mandan una señal hidráulica al dispositivo
principal de paro por emergencia que se localiza en el vértice del motor en su parte
trasera, a un lado del gobernador. Dicho dispositivo también actúa como dispositivo
132
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
por sobrevelocidad ya que recibe impulso su mecanismo interior desde la flecha que
mueve el árbol de levas de la bomba de inyección y también al gobernador, al haber
una sobre velocidad el engrane piñón que va unido al eje que mueve el árbol de
levas de la bomba transmite el movimiento al dispositivo el cual debido a la fuerza
centrífuga se dispara una varilla cargada a resorte que hace contacto con la palanca
terminal del gobernador y esta con la barra cremallera de la bomba de combustible
moviéndola a la posición de "cierre de combustible" "FULL OFF" ocasionando el paro
del motor.
Cuando existe, una alta temperatura o una baja presión de aceite cuando el motor
terior 2
otor se haya detenido por una
paro recibe lubricación en sus partes internas desde el
esta funcionando, los dispositivos ubicados en el múltiple de aceite y agua mandan
una señal de aceite al dispositivo principal de paro ocasionando que se dispare su
mecanismo interno actuando sobre la barra cremallera, deteniendo al motor.
También dicho dispositivo principal de paro tiene en su parte superior ex
botones uno cilíndrico v otro plano, el cual el primero se utiliza para detener el motor
en caso de emergencia, oprimiéndolo manualmente, el segundo botón o sea el plano
se utiliza para restablecer el dispositivo en caso de haber utilizado el botón cilíndrico,.
.como precaución no se debe utilizar este botón de paro por emergencia para
detener al motor cuando está trabajando normalmente, pues causaría daños al
mecanismo interno del dispositivo principal de paro.
Para restablecer el dispositivo en caso de que el m
emergencia primeramente debe corregirse la causa de la falla. Si el paro se debió a
una sobrevelocidad, restablezca jalando hacia afuera la varilla de restablecimiento en
caso de trabarse investigue la causa de la sobrevelocidad. En caso de no trabarse
dicha varilla entonces una baja presión de aceite, o una alta temperatura, fue lo que
ocasionó el paro del motor por lo que se deben revisar tanto el sistema de lubricación
como el de enfriamiento.
El dispositivo principal de
múltiple auxiliar de aceite ubicado en el vértice del motor para lubricar la bomba de
inyección y al gobernador, así como el tren de engranes trasero.
133
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Por lo general los 3 dispositivos de emergencia se disparan bajo las siguientes
condiciones de operación:
1.- sobrevelocidad.- cuando la velocidad aumenta un 18% arriba de su velocidad
máxima. Por ejemplo un motor que trabaje a 1200 R.P.M. su velocidad de paro será
1416 R.P.M.
2.- baja presión de aceite.- cuando hay una caída de presión de aceite hasta 12 –psi.
3.- alta temperatura del motor.- cuando la temperatura del agua aumenta hasta
210°F
En los motores en línea el dispositivo principal de paro se localiza en el lado
izquierdo del motor, montado en la caja de accesorios.
NOTA: Por cada vuelta de ajuste a dispositivos de sobrevelocidad se aumentará o
disminuirán las R.P.M. en un rango de 40 a 50 R.P.M.
Partes del dispositivo de emergencia mecánico.
1.- Dispositivo de paro.
2.- Cable (chicote) de restablecimiento del dispositivo.
3.- Entrada de la señal de baja presión de aceite por alta temperatura del motor.
4.- Entrada de la señal por baja presión de aceite.
5.- Piñón y flecha de paro por sobrevelocidad.
6.- Conexión hacia la barra cremallera.
7.- Botón de paro por emergencia.
8.- Botón de restablecimiento.
9.- Tapa del tornillo de ajuste de paro por sobrevelocidad.
10.- Toma de fuerza del tacómetro.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Dispositivo de paro hidromecánico.
Este dispositivo protege al motor en caso de:
1.- Sobrevelocidad.
2.- Baja presión de aceite.
3.- Alta temperatura del motor.
Dicho dispositivo también tiene un control manual de paro por emergencia. Para su
operación utiliza aceite de lubricación desde el motor, y tiene una bomba de aceite
que proporciona presión a todo el sistema del dispositivo hidromecánico.
La cremallera de paro mueve a la cremallera de combustible a la posición de corte de
combustible en caso de baja presión de aceite o de una alta temperatura del motor.
El dispositivo de paro de las papa latas que se encuentran en los 2 múltiples de
admisión se disparan en caso de sobrevelocidad, deteniendo el paso del aire a los
cilindros produciendo el paro del motor, también este dispositivo se dispara
manualmente.
La cremallera de paro del dispositivo se restablece automáticamente, pero no así el
dispositivo de las papalotas, el cual debe restablecer manualmente.
El dispositivo hidromecánico proporciona 2 rangos de operación de presión de aceite
del motor, a medida que se incrementa la velocidad del motor, la presión de aceite
también necesita incrementarse.
Cuando el motor trabaja a baja velocidad, el dispositivo se dispara a una presión
mínima de 20 PSI. Cuando el motor trabaja a velocidad alta, el dispositivo se puede
disparar con una presión mínima de 30 PSI.
El dispositivo consiste de un contrapeso controlado y una válvula piloto que se utiliza
para proporcionar los 2 rangos de operación antes mencionados.
La flecha conductora mueve los contra pesos y estos a la válvula piloto. La flecha
conductora se muestra acoplada con la flecha de la bomba de aceite del motor.
135
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Cuando el motor aumenta la velocidad de los contrapesos se mueven hacia fuera
oprimiendo la válvula piloto la que manda la señal de disparo a las papalotes de los
múltiples de admisión.
6.6.- Procedimiento de una afinación menor y mayor
Afinación menor (cada mil horas)
• Mantenimiento preventivo rutinario de engrase y cambio de aceite lubricante y
los elementos de filtros de aire, combustible y aceite
• Revisión y reemplazo, rutinaria de elementos de desgaste como bandas
manqueras, etc.
• Tensar bandas, su revisión y reemplazo
• Verificación de funcionamiento periódicamente
Además de las anteriores actividades consideradas como rutinarias en la afinación
menor se debe efectuar lo siguiente:
1. Verificación del sistema de enfriamiento agregando acondicionador requerido
NOTA: el agua es corrosiva a temperaturas de operación del motor por lo que se
debe de utilizar un acondicionador del refrigerante. No se debe de mezcladores
diferentes, en caso de duda, deseche todo el refrigerante reponiendo el mismo, en
una proporción aproximada de 90% agua, 10% acondicionador.
2. Verifique el tapón del radiador y cámbielo en caso necesario
3. Drenar el aceite del gobernador, lavar el interior con solvente no inflamable y
llenar con aceite nuevo
4. inspeccionar y comprobar: operación de los dispositivos de seguridad, alarmas
y protección del motor.
5. Verificar condiciones de operación de turbocargadores y postenfriadores de
aire.
6. Revisar sistema de arranque neumático (motor, válvula y lubricadores)
136
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
7. Comprobar operación y lubricar si se requiere el varillaje de control de
combustible, ajustar en caso necesario.
Afinación mayor (cada dos mil horas)
Se debe de efectuar las actividades de la afinación menor, además de las siguientes:
Calibración de las válvulas de admisión y escape considerando las siguientes
tolerancias:
• Juego de válvulas de admisión: -0.38 mm (0.015”)
• Juego de válvulas reescape: -0.90 mm (0.035”)
• El juego de las válvulas no se debe calibrar si está dentro de 0.07mm (0.003”)
de las especificaciones
1. Pare el motor
2. Limpie base de las cubiertas para evitar suciedad
3. Saque las cubiertas de las válvulas
4. Saque la cubierta d e calibración de la caja de volante
5. Gire el volante en dirección de rotación normal
6. Alinee la marca de regulación “TC-1”, correspondiente a su motor (TC1-7”,
TC1-11”, o TC1-15”) con el puntero de sincronización situado dentro de la caja
del volante.
Cuando están en la carrera de compresión, los balancines de las válvulas de
admisión y escape se pueden mover fácilmente con la presión del dedo.
Cuando están en la carrera de escape, únicamente se pueden mover libremente con
la presión del dedo los balancines de las válvulas de admisión.
1. Verifique el movimiento de los balancines del cilindro No. 1 determine si el
pistón esta en carrera de compresión o de escape.
2. Consulte la tabla que precede y calibre únicamente las válvulas especificadas
en la tabla correspondiente al cilindro No. 1 en las carreras de compresión o
de escape según como se determina en el paso 7.
137
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
3. Haga girar al volante una revolución en dirección de la rotación normal y
alinee la marca de regulación “TC-1” del volante.
4. Observe el movimiento de los balancines del cilindro No. 2.
5. Calibre las restantes válvulas tal como se especifica en la tabla.
Tabla.6.6.1. Calibración de válvulas
Ajuste del juego de las válvulas- Cilindro No.1 en la carrera de compresión
Motor Válvulas de escape Válvulas de admisión
D- 379 1, 4, 5, 8 1, 2, 3, 6
D- 398 1, 4, 5, 6, 9, 12 1, 3, 6, 7, 10, 12
D- 399 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 1, 2, 7, 8, 11, 12, 13, 14
Tabla. 6.6.2. Calibración de válvulas
Ajuste del juego de las válvulas- Cilindro No.1 en la carrera de escape
Motor Válvulas de escape Válvulas de admisión
D- 379 2, 3, 6, 7 4, 5, 7, 8
D- 398 2, 3, 7, 8, 10, 11 2, 4, 5, 8, 9, 11
D- 399 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 3, 4, 5, 6, 9, 10, 15, 16
Ajuste del juego de válvulas
Al Ajustar el juego de válvulas, el motor debe de estar parado y frío.
1. Afloje la tuerca de traba del tornillo de ajuste
2. Gire el tornillo de ajuste hasta obtener el juego apropiado de la válvula.
3. Sostenga el tornillo de ajuste y apriete la tuerca de traba
4. Vuelva a verificar el juego de la válvula.
Rotores de las válvulas del motor
138
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Después de verificar el juego de todas las válvulas y antes de instalar las cubierta de
las válvulas:
Arranque el motor
Mueva el control del regulador a la posición de la posición de velocidad baja en
vacío.
Observe las estrías del retén de válvulas. Cada reten de válvula debe girar
ligeramente siempre que se cierra la válvula.
6.7.- Conversión de un turbo izquierdo a derecho y viceversa
El cartucho para turbocargador se acopla al mismo mediante fleje ajustable o
tornillos. Para convertir un turbo izquierdo a derecho o viceversa, debe aflojar el fleje
o desatornillarlo y girar la carcaza, hasta hacer coincidir las líneas de entrada y salida
de lubricación para el turbocargador. Volver atornillar o apretar el fleje.
6.8.- Instalación de la base del gobernador
Cada mil horas de operación debe de efectuarse la comprobación de operación del
gobernador y de su base de acoplamiento al motor. Siguiendo los pasos que se
describen a continuación:
1. Purga del gobernador
2. Arranque el motor y déjelo funcionar hasta que alcance su temperatura normal.
3. Afloje la tuerca en el lado del gobernador que sujeta el puntero de ajuste de
compensación.
4. Mueva con la mano el puntero hacia arriba lo más posible y apriete la tuerca, esto
permite purgar el aire del gobernador
5. Quite el tapón de la base del gobernador para acceder a la válvula de aguja.
6. Con un desarmador de hoja ancha haga girar la válvula de aguja, tres o cuatro
vueltas hacia la izquierda
139
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
7. Permita que el motor cabecee durante unos 30 segundos
8. Afloje la tuerca del puntero de ajuste de compensación y muévala hacia abajo
todo lo posible
9. gire lentamente hacia la derecha la válvula de aguja, hasta que el motor deje de
cabecear
10. ahora debe de requerir menos de una vuelta para poder cerrar por completo la
válvula de aguja
11. abra la válvula de aguja hasta la misma posición en que el motor dejo de
cabecear
12. Mueva manualmente el varillaje del gobernador para variar la velocidad del motor.
Si la velocidad del motor se estabiliza y la válvula está abierta de media a tres
cuartos de vuelta el gobernador esta bien ajustado. Instale el tapón de la base del
gobernador
6.9.- Comprobación de operación del gobernador
Para la comprobación de operación del gobernador si requiere que la válvula de
aguja más de tres cuartos de vuelta para que el motor no cabecee ejecute los
siguientes pasos:
1. Levante el puntero dos divisiones en su escala
2. Abra la válvula de aguja tres o cuatro vueltas a la izquierda
3. Deje que el motor funcione unos 30 segundos cabeceando
4. Gradualmente cierre la válvula hacia la derecha hasta que el motor deje de
cabecear tomando nota de las vueltas requeridas para cerrar la válvula de aguja.
5. Abra la válvula de aguja en la base del gobernador a la misma posición en que
dejo de cabecear el motor.
6. Manualmente mueva el varillaje del gobernador para variar la velocidad del
motor. La velocidad del motor se debe estabilizar con la válvula de aguja abierta de
medio a tres cuartos de vuelta.
140
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
7. Una válvula abierta menos de media vuelta produce una respuesta lenta a los
cambios de carga. Si esta abierta más de tres cuartos de abierta producirá una
excesiva velocidad de respuesta a los cambios de carga.
8. Si el motor no se estabiliza entre media a tres cuartos de vuelta, eleve el
puntero dos divisiones y repita los pasos del 2 al 7.
9. cuando la velocidad del motor se estabiliza es prueba de que el gobernador
opera satisfactoriamente y la válvula de aguja de la base del gobernador esta bien
calibrada.
6.10.- Colocación del brazo del gobernador con la bomba de inyección
Normalmente una falla muy común en el gobernador EGB es la instalación incorrecta
del brazo que va montado sobre la barra terminal de salida del gobernador.
Por esa razón se anota en los siguientes pasos como colocar dicho brazo:
1.- Con el gobernador instalado en su base del motor, y sin las articulaciones,
coloque la perilla de límite de carga en la posición cero, al hacer esto la barra
terminal se moverá a la posici6n de corte de combustible.
2.- En caso de que el puntero de la escala del gobernador no haya bajado a su límite
inferior, ayúdelo a lograrlo manualmente.
3.- coloque las articulaciones en posición de "corte de combustible" y acople el brazo
a la barra terminal del gobernador .
4.- Revise que al mover manualmente la palanca de aceleración en la posición de
"máximo combustible", observe que se mueva también el puntero del gobernador a la
posici6n máxima de la escala, mueva ahora la palanca a la posición mínima de la
escala, en caso de no dar el ajuste vuelva a checar la posición de la leva y el brazo.
5.- Coloque el puntero marcando 1" de la escala, mueva la perilla de límite de carga
al máximo y calibre las cremalleras de los dos bancos.
NOTA: después de calibrar cremalleras vuelva a verificar el recorrido del puntero de
la escala de la posición mínima a máxima.
141
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
6.11.- Ajuste de las perillas del gobernador UG-8 tipo cuadrante, antes y después del arranque del motor
Antes del arranque
• Gire la perilla del limite de carga hasta que el indicador este entre los números
5 y 7
• Gire la perilla del sincronizador hasta el numero 8
• Mueva el interruptor start-stop a la posición Start (arranque)
• Arranque el motor y hágalo funcionar en vacío y en velocidad baja por unos 5
minutos
Después del arranque
• Gire la perilla del limite de carga hasta el número 10
• Gire la perilla de sincronización a la derecha hasta que el motor funcione a
velocidad plena regulada
• Gire la perilla de caída para tener la caída adecuada para la operación. Si va
operar un solo motor la perilla debe ajustarse en cero.
• Aplique la carga y reajuste la perilla del sincronizador para obtener el reparto
de carga deseado
6.12.- Ajuste de compensación gobernador hidráulico
Antes de arrancar el motor, se deben revisar los niveles agua, aceite y combustible
así mismo la presión de aire de arranque (100 PSI mínimo), así mismo se debe de
checar el nivel de aceite del gobernador. Posteriormente realice los siguientes
ajustes:
142
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.- ajuste la perilla de caída de velocidad a cero, cuando se trate de un motor que
trabaja independiente de otro, en cambio si se trata de varios motores en serie, el
ajuste se hará entre 30 y 50.
2.- La perilla indicador del sincronizador se colocara en el numero 8 por medio de la
perilla del slncronlzador, esto quiere decir que el motor arrancará a 800 R.P.M.
3.- La perilla de control de límite de carga se deberá ajustar en todos los motores
entre 5 y 7.
4.- Arranque el motor, manteniéndolo a baja velocidad durante 5 minutos, después
gire la perilla de límite de carga hasta 10 (de no hacerse este ajuste, el motor será
incapaz de absorber la carga y se puede llegar a pensar que el motor esta fallando).
5.- Por medio de la perilla del sincronizador incremente la velocidad a la especificada
por el fabricante.
Ajuste de compesación. (Entre 800 y 900 RPM)
Estos ajustes se realizan con el motor funcionando a su temperatura normal de
operación. .
1.- Afloje la tuerca que retiene el puntero de compensación y colóquelo en su
posición máxima.
2.- Quítese el tapón exterior de la válvula de aguja (parte inferior del gobernador),
aflójese la ranura más grande, y abrase la ranura más pequeña aproximadamente 3
vueltas, déjese oscilar el motor de 30 a 60 segundos para purgar el aire atrapado en
los conductos internos del gobernador.
3.- Aflójese la tuerca que retiene el puntero de compensación y bajar a su posición
mínima, cierre despacio la válvula de aguja hasta que apenas se detenga la
oscilación. Haga un aceleramiento manual rápido para verificar si se establece
correctamente la velocidad del motor, si es así el gobernador ha sido ajustado
correctamente, en caso contrario haga el siguiente paso.
4. - Aflójese la tuerca del puntero y colóquelo 2 divisiones arriba del mínimo ábrase
nuevamente la aguja para purgar 30 segundos, cerrar lentamente hasta que apenas
se detenga la oscilación, nuevamente realice un aceleramiento manual y rápido, en
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
caso de establecerse la velocidad del motor, el ajuste se ha realizado correctamente
en caso contrario súbase el puntero otras dos divisiones en la escala, siguiendo los
pasos anteriores.
6.13.- Ajuste del actuador EG-3P
El gobernador actuador Woodward modelo EG-3P, se utilizan generalmente en los
equipos de perforación electrónicos los motores que lo utilizan estos gobernadores
los Caterpillar que, acoplado a un alternador o sea en equipos CA-CD, normalmente
trabajan a 1200 RPM son suficientes para desarrollar determinado trabajo.
Se le llama gobernador actuador porque se compone de 2 sistemas, uno hidráulico y
otro eléctrico, los cuales al trabajar en conjunto logran mantener el motor a las 1200
RPM necesarias para el trabajo.
El número 3 que aparece después de las letras EG indican el torque en libras-pie de
salida en la flecha terminal.
Estos gobernadores es proporcional (P), y sé identifican por lo general por la inicial
que esta impresa en la placa de identificación después del modelo,
Perillas del gobernador EG-3P
1.-Perilla de caída de velocidad.
2.- Perilla de límite de carga
3.- Perilla del sincronizador.
Funciones de las perillas.
1.-Perilla de caída de velocidad, tiene un rango de 0 a 100 y su función es la de
repartir adecuadamente la carga en motores que trabajan solos o en paralelo,
proporcionando una respuesta mas lenta o rápida ante un cambio de carga.
2.- Perilla de límite de carga: tiene un rango de o a 10 y su función es parecida a la
de una de llave de paso pues permite un flujo completo o restringido del combustible
hacia los inyectores del motor.
144
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3.- Perilla del sincronizador, tiene la función de acelerar o desacelerar la velocidad
del motor de acuerdo con el trabajo que se va a desarrollar.
Indicador del sincronizador: Es una escala en forma media luna que indica por
medio de un número la velocidad del motor, utilizándose el factor 50 para poder
conocer dicha velocidad, por ejemplo si la escala indicara el número 18 entonces la
velocidad del motor en ese momento es de 1200 RPM.
NOTA.- no siempre indicará la escala la velocidad real del motor, por lo que no es
recomendable tomarla como base de las RPM.
Ajuste de las perillas del gobernador EG-3P. Cuando el arranque va a realizarse
desde el cuarto de control lo siguiente:
a).- Coloque la perilla de caída de velocidad en cero.
b).- Coloque la perilla de limite de carga en 10.
c).- Coloque la perilla del sincronizador en su posición máxima (hasta su tope girando
hacia la derecha).
Cuando el arranque va a ser realizado manualmente, es decir sin la ayuda de la
clavija o receptáculo, entonces coloque las perillas en .la siguiente posición:
a).- Caída de velocidad en cero.
b).- Limite de carga en 5 (posteriormente se pasa a 10).
c).- Sincronizador en posición mínima (hacia la izquierda hasta que tope), el motor
arrancará aproximadamente a 500 RPM.
Inmediatamente después que el motor arranca coloque la perilla de 1imite de carga
en posición 10 y espere a que el motor alcance su temperatura normal de operación
(160-l85°p) para que pueda mover la perilla del sincronizador hacia la derecha hasta
que el motor llegue a las 1200 RPM.
NOTA: la perilla de limite de carga se coloca en posición 10 en el arranque para
evitar que el motor se desboque.
145
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Ajuste electromecánico del gobernador EG-3P
Después que el gobernador o reparado ha sido instalado en el motor, y la leva o
chango correctamente instalada, realice los siguientes pasos en compañía del
eléctrico del equipo:
1.- Arranque el motor y manténgalo a velocidad baja en vacío (530 RPM
aproximadamente).
2.- Quite la tapa superior del gobernador para tener acceso al tornillo de ajuste de
voltaje.
3.- Localice el tornillo Allen de 1/8" que tiene una contratuerca de 5/16” y con la
ayuda del eléctrico y un voltímetro verifique el voltaje de entrada al gobernador el
cual debe de ser de 1.5 Volts, en caso de no estar la señal eléctrica dentro del rango
haga lo siguiente:
4.- Con mucho cuidado afloje la contra tuerca del tornillo allen de 1/8" y mueva dicho
tornillo muy levemente hacia arriba para disminuir el voltaje, y hacia abajo para
aumentarlo hasta que el voltaje sea el correcto (1.5 volt).
5.- Aumente la velocidad del motor hasta las 1200 RPM vuelva a checar la señal la
cual no debe de pasar de 1.5 a 1.8 Volts, en caso de no estar en el rango repita el
paso # 4.
6.- coloque la tapa superior del gobernador.
NOTA: este ajuste debe realizarse cuando el gobernador manifiesta falla, o bien
cuando se instale uno nuevo o reparado, además cuando se quite de un motor para
colocarlo en otro.
6.14.- Ajuste del gobernador mecánico
1.- Torque del tornillo. 265 ± 35 lb-pie
2.- Motor D-399; diámetro del muñón de la flecha donde van el buje trasero e
intermedio. 1.6230 ±0.0003”
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Motores D-379 y D-398; diámetro del muñón de la flecha donde va montado el buje
trasero. 1.6230 ±0.0005”
Diámetro interior de los bujes trasero y central. 1.6255 ± 0.0005”
Máximo espacio permitido entre los muñones de flecha y bujes. 0.009”
3.- Juego axial del piñón biselado. 0.004 ± 0.002”
Diámetro de la superficie del piñón. 0.9358 ± 0.0002”
Diámetro interior del buje del piñón 0.9375 ± 0.0005”
Máximo espacio permitido entre buje y piñón. 0.008”
Ajustes de gobernador hidromecánico.
Para ajustar el gobernador hidromecánico, arranque el motor y verifique las
velocidades baja y alta en vacío, una placa de información del motor menciona los
rangos de las velocidades.
En caso de no estar ajustado el gobernador, quite la tapa de los tornillos de ajuste, y
síganse los siguientes pasos:
1.- Primeramente ajuste el tornillo de baja velocidad en vacío mover la palanca de
control hasta la posición de baja velocidad en vacío, si se quiere disminuir dicha
velocidad, gírese el tornillo de ajuste hacia la derecha, para aumentar gírese hacia la
izquierda, para comprobar el ajuste, incremente la velocidad del motor hasta la
posición alta en vacío, y vuelva a poner la palanca de control en velocidad baja en
vacío, en caso de variación vuelva a checar.
2.- Muévase la palanca de control del gobernador hacia atrás o sea a la posición
velocidad alta en vacío, gírese el tornillo de ajuste hacia la derecha para disminuir la
velocidad, y hacia la izquierda para aumentarla, reduzca la velocidad y vuelva a
poner la palanca de control en velocidad alta en vacío, en caso de variación vuelva a
checar.
3.- Cuando ya se hayan hecho los ajustes correctos, vuelva a colocar la tapa de los
tornillos de ajuste, dicha tapa tiene un acabado interior que se adapta a la cabeza de
los tornillos para evitar que la vibración de motor varié el ajuste.
147
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
4.- Por último instale un sello de alambre a la tapa.
Ajuste de velocidad variable
BAJA = 650 RPM
ALTA = 1250 RPM
Ajuste de velocidad constante
BAJA = 450 RPM
ALTA = 1320 RPM
6.15.- Cambio de un conjunto de potencia
Remoción e instalación de culatas
1.- Vacíese el sistema de enfriamiento.
2.- Quítese la tapa de balancines.
3.- Retírese la línea de combustible a la tobera
4.- Quite las líneas de aceite.
5.- Remover el conjunto de balancín.
6.- Afloje y quite los tornillos del múltiple de escape y de admisión.
7.- Aflójese las tuercas de los prisioneros de la culata.
8.- Quite la culata teniendo cuidado de no golpearla ni a los prisioneros.
9.- Quítese las varillas levanta-válvulas.
Instalación.
Las empaquetaduras de las culatas podrán usarse nuevamente si no están dañadas,
en caso de tener quebraduras o marcas de pasos de gases entonces si deberán
cambiarse.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.- Colóquese la empaquetadura metálica y la de material de corcho y neopreno que
va instalada donde se encuentran los levanta válvulas, y el conducto que permite el
paso del aceite del múltiple a la cabeza. Procure no utilizar permatex en ninguna de
las 2 empaquetaduras.
2.- Coloque los ferrules (conductos de agua), con un poco de grasa para facilitar su
entrada a la culata al instalarse.
3.- Revise si no ha caído material extraño a los pistones.
4.- Con los prisioneros ya colocados en sus lugares coloque con mucho cuidado la
culata, revise si ha asentado correctamente, apriétese las tuercas de los prisioneros
como indica el fabricante, así como los tornillos de los múltiples de admisión y
escape.
5.- Colóquese las varillas levanta-válvulas y el mecanismo de los balancines.
6.- Instálese las líneas de aceite y combustible.
7.- Calíbrese las válvulas.
8.- Llene el sistema de enfriamiento.
Anillos
Los anillos del pistón sellan la compresión y controlan la cantidad de aceite en las
paredes de los cilindros. Si el consumo de aceite no es excesivo y la compresión es
satisfactoria no deben removerse los pistones ni tampoco instalarse anillos nuevos
cuando se desarme el motor por alguna otra razón. Cuando se van a usar anillos
nuevos en camisas desgastadas debe rebajarse el borde de la camisa y deslustrarse
(quitar briíllo).
Después que se han instalado anillos nuevos, el motor debe hacerse funcionar para
asentarlo en forma adecuada antes de aplicar carga completa. Siempre que se
instalen anillos, pistones, o camisas nuevas asegurar asentar el motor cuando menos
4 horas antes de hacerlo trabajar con carga y velocidad normales. No se haga
funcionar al momento en velocidad alta en vacío en ningún momento durante el
proceso de asentamiento. La siguiente tabla muestra un procedimiento seguro a
seguir.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Periodo de 0 a 11/2 hora, velocidad en vacío.
Periodo de 1 1/2 a 2 1/2 hora, 1/4 de carga, 3/4 R.P.M.
Periodo de 2 1/2 a 3 1/2 hora, 1/2 de carga, 3/4 R.P.M.
Periodo de 3 1/2 a 4 1/2 hora, 3/4 de carga, máximas R.P.M.
Remoción e instalación de pistones
Remoción
1.- Vacíese el aceite v el agua del motor.
2.- Remover las culatas.
3.- Remover el carbón de la parte superior interior de las camisas.
4.- Remover las tapas de inspección del bloque del motor y quitar las tapas de bielas.
5.- Gírese el cigüeñal hasta que el pistón que se quiere remover este en su P.S.M. y
con mucho cuidado empújela biela hacia arriba hasta que el anillo del pistón este
fuera del cilindro.
6.- Levántese el pistón v el conjunto de la biela.
Instalación.
1.- Antes de instalar el pistón asegurar que las camisas y los pistones estén limpios.
2.- Colóquese un compresor de anillos de pistón, sobre el cilindro en el cual se va a
instalar el pistón.
3.- Acéitese el pistón v anillos v colóquense el pistón y el conjunto de la biela en el
compresor de anillos v en el cilindro. Colóquese la marca "V" que se encuentra en la
parte superior del pistón, alineada con las marca "v" en la parte superior del bloque
del motor. Esto permitirá los recesos para las válvulas y el tapón térmico o inserto en
el pistón en relación correcta con las válvulas v cámara de precombustión de la
culata. Empújese el pistón a través del compresor y el cilindro.
NOTA: tenga cuidado de no poner alineadas las puntas de los anillos entre si, ni con
el orificio del perno del pistón.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Perno del pistón.
No siempre será necesario cambiar los bujes del perno del pistón cada vez que se
repare el motor. Pueden tener mucha duración si el aceite de lubricación se mantiene
limpio. Después que se ha limpiado el aceite del pasador o perno y del buje, se
sentirá un juego que es normal, no se confunda con desgaste.
Limpieza e inspección del pistón
Los pistones que no están excesivamente desgastados o muy rayados deben
limpiarse y usarse de nuevo. Las ranuras para los anillos deberán estar a escuadra y
parejas. Hay un buen número de disolventes de carbón para limpiar pistones. Un
ablandador de carbón para uso en los pistones motor diesel es agua fresca y fría.
Remójense los pistones en agua fría durante la noche, déjenlos secar de preferencia
a la luz del sol, y la mayor parte del carbón, incluyendo el de las ranuras de los
anillos podrá removerse fácilmente.
Evite el uso de anillos quebrados o raspadores de carbón en las ranuras de los
anillos, ya que podrían cortarse y deformarse. Puede usarse un pedazo de madera
dura para realizar dicha limpieza. El fondo de cada ranura de anillo deberá estar
limpio así como los agujeros de retorno de aceite, antes de instalar anillos nuevos. El
are a sobre el anillo superior puede limarse pareja, pero los pist9nes que estén muy
rayados debajo de la ranura del anillo superior deben cambiarse.
Remoción e instalación de camisas.
Las camisas de cilindra san torneadas, templadas, rectificadas, bruñidas (sin brillo), v
tratadas químicamente para asegurar un asentamiento correcta. La superficie
resultante es tan dura que las herramientas para tornear no cortarán. El fabricante
suministra camisas, pistones y anillos, solamente en tamaño estandard y no
requieren ajuste cuando se instalen.
Las camisas deben cambiarse cuando se encuentren rayadas o con un excesivo
desgaste, el cual deberá comprobarse can un micrómetro de interiores. En el
151
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
extremo inferior de cada camisa hay 3 sellas de anillos "0" ajustadas en ranuras. El
sella superior protege a la camisa contra oxidación v las demás para evitar el pasa
de refrigerante al carter.
También lleva la camisa una banda de hule en su parte superior para sellar el paso
del refrigerante.
Remoción
1.- Vacíese el sistema de enfriamiento.
2.- Remover la culata, pistón y bielas.
3.- Colóquese una protección debajo de la camisa. Para evitar la entrada de
impurezas al aceite del carter, y evitar un daño al muñón de biela.
4.- Colóquese el extractar sobre la camisa que se quiere remover.
5.- Remover la camisa v límpiese el sedimenta en el bloque del motor.
6.- Cepíllese la parte exterior v límpiese con un trapa el interior de la camisa.
7.- si se va a acondicionar nuevamente la camisa, use lija de carbura de silicio A-99-
240-MC para una limpieza interior.
Instalación.
1.- Cuando se instale una camisa, use sellos de goma "0" nuevos, revístalos con
jabón líquido para facilitar su instalación, no utilice grasa.
2.- Bájar con cuidado la camisa en el bloque, hasta que toque fondo enseguida
golpee un block de madera suavemente varias veces, hasta asegurarse que la
camisa ha entrado correctamente.
3.- Algunas camisas pueden sentirse flojas, sin embargo funcionan en forma
satisfactoriamente.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
6.16.- Secuencia de torque T.G.A. (torque-giro-apriete)
El procedimiento "torque-giro-apriete" se utiliza en algunas especificaciones de
torque en los motores Caterpillar. Para aplicar dicho procedimiento será necesario
seguir los siguientes pasos:
1.- Limpie el tornillo o tuerca que se va a apretar.
2.- Aplique aceite lubricante sobre la rosca del tornillo o de la tuerca.
3.- Gire el tornillo o tuerca de acuerdo al torque especificado.
4.- Coloque una marca sobre la parte superior del tornillo o tuerca.
5.- Gire el tornillo o tuerca según los grados especificados, a partir de la marca.
VUELTAS DE LA TUERCA O TORNILLO 1 ½ 1/3 ¼ 1/6
1/12
GIRO EN GRADOS 360° 180° 120° 90° 60° 30°
6.17.- Carta de mantenimiento Mantenimiento rutinario Frecuencia de aplicación diaria Actividades: Las que se relacionan con motores de C.I. estipuladas en el programa diario de mantenimiento del operario de 2° mecánico equipos de perforación Inspección y verificación Frecuencia de aplicación 20 días de operación continua o menos si el % de azufre en el diesel es más alto de 0.5 %. 500 hora Actividades: 1.0.- cambiar el aceite lubricante (SAE-40) 1.1.- cambiar filtros de aceite
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.2.- cambiar filtros de combustible 1.3.- cambiar o limpiar filtros de aire 1.4.- limpiar el carter (con trapo limpio bastillado) 1.5.- limpiar panal del radiador 1.6.- cambiar aceite del gobernador 1.7.- purgar aire del gobernador 1.8.- inspeccionar bandas del ventilador y tensar si es necesario Mantenimiento menor Frecuencia de aplicación: mensual 1.0.- comprobar operación de los dispositivos de protección. 1.1.- dispositivo de sobrevelocidad:
A).- mecánico, opera a 1475 R.P.M. B).- hidromecánico, cierra las papalotas en los múltiples de admisión a 1476 R.P.M.
1.2.- dispositivo de alta temperatura opera a 210°F. 1.3.- dispositivo de baja presión de aceite: Motores de velocidad constante con dispositivo hidromecánico, opera en dos rangos:
Baja velocidad: opera a 20 P.S.I. Alta velocidad: opera a 30 P.S.I.
2.0.- limpiar cedazo de la succión de la bomba de aceite (cada dos cambios de aceite. 3.0.- inspeccionar bielas. Pistones y tubos de lubricación de la corona del pistón. 4.0.- probar operación del gobernador, varilla de articulación, perillas, etc. (ajustar velocidad. Respuesta al cambio de carga y calda de velocidad). 5.0.- probar dispositivos de seguridad por giro inverso del motor: tarjeta monitora e interruptor de presión de aceite. Mantenimiento mayor Frecuencia 2000 horas Actividades: Incluye las especificaciones en mantenimiento menor, además: 1.0.- afinación del motor. 1.1.- verificar tiempo de la bomba de inyección. 1.2,- calibrar válvulas de admisión y escape: 0.015' y 0.035' respectivamente. 1.4.- calibrar gobernador (R.P.M. Respuesta rápida a los cambio6 de carga. Caída de velocidad) 1.5.- desmontar y limpiar turbocargadores, comprobar condiciones de los mismos. 2.0.- desmontar y limpiar enfriador de aceite 3.0.- desmontar y limpiar motor de arranque 4.0.- verificar condiciones de baleros del ventilador y cambiar bandas 5.0.- agregar inhibidor de corrosión al sistema de enfriamiento Mantenimiento semestral Actividades: Incluye las especificadas en mantenimiento mayor, además:
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.0.- desmontar postenfriador de aire y limpiar los panales 2.0.- cambiar las válvulas de servicio (toberas) 3.0.- reparar la bomba del agua 4.0.- reparar o cambiar la bomba de cebar y la de transferencia 5.0.- cambiar baleros a chumaceras del ventilador y tensor de bandas 6.0.- verificar y corregir si es necesario la alineación del generador 7.0.- cambiar hules o rejillas del acoplamiento Mantenimiento anual Actividades: Incluye las especificadas en mantenimiento semestral, además: 1.0.- Cambiar turbocargadores 2.0.- cambiar bombas individuales de inyección (verificar condiciones de los yugos) 3.0.- inspeccionar guías de las válvulas de las cabezas. Balancines, etc. Cambiar l0s sellos a precamaras.
Análisis de aceite
El análisis de aceite se compone de tres pruebas básicas:
• Análisis de desgaste
• Pruebas químicas y físicas
• Análisis del estado del aceite
El análisis de desgaste se lleva a cabo por medio de un espectrofotómetro de
absorción atómica para supervisar las velocidades de desgaste de los componentes
identificando y midiendo concentraciones, en partes por millón, de los elementos de
desgaste presentes en el aceite usado. Los limites máximos de desgaste de los
elementos se basan en los datos de concentraciones normales conocidos. Las fallas
inminentes pueden identificarse cuando los resultados de las pruebas se desvían de
las concentraciones establecidas como aceptables, basándose en un desgaste
normal.
Las pruebas químicas y físicas detectan la presencia de agua, combustible y glicol
(anticongelante) en el aceite y determinan si sus concentraciones exceden o no los
limites máximos establecidos.
El análisis del estado del aceite se evalúa por medio de un análisis de rayos
infrarrojos. Esta prueba determina la presencia y mide la cantidad de contaminantes
tales como hollín, productos azufrados, oxidación y productos de nitración en el
aceite. El análisis de rayos infrarrojos también puede contribuir a adaptar (reducir,
155
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
mantener o prolongar) los intervalos de cambio de aceite para ciertas condiciones y
aplicaciones.
El análisis de rayos infrarrojos debe ir acompañado siempre de un análisis de
elementos de desgaste y de pruebas físicas y químicas para asegurar una diagnosis
exacta.
Programa de mantenimiento
Diariamente
Inspección general -Inspeccione el motor para ver si tiene fugas y conexiones flojas.
Cárter del motor -Compruebe el nivel de aceite.
Sistema de enfriamiento -Compruebe el nivel de refrigerante
Filtro de aire -Compruebe el indicador de servicio/Efectúe el servicio del filtro de aire
cuando sea necesario.
Lubricador del motor de arranque neumático -Compruebe el nivel de fluido/Ajuste la
alimentación del engrasador
Tanque de aire -Drene el agua/Compruebe la presión.
Cada 50 horas
Filtro de aire -Limpie el caja de filtro /Reemplace el filtro de aire de servicio ligero
Cada 250 horas (primer cambio de aceite)
Luz de las válvulas -Compruebe/Ajuste
Sensor magnético -Inspeccione/Ajuste
Análisis DE ACEITE -Obtenga la muestra y el análisis
Cárter del motor -Reemplace el aceite y los filtros
Respiradero del cárter -Limpie
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Sistema de enfriamiento (refrigerante/anticongelante convencional solamente)-
Pruebe la concentración de SCA u obtenga un análisis de refrigerante del Nivel
l/agregue SCA si es necesario.
Sistema de combustible -Limpie el filtro de combustible principal /Reemplace el filtro
de combustible final.
Tanque de combustible -Drene el agua y los sedimentos
Radiador, posenfriador Limpie/inspeccioné
Correas -Compruebe/Ajuste
Mangueras -Inspeccione/Reemplace
Cojinete de mando del ventilador -Lubrique
Baterías -Limpie/Compruebe (si es necesario)
Cada 1.000 horas
Dispositivos de protección del motor -Inspeccione/Compruebe
Varillaje de control de combustible -Compruebe/Lubrique
Cada 2.000 horas
Luz de las válvulas del motor, rotadores de válvulas -Compruebe/Ajuste
Control de relación de combustible, punto de control y velocidad baja en vacío -
Compruebe/Ajuste
Inyectores de combustible -Pruebe/intercambie
Turbocompresor -Limpie/inspeccione/Compruebe
Soportes del motor -Inspeccione
Amortiguador de vibraciones del cigüeñal -Inspeccione
Cada 3.000 horas
Regulador de temperatura (termostato) -Reemplace
157
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Sistema de enfriamiento (refrígerante/anticongelante de larga duración solamente)-
Agregue prolongador
Sistema de enfriamiento (refrigerante/anticongelante convencional solamente) -
Drene/Limpie/Reemplace el refrigerante
Bomba de agua -Inspeccione/Reemplace el sello
Cada 4.000 horas
Sensor magnético -Inspeccione/Ajuste
Cada 6.000 horas
Sistema de enfriamiento (refrigerante/anticongelante de larga duración solamente) -
Drene/Enjuague/Reemplace el refrigerante.
Inspección general
Inspeccione el motor para ver si tiene fugas y conexiones flojas La inspección
general debe tomar sólo unos minutos. Al tomar el tiempo para efectuar estas
comprobaciones, se pueden evitar reparaciones y accidentes costode aceite y su
equipo estará listo para funcionar en caso de que surja la necesidad.
Para lograr la máxima duración del motor, efectúe una inspección completa antes de
arrancar el motor. Fíjese en cosas tales como fugas de aceite o refrigerante, pernos
flojos, correas de ventilador desgastadas, conexiones flojas y basura acumulada.
Quite la basura acumulada y efectúe las reparaciones necesarias.
• Todos los protectores deben estar colocados. Repare o reemplace los
protectores que falten o estén dañados.
• Limpie todas las conexiones, tapas y tapones antes de efectuar el servicio
para reducir la posibilidad de que se contamine el sistema.
Inspeccione:
158
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
ATENCION: Limpie el fluido derramado (refrigerante. lubricante o combustible) a
causa de fugas. Si se observan fugas, localice el origen y repare la fuga. Si se
sospecha una fuga, compruebe los niveles de fluido más a menudo de lo
recomendado hasta que se localice o se repare la fuga, o hasta que se demuestre
que no hay razones de sospechar una fuga.
• Asegúrese de que las tuberías de enfriamiento estén bien sujetas y apretadas.
Compruebe si hay conexiones flojas o fugas. Compruebe el estado de todas las
tuberías y conexiones.
• La bomba de agua para ver si tiene fugas de refrigerante por el orificio de
drenaje. Compruebe el orificio de drenaje para ver si está bloqueado el filtro del
respiradero de la bomba de agua. Reemplace el filtro si es necesario.
NOTA: El sello de la bomba de agua está lubricado por refrigerante en el sistema de
enfriamiento. Es normal que se produzca una pequeña fuga al enfriarse el motor y
contraerse las piezas.
Las fugas excesivas de refrigerante pueden indicar la necesidad de reemplazar el
sello de la bomba de agua. Para quitar e instalar bombas de agua y sellos.
El sistema de lubricación para ver hay fugas en lugares tales como los sellos
delantero y trasero del cigüeñal, colector de aceite, filtros de aceite y tapas de las
válvulas.
ATENCION: Las abrazaderas de las tuberías de combustible no deben apretarse
excesivamente. El apriete excesivo hace que las abrazaderas se deformen, lo que
produce una baja fuerza de sujeción, vibraciones en las tuberías de combustible y la
rotura con el tiempo. Consulte las Especificaciones de pares de apriete en este
manual.
• El sistema de combustible para ver si tiene fugas, abrazaderas y conexiones
flojas en las tuberías de combustible y mangueras flojas o desgastadas.
159
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• Inspeccione las tuberías y los codos del sistema de admisión de aire para ver
si están agrietados y hay abrazaderas flojas.
• Fugas y acumulación de basura en el núcleo del radiador.
• Mangueras y codos del radiador y del sistema de admisión de aire para ver si
están agrietados y si las abrazaderas están flojas.
• Posenfriador de aire a aire para ver si hay insectos, polvo y otras partículas.
Limpie según sea necesario. Limpie la parte delantera del posenfriador con un cepillo
de acero inoxidable y agua jabonosa.
Dependiendo de lo que encuentre y del entorno de operación, se puede prolongar el
intervalo de mantenimiento para limpiar el posenfriador de aire a aire desde
diariamente hasta una frecuencia deseada.
• Grietas, roturas u otros daños en las correas de mando de los accesorios.
Las correas de poleas pluriacanaladas deben reemplazarse en grupos. Si sólo se
reemplaza una correa de un grupo de dos o tres correas, la correa nueva soportará
más carga que las correas que no se hayan reemplazado, ya que las correas más
viejas estarán estiradas. La carga adicional en la correa nueva hará que se rompa.
• Drene todos los días agua y sedimentos de los tanques de almacenamiento
de combustible y de los tanques de uso diario para asegurarse de que el sistema de
combustible sólo utilice combustible limpio.
• Inspeccione los cables y los mazos de cables para ver si hay conexiones flojas
y cables desgastados o deshilachados.
Respiradero del cárter
ATENCION: El respiradero del cárter se taponará si no se efectúa su mantenimiento
de forma regular. El taponamiento del respiradero del cárter produce una presión
excesiva del cárter que puede causar fugas en el sello del cigüeñal.
Limpie
1. Afloje el perno de retención del respiradero (1).
160
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
2. Afloje las abrazaderas de manguera (2) y quite el conjunto de respiradero (3) y el
sello (4).
3. Lave el respiradero con disolvente no inflamable limpio. Dejar secar el conjunto de
respiradero.
4. Instale un sello nuevo.
5. Monte el respiradero. Instale el respiradero en el orden inverso de desmontaje.
6. Apriete las abrazaderas de manguera.
Sistema de enfriamiento
ATENCION: Asegúrese de leer y entender la información comprendida en las
secciones de Seguridad y Especificaciones del sistema de enfriamiento de este
manual antes de seguir adelante con las tareas de mantenimiento del sistema de
enfriamiento.
Compruebe el sistema de enfriamiento solamente después de haberse parado el
motor y de que esté frío. Quite lentamente la tapa de llenado para aliviar la presión.
No añada nunca productos de sistema de enfriamiento a un motor recalentado a fin
de impedir que se dañe. Deje primero que se enfríe el motor.
Pruebe si hay SCA u obtenga un análisis del Nivel I (refrigerante/ anticongelante convencional solamente)
El uso de SCA Caterpillar impedirá que se produzcan daños internos en el motor,
tales como picaduras de las camisas o del bloque. Si la concentración es demasiado
baja, se pueden producir picaduras en las paredes de los cilindros, lo que puede
acarrear daños costo de aceite en el motor.
Si la concentración es muy alta, se pueden formar Iodos y depósitos de aceite en el
sistema de enfriamiento. Esto afecta de forma adversa el rendimiento del motor y
también puede ocasionar reparaciones costosas en el motor y en el sistema de
enfriamiento.
161
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
ATENCION: La concentración excesiva de aditivo de refrigerante suplementario
producirá depósitos en las superficies más calientes del sistema de enfriamiento y
creará una barrera que reducirá las características de transferencia térmica del
motor. La menor transferencia térmica puede agrietar la culata y otros componentes
a altas temperaturas. Las concentraciones excesivas de aditivo también pueden
acelerar el desgaste del sello de la bomba de agua.
Use el Juego de Pruebas 4C-9301 o use el Juego de Pruebas 8T -5296 para medir la
concentración de SCA. Agregue SCA si la concentración es demasiado baja. Si la
concentración de SCA concentración es excesiva, drene la mitad del refrigerante, y
reemplácelo por la mezcla adecuada de agua anticongelante.
NOTA: Puede medir la concentración de SCA en el refrigerante O medirla como
parte de un análisis de de aceite de refrigerante (Nivel 1).
Obtenga el análisis del Nivel I
El análisis de refrigerante S.0.8 constituye la mejor forma de supervisar el estado del
refrigerante y del sistema de enfriamiento.
Nivel 1: Comprobación de mantenimiento básica del refrigerante
Comprueba el equilibrio químico correcto para controlar el calor y la corrosión.
Prueba lo siguiente:
• Glicol
• Concentraciones de SCA
• pH
• Conductividad
El análisis DE ACEITE de refrigerante de Caterpillar proporciona datos y hace
recomendaciones, normalmente en un plazo máximo de 24 horas. Consulte con su
distribuidor Caterpillar para obtener más información.
Agregue aditivo de refrigerante suplementario líquido (SCA)
162
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
ATENCION: Agregue solamente SCA si así lo requieren los resultados de la prueba de SCA.
ATENCION: Una concentración excesiva y un exceso de concentración continuo de SCA (mayor que el6 % recomendado en el llenado inicial), junto con concentraciones de anticongelante mayores que el 60 % , puede producir depósitos en las superficies a temperaturas más elevadas del sistema de enfriamiento, un desgaste acelerado del sello de la bomba de agua y el bloqueo de los tubos del radiador, formando una barrera que reduce las características de transferencia térmica del motor. La menor transferencia térmica puede causar el agrietamiento de la culata y de otros componentes a altas temperaturas. Para impedir la inhibición excesiva del sistema de enfriamiento del motor, no use nunca simultáneamente SCA líquido y el elemento de SCA.
Figura. 6.17.1.Sistema de lubricación Descripción Descripción
1 Salida aceite del turbo 2 Entrada aceite al turbo 3 Entrada aceite bomba diesel 4 Bomba aceite gobernador 5 Balancines 6 Múltiple distribución aceite 7 Enfriador de aceite 8 Caja filtros aceite 9 Metales árbol de levas 10 Metales de bancada 11 Metales de biela 12 Toberas enfriamiento pistones 13 Bomba prelubricación (D399) 14 Válvula reguladora presión 15 Campana de succión 16 Bomba de aceite 17 Carter motor
163
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1. Afloje lentamente la tapa del tubo de llenado del radiador para aliviar la presión.
Quite la tapa.
2. Tal vez sea necesario drenar suficiente refrigerante del radiador para poder añadir
SCA.
3. Añada 0,25 litros (1/2 pinta) de SCA de Caterpillar por cada 20 litros (5 gal de
EE.UU.) de capacidad de sistema de enfriamiento.
Consulte en el cuadro de Capacidades de llenado de esta publicación la capacidad
del sistema de enfriamiento del motor.
4. Inspeccione las empaquetaduras de la tapa del tubo de llenado del radiador.
Reemplace la tapa si las empaquetaduras están dañadas.
5. Instale la tapa del tubo de llenado.
Reemplace el elemento de SCA
ATENCION: Reemplace el elemento de SCA solamente si lo requieren los resultados
de las pruebas de SCA.
ATENCION: NO use SCA y elementos de aditivo de refrigerante juntos. De hacer
esto se produciría un exceso de concentración de aditivo. Use uno u otro método
exclusivamente.
1. Cierre la válvula de entrada (1) Y la válvula de salida (2) del elemento de aditivo de
refrigerante. Quite y deseche el elemento de aditivo de refrigerante (3).
2. Limpie la base de montaje del elemento. Asegúrese de que se haya quitado toda
la empaquetadura.
3. Instale un nuevo elemento de aditivo de refrigerante de Caterpillar.
4. Recubra la empaquetadura del nuevo elemento con una películas fina de
refrigerante.
164
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
5. Instale el elemento. Gire el elemento hasta que el sello haga contacto con la base
y apriete después 3/4 de vueltas adicionales con la mano. No apriete en exceso.
6. Abra las válvulas de entrada y salida (1) Y (2).
7. Quite la tapa del tubo de llenado del radiador.
8. Arranque el motor y examine si hay fugas. Deje que se estabilice el nivel de
refrigerante.
9. Agregue la mezcla apropiada de refrigerante/agua. Si es necesario, hasta que el
nivel de refrigerante esté a 13 mm (1/2 pulg) como máximo del tubo de llenado o
alcance el nivel apropiado en la mirilla, si la tiene.
10. Vuelva a poner la tapa del tubo de llenado del radiador.
Sistema de combustible
Limpie/Reemplace los filtros
Filtro de combustible final (1), filtro de combustible primario (2) y bomba de cebado
(3) típicos.
• Pare el motor.
• Ponga el interruptor ECS en la posición de APAGADO o desconecte la batería
(o el motor de arranque) al efectuar el mantenimiento de los filtros de combustible.
• Cierre la válvula de suministro del tanque de combustible al motor.
Limpie el filtro de combustible primario
Corte de un filtro de combustible primario típico: perno(1), elemento (2) y cubierta (3).
1. Afloje el perno (1) Y quite la cubierta (3).
2. Quite el elemento (2) y lávelo con disolvente limpio o inflamable
3. Instale el elemento (2) y la cubierta (3). Apriete el perno (1) a un par de 24± 4 N.m
(18 ±3 lb-pie).
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Reemplace el filtro de combustible final
1. Quite y deseche el filtro de combustible final.
2. Limpie la superficie de sellado de la empaquetadura de la base del filtro.
Asegúrese de quitar toda la empaquetadura vieja.
3. Aplique combustible diesel limpio a la nueva empaquetadura del filtro.
ATENCION: NO llene los filtros de combustible antes de instalarlos. El combustible
no se habrá filtrado y podría estar contaminado. El combustible contaminado puede
causar el desgaste acelerado de las piezas del sistema de combustible.
4. Instale el filtro nuevo. Gire el filtro de combustible en la base hasta que la
empaquetadura haga contacto con la misma. Apriete el filtro 3/4 de vuelta adicionales
con la mano. No apriete excesivamente.
5. Cebe el sistema de combustible.
Cebado del sistema de combustible
Cebe el sistema de combustible para llenar los filtros de combustible secos y purgar
el aire atrapado. Es necesario cebar el sistema de combustible después de:
• Que se agote el combustible.
• Un período de almacenamiento.
• La limpieza/reemplazo del filtro de combustible.
NOTA: Si el motor carece de bomba de cebado de combustible, vaya al paso 4.
1. Destrabe y opere el émbolo de la bomba de cebado hasta que se sienta una
resistencia. Tal vez sea necesario un número considerable de embaladas de las
bombas.
2. Empuje hacia adentro el émbolo y apriételo con la mano.
166
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
3. Haga girar el motor. Si arranca, pero funciona de forma irregular, siga haciendo
funcionar el motor a velocidad baja en vacío hasta que el motor funcione de forma
uniforme.
A TENCION: No haga girar el motor durante más de 30 segundos. Si el motor no
arranca, deje que se enfríe el motor de arranque durante dos minutos antes de volver
a tratar de arrancar el motor.
NOTA: Si no arranca el motor, o si una vez que haya arrancado, sigue rateando o
desprendiendo humo, es necesario hacer un cebado funcional. Repita los pasos de
filtro de aceite 1 a 3. Si persisten los problemas de operación después de repetir los
pasos de cambio de filtros de aceite uno a tres, es necesario hacer un cebado
adicional.
4. Abra la válvula de descarga (si la tiene) en la caja de la bomba inyectara.
ATENCION: NO quite el tapón de la base del filtro de combustible (para la unidad
emisora de presión de combustible [si la tiene]) a fin de purgar el aire del sistema de
combustible. El desmontaje periódico del tapón producirá un mayor desgaste de las
roscas en la base del filtro de combustible y causará fugas de combustible.
5. Opere la bomba de cebado hasta que el flujo de combustible procedente de la
válvula de descarga sea continuo y no tenga burbujas de aire. Si el motor carece de
bomba de cebado, arranque el motor hasta que combustible circule sin burbujas. No
haga girar el motor durante más de 30 segundos. Deje que se enfríe el motor de
arranque durante dos minutos antes de volver a tratar de arrancar el motor.
6. Cierre la válvula de descarga. Empuje hacia adentro el émbolo y apriételo a mano.
7. Haga girar el motor. Si el motor arranca, pero funciona de forma irregular, siga
haciendo funcionar el motor a velocidad baja en vacío hasta que el motor funcione de
forma regular.
167
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
NOTA: Si no arranca el motor, o si una vez arrancado el motor. sigue rateando o
desprendiendo humo, es necesario un cebado adicional.
8. Afloje las tuercas de las tuberías de combustible, de una en una, en la base de la
tapa de las válvulas.
ATENCION: Los inyectores de combustible resultarán dañados si la parte de arriba
gira con respecto al cuerpo. El motor se dañará si se usa un inyector de combustible
defectuoso, ya que el dardo de rociado de combustible que sale del inyector será
incorrecto. Los inyectores de combustible pueden resultar permanentemente
dañados al girarse si sólo se usa una llave para aflojar o apretar las tuercas de las
tuberías de combustible. NO deje que la parte de arriba de los inyectores de
combustible giren al aflojar las tuberías de combustible. Use una llave para sujetar el
inyector y otra para aflojar la tuerca de la tubería de combustible.
Opere el émbolo de la bomba de cebado hasta que el flujo de combustible
procedente de la tubería de combustible sea continuo y no tenga burbujas de aire.
Empuje el émbolo hacia adentro y apriételo con la mano. Si el motor no tiene una
bomba de cebado de combustible, arranque el motor.
Apriete cada tuerca de la tubería de combustible antes de que se afloje la siguiente
tubería de combustible. Apriete las tuercas de las tuberías de combustible a 40 ± 7
N.m (30 ± 5 lb-pie). Siga el procedimiento hasta que se haya eliminado el aire de
todas las tuberías. Asegúrese de que las tuercas de las tuberías de combustible
estén apretadas y que la bomba de cebado esté trabada antes de arrancar el motor.
Tanque de combustible
Drene el agua y los sedimentos
La calidad del combustible es crítica para el rendimiento y la durabilidad de los
componentes del motor. La presencia de agua en el combustible puede producir una
avería. Se forma condensado a medida que se calienta el combustible al atravesar el
sistema de combustible y enfriarse al volver al tanque de combustible. Esto hace que
se acumule agua en los tanques de almacenamiento de combustible. El agua se
168
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
puede eliminar drenando regularmente el tanque de combustible y adquiriendo
combustible de fuentes fiables.
Los tanques de combustible deben contener cierto dispositivo para drenar el agua y
los sedimentos del fondo de los tanques.
Abra la válvula de drenaje en el tanque de combustible y drene el agua y los
sedimentos. Cierre la válvula.
Drene el agua y los sedimentos semanalmente del tanque de almacenamiento de
combustible, al cambiar el aceite y antes de llenar el tanque. Esto contribuirá a
impedir que se bombee agua y sedimentos desde el tanque de almacenamiento al
tanque de combustible del motor.
Si se ha llenado recientemente un tanque de almacenamiento a granel o se ha
movido recientemente, deje que transcurre un tiempo adecuado para que se asienten
los sedimentos antes de llenar el tanque de combustible del motor. Los deflectores
internos del tanque de almacenamiento a granel contribuirán a atrapar
los sedimentos. El filtrado de combustible al bombearse desde el tanque de
almacenamiento permite asegurar la calidad. Los separadores de agua se deben
usar siempre que sea posible.
NOTA: Llene el tanque de combustible del motor al final de cada día de operación
para eliminar el aire húmedo e impedir la formación de condensado. No llene el
tanque hasta arriba. El combustible se expande al calentarse y puede rebosar.
Radiador, posenfriador
Limpie/inspeccione el radiador
Compruebe las aletas del radiador para ver si hay partículas. El agua a alta presión
constituye una forma excelente de limpiar las partículas de las aletas del radiador. Si
es necesario, use una bombilla detrás de las aletas del radiador para ver si están
completamente limpias.
Limpie/inspeccione el posenfriador
169
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
ATENCION: La rotura de una manguera o cualquier fuga considerable del sistema producirá una disminución grande de la presión y potencia de refuerzo. El motor puede hacerse funcionar a este nivel de potencia durante un tiempo suficientemente largo como pararse de forma segura o llegar a una zona de reparación. Se debe evitar una operación sostenida en esta condición. Inspeccione la parte delantera del posenfriador de aire a aire. Examine las aletas del
núcleo para ver si hay daños externos, insectos, polvo, partículas, sal, corrosión, etc.
Use un cepillo rígido de acero inoxidable yagua jabonosa para quitar el polvo, las
partículas, la sal, etc. Dependiendo de lo que encuentre y del entorno de operación,
es posible que sea más frecuente el intervalo de mantenimiento para la limpieza del
posenfriador de aire a aire.
Una ligera disminución de potencia o de respuesta, o un pequeño aumento de la
temperatura de escape, puede indicar una pequeña fuga de aire en el núcleo o en las
tuberías del enfriador del aire de carga. Inspeccione todos los conductos de aire y las
conexiones de las empaquetaduras en cada cambio de aceite. Las abrazaderas de
manguera de par constante deben estar bien sujetas. Apriete estas abrazaderas
hasta que el resorte esté al menos parcialmente comprimido.
Inspeccione todas las soldaduras para ver si están agrietadas. Compruebe los
soportes de montaje para asegurarse de que estén fijos y en buenas condiciones.
NOTA: Siempre que se reparen o reemplacen piezas del posenfriador aire a aire es
muy recomendable efectuar una prueba de fugas. Consulte el manual de servicio o
consulte con su distribuidor Caterpillar para averiguar cuál es el procedimiento
correcto al efectuar una prueba de fugas.
Inyectores de combustible.
Pruebe/intercambie
Las puntas de los inyectores están sujetas a un desgaste. El desgaste de las puntas,
es debido a la contaminación de combustible, puede causar:
• Un aumento del consumo de combustible
• Humo negro
• Goteo
170
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• Un funcionamiento irregular
Los inyectores deben de limpiarse, inspeccionarse, probarse y reemplazarse si es
necesario.
Atención: no raspe ni cepille un inyector con cepillo de alambre ya que dañará el
orificio finamente maquinado. Se debe de hacer con la herramienta apropiada.
El funcionamiento normal del motor, la emisión de humo y el golpeteo del motor
pueden ser síntomas de un funcionamiento defectuoso de los inyectores. Se deben
aislar los inyectores de uno en uno para determinar cual es el inyector que funciona
mal.
1. Arranque el motor.
ATENCIÓN: los inyectores resultarán dañados si la parte de arriba gira con respecto
al cuerpo. El motor se dañará si se usa un inyector defectuoso, ya que el dardo del
rociado de combustible que sale del inyector de combustible será incorrecto. Los
inyectores pueden resultar permanentemente dañados al girarse si solo se usa una
llave para aflojar o apretar las tuercas de las tuberías de combustible. NO deje que la
parte de arriba de los inyectores giren al aflojar las tuberías de combustible. Use una
llave para sujetar el inyector y otra para aflojar la tuerca de la tubería de combustible.
2. Afloje una de las tuercas de las tuberías de combustible en la bomba de inyección.
Se debe usar un trapo o material similar para impedir que se rocíe combustible en los
componentes calientes del sistema de escape. Apriete las tuercas antes de aflojar la
tuerca siguiente.
3. Se puede identificar un inyector defectuoso cuando se afloja una tuerca y:
• Se elimina el humo de escape de forma parcial o total.
• El funcionamiento irregular no se ve afectado.
Se deben quitar los inyectores que se crean que son defectuosos. Se debe instalar
un inyector nuevo en el cilindro para determinar si el inyector quitado es defectuoso.
Desmontaje e instalación de los inyectores de combustible Se requieren
herramientas especiales para quitar e instalar inyectores.
171
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Turbocompresor
Se recomienda una inspección y una limpieza periódicas de la caja del compresor del
turbocompresor (lado de entrada) y del núcleo del posenfriador. Como los humos del
cárter se introducen por el sistema de admisión de aire, se pueden acumular aceite y
subproductos de la combustión en estas dos áreas.
Esta acumulación, con el tiempo, puede contribuir a la pérdida de potencia del motor,
mayores cantidades de humo negro y una disminución general de la eficiencia del
motor. Esta acumulación es sólo una de las posibles contribuciones a que se
produzcan estas condiciones.
La operación del motor hasta que se avería el turbocompresor puede dañar
seriamente la rueda del compresor del turbocompresor y el motor. Los daños
ocasionados en la rueda del compresor pueden permitir que partes de la rueda
entren en el cilindro del motor, produciendo daños adicionales en el pistón, en la
válvula y en la culata.
ATENCION: Las roturas de los cojinetes del turbocompresor pueden hacer que
entren grandes cantidades de aceite en los sistemas de admisión y escape. La
pérdida de lubricante en el motor puede producir daños importantes en el motor. Las
fugas menores de la caja del turbocompresor al funcionar el motor de forma
prolongada a velocidad baja en vacío no producirá problemas siempre y cuando NO
se produzca la rotura de un cojinete del turbocompresor. Cuando la rotura de un
cojinete del turbocompresor va acompañada de una pérdida considerable del
rendimiento del motor (humo de escape o aceleración del motor sin carga), NO
continúe la operación del motor hasta que no se repare o reemplace el
turbocompresor.
Una inspección/comprobación del turbocompresor reducirá a un mínimo las paradas
no programadas y reducirá las posibilidades de que se produzcan daños potenciales
en las otras piezas del motor.
NOTA: Los componentes del turbocompresor requieren unas holguras de precisión y
balance debido a la operación a altas velocidades rotacionales (torsionales). Las
aplicaciones de servicio rigurosas pueden acelerar el desgaste de los componentes y
172
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
tal vez sugieran la necesidad de inspeccionar, reparar, o reemplazar el núcleo a
intervalos reducidos para asegurar la máxima fiabilidad y retención del núcleo
completo.
Desmontaje e instalación
Para desmontar e instalar, o reparar/reemplazar el turbocompresor, consulte con su
distribuidor Caterpillar. Consulte el procedimiento y las especificaciones en el Manual
de Servicio de este motor o consulte con su distribuidor Caterpillar.
Limpie/inspeccione/compruebe
1. Desconecte del turbocompresor las tuberías de salida de escape Y de admisión de
aire. Compruebe visualmente si hay fugas de aceite.
2. Gire a mano la rueda del compresor y la rueda de la turbina. El conjunto debe girar
libremente. Inspeccione la rueda del compresor Y la rueda de la turbina para ver si
hacen contacto con la caja del turbocompresor. NO debe haber ninguna señal de
contacto entre la rueda de la turbina o la rueda del compresor y la caja del
turbocompresor. Si existe una indicación de contacto entre las ruedas de contacto y
la caja, se debe reacondicionar o reemplazar el turbocompresor.
3. Compruebe si está limpia la rueda del compresor. Si sólo está sucio el lado de las
aspas de la rueda, esto significa que hay polvo y humedad que atraviesa el sistema e
filtrado del aire. Si se encuentra aceite en el lado de atrás de la rueda, indica una
posible fuga del sello de aceite del turbocompresor.
Las fugas pueden ser consecuencia de la operación prolongada del motor a
velocidad baja en vacío o de una restricción en la tubería de admisión de aire (filtros
de aire taponados), lo que hace que el turbocompresor "babee" aceite.
4. Use un indicador de esfera para comprobar el juego longitudinal del eje. Conecte
el punto del indicador de esfera en el extremo del eje del turbocompresor. Empuje y
tire del otro extremo del eje. Observe la lectura total del indicador de esfera. Si el
juego longitudinal medido es mayor que las especificaciones del Manual de Servicio,
repare o reemplace el turbocompresor. Si el juego longitudinal medido es menor que
las especificaciones mínimas del Manual de Servicio puede indicar la acumulación de
173
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
carbón en la rueda de la turbina. El turbocompresor debe desmontarse para limpiarse
e inspeccionarse si el juego longitudinal medido es menor que las especificaciones
mínimas del Manual de Servicio.
5. Inspeccione el diámetro interior de la caja de la turbina para ver si está corroído.
6. Limpie la caja del turbocompresor con solventes de taller normales y cepillo de
cerdas blandas.
7. Sujete la tubería de admisión de aire y la tubería de salida de escape a la caja del
turbocompresor. Consulte la sección de Especificaciones de los pares de apriete de
este manual en lo que se refiere a pares de apriete correctos de los sujetadores.
Amortiguador de vibraciones del cigüeñal
Inspeccione
Los daños, o la avería, en el amortiguador de vibraciones del cigüeñal aumentarán
las vibraciones torsionales y producirá daños en el cigüeñal y en otros componentes
del motor. El amortiguador deteriorado producirá un ruido excesivo del tren de
engranajes en los puntos variables en la gama de velocidad.
Se pueden observar oscilaciones en el amortiguador (movimientos hacia la parte
delantera y trasera en rotación) en el anillo exterior. Esto no significa que sea
necesario reemplazarlo, ya que son normales ciertas oscilaciones del anillo exterior.
El amortiguador está montado en el cigüeñal, detrás del protector de la correa en la
parte delantera del motor.
Amortiguador de caucho
El motor puede estar equipado con un amortiguador de caucho estándar. El
amortiguador de caucho estándar usa un anillo de caucho montado para reducir las
vibraciones del cigüeñal. Si el motor está equipado con un amortiguador de caucho,
inspeccione el amortiguador para observar:
• Si el caucho está deteriorado o agrietado.
• El movimiento del caucho desde la posición original.
174
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Amortiguador viscoso
El motor puede estar equipado con un amortiguador viscoso. El amortiguador viscoso
tiene una pesa, ubicado en el interior de una caja llena de fluido. La pesa
se mueve en la caja para limitar las vibraciones torsionales. Inspeccione los
amortiguadores para ver si hay evidencia de melladuras, grietas o fugas de fluido.
NOTA: Para ver si la cantidad de oscilaciones son aceptables, o si es necesario
reemplazar el amortiguador, compruebe el amortiguador con el procedimiento de la
sección de Pruebas y ajustes del Manual de Servicio.
Regulador de temperatura (termostato).
Remplace
El reemplazo del termostato antes de que se averíe es una práctica de
mantenimiento preventiva recomendada ya que reduce las probabilidades de una
parada no programada.
Dependiendo de la carga, un termostato que se quede averiado en la posición
parcialmente abierta puede producir un recalentamiento y un enfriamiento excesivo.
Si el termostato se avería en la posición cerrada, producirá un recalentamiento
excesivo. El recalentamiento excesivo puede producir problemas de agrietamiento de
la culata y agarrotamiento de los pistones.
Si el termostato se queda en la posición abierta, hará que la temperatura de
operación del motor sea demasiado baja durante la operación de carga parcial. Las
bajas temperaturas de operación durante la cargas parciales pueden producir una
acumulación excesiva de carbón dentro del cilindro. Esta acumulación excesiva de
carbón puede producir un desgaste acelerado de los anillos y de las camisas.
ATENCION: De no reemplazar el termostato de forma regular, se pueden producir
daños importantes en el motor. Los motores Caterpillar disponen de un sistema de
175
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
enfriamiento en derivación y hacen necesario que el motor funcione con un
termostato instalado. Si el termostato está mal instalado, el motor puede
recalentarse, produciendo daños en la culata. Asegúrese de que el nuevo termostato
esté instalado en la posición original. Asegúrese de que el orificio de ventilación del
termostato esté abierto. NO use material de empaquetadura líquido en la superficie
de la empaquetadura o de la culata.
Consulte el procedimiento de reemplazo del regulador de temperatura en el Manual
de Servicio, o consulte con su distribuidor Caterpillar.
NOTA: Si se reemplazan los termostatos solamente, drene el refrigerante del
sistema de enfriamiento hasta un nivel por debajo de la caja del termostato.
Consulte las Especificaciones del sistema de enfriamiento de cada publicación en lo
que se refiere a toda la información sobre agua aceptable y requisitos de
refrigerante/anticongelante y SCA, o póngase en contacto con su distribuidor
Caterpillar para pedir asistencia.
ECS: modulo de alarma en el tablero
EMCP: Tablero de control modular electrónico del grupo electrógeno
GSC: Control del grupo electrógeno
SCA: aditivos de refrigerantes convencionales suplementarios
6.18.- Fallas más comunes y su corrección
1. El motor no gira cuando la válvula rápida se opera.
2. El motor gira pero no arranca.
3. Falla de encendido.
4. Se para por bajas RPM.
5. Cambio Súbito en las RPM del motor.
6. Falta de potencia.
176
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
7. Vibración excesiva.
8. Ruido anormal en la combustión.
9. Tren de válvulas con ruido anormal.
10. Aceite en el sistema de enfriamiento.
11. Golpeteo anormal al operar el motor.
12. Alto consumo de combustible.
13. Ruido excesivo en el tren de válvulas.
14. Válvulas con luz excesiva.
15. Rotadores de válvulas o seguros de resortes sueltos.
16. Aceite en el escape.
17. Válvulas sin luz o muy poca.
18. El motor presenta desgaste prematuro.
19. Refrigerante en el aceite lubricante.
20. Humo negro o gris excesivo.
21. Humo blanco o azul excesivo.
22. Motor con baja presión de aceite.
23. Motor gasta demasiado aceite.
24. Enfriador de aceite demasiado caliente.
25. Alta temperatura en el escape.
1.- El motor no gira cuando el motor de arranque es operado Causa. Remedio.
Tiene baja presión de aire. Verificar línea de aire y cargar mínimo 125 PS!. Falla de la válvula rápida. Corregir. Falla en motor de arranque.
Cambiar por uno o corregir falla.
Problemas dentro del motor no permiten que gire
Después de desacoplar el equipo auxiliar, quite las toberas y girando el cigüeñal verifique si expulsa líquido en las camisas, si esto no corrige el
177
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
problema, se requiere desarmar el motor para determinar la causa de la pegadura.
2.- El motor gira pero no arranca. Causa. Remedio.
Gira lento Cargar suficiente presión de aire Filtro diesel tapado Cambiar filtro Líneas de diesel rotas o bloqueadas
Destape o instale líneas nuevas
No hay combustible en los cilindros
Cargue combustible, accionar bomba de cebado, purgar aire de las líneas
Diesel con agua o de mala calidad
Drenar, saque diesel del tanque, instale nuevo diesel y cargue diesel limpio en el tanque
Inyección fuera de tiempo Poner a tiempo la inyección
3.- Falla de encendido Causa. Remedio.
Baja presión diesel Cambiar filtros, revisar líneas de alimentación al tanque y a la bomba de transferencia, válvula de control pegada. La presión de salida de la bomba de transferencia debe de tener 20 PSI mínimo, si tiene menos cambie el filtro, si persiste la falla, revise la bomba
Aire en el sistema de combustible
Encuentre y corrija la fuga por entrada de aire. Si el aire esta en todo el sistema, esta entrando en la succión de la bomba de transferencia.
Luz de válvula inadecuada Calibre a su valor correspondiente Fuga por línea rota entre bomba de inyección y tobera
Cambiar línea defectuosa
Inyección fuera de tiempo Poner a tiempo la inyección
4.- Se para por bajas RPM Causa. Remedio.
Baja presión diesel Cambiar filtros, revisar líneas de alimentación al tanque y a la bomba de transferencia, válvula de control pegada. La presión de salida de la bomba de transferencia debe de tener 20 PSI mínimo, si tiene menos cambie el filtro, si persiste la falla, revise la bomba
RPM muy bajas en holgar Ajuste el gobernador a la velocidad de holgar
178
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
correcta Inyección de combustible defectuosa por toberas o bombas individuales
Ponga el motor a las RPM que no se pare, afloje la tuerca de la línea de diesel de la bomba de inyección para cada cilindro, una por una, determine las líneas que al aflojar su tuerca no cambia el funcionamiento del motor. Pruebe la bomba individual y las toberas correspondientes, cambiando si se requiere.
5.- Cambio Súbito en las RPM del motor Causa. Remedio.
Falla de gobernador o bombas de inyección
Verifique si hay resortes o varillas dañadas, desmonte el gobernador, verifique el movimiento libre del mecanismo de inyección. Verifique las bombas individuales estén instaladas correctamente y cambie las partes defectuosas y dañadas.
6.- Falta de potencia
Causa. Remedio. Combustible de mala calidad
Saque el diesel, instale nuevos filtros y cargue con diesel adecuado
Baja presión diesel Cambiar filtros, revisar líneas de alimentación al tanque y a la bomba de transferencia, válvula de control pegada. La presión de salida de la bomba de transferencia debe de tener 20 PSI mínimo, si tiene menos cambie el filtro, si persiste la falla, revise la bomba
Fugas en sistema de admisión de aire
Verifique la presión de aire en el múltiple de succión, verificar si hay filtros de aire tapados y cámbielos.
Varillaje del gobernador Verifique que toda su carrera este libre o cambie las partes dañadas
Luz de válvula inadecuada Calibre a su valor correspondiente Inyección de combustible defectuosa por toberas o bombas individuales
Ponga el motor a las RPM que no se pare, afloje la tuerca de la línea de diesel de la bomba de inyección para cada cilindro, una por una, determine las líneas que al aflojar su tuerca no cambia el funcionamiento del motor. Pruebe la bomba individual y las toberas correspondientes, cambiando si se requiere.
Bombas de individuales de inyección fuera de tiempo
Calibrar adecuadamente: D-379 y D-398: 2.090” ±0.001”, D-399: 2.078” ±0.001”,
Ajuste de cremallera muy bajo
Ajuste cremalleras adecuadamente
Control de relación de Ajuste el control, verifique si hay diafragmas rotos o
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combustible equivocado o defectuoso
resortes rotos, cambielos si es necesario
Turbocargador con depósitos de carbón
Inspeccione y repárelo si es necesario
7.- Vibración excesiva Causa. Remedio.
Amortiguador de vibración o polea están flojos
Reapretar e inspeccionar, si cualquiera tiene agujeros dañados, cambielos
Amortiguador de vibración defectuoso
Cambiar
Soportes del motor flojos o defectuosos
Reapretar tornillos de montaje o cambiar soportes dañados
El equipo impulsado, está desalineado o desbalanceado
Verificar alineación y/o balancear
Cople flexible defectuoso entre motor y equipo impulsado
Verificar y cambiar si es necesario
8.- Ruido anormal en la combustión Causa. Remedio.
Combustible de mala calidad
Saque el diesel, instale nuevos filtros y cargue con diesel adecuado
Inyección de combustible defectuosa por toberas o bombas individuales
Ponga el motor a las RPM que no se pare, afloje la tuerca de la línea de diesel de la bomba de inyección para cada cilindro, una por una, determine las líneas que al aflojar su tuerca no cambia el funcionamiento del motor. Pruebe la bomba individual y las toberas correspondientes, cambiando si se requiere.
Inyección fuera de tiempo Poner a tiempo la inyección
9.- Tren de válvulas con ruido anormal. Causa. Remedio.
Resortes o candados de válvulas rotos
Cambiar por nuevos. Los candados rotos pueden ocasionar que las válvulas se deslicen por el cilindro y causar daños mayores.
Lubricación insuficiente Verificar lubricación en compartimiento de válvulas, con alta RPM debe haber flujo fuerte y con bajas RPM un flujo pequeño, los conductos de aceite deben estar libres especialmente los que van a la
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cabeza. Demasiada luz en las válvulas
Ajuste al valor correcto
10.- Aceite en el sistema de enfriamiento Causa. Remedio.
Núcleo defectuoso del enfriador de aceite
Cambiar
Fallas de empaques de cabeza
Verificar y cambie los requeridos
11.- Golpeteo anormal al operar el motor. Causa. Remedio.
Metales de biela defectuosos
Verificar y cambiar si es necesario, al cigüeñal verificar muñones y evaluar.
Engranes de tiempo dañados
Verificar daño y cambiar los requeridos
12.- Alto consumo de combustible Causa. Remedio.
Fugas en el sistema de combustible
Revisar y cambiar partes dañadas
Inyección fuera de tiempo Poner a tiempo la inyección
13.- Ruido excesivo en el tren de válvulas Causa. Remedio.
Resortes o candados de válvulas rotos
Cambiar por nuevos. Los candados rotos pueden ocasionar que las válvulas se deslicen por el cilindro y causar daños mayores.
Árbol de levas roto Cambiar y limpiar completamente el motor
14.- Luz excesiva en válvulas Causa. Remedio.
Lubricación insuficiente Verificar lubricación en compartimiento de válvulas, con alta RPM debe haber flujo fuerte y con bajas RPM un flujo pequeño, los conductos de aceite deben estar libres especialmente los que van a la cabeza.
Balancines desgastados en la cara lado válvula
Reparar balancines y ajustar luz
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Extremo de válvula gastado
Cambiar válvula y ajustar luz
Elevadores o vástagos de empuje de válvula gastados
Cambiar Elevadores o vástagos y ajustar luz
Elevadores rotos Cambiar elevadores de válvulas, verificar desgaste del árbol de levas, verificar que los vástagos de válvulas estén libres y rectos, limpiar motor y ajustar luz
Levas o árbol de levas gastados
Verificar luz de las válvulas, movimiento libre de válvulas o válvulas dobladas, instala árbol de levas nuevo y ajustar luz de válvulas
15.- Rotadores de válvulas o seguros de resortes sueltos
Causa. Remedio. Resortes, candados de válvulas o válvulas rotos
Cambiar por nuevos. Los candados rotos pueden ocasionar que las válvulas se deslicen por el cilindro y causar daños mayores.
16.- Aceite en el escape Causa. Remedio.
Demasiado aceite en el compartimiento de válvulas
Vea ambos extremos de la flecha de balancines y asegurese que haya un tapón en cada extremo
Guías de válvulas gastadas
Reponer por nuevas
Anillos de pistón gastados Cambiar
17.- Válvulas sin luz o muy poca Causa. Remedio.
Asiento de válvulas o válvulas gastados
Reacondicionar cabeza y ajustar luz
18.- Motor con desgaste prematuro Causa. Remedio.
Aceite lubricante sucio Remplazar con filtros nuevos, revisar válvula by-pass de filtros, si fuga o si tiene resorte roto, cambiar
Fugas en succión de aire Inspeccione empaques y conexiones y repare fugas que localice
Fugas de combustible al aceite lubricante
Esto ocasiona alto consumo de combustible y baja presión de aceite, repare e instale partes nuevas donde se requiera
182
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
19.- Refrigerante en el aceite
Causa. Remedio. Núcleo de enfriador de aceite defectuoso
Cambie el núcleo del enfriador, drene el aceite, cambie filtros y cambie aceite nuevo
Fallas de empaques de cabeza
Verificar y cambie los requeridos, apriete tornillos de acuerdo a especificaciones
Cabeza bretada o defectuosa
Cambiar culata
Block bretado o defectuoso
Verificar daño y si es posible reparar en campo
Empaque de camisa defectuosos
Cambiar empaques
20.- Humo negro o gris excesivo
Causa. Remedio. No existe suficiente aire para la combustión
Verifique los filtros y turbocargadores, cambiar si es necesario
Toberas de inyección de combustible dañadas
Pruebe las toberas y cambiar si es necesario
Inyección fuera de tiempo Poner a tiempo la inyección Control de relación de combustible inadecuado
Ajuste el control de combustible, verifique resortes rotos y cambielos
21.- Humo azul o blanco excesivo
Causa. Remedio. Existe demasiado aceite en el motor
Verifique con bayoneta y sacar el exceso, determinar la fuente del exceso,
Falla de encendido Ver punto 3.- Tiempo de inyección inadecuado
Ajustar tiempo de inyección
Guías de válvulas gastadas
Reacondicionar cabezas
Anillos de pistón gastados Cambiar anillos dañados Falla de sellos de aceite del turbocargador
Checar si hay aceite en múltiple de admisión, y reparar turbocargador si se requiere
22.- Motor con baja presión de aceite
Causa. Remedio. Manómetro de aceite defectuoso
Verificar y cambiar
Combustible en el aceite lubricante
Localice la fuga de diesel al aceite y repárela, drene el aceite diluido, cambie filtros y cambie aceite dañado
Demasiada holgura entre la flecha de balancín y los
Verificar desgaste, cambiar piezas necesarias
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balancines Tubo de succión de la bomba de aceite defectuoso
Cambie el tubo
Válvula reguladora de presión no cierra
Limpie válvula y el cuerpo, instale partes nuevas si se requiere
Bomba de aceite defectuosa
Verificar y reemplazar si es necesario
Demasiada holgura entre metales de bancada y cigüeñal
Verificar tolerancias y cambiar metales si es necesario
Demasiada holgura entre metales y árboles de levas
Verificar tolerancias y cambiar metales y árboles si es necesario
23.- Motor gasta mucho aceite
Causa. Remedio. Existe demasiado aceite en el motor
Verifique con bayoneta y sacar el exceso, determinar la fuente del exceso,
Fugas de aceite Eliminar fugas, verificar que el respiradero este limpio
Temperatura de aceite muy alta
Verificar operación del enfriador de aceite, cambie núcleo en caso necesario
Demasiado aceite en el compartimiento de válvulas
Verifique en ambos extremos de las flechas de balancines que tenga un tapón en cada extremo
Guías de válvulas gastadas
Reacondicionar cabezas
Anillos de pistón gastados Inspeccione e instale anillos nuevos si es necesario
24.- El refrigerante esta demasiado caliente Causa. Remedio.
No hay suficiente refrigerante
Agregue y verifique fugas
Termostatos o termómetros defectuosos
Verificar temperatura de agua y operación, cambiar partes si se requiere
Restricción en los tubos del radiador
Sondear radiador o cambiar en caso necesario
Flujo de aire restringido a través del radiador
Eliminar restricciones y limpiar y lavar radiador
El ventilador del radiador con baja velocidad
Bandas flojas o gastadas, cambio de bandas
Válvula relevadora de presión defectuosa
Verificar su operación, instale nueva si se requiere
Gases de combustión en el refrigerante
Localice y repare entrada de gases
Bomba de agua Repare la bomba
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defectuosa Demasiada carga en el sistema
Verifique y reduzca la carga
Inyección de combustible fuera de tiempo
Poner a tiempo
25.- Temperatura de escape muy alta
Causa. Remedio. Fugas en succión de aire Inspeccione empaques y conexiones y repare fugas
que localice, verifique presión en el múltiple de admisión y filtros de aire
Sistema de escape tiene fugas
Localice fugas y repare
La succión o el escape tiene restricciones
Elimine las restricciones
Inyección de combustible fuera de tiempo
Poner a tiempo
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
7.- MOTORES EMD-645-E1
7.1.- Principales características
Figura.7.1.1. Corte trasversal motor EMD-645-E1 Descripción Descripción
1 Balancín válvulas de escape 2 Puente válvulas de escape 3 Resorte válvulas de escape 4 Válvulas de escape 5 Cabeza 6 Pistón 7 Arandela de empuje 8 Portapistón 9 Perno pistón 10 Estructura del motor (block soldado) 11 Camisa 12 Biela de hoja 13 Drene aceite y ventilación 14 Caja de aire y tapa de registro 15 Tubo “P” enfriamiento pistón 16 Múltiple aceite enfriamiento pistón
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
17 Tapa registro carter 18 Carter 19 Bayoneta 20 Bandeja bomba de succión 21 Tapa punterías 22 Árbol de levas 23 Brazo cremalleras inyectores 24 Flecha dispositivo sobrevelocidad 25 Múltiple diesel 26 Flecha control inyectores 27 Cremallera inyectores 28 Válvula prueba cilindro 29 Inyector de combustible 30 Grapa sujeción cabeza 31 Puerto entrada aire 32 Caja de aire 33 Brincador tubo agua 34 Múltiple entrada agua 35 Múltiple lubricación principal 36 Biela de horquilla 37 Canasta de la biela 38 Base de metal de Bancada 39 Tapa metal de bancada 40 Cigüeñal 41 Contrapeso del cigüeñal 42 Codo de escape 43 Múltiple salida agua 44 Base de cancamo de levante
Para mantener la calidad de servicio en los Motores diesel EMD-645, los respalda el
diseño, pruebas y certificaciones siguientes, que son la base de un buen
funcionamiento contra las otras marcas y en los equipos de perforación de la Unidad
de Perforación y Servicio a Pozos, a nivel sistema, cuentan dentro de sus unidades
principales un 65% de estas unidades.
Diseño, prueba y certificaciones: Los motores GM-EMD están prestigiosamente
diseñados, construidos con los mejores componentes y probados bajo estrictas
normas de la American Bureau of Shipping (ABS). Sus certificaciones están
disponibles. Los motores marinos están aprobados por Board of Steamship
Inspection del Departamento de Transporte de Canadá. La aprobación del Equipo
EMD por el USCG, se basa en la aceptación ABS de reglas y regulación, tal como se
prescribe en Regulaciones de Ingeniería Marina, subparte F, subparte 58.05-1, de las
Sociedades de Inspección por clasificación, derivadas de ABS, las que serán
enviadas bajo especial consideración si se solicitan. Cambios específicos al equipo
básico EMD para acomodar requerimientos especiales de cualquier agencia de
Inspección ó clasificación, quedan sujetos a negociación por separado. Cualquier
equipo que no requiera Clasificación, Inspección, Prueba ó Análisis de investigación,
es construido de acuerdo con normatividad EMD, y sus rígidos procesos de
construcción.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.7.1.2. Motor EMD-645-E1de 20 cilindros
Análisis torsional: Es necesario que un análisis torsional de vibración de cada tipo
individual de propulsión, se realice para asegurar su comportamiento satisfactorio.
EMD, por ejemplo para un barco, conforma un estudio torsional después de la
recepción completa y detallada de las especificaciones de la flecha y propulsor y
aprueba el sistema o recomienda las modificaciones necesarias.
Especificaciones comunes
Los motores de cuatro tiempos requieren cuatro carreras del pistón para completar
un ciclo: carrera de admisión; carrera de compresión; carrera motriz y carrera de
escape. El cigüeñal da dos vueltas completas por cada carrera motriz. Durante las
carreras de admisión y de escape el pistón trabaja como una compresora de aire,
operación que consume energía.
En los motores de dos tiempos, como el modelo 645E1, solamente se requieren dos
carreras del pistón para completar un ciclo. La admisión y el escape se efectúan
durante parte de la carrera de compresión y parte de la carrera motriz.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Motores Diesel Serie 645.
pistones (1) extracción. Desplazamiento positivo.
Dispositivo de sobrevelocidad: Centrífugo, Independiente del gobernador. Gobernador: Sistema Woodward. Bomba de Combustible: Desplazamiento positivo impulsada por
el motor Diesel. Inyectores de Combustible: Unitarios-GM mecánico válvula de aguja. Sistema de Arranque: (2) motores neumáticos Bombas de agua de enfriamiento: (2) Centrífugas movidas por el motor
Diesel. Cambiador de Calor: Bomba Centrífuga de agua Diámetro del muñón principal del cigüeñal.: 215.9 mm. (81/2") Diámetro del muñón de biela: 165.1 mm (6 1/2") Diámetro del perno del pistón: 93.5 mm. (3.68").
Tipo: 2 Ciclos, 45° “V”. Construcción, Bancada y Carter: Acero soldado Diámetro y Carrera: 230.2 x254.0 mm(9 1/16"x 10") Desplazamiento/Cil. 11,635 cm3. (645.0404 pulg. Cúbicas) Rango operativo de velocidad: 350-900 RPM Velocidad de régimen 900 RPM Velocidad del pistón @ 900 rpm. 503m/mín (1650 pies/mín.) Relación de compresión. 14.5: 1 Tipo de Sistema de Aire: Flujo unidireccional Abastecimiento de Aire: Centrífugo por soplador Admisión del aire al cilindro: Puertos ó lumbreras Escape: 4 Válvulas/Cabeza Enfriamiento del pistón: Chorro directo de aceite a presión. Lubricación de cojinetes principales: Presión plena Bombas de aceite lubricante: (1) Principal, (1) enfriamiento de
189
Tabla.7.1.1. Especificaciones Motor EMD-645-E1
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.7.1.3. Esquema ilustrativo de operación Motor EMD-645-E1
El pistón impulsa el cigüeñal en cada carrera descendente, así pues, en un motor de
dos tiempos habrá el doble de impulsos motrices al cigüeñal que en un motor de
cuatro tiempos del mismo número de cilindros y trabajando a la misma velocidad.
Como en los motores de dos tiempos los pistones no trabajan como los de una
compresora, es necesario usar un dispositivo exterior para proporcionarle aire. Para
este objeto se usa un turboalimentador ilustrado esquemáticamente en la Fig. 0- 1,
que suministra un caudal de aire mayor que el logrado en los sopladores tipo Roots
que se utilizan en otros motores del modelo 567.
Este turboalimentador fuerza aire dentro del cilindro a través de sus puertos,
expulsando los gases de escape y llenando el cilindro con una nueva carga de aire
para la siguiente combustión.
Durante el funcionamiento del motor bajo condiciones de carga reducida, el
turboalimentador utiliza la potencia que suministra el tren de engranes del árbol de
190
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
levas, así como la energía térmica que pueden suministrar los gases de escape para
impulsar la turbina. Sin embargo, cuando la energía contenida en los gases de
escape es suficiente para impulsar la turbina por sí sola, se desacopla el embrague
impulsor y de esta manera la turbina acciona un compresor centrífugo que suministra
aire al motor. Este aire sale a una presión alta y consecuentemente a una
temperatura elevada. Es preferible reducir la temperatura del aire para aumentar su
densidad antes de que llegue a la cámara de admisión de los cilindros; esta
temperatura se reduce al pasar por los enfriadores. Este efecto ocasiona una
alimentación de aire al motor con mayor peso relativo y mayor cantidad de oxígeno.
El ciclo del motor de dos tiempos, así como la operación del turboalimentador, se
describen gráficamente en la Figura y se explican en los párrafos siguientes:
Al final de su carrera descendente el pistón descubre los puertos del cilindro,
admitiendo aire para desalojar los gases de combustión.
La corriente de aire que entra a través de los puertos y sale por las válvulas de
escape barre completamente el cilindro y lo deja cargado con aire fresco cuando el
pistón cierra los puertos en su carrera ascendente.
Al continuar el pistón su carrera ascendente se cierra las válvulas de escape y la
carga de aire se comprime a casi un quinceavo de su volumen inicial, lo que equivale
a una presión mayor de 45 Kgs/cm2 (más de 600 Lbs/Pulg2). Al comprimirse el aire a
esa presión su temperatura aumenta a un valor que sobrepasa los 550°C (más de
1000°F). Este alto grado de compresión se conserva a todas las cargas y
velocidades del motor.
Poco antes de llegar el pistón a su punto muerto superior, se inyecta combustible,
atomizado por una alta presión a la cámara de combustión. El combustible se
enciende por la alta temperatura del aire y continúa quemándose hasta que se
consume toda la carga. Los gases resultantes producen un rápido aumento de
presión, la cual actúa sobre el pistón forzándolo a descender en su carrera motriz.
Poco antes de llegar el pistón al final de su carrera motriz, se abren las válvulas de
escape, permitiendo a los gases salir a la atm6sfera. El pistón después descubre los
puertos de admisión de aire. Para ese momento los gases de escape ya se han
191
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
expansionado a tal grado que la presión dentro del cilindro es menor que en la
cámara de aire. A continuación se repite nuevamente el ciclo.
El motor Diesel modelo 645E1 es del tipo “V” de dos tiempos, con ventajas tales
como poco peso por caballo de potencia, sistema de aire para barrido total, inyección
directa individual a cada cilindro y alta compresión.
7.2.- Enumeración de cilindros y bancadas
Se enumeran los cilindros iniciando en el banco derecho considerado desde el lado
trasero en el volante e inicia la numeración del lado del frente del motor o sea del
lado del tren de engranes, a continuación se observa el esquema de un block de
cilindros de un motor 12-645-E1:
Figura.7.2.1.Enumeración de cilindros
DESIGNACIÓN DE MODELOS
Tipo de unidad S estacionaria
Números de cilindros: 8, 12 y 16
Modelo del motor: E1, E2, E3, E4, E5, F6, E7, E8: soplador roots
E4: turboalimentado
Toma de fuerza: G: generador
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
P: toma de fuerza mecánica
Sistema de enfriamiento: W: cambiador de calor A: arreglo para radiador ó soloaire
j
EJEMPLO DE DESIGNACIÓN
S 8 E 1 P W: Motor de 8 cilindros EMD-E1 con soplador roots, toma de fuerza y
cambiador de calor.
S 20 E 4 G A: Motor de 20 cilindros, EMD-E4 con torboalimentador y
generador, enfriado por radiador ó soloaire.
DATOS DE OPERACIÓN.
1.- Velocidades: Velocidad en vacío: 315 RPM
Velocidad baja: 475-483 RPM
Velocidad media: 720-750 RPM
Velocidad alta: 900 RPM
2.- Potencia efectiva: 8 cilindros: 975 HP a 900 RPM
12 cilindros:1500 HP a 900 RPM
16 cilindros:1950 HP a 900 RPM
3.- Flujos de aceite a 900 RPM
8 cilindros 12 cilindros 16 cilindros
bomba de barrido 71 GPM* 105 GPM 157 GPM
bomba de tubos “P” 36 GPM 48 GPM 66 GPM
bomba principal 140 GPM 205 GPM 279 GPM
4.- flujos de combustible a 900 rpm :
8 cilindros 12 cilindros 16 cilindros
bomba de barrido 2.1 GPM 2.1 GPM 4.5 GPM
193
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
5.- Vacíos y temperaturas de admisión y escape a 900 RPM:
8 cilindros 12 cilindros 16 cilindros
Volumen de aire 3550 ft3/min 5400 ft3/min 7100 ft3/min
Succión en la admisión 7 a 9" HG. 7 a 9" HG. 7 a 9" HG.
Temperatura del aire 90° F 90° F 90° F
Volumen de escape (ft3/min) 7950 12,550 15, 800
Temperatura del escape 775° F 835 ° F 810 ° F
Contrapresión en el escape 21 "H2O 21 "H2O 21 "H2O
6.- Flujo de agua a 900 RPM:
8 cilindros 12 cilindros 16 cilindros
290 gal/min 490 gal/min 515 gal/min
7.- Presión en el sistema de enfriamiento a 900 RPM:
8 cilindros 12 cilindros 16 cilindros
41 PSI 49 PSI 46 PSI
8.- Temperaturas normales de operación:
Entrada Salida
Agua 155 A 175°F 160 -185°F
Aceite 115 -118°F 180 -215°F
9.- Presiones normales de operación:
Agua 30 a 50 PSI
Aceite 40 a 60 PSI
Diesel: 35 a 50 PSI -
Aire: 130 a 150 PSI
10.- Presión de compresión a 400 RPM.
950 a 1000 PSI
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
7.3.- Orden de encendido
Orden de Encendido de los motores diesel EMD 645-E1
8 Cilindros 1,5,3,7,4,8,2,6
12 Cilindros. 1, 12, 7, 4, 3, 10, 9, 5, 2, 11, 8, 6
16 Cilindros 1,8,9, 16,3,6, 11, 14, 4,5,12,13,2,7,10,15
7.4.- Sistemas de operación del motor
Sistema de alimentación y barrido de aire.
El aire necesario para los motores de 8, 12, 16, 20, cilindros, lo abastece un soplador
localizado en el extremo del volante del motor Diesel.
El objetivo primario del soplador es incrementar la potencia del motor economizando
combustible, aprovechando el aire de la atmósfera.
El diseño del soplador, permite un impulso positivo desde el tren de engranes del
árbol de levas, abasteciendo el aire necesario para la combustión. La capacidad del
soplador se alcanza cuando el motor Diesel se aproxima a su plena carga.
El Soplador se abastece de lubricante filtrado a través de un filtro montado en la
parte trasera derecha del motor Diesel. El aceite regresa a la cubierta del tren de
engranes y de ahí al colector de aceite.
Sistema de combustible.
Este Sistema consiste en los inyectores unitarios de combustible, bomba movida por
el motor diesel y filtros coladores montados sobre el motor. Se tiene una bomba
195
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
manual por separado, a fin de cebar los inyectores previos al arranque, después de
haber permanecido el motor parado normalmente o que se hayan realizado
reparaciones.
El combustible circula por la tubería de abastecimiento desde la bomba a través de
coladores de succión y es enviado a los filtros montados en el motor a través de un
múltiple que se lleva al frente del mismo. Al fluir el combustible a través de este
sistema, llega a los inyectores por medio del múltiple de tubería y el brincador en
cada uno de ellos montado en su cilindro.
El combustible se introduce al cilindro por el inyector, siendo pulverizado a una
presión muy elevada a través de la boquilla. El resto del combustible que no utiliza el
inyector, circula por su mecanismo y lo enfría y lubrica regresando por una línea de
retorno al tanque de abastecimiento.
Bomba de combustible
Esta bomba de desplazamiento positivo la impulsa el motor Diesel a través de su
bomba de extracción de lubricante.
La presión es regulada por válvulas de alivio.
Filtro de combustible y múltiple de distribución.
El filtro montado en el motor es tipo doble (duplex) quedando instalado en el múltiple
de distribución al frente del citado motor diesel. El combustible es admitido por el
conjunto de filtro por medio de una válvula check tipo antiderrame enresortada
ajustada a 69 kPa (10 PSI).
La cubierta o caja de alojo cuenta con una válvula-check a contrapresión regulada al
mismo valor que la anterior descrita y además una válvula de alivio ajustada a 448
kPa (65 PSI), la que actúa cuando los filtros se tapan.
El Conjunto de filtros utiliza elementos desechables de 12 micrones que pueden
aflojarse o apretarse en segundos.
196
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.7.4.1.Partes del Inyector
Una válvula de control manual deriva el combustible a cualquiera de los elementos
que se desee, permitiendo aflojar para remover el filtro y reapretado nuevamente sin
parar el motor.
Inyectores.
El inyector unitario GM-EMD, conteniendo la bomba de inyección de alta presión y su
tobera, entrega el combustible a muy alta presión dentro del cilindro. Todas las líneas
de alimentación de combustible trabajan a baja presión hasta su admisión al inyector
y dentro de éste, el mecanismo eleva el combustible a muy alta presión sucediendo
esta función en una etapa muy corta hasta el momento de inyectarlo pulverizado
dentro de la cámara de combustión por la boquilla. El inyector es accionado a través
del árbol de levas por un balancín.
La cantidad de combustible inyectado, se dosifica por medio de la posición de
rotación del émbolo en el inyector, que es ajustado por su cremallera de control y el
gobernador. Se cuenta con una palanca de control manual en ambos lados del
extremo frontal del motor para accionar todos los inyectores a la vez, ya sea que se
desee detener manualmente el motor; para facilitar su arranque y para control de
emergencia.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Sistema de lubricación.
Figura.7.4.2.Sistema de Lubricación
DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN 1 Bomba de barrido 2 Colador de aceite 3 Bomba de enfriamiento pistón 4 Línea de impulsor del gobernador 5 Múltiple de aceite enfriamiento pistón 6 Válvula de relevo presión aceite 7 Línea presión aceite al gobernador 8 Vía aceite por árbol de levas 9 Línea aceite toma fuerza soplador
derecho 10 Línea aceite bancos derecho e
izquierdo de árbol de levas 11 Línea aceite toma fuerza soplador
izquierdo 12 Pasaje de aceite a toma de fuerza de
engrane loco No.1 13 Pasaje de aceite a toma de fuerza de
engrane loco No.2 14 Múltiple de aceite principal
15 Suministro de aceite a cigüeñal y metales de bancada
16 Línea de aceite de enfriamiento de pistones
Este Sistema es una combinación de 3 sistemas separados: El Sistema principal de
lubricación, el de enfriamiento de pistones y el de extracción de lubricante, cada uno
de ellos con su propia bomba.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Las bombas principales y enfriamiento de pistones, aún cuando son bombas
individuales, están ambas instaladas en un mismo cuerpo é impulsadas por la misma
flecha. La bomba de extracción es separada. Todas las bombas se mueven a través
del tren de engranes impulsor de auxiliares al frente del motor.
La caja de coladores de lubricante sirve para ambas bombas como reserva de aceite
y como colador para protección de ellas.
Durante su operación, el soplador se lubrica por la bomba principal a través de
conductos internos en el motor Diesel. Antes de llegar el aceite al turbo, es filtrado a
través de un elemento desechable instalado en un filtro situado en la parte posterior
derecha de la bancada.
Previo al arranque del motor, el Soplador es lubricado por una bomba
retroalimentadora.
El aceite para el soplador es enviado desde el colector de aceite, filtrado a través de
un elemento desechable del Sistema retroalimentador y suministrado al mecanismo
del soplador a través de tuberías externas conectadas a la caja del filtro.
Si el motor Diesel se para por cualquier causa, el mismo sistema retroalimentador
opera por un tiempo determinado, lo cual permite al fluido lubricante absorber el calor
remanente del turbo y sus cojinetes evitando daños al mismo.
Bombas de extracción de lubricante.
Esta bomba tipo engranes movida por el tren de engranes impulsor de auxiliares
extrae el aceite lubricante desde el colector de aceite a través de un colador de malla
gruesa localizado en la caja de coladores instalada a un lado del motor Diesel. El
aceite entonces se forza a través de un filtro y un enfriador antes de entregarse al
colador de malla fina para abastecer las bombas principal y de, enfriamiento de
pistones con aceite enfriado y filtrado. El exceso de aceite retorna al colector.
199
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Bomba principal de aceite lubricante.
Esta bomba abastece el aceite a presión los cojinetes, engranes y sistema general
de lubricación. La bomba envía el aceite desde el colador de malla fina, fluyendo al
múltiple principal localizado arriba del cigüeñal a todo lo largo del motor. La presión
máxima es regulada por una válvula de alivio entre la bomba y el múltiple repartidor.
El aceite lubricante es conducido desde el múltiple a los cojinetes principales del
cigüeñal y de bielas. Así mismo se abastece de lubricante a los trenes de .engranes,
cojinetes del árbol de levas, ajustadores hidráulicos y mecanismo del
turboalimentador.
Bomba de enfriamiento de pistones.
Esta bomba recibe aceite de una succión común con la succión de la bomba principal
y envía el aceite a dos múltiples de aceite de enfriamiento de pistones a todo lo largo
del motor, Un colador de malla 40 en la caja de coladores protege la admisión de
esta bomba.
Figura.7.4.3.Sistema de Enfriamiento
200
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Coladores de lubricante.
Los coladores de aceite lubricante se localizan en una caja aliado derecho de la
cubierta del tren de engranes impulsor de auxiliares.
Esta caja la constituyen dos compartimientos que contienen dos coladores, que
protegen las bombas de extracción y de presión. La caja sirve también para
almacenar aceite de reserva limpio y enfriado, del cual se surten las bombas que lo
requieren. Excepto cuando se trata de lapsos prolongados de paro, el aceite
almacenado en este depósito proporciona el fluido necesario de lubricación,
eliminando la necesidad de cebar el sistema cada vez que se arranque el motor
diesel.
La Caja contiene una válvula manual para drenar aceite hacia el colector de aceite,
antes de refrescarlo ó cambiarlo. El aceite nuevo que quiera agregarse al sistema,
debe realizarse a través de la abertura cuadrada localizada en la parte superior de la
Caja de Coladores.
Figura.7.4.4.Sistema de enfriamiento Descripción Descripción
1 Múltiple de descarga 2 Codo de descarga 3 Cabeza de cilindro 4 Paso de agua en el cilindro 5 Tubo de entrada 6 Múltiple de entrada 7 Bomba de agua 8 Codo de salida 9 Válvula de drenar
201
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El sistema de lubricación principal se protege por dos coladores de malla metálica
No. 40 dentro de un cilindro metálico. El Cilindro exterior proporciona un nivel
constante de aceite, puesto que la succión se realiza desde el fondo solamente. El
aceite fluye desde el fondo del colador, entre el cilindro y la malla a través del colador
y el núcleo de metal perforado hacia el centro del elemento y hacia las bombas
principales.
La caja de coladores también contiene un colador rígido perforado de 3.57 mm.
(9/64") para el sistema de extracción.
Bombas de agua de enfriamiento.
Estas bombas tipo centrífugo autodrenadas, están movidas por el engrane impulsor
del gobernador. Proporciona un gasto suficiente en todas las velocidades de rotación
del motor. Opcional mente se pueden surtir acoplamientos entre las bombas y el rack
ó bastidor de accesorios cuando se surte éste último.
Figura.7.4.5.Partes del Gobernador EGB Descripción Descripción
1 Tapa filtro de aceite 2 Motor ajuste de velocidad 3 Perilla control limite de carga 4 Perilla control mecanismo de ajuste de
velocidad 5 Grifo para drenar 6 Puntero de escala flecha terminal 7 Tapón acceso válvula de aguja eléctrica 8 Perilla control de caída de velocidad 9 Receptáculo eléctrico 10 Escala de flecha terminal 11 Flecha terminal 12 Mirilla nivel de aceite 13 Tapón acceso válvula aguja centrifuga
202
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Gobernador.
La velocidad específica ó seleccionada del motor Diesel es controlada y/o fijada con
gobernadores Woodward que en este caso de motores EMD modo 645 según su
aplicación son:
1. PGA Hidráulico neumático
2. ECGB-P Actuador: eléctricamente controlado en conjunto con su control
eléctrico Mod. 2301.
3. UA-12R actuador electro-hidráulico con señal proporcional de control electrico
2301 A.
4. UG8 Electro-Hidráulico.
7.5.- Dispositivos de paro por emergencia
Dispositivos de Protección: están diseñados para proteger el motor en caso de un
mal funcionamiento que ocurra durante la operación del mismo.
Dispositivo que para el motor por baja presión de aceite lubricante
El dispositivo de parar por baja presión de aceite lubricante, no se considera parte
del motor, es un componente del gobernador. Sin embargo, se incluye en esta
sección debido a su función como dispositivo protector del motor.
Detector por bajo nivel de agua y presión en el colector de aceite
El conjunto detector de bajo nivel de agua y presión del colector, es un dispositivo
compacto para detectar la pérdida o carencia de agua de enfriamiento del motor, así
como cualquier cambio de presión negativa que es la normal. Si existe cualquiera de
estas dos condiciones, el dispositivo para el motor.
La presión en la porción de bajo nivel de agua, se equilibra con la presión del motor
de la cámara de aire, más un resorte suave sujeto a una válvula derivadora en
posición cerrado. En caso de que el nivel de agua dentro motor disminuya a un valor
203
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menor de la presión de la cámara de aire, más la tensión del resorte, el aceite de la
válvula de alivio se deriva,. El gobernador detecta la baja presión de aceite e inicia la
parada del motor. La porción del dispositivo de bajo nivel de agua, operará siempre
que se drene el sistema de enfriamiento. La porción del dispositivo de presión del
colector consiste de una válvula de alivio para aceite, comparable a la porción de
bajo nivel de agua, sujeta en la posición de cerrado, hasta que una presión positiva
se crea en el colector. El aceite de la válvula de alivio se deriva. Igual que en la
porción de bajo nivel de agua, el gobernador detecta la baja presión de aceite e inicia
la parada del motor.
Dispositivo de sobrevelocidad
El mecanismo interruptor de sobrevelocidad protege el motor cortando la inyección
de combustible a los cilindros cuando la velocidad del motor es mayor que la
permisible. Este mecanismo opera cuando su velocidad aumenta a los límites
especificados.
Debajo de cada árbol de levas hay una flecha a lo largo del motor, provista de levas
que al girar hacen contacto con trinquetes de resorte montados en cada cabeza de
cilindro, directamente debajo del balancín del inyector. En la caja del interruptor de
sobrevelocidad situada en el frente del motor, las flechas de interrupción están
conectadas entre sí por medio de un mecanismo de eslabones y una palanca con
resorte. Al mover la palanca restablecedora hacia el banco derecho, se da tensión al
resorte que dispara el mecanismo; la tensión se conserva con una palanca de
disparo que embona en una muesca en la flecha de la palanca restablecedora. Esta
es la posición normal de operación, en la cual se conservan las flechas de
interrupción con sus levas separadas de los trinquetes.
Dispositivo de parar el motor por aceite caliente
El dispositivo de protección por aceite caliente. Consiste de una válvula termostática
y sus conexiones respectivas.
204
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La válvula se localiza en el codo de descarga de la bomba de lubricación principal.
Un tubo que parte de la válvula está conectado en la línea de la presión del aceite,
entre el detector de presión en el colector y bajo nivel de agua y el gobernador.
También hay una línea de drenaje de la válvula a la caja del impulsor del gobernador.
Cuando el aceite alcanza una temperatura de 124°-126°C. (255°- 260°F), la válvula
termostática abrirá permitiendo que el aceite a presión se drene hacia la caja del
impulsor del gobernador. Esta detecta la baja presión del aceite resultante y para el
motor.
7.6.- Procedimiento de afinación de motor diesel.
Afinación del motor
1.- Checar dispositivos de protección de alta temperatura.
2.- Checar dispositivo de presión positiva en el cartero
3.- Checar dispositivo de sobrevelocidad.
4.- Cambio de aceite del motor y gobernador.
5.- Revisar baleros de articulaciones del gobernador.
6.- Cambio de filtros de aire, aceite y combustible.
7.- Reapretar tornillos del múltiple de escape.
8.- Revisar ánodos de zinc
9.- Lubricar motores de arranque.
10.- Calibrar válvulas, inyectores y cremalleras.
11.- Revisar puentes hidráulicos.
12.- Reapretar tornillos de biela.
13.- Revisar camisas, pistones y anillos.
14.- Sondear intercambiador de calor.
15.- Alinear tubos "P"
16.- Limpiar cámaras de barrido
205
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
17.- Revisar tubos brincadores de agua.
18.- Revisar instrumentos de control
19.- Inspeccionar mecanismos de balancines.
20.- En el motor 12-645, revisar bancadas 2 y 6
7.7.- Aplicación de la tabla de inspección en una vuelta
Método de inspección del motor 12-645-E1 en una vuelta de cigüeñal
De la siguiente tabla se toma como referencia para la inspección del motor EMD,
modelo 12-645-E1 que se desea inspeccionar.
Para empezar la verificación, el puntero del volante debe estar en 0°, en el lado
izquierdo de la tabla de inspección se encuentra la columna que indica "grados del
volante", que se utilizara para la comprobación a efectuar.
Los encabezados de cada columna son:
Calibrar válvulas e inyectores: el número que aparece en esta columna indica cual
cilindro esta listo para que se calibren tanto las válvulas como los inyectores.
Anillos de arriba (up): el número que aparece en esta columna indica que los 2
anillos de compresión superiores se encuentran pasando por las lumbreras
permitiendo su inspección.
Anillos de abajo (down): este número de la columna indica que los dos anillos de
compresión inferiores se encuentran pasando por las lumbreras permitiendo su
inspección.
Tubos “P”: el número que aparece en esta columna indica que puede verificarse la
alineación del tubo “P” sin necesidad de mover el volante.
Pistón: el número que aparece en esta columna indica que la falda del pistón de
dicho cilindro puede verificarse.
206
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Cilindro: el numero que aparece en esta columna indica que el pistón de dicho
cilindro esta cerca del punto muerto inferior lo que facilita su inspección a través de
las lumbreras.
Tabla de secuencia de inspección de una vuelta del cigüeñal del motor 12-645
colocar Ajustar válvulas
anillos tubos “P” pistones camisas
° volante e inyectores arriba abajo 356 1 3 2 10 - - 15 12 10 11 5-9 - - 41 7 9 8 2 10 2-5 90 4 5 6 8 9-12 11
116 3 2 1 11 7 8 135 10 11 - 6 - - 147 - 12 - 1 - 6 161 9 8 7 - 4 - 186 - - - 12 3-11 1-12 210 5 6 4 - 8 7 236 2 1 3 4 - - 255 11 - 10 7 6 - 267 - - 12 3 - - 281 8 7 9 - 1-5 3-4 320 - - - - 2 - 330 6 4 8 - - 9-10
Tabla.7.7.1. Secuencia de inspección de una vuelta
7.8.- Cambio de rotación de un soplador roots
Los motores EMD 12 y 16-645 tienen 2 sopladores roots, uno derecho y uno
izquierdo, se recomienda que cuando se cambie uno de ellos, el soplador removido
se envíe al taller para su reparación. En casos de emergencia y se tiene un soplador
de lado contrario al requerido se puede invertir mediante los siguientes pasos:
1. Desmonte la tapa trasera
2. Desmontar la tapa delantera
3. Sacar la flecha impulsora
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
4. Montar la flecha impulsora en el lado contrario del estator
5. Instalar las tapas invirtiendo su sentido (la trasera se vuelve delantera y la
delantera se vuelve trasera).
6. Instalar empaques nuevos y verificar ajustes.
Con esta operación usted ha convertido derecho en izquierdo o viceversa.
7.9.- Calibración de las válvulas de escape
1.- Abra las válvulas de purga y gire el volante en su rotación normal hasta que el
puntero del volante indique 40 antes del punto muerto superior (TDC) del cilindro que
se va a calibrar.
2.- Afloje la contratuerca del tornillo de ajuste del balancín y saque el tornillo de
ajuste hasta su tope máximo.
3.- Para dar el ajuste correcto a las válvulas se utilizan en la práctica 4 métodos
diferentes, los cuales son:
a).- Apretar poco a poco el tornillo de ajuste y con la ayuda de un calibrador de hoja
de .001” realice la calibración entre puente y válvula apretando después una vuelta y
media el tornillo de ajuste.
b).- Apretar poco a poco el tornillo de ajuste hasta que tope en su asiento, enseguida
apriete dicho tornillo una vuelta y media.
c).- Apretar poco a poco el tornillo de ajuste y con la otra mano hacer girar el rodillo
del balancín del inyector que se esta calibrando, hasta que deje de girar dichos
rodillo posteriormente apriete una vuelta y media.
d).- Apretar el tornillo de ajuste hasta que salga una gota de aceite entre puente y
válvula, apriete una vuelta y media más.
7.10.- Ajuste de inyectores
208
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Para calibrar los inyectores del motor 645-E1 se puede realizar de 2 maneras
diferentes, con la ayuda de un calibrador de altura que proporciona el fabricante en
un estuche de afinación, o con la ayuda de un Vernier y su varilla de profundidades.
En el caso del calibrador de altura EMD está diseñado para calibrar el inyector a una
altura de 2.431”, en el caso de! Vernier se debe colocar la varilla de profundidades a
2 7/16”.
La calibración se realiza colocando el cilindro que se va a calibrar 4° antes de su
punto muerto superior, por ejemplo si va usted a calibrar el cilindro num. 1, el volante
lo tendrá que colocar a 356° .
Al colocarse el calibrador de altura EMD en el cuerpo del inyector se tomara en
cuenta un orificio guía que servirá para que el calibrador tome correctamente la altura
del transportador.
Al colocarse la varilla del Vernier para medir la altura no se tomará en cuenta dicho
orificio guía, tomándose la altura desde el mismo cuerpo del inyector.
En caso de no estar el inyector a la altura correcta aplicando cualquiera de los
métodos anteriores se aflojará la contratuerca del tornillo de ajuste del balancín del
inyector que se esta calibrando hasta que la altura sea la correcta, lo cual indicará ya
sea el calibrador o el Vernier al rozar sobre la superficie del transportador.
7.11.- Calibración de cremalleras
Las cremalleras deben ajustarse cuando el motor esté a la temperatura normal de
operación. si se ajustan cuando el motor no está a esa temperatura todos los ajustes
deben volverse a verificar cuando la temperatura alcance su valor correcto (160-
180°F), a medida que aumenta la temperatura del motor, la longitud de las
cremalleras del banco derecho disminuye y en las del banco izquierdo aumenta. la
variación correspondiente al banco izquierdo es insignificante pero la variación en el
banco derecho puede disminuir la longitud de las cremalleras a menos de la
tolerancia mínima de 1/64”.
209
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
NOTA: siempre que se instale un gobernador en el motor deberá verificarse el ajuste
de las cremalleras de los inyectores, debido a las tolerancias de fabricación en los
agujeros de los tornillos de montaje del gobernador, la posición del gobernador en
relación con el mecanismo del inyector puede cambiar el ajuste de las cremalleras.
Para calibrar cremalleras realice los siguientes pasos:
1.- Instale un gato para el ajuste de la de la articulación del inyector.
2.- Para los motores diesel equipados con gobernadores pg ó EGB, ajuste el gato
hasta que el indicador del gobernador se alinee con la escala de la flecha terminal en
la marca 1.000”.
3.- Utilizar el escantillón de la cremallera sin el adaptador para ajustar la cremallera
en los motores con gobernador PG ó EGB. Ajustar la cremallera dentro de las
marcas de regulación del escantillón. El escantillón de ajuste de la cremallera es un
multiplicador de 8:1 que indica tolerancia de 1/64” en marcas de 1/8” en cada lado de
la marca central de su escala.
Es importante que se utilice el calibrador de cremalleras adecuado, pues los modelos
anteriores medían la longitud de la cremallera desde el cuerpo del inyector en lugar
de hacerlo desde la cara del calibrador de corredera y puede identificarse fácilmente
por la ubicación del botón en su parte delantera. este calibrador puede utilizarse para
todos los inyectores.
4.- Colocar el calibrador sobre la cremallera del inyector y sostenerlo firmemente
sobre la superficie del calibrador de corredera, la superficie de la regla de calibración
del inyector y observe la posición del índice. si este índice apunta hacia el extremo
corto “S” de la escala. Indicará que la cremallera no ha salido lo suficiente del cuerpo
del inyector. Afloje la tuerca candado del eslabón de ajuste y gire la tuerca hasta que
el índice pase al extremo largo “l”, de la escala, enseguida invierta la trayectoria del
indicador hasta que este en el centro de las escalas. Sostenga la tuerca de ajuste y
apriete la tuerca candado. la razón para exceder la proporción la proporción del
ajuste, es para eliminar la holgura del mecanismo de la cremallera y sus dientes en la
misma dirección.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
5.- Cuando el índice este en el extremo largo “l” de la escala, ajústelo a la marca
central, la exactitud del calibrador de cremallera del inyector puede verificarse
insertando un bloque patrón en el cuerpo del calibrador. el índice deberá alinearse
con la marca central de la escala.
7.12.- Ajuste del gobernador PGR y EGB
Ajuste del gobernador PGR
Algunas veces al realizarse la calibración de los solenoides del gobernador PGR
puede presentarse el caso de que no queda el ajuste a dichos solenoide, entonces
será necesario realizar los siguientes ajustes:
A un lado de del fulcro se encuentra un tornillo tope llamar “tornillo amortiguador” el
cual se identifica por tener una tuerca candado de 7/16” y un tornillo Allen de 1/8” el
cual se encarga de realizar el ajuste.
El ajuste se debe realizar con el motor trabajando a velocidad de holgar (315 a 323
RPM), entonces se sacara el tornillo Allen de 1/8” aproximadamente ¼” y
posteriormente se introducirá lentamente hasta que llegue al tope y posteriormente
se mete una vuelta y media más, después apriete la contratuerca.
211
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.7.12.1. Descripción esquemática gobernador PGR Descripción Descripción
1 Solenoide de control de velocidad 2 Punto de velocidad del fulcrum 3 Escala de velocidad 4 Solenoide 5 Regulador de carga 6 Pistón de fuerza 7 Pistón de mecanismo de velocidad 8 Buje de rotación de control de velocidad 9 Válvula piloto control de velocidad 10 Dispositivo de protección 11 Pistón compensador de entrada 12 Válvula piloto de pistón de fuerza 13 Puerto regulador 14 Válvula de aguja compensadora 15 Pistón de fuerza del gobernador 16 Escala de flecha de salida 17 Pistón 18 Bomba de aceite 19 Acumulador de bomba de aceite 20 Receptáculo eléctrico
Otro ajuste que también debe de realizarse es el del tornillo de paro, teniendo el
motor también a velocidad de holgar, en ese momento entre el bloque y el punto de
apoyo debe de haber 1/32” de tolerancia, si no la hubiera entonces ajuste.
212
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Pasos para calibrar un gobernador PG de velocidad variable
1.-Se verifica por medio del “puenteo” del tablero a que velocidades están ajustados
los solenoides, con la ayuda de un tac6metro manual.
2.-En caso de que los solenoides estén fuera de su límite de control de velocidad,
quite la tapa superior del gobernador PGR para tener acceso al fulcro y a los
solenoides para calibrarlos de acuerdo a la tabla.
3.- Normalmente se empieza el ajuste con la velocidad media para continuar con la
alta, la baja, y por último la velocidad de holgar que tiene la característica que no
necesita puenteo para ajustarse pues el control de velocidad del tablero en la
poslcl6n "start" proporciona dicho rango.
4.-El fulcro se calibra metiendo o sacando una tuerca especial de 7/16”, si la tuerca
se afloja (izquierda), el rango de velocidad aumenta, en cambio si se aprieta
(derecha), la velocidad disminuye.
5.- El solenoide se ajusta aflojando una contratuerca de 1 1/8” y moviendo con la
ayuda de un desarmador el tornillo de ajuste, al girarlo hacia la izquierda aumentará
la velocidad del motor y si lo mueve a su derecha la velocidad disminuye.
6.- La calibración se debe verificar y corregir cada 3 meses o cuando el equipo lo
requiera.
TABLA DE AJUSTE DEL GOBERNADOR PGR
Solenoide energizado RPM Velocidad Calibre solenoide
a,b,c,d 730-738 media fulcro
a,b,c 900-908 alta d
c 475-483 baja b
- 315-373 holgar c
Tabla.7.12.1. Ajuste del gobernador PGR
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Cuando el gobernador no se encuentra dentro de los rangos indicados en la tabla de
arriba, será necesario calibrar tanto el fulcro como los solenoides, quitando la tapa
superior del gobernador.
El primero que se calibra es el fulcro que es un tornillo largo con una tuerca de 5/16”
la cual al apretarse disminuye el rango de velocidad media, si se afloja entonces
aumenta dicho rango.
Los solenoides a, b, c y d, tienen una ranura para desarmador en su parte superior y
una contratuerca de 15/16”, que se tiene que aflojar para poder calibrar el solenoide.
para realizar este ajuste es necesario contar con un tacómetro manual, el cual debe
instalarse sobre la parte delantera del árbol de levas izquierdo del motor,
exactamente donde se encuentra una tapa sujetada con dos tornillos que al quitarse
se da acceso a la toma de fuerza del tacómetro, de esta manera se dará cuenta la
variación de velocidad que esta manifestando el motor al realizar el ajuste.
Como precaución procure no disparar accidentalmente la palanca del dispositivo de
paro por sobrevelocidad, pues se encuentre muy cerca del lugar donde va a
realizarse el ajuste del gobernador pg. también puede suceder que al dispararse el
dispositivo de sobrevelocidad se dispare el botón rojo que indica el paro por baja
presión de aceite, por lo cual hay que restablecerlo introduciéndolo nuevamente al
gobernador.
NOTA: también se puede calibrar el gobernador pg con la ayuda del perforador si es
que se presta para hacerlo, pidiéndole que desde la consola controle los 4 rangos de
velocidad del motor, de esa manera verificará si la señal del perforador al motor es
correcta.
Método de calibración del gobernador PGR con ayuda del Afenol
Este método consiste en calibrar los solenoides del gobernador PG conectando al
tablero de control del motor 8 distintos cables que salen del Afenol, para controlar las
diferentes velocidades por medio de interruptores, los cuales energizan los
solenoides de acuerdo a como lo pida la tabla de calibración.
214
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Introducción al gobernador actuador EGB
El gobernador actuador Woodward modelo EGB-10 y EGB-13, se utilizan
generalmente en los equipos de perforación electrónicos y también en las
plataformas marinas de producción siendo los motores que mas utilizan estos
gobernadores los EMD-645 que normalmente trabajan a 900 RPM son suficientes
para desarrollar determinado trabajo.
Se le llama gobernador actuador porque se compone de 2 sistemas, uno hidráulico y
otro e1ectrico, los cuales al trabajar en conjunto logran mantener e1 motor a 1a s 900
rpm necesarias para el trabajo.
El número 10 ó 13 que aparece después de las letras EGB indican el torque en
libras-pie de salida en la flecha terminal.
Estos gobernadores se dividen en dos tipos: proporcional (P), y compensado (C), y
sé identifican por lo general por la inicial que esta impresa en la placa de
identificación después del modelo, por ejemplo: un gobernador EGB-13P es un
gobernador tipo proporcional.
Perillas del gobernador EGB
1.-Perilla de caída de velocidad.
2.- Perilla de límite de carga
3.- Perilla del sincronizador.
Funciones de las perillas.
1.-Perilla de caída de velocidad, tiene un rango de 0 a 100 y su función es la de
repartir adecuadamente la carga en motores que trabajan solos o en paralelo,
proporcionando una respuesta mas lenta o rápida ante un cambio de carga.
2.- Perilla de límite de carga: tiene un rango de o a 10 y su función es parecida a la
de una de llave de paso pues permite un flujo completo o restringido del combustible
hacia los inyectores del motor.
3.- Perilla del sincronizador: tiene la función de acelerar o desacelerar la velocidad
del motor de acuerdo con el trabajo que se va a desarrollar.
215
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Indicador del sincronizador
Es una escala en forma media luna que indica por medio de un número la velocidad
del motor, utilizándose el factor 50 para poder conocer dicha velocidad, por ejemplo
si la escala indicara el número 18 entonces la velocidad del motor en ese momento
es de 900 RPM.
NOTA.- no siempre indicará la escala la velocidad real del motor, por lo que no es
recomendable tomarla como base de las RPM.
Ajuste de las perillas del gobernador EGB
Cuando el arranque va a realizarse desde el cuarto frío realice lo siguiente:
a).- Coloque la perilla de caída de velocidad en cero.
b).- Coloque la perilla de limite de carga en 10.
c).- Coloque la perilla del sincronizador en su posición máxima (hasta su tope girando
hacia la derecha).
Cuando el arranque va a ser realizado manualmente, es decir sin la ayuda de la
clavija o receptáculo, entonces coloque las perillas en .la siguiente posición:
a).- Caída de velocidad en cero.
b).- Limite de carga en 5 (posteriormente se pasa a 10).
c).- Sincronizador en posición mínima (hacia la izquierda hasta que tope), el motor
arrancará aproximadamente a 500 RPM.
Inmediatamente después que el motor arranca coloque la perilla de 1imite de carga
en posición 10 y espere a que el motor alcance su temperatura normal de operación
(160-l85°p) para que pueda mover la perilla del sincronizador hacia la derecha hasta
que el motor llegue a las 900 RPM.
NOTA: la perilla de límite de carga se coloca en posición 10 en el arranque para
evitar que el motor se desboque.
Ajuste electromecánico del gobernador EGB
216
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Después que el gobernador EGB nuevo o reparado ha sido instalado en el motor, y
la leva o chango correctamente instalada, realice los siguientes pasos en compañía
del eléctrico del equipo:
1.- Arranque el motor y manténgalo a velocidad baja en vacío (530 RPM
aproximadamente).
2.- Quite la tapa superior del gobernador para tener acceso al tornillo de ajuste de
voltaje.
3.- Localice el tornillo Allen de 1/8" que tiene una contratuerca de 5/16” y con la
ayuda del eléctrico y un voltímetro verifique el voltaje de entrada al gobernador el
cual debe de ser de 1.5 Volts, en caso de no estar la señal eléctrica dentro del rango
haga lo siguiente:
4.- Con mucho cuidado afloje la contra tuerca del tornillo a11en de 1/8" y mueva
dicho tornillo muy levemente hacia arriba para disminuir el voltaje, y hacia abajo para
aumentarlo hasta que el voltaje sea el correcto (1.5 volt).
5.- Aumente la velocidad del motor hasta las 900 RPM vuelva a checar la señal la
cual no debe de pasar de 1.5 a 1.8 Volts, en caso de no estar en el rango repita el
paso # 4.
6.- coloque la tapa superior del gobernador.
nota: este ajuste debe realizarse cuando el gobernador manifiesta falla, o bien
cuando se instale uno nuevo o reparado, además cuando se quite de un motor para
colocarlo en otro.
7.13.- Verificación de los tubos “P”
Sistema de enfriamiento del pistón (tubos "P")
La bomba de aceite refrigerante de los pistones recibe el aceite desde una succión
que viene siendo la misma para la bomba principal, para después entregarlo a dos
surtidores múltiples que se extienden a lo largo del motor de cada banco.
217
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Un conductor de aceite refrigerante de los pistones (tubos "P") en cada cilindro
proporciona un flujo de aceite constante a presión a través del portapistón, para
refrigerar la parte inferior de la corona del pistón y la zona de anillos. Parte de ese
aceite entra en la ranura de aceite del pasador del pistón y el restante se vacía a
través de orificios de la corona del porta pistón al cárter.
Un tubo "P" encuentra para cada cilindro, para dirigir una corriente de aceite a través
del porta pistón y por debajo de la corona del pistón.
La alineación de dicho tubo es necesaria para evitar fallas y una mala distribución de
aceite, para eso es necesario la utilización de un escantillón, el cual se introduce en
el tubo "P" en un extremo y por el otro en el orificio del transportador. En caso de
girar libremente dicho escantillón, el tubo "P" esta correctamente alineado, en el caso
contrario cambie ese por otro.
Precaución: nunca utilice el escantillón para tratar de alinear él tupo "P”
7.14.- Inspección de pistones y anillos
1. – Con el motor parado, proceda a quitar las tapas de inspección del cárter y de la
cámara de aire.
2.- Procure tener especial cuidado que el motor no arranque accidentalmente (cierre
el paso de aire).
3.- Abra las válvulas de purga y gire el cigüeñal en su rotación normal.
4.- gire el cigüeñal hasta que el pistón del cilindro que se esta revisando este en su
punto muerto inferior..
5.- Examine la superficie interior del cilindro con ayuda de una lámpara, y la parte
superior del pistón, la cual si esta húmeda es una indicación de que el inyector gotea,
revise también que no haya ralladuras en la superficie interior del cilindro, ni fugas de
agua.
218
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
6. - Gire el cigüeñal para poder revisar los anillos a través de las lumbreras:
a).- Los anillos en buen estado deberán estar brillantes y libres en las ranuras
del pistón, para verificarlo introduzca un desarmador y presione el anillo el cual
debe de efectuar un efecto de resorteo cuando esta en buen estado.
b).- Anillo roto, mostrará la superficie de contacto ennegrecida si la rotura
queda del lado opuesto a la abertura del anillo.
c).- Anillo desgastado, cambie los anillos cuando observe que el primer anillo
ha perdido su capa de cromo.
d.-) Anillos con escape de gas, las fugas de compresión se manifiestan
mediante manchas verticales de color café oscuro en la superficie del anillo
cuando se observe que esta condición es excesiva cambie los anillos.
7.- Revise la falda del pistón para ver si no tiene ralladuras o excoriaciones.
8.- Revise la cámara de aire, pues no debe de haber basura o fugas de agua o
aceite.
7.15.- Inspección de camisas de cilindros
Están manufacturados de hierro fundido y tienen dos cámaras para agua de
enfriamiento separadas por un espacio anular entre las superficies exterior e interior.
Las lumbreras circundan totalmente el cilindro quedando un poco mas arriba de la
corona del pistón cuando este se encuentre en el PIM.
En la pared exterior del cilindro debajo de las lumbreras se encuentra una brida,
para entrada del agua que es el lugar donde se conecta el tubo que alimenta al
cilindro. el agujero de entrada de la camisa lleva un deflector para evitar el golpe de
agua de la camisa y la erosión en la pared interior del cilindro.
El agua de enfriamiento circula en el interior del cilindro en la parte inferior
absorbiendo el calor y después sube por el interior de los tubos que forman las
lumbreras y se descarga a la cabeza por medio de 12 agujeros.
219
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
7.16.- Inspección de puentes hidráulicos
Descripción:
El puente, acciona dos válvulas con un solo balancín. El puente tiene un vástago en
el que se aplican un resorte y un asiento esférico sujetos por un candado, dicho
asiento se apoya sobre una cavidad en la cabeza y el resorte ejerce presión contra el
balancín para conservarlo siempre en contacto.
El amortiguador hidráulico se usa para conservar un contacto permanente entre el
puente y el vástago de la válvula. El aceite lubricante pasa por un conducto
maquinado a la parte superior del amortiguador, pasando por la válvula de retención
al interior de la caja. Cuando el balancín oprime el puente, un ligero movimiento del
pistón asienta la esfera atrapando el aceite, como éste no se comprime, al seguir
bajando el balancín hace que el pistón abra la válvula de escape al forzarla hacia
abajo.
Limpieza: Antes de desarmar los puentes lávelos con un solvente adecuado. No use
limpiador cáustico que pueda dañar el asiento de bronce.
Desarmado:
1. Quite el amortiguador hidráulico utilizando el extractor.
2. Instale el puente en la prensa, presione el resorte y quite candado, asiento y
resorte.
Revise los componentes del puente.
Compruebe que el pasador en un extremo esté apretado. Si el zanco está
ligeramente doblado, puede enderezarse para usarlo nuevamente.
Verifique el puente y el a siento en los puntos, vea DATOS al final de esta sección.
Amortiguador hidráulico
Desarmado
1. Presione el émbolo y quite el candado,
2. Desarme los amortiguadores con cuidado para no dañar las superficies pulidas en
el interior del cuerpo o en el exterior del émbolo.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
3. Cuando se desarma el amortiguador, tanto el resorte como la esfera deberán
renovarse.
Limpieza:
1. Las partes internas del amortiguador pueden limpiarse utilizando combustible
Diesel. Los depósitos de laca pueden removerse con alcohol u otro solvente
adecuado. Elimine completamente la mugre, laca o partículas de metal.
2. No se pulan las superficies exterior e interior del cuerpo, exterior del émbolo, ni su
punta esférica.
Inspección
1. Revise las superficies pulidas del cuerpo por escoriaciones, raspaduras o
desgastes en el exterior y reemplácelo si se encuentra dañado.
2. Reemplace el émbolo si tiene escoriaciones, raspaduras o desgastes en el exterior
o cuando la superficie de contacto con la válvula muestra una aplanadura mayor de
6.35 mm. (0.250") en el diámetro.
3. Verifique la profundidad de la cavidad medida hasta la'presión central donde
asienta la esfera, debe ser de 4.22 mm. (0.166"), si es menor de 3,63 mm.(0.143”),
reemplace el retén.
Armado
El amortiguador se debe armar en un lugar, de trabajo limpio y libre de partículas
metálicas
Inspección de amortiguadores
Se recomienda utilizar el equipo de prueba, para determinar si los amortiguadores
pueden seguir en servicio. El probador mide automáticamente el tiempo requerido
para que el émbolo recorra 1.52 mm (0.060”) con una carga de 13.6 Kg (30 Lbs)
mientras gira aproximadamente a 10 RPM, con relación al cuerpo del amortiguador.
El probador incluye un escantillón y un alimentador de aceite, el primero se usa para
comprobar y ajustar el punto de contacto de los micro-interruptores, de ser necesario,
para asegurar la medición exacta del tiempo que tarda el aceite en escapar mientras
el émbolo del amortiguador se mueve 1.52 mm. (0.060"); el segundo se usa para
cargar con aceite el amortiguador y eliminar burbujas que pudieran ocasionar
221
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
mediciones de tiempo erróneas. El aceite usado debe ser precisamente el
recomendado por Electro-Motive, ya que la operación y los límites que se indican
están basados en el mismo.
Operación del probador: Los 1.52 mm. (.060”) de carrera del ariete se cuentan con
su extremo inferior a 9.52 mm. (0.375”) del extremo superior de la taza giratoria. Esta
medida inicial debe verificarse con frecuencia con el escantillón de 9.52 mm (0.375”),
aplicándolo sobre la taza giratoria con su reborde hacia arriba y relevando después el
trinquete para que baje el ariete. El reloj debe empezar a medir en el preciso
momento en que el ariete hace contacto con el escantillón, de lo contrario ajuste el
ariete aflojando la tuerca candado y apretando o aflojando la punta del ariete hasta
obtener el ajuste preciso. Apriete la tuerca candado. Los micro-interruptores de
arranque y parada del reloj están ajustados inalterables para registrar
automáticamente el tiempo que dure la carrera de 1.52 mm. (0.060”) del ariete. (Si es
necesario reemplazar un micro-interruptor el 1.52 mm. (0.060") entre ambas
posiciones deben ajustarse invirtiendo el escantillón con el reborde de 1.52 mm.
(0.060”).
Procedimiento de prueba:
1. Instale el amortiguador hidráulico en el alimentador y sumérjalo en un recipiente
con aceite de prueba.
2. Oprima totalmente el émbolo del amortiguador cuando menos 10 veces para
bombear el aire que pueda haber quedado atrapado.
3. Regrese el émbolo del alimentador para permitir que asiente la esfera del
amortiguador, intente oprimir éste dos o tres veces para asegurarse de que su esfera
está en su asiento. El conjunto debe sentirse firme, sin que se mueva el émbolo.
4. Saque del aceite el amortiguador y del alimentador cuidadosamente para que el
émbolo de la herramienta no mueva la esfera de su asiento. Limpie el amortiguador e
instálelo en la taza giratoria del probador.
222
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
5. Cierre el interruptor para que empiece a girar la taza. Baje el ariete hasta que
apoye sobre el émbolo y r eleve la palanca para aplicar la carga total de 13.6 Kg. (30
Lbs.).
NOTA: Asegúrese de que la caja del amortiguador esté girando alrededor de su
embolo.
7. El tiempo que dure la carrera de 1.52 mm. (0.060”) tiempo de escape se
registrará automáticamente en el reloj y deberá estar dentro de los límites
mínimo de 10 segundos y máximo de 40, con el aceite y el amortiguador a una
temperatura normal de 24°C (75°F), de lo contrario los límites deben
determinarse de acuerdo con la siguiente tabla:
Temperatura del Aceite y del ajustador
°C °F
Tiempo Mínimo de Escape en Segundos
Tiempo Máximo de Escape en Segundos
16 60 15.8 70.6 18 65 13.2 54.8 21 70 11.4 45.2
24 75 (Base) 10.0 40.0 27 80 9.0 36.0 29 85 8.0 32.6 32 90 7.2 30.2 35 95 6.6 28.4
38 100 6.2 27.8 Tabla. 7.16.1. Ajuste de puentes hidráulicos
Antes de comprobar el tiempo de escape permita que se estabilicen las temperaturas
del aceite y del amortiguador, los que no pasen los límites mínimos deben llenarse
de aceite y probarse nuevamente para asegurarse de que la falla no se debe a
burbujas de aire atrapadas.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Armado del puente de válvulas
1. Mediante el uso de la herramienta, instale el resorte asiento y candado del puente
de válvulas.
2. Con el uso de la herramienta, aplique el amortiguador en el puente de válvulas.
7.17.- Inspección de metales de bancada y biela
Revisión de metales de bancada
No se recomienda la inspección de los metales de bancada superiores, si acaso se
retiran no se deben volver a instalar los mismos.
La inspección del cojinete inferior de bancada se deberá realizar únicamente cuando
sea necesario para evitar daños a los mismos.
Las condiciones del motor que permitirían la inspección de los metales inferiores son:
a).- Contaminación del aceite lubricante por agua o combustible.
b).- Material extraño en los filtros de aceite.
c).- Material extraño en el cárter.
La experiencia ha demostrado que existen cojinetes críticos dependiendo el tipo de
motor.
Números de cilindros Cojinete a inspeccionar
8 2,4 12 2,6 16 2,6,9
Tabla. 7.17.1. Inspección de metales de bancada
Si un cojinete resulte dañado se tiene que cambiar todos los cojinetes de bancada
inferiores.
224
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El cojinete superior deberá cambiarse cuando el inferior muestre evidencia de
sobrecalentamiento (exposición y decoloración del bronce).
Los cojinetes inferiores se deben cambiar cuando alguno de ellos presente una capa
de color blanco lechoso (contaminación de agua).
Los cojinetes inferiores se colocan con los números de la pieza hacia la parte
delantera del motor (8455667).
Los metales superiores están diseñados para durar el doble de los inferiores,
además que reciben menos carga que los inferiores.
PRECAUCIONES No quitar ninguna tapa de inspección en las siguientes 2 horas
después que el motor se ha detenido por emergencia.
Cuando se va a realizar una inspección rutinaria cierre el paso del aire al motor de
arranque y avise que esta fuera de servicio.
No cambie ninguna pieza del motor cuando este se encuentre en movimiento.
7.18.- Cambio de un conjunto de potencia
Remoción del conjunto de potencia
El conjunto de potencia consiste de: cabeza, válvulas, cilindro, pistón y anillos, perno
de pistón, chumacera, porta-pistón, rondana de empuje, anillo candado, biela y
canastilla.
NOTA: No es necesario quitar la cubierta para el cambio de un conjunto de potencia,
si se usa el equipo especial para levantar.
1. Después de haberse drenado el agua del sistema de enfriamiento, quite las tapas
de mecanismo del conjunto afectado. Se recomienda quitar primero las grapas del
frente y después las posteriores.
2. Quite las tapas de las ventanas de inspección de la cámara de aire y del colector
de aceite del conjunto que se va a sacar y del cilindro opuesto.
3. Quite los tubos “P”.
225
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
4. Quite los tornillos que sujetan el tubo de alimentación del agua al cilindro y las
tuercas de la abrazadera que lo fijan al repartidor principal.
5. Quite la junta del repartidor.
6. Con la herramienta adecuada, abra todas las válvulas de prueba, esto facilita girar
el cigüeñal manualmente.
7. Al quitar la biela izquierda, gire el cigüeñal de manera que su pistón quede 120°
DPMS, esto permite quitar las dos mitades de la canastilla, así como las chumaceras
en una sola posición del muñón de conexión.
8. Quite la tuerca y el empaque de la válvula de prueba, antes de quitar la cabeza
quite la válvula completa, para no deteriorar la cabeza y/o la válvula.
9. Desconecte el tubo de lubricación de balancines, así como el cilindro opuesto y
separe las juntas.
10. Afloje las tuercas y los tornillos de ajuste en los tres balancines.
11. Quite las tuercas, rondanas y tapas que sujetan la flecha de los balancines.
12. Cuidadosamente quite el conjunto de balancines.
13. Quite los soportes de la flecha y los puentes.
14. Quite los tubos de combustible, de ambos conjuntos, cuidando de no dañar los
asientos esféricos de los tubos para evitar fugas posteriores.
15. Quite los dos candados y los dos pasadores del balancín.
16. Quite la tuerca, la rondana esférica y la grapa que sujetan el inyector.
17. Con la barra especial, saque el inyector de su alojo y protéjalo de la suciedad y el
deterioro usando un accesorio adecuado.
18. Quite el trinquete de sobrevelocidad que se localiza en la cabeza, por lo regular
interfiere al sacarla.
19. También deberá quitarse el mecanismo del conjunto de potencia opuesto
omitiendo únicamente el trinquete de velocidad.
20. Con la herramienta especial, quite los tornillos inferiores de la canastilla.
21. Quite los tornillos superiores de una media canastilla.
22. Quite los tornillos de la otra mitad, soportándola con la chumacera inferior.
226
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
23. Quite los tornillos, canastilla y chumacera, conservando la misma posición para
evitar que se caiga algunas de las piezas.
24. Aplique la guía lo más arriba posible en la biela, de manera que cuando se
levante no golpee el cilindro.
Si se va a quitar un conjunto con biela derecha, observe los siguientes pasos:
25. Atornille la herramienta en la corona del pistón de la biela izquierda.
26. Con un accesorio adecuado, levante la biela izquierda y aplique su soporte,
mientras sujeta la chumacera superior en su lugar.
27. Gire el cigüeñal en su dirección normal de rotación de manera que el soporte
apoye en el colector. Proteja la chumacera superior y continúe girando el cigüeñal
hasta situar la biela derecha en posición adecuada para su remoción.
28. Aplique la herramienta, al cilindro que se va a sacar y atornille en la corona del
pistón a la herramienta.
NOTA: Si s e usa el equipo especial, no es necesario el accesorio ni la herramienta
soporte.
29. Levante la herramienta soporte del pistón y saque la chumacera superior.
Continúe levantando el pistón y la biela derecha hasta que dicha herramienta pueda
asegurar el pistón en la parte superior del cilindro.
30. Asegure el equipo especial o una grúa de cadena al accesorio para levantar.
Mientras guía el conjunto de potencia, saquéelo del motor diesel.
Si el conjunto corresponde a biela izquierda, siga los siguientes pasos, agregados a
los pasos del 1 al 24.
31. Atornille la herramienta en la corona del pistón de la biela derecha.
32. Instale el accesorio para levantar y atornille la herramienta soporte del pistón.
NOTA: Si se usa el equipo especial, no es necesario el accesorio ni la herramienta
soporte.
33. Levante la herramienta soporte del pistón y sujete en su lugar la chumacera
superior. Continúe levantando hasta que la herramienta pueda posicionar el conjunto
en la parte superior del cilindro.
227
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
34. Instale la guía de la biela izquierda.
35. Levante la biela derecha y quite la chumacera superior.
36. Instale una grúa de cadena al accesorio o el equipo especial y mientras se guía
el conjunto de potencia, saquéelo del motor Diesel.
Armado del conjunto de potencia:
Los componentes del conjunto de potencia que se van a aplicar deben ser nuevos,
reparados o en buenas condiciones. Antes de armar revise los alojos superior e
inferior en la bancada asegúrese que sus dimensiones están dentro de las
tolerancias especificadas en datos de servicio. En el caso del alojo inferior la
medida será hecha con el inserto aplicado. Si se aplica un cilindro y/o un pistón
reparado deberá ser medido corno se describe en datos de servicio.
1. Coloque el pistón limpio o inspeccionado en un banco de trabajo.
2. Aplique el anillo de aceite en la ranura inferior.
3. Instale primero el resorte en la ranura, enseguida con el uso del expansor aplique
el anillo de manera que el resorte ajuste dentro de su ranura.
Los extremos del resorte deberán quedar a 180° de la abertura del anillo.
Los anillos que están marcados con la palabra "TOP" deberán instalarse con esta
marca hacia la corona del pistón.
PRECAUCION: Asegúrese de que el resorte ajuste perfectamente en el fondo de la
ranura, de lo contrario dará por resultado un anillo roto o enrollamiento peligroso del
resorte.
4. Con el expansor, aplique el anillo de aceite de doble gancho en la ranura
siguiente.
5. Aplique los anillos de compresión empezando con el inferior y terminando con el
anillo Núm. 1. El anillo que está marcado con “TOP GROOVE ONLY” deberá
aplicarse únicamente en la ranura No.1.
228
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
6. Los anillos de compresión deberán situarse de manera que las aberturas del
primero y el segundo, queden a 180° del tercer anillo. Las aberturas de los anillos de
aceite deberán estar a 180° uno de la otro.
7. NOTA: Si se aplica un perno de pistón nuevo, deberá aplicarse un segmento de
chumacera nuevo.
8. Limpie cuidadosamente la ranura en el porta-pistón y en el segmento.
9. Instale el segmento en un extremo de la ranura del portapistón y deslícelo a lo
largo de su alojo. Si no se va a aplicar un segmento nuevo, el usado deberá aplicarse
en la misma posición de la cual fue removido.
10. Centre el segmento de manera que sus cejas cuando se doblen estén
adyacentes a los rebajos del portapistón para evitar un movimiento en los extremos.
11. Con el uso de la herramienta especial, golpee el centro de las cejas para
doblarlas dentro de los rebajos del porta-pistón.
12. Asegúrese que todas las superficies de apareamiento del porta-pistón, perno,
segmentos y biela estén limpias y sin deterioros.
13. Aplique una capa ligera de aceite limpio al segmento y al perno e insértelo en su
alojo.
14. Gire el perno mientras lo desplaza de un lado a otro para comprobar su libertad
de movimiento.
15. Instale el perno de manera que su agujero de identificación en el extremo se
ubique en el mismo extremo que el agujero de admisión de aceite para el
enfriamiento del pistón. Cuando se usen de nuevo estos componentes, deberán
aplicarse en su posición original.
16. Instale el porta-pistón en el accesorio y asegúrelo con la herramienta “T”
17. Lubrique los tornillos con grasa adecuada, instale la biela en el perno y aplique
los tornillos. Apriételos aproximadamente a 13 N-m(10 pies libras) y con los dedos
trate de girar el separador, de ser posible el conjunto de tornillos deberá quitarse e
inspeccionarse.
229
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
18. Cuando se arme el conjunto biela y porta-pistón, asegúrese de que el agujero de
lubricación y enfriamiento del perno y pistón quede en el mismo lado de la guía en el
estriado de la biela izquierda, lado opuesto de la punta larga del patín de la biela
derecha, esto asegura la posición correcta cuando el conjunto se aplique en el motor
Diesel.
19. Con una máquina de poder con capacidad de 300 pies-libras y utilizando una
extensión, apriete los tornillos del perno al valor deseado de 610 N-m (450 pies-
libras) y compruebe de nuevo que no se muevan manualmente los separadores.
20. Coloque el pistón hacia arriba en un banco de trabajo.
21. Asegúrese que su interior esté limpio y que el asiento de la rondana esté libre de
materias extrañas.
22. Lubrique el asiento de la rondana de empuje.
23. Aplique la rondana de empuje en el asiento y lubríquela.
24. Instale cuidadosamente el conjunto de la biela dentro del pistón y compruebe que
gire libremente.
25. Aplique el anillo de seguridad en la ranura del pistón, usando las pinzas
especiales.
26. Asegúrese que la holgura entre el porta-pistón y el anillo de seguridad no exceda
de 0.64 mm. (0.025").
27. Antes de la instalación del cilindro revise los alojos de los sellos del agua.
Asegúrese que los agujeros y los avellanados en el cilindro estén limpios.
Compruebe que el deflector en la entrada del agua al cilindro, sea del tipo correcto y
esté posicionado correctamente.
28. Limpie la parte interior del cilindro con un trapo húmedo en aceite perfectamente
limpio.
29. Aplique el accesorio apropiado y sujételo con tuercas de los prisioneros.
30. Con un aparejo adecuado levante ligeramente y aplique el sello (marcado EMD-
PA) en la ranura superior y el otro (marcado EMD- VIT, con pintura roja) en la ranura
inferior. Cubra los sellos con el aceite lubricante recomendado.
230
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
31. Introduzca el cilindro en su alojo. Se puede obtener un alineamiento preliminar
posicionando el cilindro de manera que su prisionero piloto quede en posición de las
5 horas.
32. Instale la guía de anillos dentro de los prisioneros del cilindro.
33. Lubrique el interior de la guía.
34. Asegure un protector en el extremo de la biela.
35. Sitúe el conjunto sobre el alojo y con la mano lubrique el exterior del pistón.
36. Asegúrese que las aberturas de los anillos no hayan cambiado.
37. Deslice suavemente el conjunto dentro del cilindro.
38. Asegúrese que el número de serie estampado en la biela se localice hacia
afuera.
39. Baje el pistón hasta que su corona quede al ras con la parte superior del cilindro.
40. Lubrique las superficies exterior e interior de la chumacera y aplique la superior
en su respectivo muñón.
41. Sujete la chumacera en su lugar mientras desliza la biela derecha hasta que
apoye en la superficie superior. Si se usa, quite la herramienta soporte del pistón.
NOTA: La biela derecha o izquierda opuesta a la que se insta la fue posicionada
durante la operación “Remoción pieza por pieza” mediante el uso de la herramienta o
el soporte, respectivamente.
42. Si se usa el soporte de la biela izquierda, bájela hasta que apoye en la
chumacera. Las guías de la biela deberán entrar libremente en sus alojos.
43. Asegúrese que el número de serie en la canastilla sea el mismo que el
estampado en la biela.
44. Instale la chumacera inferior en la mitad de canastilla que tiene la guía, lubríquela
y aplique el conjunto en la biela izquierda. Cuando aplique la canastilla asegúrese de
que el número de serie en la punta de la guía corresponde al de la biela.
45. Lubrique los tornillos superiores de la canastilla y apriételos lo suficiente dé
manera que ajusten bien las estrías y soporten la chumacera en su lugar.
231
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
46. Aplique la otra mitad de la canastilla, apretando sus tornillos en la misma forma
que se indicó.
47. Aplique los tornillos inferiores, sus rondanas y tuercas.
48. Apriete los cuatro tornillos superiores aproximadamente a 13 N-m (10 Pies-libras)
para que las estrías ajusten firmemente. Trate de girar cada rondana; si se logra el
conjunto de tornillos deberá quitarse e inspeccionase para determinar la causa por la
que no aprietan.
49. Con el uso de la herramienta especial, apriete los tornillos inferiores a 102 N-m
(75 pies-libras).
50. Apriete los tornillos superiores de la canastilla a 250 N-m (190 pies-libras) y
efectúe la comprobación manual de las rondanas.
51. Quite la guía de la biela y la herramienta soporte del pistón.
52. Desenganche el aparejo para levantar.
53. Quite la guía de los anillos y la armella.
54. Aplique los sellos de agua y los aislantes.
55. Aplique la junta apropiada, situada con la marca EMD TOP 645 hacia arriba y el
agujero con muesca en el prisionero piloto del cilindro.
56. Instale el accesorio y levante la cabeza. Asegúrese que el alojo del inyector está
protegido.
NOTA: Al instalar la cabeza, ésta deberá tener sus cuatro válvulas aplicadas. Vea
“Instalación de las válvulas de escape”.
57. Aplique el codo de descarga con sus sellos interior y exterior, cubriendo éstas con el lubricante recomendado.
58. Compruebe que la superficie de asiento de la cabeza en la bancada esté limpia
y aplique la rondana, asegurándose de que su borde quede hacia arriba.
59. Baje la cabeza lentamente, asegurándose que la muesca en la rondana de
asiento se localiza a las 6 horas del reloj.
60. Alinee el codo de descarga con su alojo en la bancada, asegurándose que los
sellos no se han dañado o torcido mientras se baja la cabeza. Antes de que haga
232
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
contacto con el cilindro compruebe nuevamente la posición de la mueca en el anillo
de asiento. Quite el accesorio y el aparejo para levantar.
61. Lubrique la rosca de los prisioneros y tuercas de los cilindros.
62. Aplique y ajuste las rondanas y las tuercas.
63. Apriete según la secuencia de a 102 N-m (75 pies-libras).
64. Quite los protectores en las roscas de los prisioneros y asegúrese de que éstos,
los asientos de las grapas y las tuercas estén libres de rebabas y lubricadas.
65. Aplique las grapas y sus tuercas contra los prisioneros, mientras se aprietan las
tuercas manualmente.
66. Apriételas aproximadamente a 271 N-m (200 pies-libras) comprobando que no
interfieren en la aplicación de una llave en las tuercas de los prisioneros, cilindro-
cabeza.
67. Apriete las tuercas del cilindro a su valor total de 325 N-m (240 pies libras)
observando la secuencia correspondiente.
68. Con el uso de una máquina neumática de poder con relación de 38:1, o cualquier
otra llave que preste ventajas similares, apriete las tuercas de grapas a 2440 N-m
(1800 pies-libras). Si se usa una llave con capacidad de 300 pies-libras y máquina de
poder de 12:1, el indicador deberá marcar 150 pies-libras.
69. Instale el trinquete de sobrevelocidad y apriete sus tornillos a 32 N-m (24 pies-
libras).
70. Destape el alojo del inyector e instálelo asegurándose que su guía ajuste
correctamente.
71. Lubrique las roscas del prisionero y de la tuerca que sujetan el inyector. Aplique
la grapa, la rondana con su cara esférica sobre la grapa y apriete manualmente la
tuerca.
72. Asegúrese de que la grapa no esté situada en un ángulo de manera que impida
la aplicación del escantillón y apriete la tuerca a 68 N-m (50 pies-libras).
73. Instale el balancín de las cremalleras, dos pernos y sus candados.
233
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
74. Conecte los tubos de combustible al repartidor principal y al inyector. Tenga
cuidado de no deteriorar los asientos esféricos, para evitar fugas posteriores.
75. Aplique los puentes de válvulas.
NOTA: Los puentes forman un conjunto al instalarse para su armado vea: "Puentes
de válvulas y ajustadores hidráulicos".
76. Lubrique los prisioneros de la flecha de balancines y aplique el conjunto. Instale
las tapas de la flecha con su punta corta hacia afuera.
77. Asegúrese de aplicar la rondana endurecida entre las tuercas y las tapas y que
todas las superficies estén limpias y libres de rebabas.
78. Apriete las tuercas en dos etapas alternadamente, la primera a 203 N-m (150
pies-libras) y la segunda a 407 N-m (300 pies-libras).
79. Conecte el tubo de lubricación de la chumacera del árbol de levas a la flecha de
balancines, aplicando juntas nuevas. Vea “Sincronización del inyector y calibración
de los ajustadores hidráulicos” en esta misma sección.
80. Lubrique el sello nuevo y aplíquelo en la ranura en el extremo del tubo de entrada
de agua al cilindro.
81. Aplique las abrazaderas al repartidor principal y enseguida a la brida del tubo en
la entrada de agua.
82. Apriete a mano las tuercas de las abrazaderas, asegure el sello en su ranura,
alinee el tubo en el cilindro y apriete los tornillos a mano.
.83. Inserte una junta nueva de manera que ajuste alrededor del repartidor y el tubo,
asegurándose que su tamaño sea igual a la brida.
84. Apriete las tuercas de las abrazaderas a 20 N-m (15 pies-libras).
85. Antes de apretar los tornillos del tubo al cilindro, quítelos. Si el tubo se mueve,
deberá ser reacomodando en el repartidor, de lo contrario aplique los tornillos y las
rondanas y apriételos a 41 N-m (30 pies-libras).
86. Aplique una junta nueva, e instale el tubo “P”.
87. Sitúe la boquilla del tubo dentro del cilindro, de manera que las guías se alineen
con los alojos en el cilindro.
234
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88. Si los agujeros roscados para los tornillos en cualquiera de las bridas no se
alinean, reemplace el tubo. No intente alinearlo venciéndolo, esto causará
únicamente que el tubo se debilite dando por resultado una falla posterior.
89. Aplique los tornillos de rosca fina en el repartidor los de rosca estándar en el
cilindro y apriételos a 27 N' m (20 pies-libras).
90. Compruebe el alineamiento del tubo “P” por medio del escantillón aplicado en la
boquilla. Gire manualmente el cigüeñal hasta situar el pistón en el punto muerto
inferior al mismo tiempo que se gira el escantillón para asegurarse que no se fuerce.
91. Si el escantillón indica desalineamiento, reemplace el tubo. No use el escantillón
para alinear el tubo "P”
92. NOTA: es muy importante después de instalado el conjunto de potencia
determinar la luz entre cabeza y pistón. Esto proporcionara la información necesaria
para evaluar la magnitud de desgaste posterior o un cambio de la relación pistón-
cabeza.
El proceso para la aplicación del alambre de plomo, es el siguiente:
• Instale en el portador un alambre de plomo de 1/8" de grueso en un pistón del
mismo tipo del que se va a verificar; sus extremos deberán tener cuando
menos 3.18 mm. (1/8”) menos del diámetro exterior del pistón.
• Gire el cigüeñal hasta situar el pistón que se va a comprobar en su Punto
Muerto Inferior.
• Aplique el alambre de plomo a través de uno de los puertos del cilindro en la
parte superior del pistón, de manera que quede paralelo al cigüeñal.
• Gire el cigüeñal una vuelta completa para comprimir el alambre. Quítelo y
mida el espesor de sus extremos.
NOTA: Es importante que se tome la medida en las porciones más delgadas de los
extremos comprimidos, los cuales proporcionan la luz mínima entre cabeza y pistón.
• Dentro de la holgura máxima y mínima, la diferencia de lecturas entre los
extremos comprimidos no deberá exceder de 0.005”, de ser así, repita la
operación ya que el alambre pudo haber cambiado de posición.
235
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• Si después de la segunda lectura, la diferencia es aún mayor de 0.005”,
cambie el conjunto de potencia.
93. Aplique un empaque nuevo en el alojo de la válvula de prueba e instale el cuerpo
de ésta y su tuerca.
94. Apriete el cuerpo de la válvula y ajuste la tuerca.
95. Apriete la tuerca 88 N-m (65 pies-libras) e instale la válvula de aguja.
96. Llene de agua el sistema de enfriamiento y verifique por posibles fugas.
97. Instale las tapas de los mecanismos y las de inspección.
98. Gire el cigüeñal una vuelta completa y cierre todas las válvulas de prueba.
99. Arranque el motor Diesel y permita que la temperatura del agua en el sistema
alcance 76°C (170°F). Pare el motor y verifique el apriete de las tuercas de grapa y
del cilindro. También revise por posibles fugas de aceite y de combustible.
7.19.- Prueba de acolchonamiento
Es muy importante, que después de instalar un conjunto de potencia, se determine el
claro libre de la cabeza al pistón. Este ajuste nos proporcionará la información
necesaria para calcular el desgaste que se podrá presentar en el conjunto.
El procedimiento para colocar el alambre de plomo o soldadura de estaño de
preferencia de 1/8” es el siguiente:
1.- Instale el pedazo de estaño de, aproximadamente 9” en la corona de algún pistón
que se encuentre desarmado para hacer el dibujo que permitirá la colocación del
alambre o soldadura en el pistón que se va a verificar.
Nota: Esto se hace cuando no se cuenta con la herramienta especial, la cual tiene la
ventaja de ahorrar material.
2.- Después que ha colocado el alambre en la corona del pistón, gire el motor hasta
que el pistón que se está checando vuelva a regresar al punto de partida (PMI), esto
permitirá que el mismo pistón comprima el alambre.
236
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
NOTA: Es importante que se tome en cuenta el extremo más delgado del alambre
para conocer el mínimo espacio libre entre el pistón y la cabeza.
3.- Entre el espacio libre máximo y mínimo, la diferencia entre los extremos
comprimidos no deberá ser mayor de 0.005” si esto sucede repita el proceso pues lo
más probable es que el alambre pudo haber cambiado de posición.
4.- Si la diferencia es aun mayor de los 0.005” después de la segunda lectura,
cambie el conjunto de potencia.
5.- Las holguras permitidos por el fabricante son los siguientes:
Holgura mínima 0.020” (NUEVO)
Holgura máxima 0.068” (NUEVO)
6.- Un aumento de la lectura de 0.030” desde el valor que tenía en su instalación
manifestará falla en el conjunto, investigue inmediatamente.
7.- Como precaución limpie cuidadosamente la corona del pistón que se va a checar
pues con el trabajo se va juntando carbón que de no quitarse antes de la prueba
provocará que se tome una lectura de acolchonamiento errónea.
7.20.- Carta de mantenimiento
Periodo Sistema lubricación
Sistema enfriamiento
Sistema combustible
Sistema arranque
Motor
Antes de cada arranque
Verificar nivel en carter y coladores
Verificar nivel agregar refrigerante
Verificar válvulas de suministro abiertas
Drenar condensados, verificar presión y lubricación motor arranque
Abrir válvulas de prueba, girar una vuelta, verificar fugas, prelubricar en más de 48 Hrs parado.
Inmediatamente después de cada arranque
Verificar: fugas, nivel en carter con motor en holgar, presión de aceite
Verificar fugas, verificar nivel y agregar anticongelante si se requiere
Verificar fugas Verificar: fugas en válvulas de prueba y tapas de registro, dren de caja de aire que este libre, nivel aceite gobernador
Diario Verificar: fugas, nivel carter
Verificar: fugas, nivel de refrigerante
Verificar: fugas, suministro adecuado
Verificar: fugas, nivel aceite gobernador
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Periodo Sistema lubricación
Sistema enfriamiento
Sistema combustible
Sistema arranque
Motor
350 horas Verificar presión en manómetro de filtros a plena velocidad, cambie filtros: si tiene 25 PSI o más.
Verificar presión en manómetro de filtros a plena velocidad, cambie filtros: a 50 PSI o más si está en la entrada, 12 PSI o menos si está a la salida
700 horas Tomar muestra para análisis
Verificar: operación de dispositivo baja presión de aceite o de agua, ver MI 259, nivel de aceite en filtros de aire, ver MI 440
1,400 horas Cambiar filtros, limpiar caja de coladores (llenarla antes de arrancar)
2,000 horas Verificar concentración de inhibidor de corrosión, inspeccionar líneas internas para ver fallas, corregir
Limpiar colador de succión, cambiar filtros de cartucho, verificar líneas y conexiones internas, corregir fugas
A filtros de aire: lavar y cambiar aceite, limpiar e inspeccionar caja de aire, limpiar carter, inspeccionar cigüeñal, bielas, pistones, anillos, camisas, cabezas (mecanismos) con motor en holgar y temperatura de operación.
4,000 horas Cambiar aceite, limpiar: coladores de succión, caja de coladores, llenar antes de arrancar, carter y depósitos filtros
Reapretar tornillos de múltiples de escape, limpiar caja de aire, cambio aceite gobernador, verificar mecanismo de control, articulaciones
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Periodo Sistema lubricación
Sistema enfriamiento
Sistema combustible
Sistema arranque
Motor
8,000 horas Reapretar: tuercas flecha de bombas aceite principal y enfriamiento de pistones, quitar válvula de by-pass de caja de filtros: limpiar, y probar, MI 926
Verificar y calibrar inyectores en banco, ajustar cremalleras de inyectores
Reapretar: cabezas, cambiar sellos y seguros a tapas de punterías, verificar mecanismo de sobre velocidad y ajustar, balanceador armónico, ajustar velocidad de motor, filtros de aire: cambiar filtros
16,000 horas
Analizar en laboratorio el refrigerante
Bombas, cambiar acoplamiento, cambio de inyectores
Desarmar limpiar y lubricar motores de arranque, cambiar piezas requeridas
Cambiar conjuntos de potencia excepto cabezas, verificar ajustadores hidráulicos, metales de biela, metales de árbol de levas, balancines, bujes, rodillos, inspeccionar y calibrar tubos “P”, calibrar tiempo de válvulas de escape
24,000 horas
Revisar y cambiar si es necesario el enfriador de aceite
Cambiar bombas de agua y sellos de coples flexibles
Cambiar arandelas de empuje de cigüeñal, metales inferiores de bancada
32,000 horas
Cambio bomba diesel
Cambio de: sopladores, gobernador
48,000 horas
Cambio de bombas, limpiar, inspeccionar y probar válvula relevadora
Inspeccionar varillaje de inyectores, reemplazar articulaciones y baleros si se requiere
Cambio de: balanceador armónico, cambio de arillo de camisa
96,000 horas
Reparación general en taller
Tabla.7.20.1.Carta de mantenimiento
Datos: basados en el instructivo de mantenimiento MI 1729, de EMD “Programa de
Mantenimiento para motores con soplador Roots usados en Equipos de Perforación”.
Todas las actividades mencionadas se describen detalladamente en el Manual de
Mantenimiento del motor EMD-645-E1. Los periodos de Mantenimiento incluyen las
actividades de los anteriores, ejemplo: el de 2,000 horas comprende también el de 1400, 700
y 350 horas.
239
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
7.21.- Colocación analítica y empírica del puntero del volante
Volante
Tiene cuatro funciones que cumplir:
1.- Hacer girar el motor por medio de los motores de arranque.
2.- Acoplamiento entre el generador.
3.- Para sincronizar el motor y calibrar los inyectores y válvulas.
4.- Almacenar energía cinética y regresarla al cigüeñal cuando se necesite.
Juego axial y radial:
Axial: 0.000 0.026”
Radial 0.000 0.005”
Localización analítica del puntero
Cuando sea necesario verificar la posición del volante o de su índice con respecto al
punto muerto superior, proceda de la manera siguiente:
1. Quite la tapa No. 1 en la cámara de aire.
2. Si es necesario, sitúe el pistón No.1 de manera que quede abajo de los puertos del
cilindro.
3. Introduzca una barra de bronce de longitud adecuada (mínimo de ½” (127 mm)
preferiblemente de sección hexagonal o cuadrada) en los puntos del cilindro No. 1,
de manera que pase hasta el puerto opuesto.
NOTA: Se recomienda una barra lo suficientemente larga para que no se pueda
aplicar nuevamente la tapa. La aplicación de una bandera en el extremo de la barra,
servirá de señal para no girar el cigüeñal por descuido.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
4. Gire el cigüeñal lentamente en sentido normal hasta que el pistón tope con la barra
y ésta contra las superficies de los puertos.
Precaución: tenga cuidado de no usar demasiada fuerza.
5. Marque en el volante la posición del índice.
6. Gire el cigüeñal lentamente en el sentido opuesto a la rotación normal, hasta que
la carrera del pistón quede nuevamente limitada por la barra y por las superficies
superiores de los puertos del cilindro.
7. Marque en el volante la segunda posición del índice.
8. Determine el número de grados entre las dos marcas en el volante y divida entre
dos, muestra la forma de hacer el cálculo.
a. Marque el volante, según paso No.5
b. Marque el volante, según paso No.7
c. Determine el ángulo de acuerdo con el paso No.8 y divida entre 2.
214° 70° 35°
144° 2
070°
d. Gire el cigüeñal de 35°, el índice deberá indicar 180°, de lo contrario, ajuste
el índice a 180°.
9. Gire el cigüeñal en el sentido normal de rotación, el número exacto de grados
obtenidos por el cálculo del paso No.8 y quite la barra.
10. El índice deberá indicar 180° (punto muerto inferior). De lo contrario, ajústelo. Si
se hace girar el cigüeñal hasta que el índice marque cero grados, el pistón del muñón
No. 1 estará en su punto muerto superior.
241
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
8.- BOMBAS CENTRÍFUGAS
8.1.- Tipos de bombas y su aplicación
Figura.8.1.1.Corte de Bomba centrifuga típica
Como su nombre lo explica son bombas que por medio de una fuerza centrífuga
genera una presión de fluido que es utilizada en los equipos de perforación para
elevar de un nivel a otro superior para poder completar los sistemas de fluido, ya sea
el lodo de perforación de una presa a otra, agua industrial para preparar el mismo
lodo, o para el sistema de enfriamiento de las balatas de los frenos principales y el
freno auxiliar electromagnético, o para elevar agua tratada de un tanque a otro para
el sistema de enfriamiento de los motores diesel, para suministrarle presión a la
succión de las bombas triplex de lodo, etc.
Figura.8.1.2. Bomba centrifuga
242
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Su principio de funcionamiento es que al aplicarle una fuerza de rotación a la flecha
del impelente, está gira, al realizar esta acción succiona el fluido del deposito o línea
de succión, que por medio del envolvente o caracol y el impulsor o impelente
originando una fuerza centrifuga hacia la descarga generando energía (el fluido a
mayor velocidad y presión)a la descarga, ya que la descarga es de menor diámetro.
En los equipos de perforación se utilizan bombas centrifugas marca Missión y las de
mayor medida son las 6X8R, o sea que son de ocho pulgadas a la succión y seis
pulgadas a la descarga, esto con motores diesel de 90 HP, en los equipos diesel
eléctricos se utilizan la 5X6R, cinco pulgadas de descarga por seis pulgadas de
succión, la “R”, es que son de rotación derecha.
Las bombas hidráulicas convierten la energía mecánica desde un motor eléctrico, en
energía hidráulica (presión). La presión es usada para operar un actuador. Las
bombas presionan en un fluido hidráulico y crean flujo.
Las bombas pueden ser clasificadas de acuerdo al diseño específico usado para
crear el flujo. La mayoría de las bombas hidráulicas son centrifugas, rotatorias o
reciprocantes.
La bomba centrífuga generalmente es usada donde un gran volumen de flujo es
requerido a relativamente baja presión. Una bomba centrifuga es una bomba de
desplazamiento no-positivo, y los dos tipos más comunes son de voluta o impulsor y
de difusor.
La aplicación en los equipos de perforación es para:
• Trasegar el fluido de perforación
• Elevar el agua de suministro de operación.
• En el circuito cerrado de enfriamiento de malacate y freno auxiliar
243
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.8.1.3. Partes de Bomba centrifuga
8.2.- Clasificación de bombas
Bomba de voluta o impulsor: Esta bomba tiene un bombeo circular en el caracol
con un puerto de entrada central (succión) y un puerto de salida. El impulsor rotatorio
es localizado en la cámara de bombeo.
Figura.8.2.1. Bomba centrifuga de voluta
244
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El líquido entra a la cámara bombeado a través de una entrada central y es atrapado
entre los alabes giratorios. La fuerza centrifuga lanza el líquido hacia afuera a alta
velocidad y al seguir el contorno del caracol fuerza el líquido a través del puerto de
salida.
Figura.8.2.2. Sección y partes de Bomba centrifuga
Bomba difusora: Similar al tipo voluta, una bomba difusora tiene una serie de hojas
estacionarias (la difusora) que curva en la posición opuesta desde las hojas
giratorias. Un difusor reduce la velocidad de un líquido, el desprendimiento de
disminuciones y el incremento de la habilidad de una bomba desarrolla flujo contra
resistencia.
8.3.- Características y partes principales
Normalmente en los equipos se prefieren centrífugas de la marca Mission por sus
características principales de robustez y resistencia en los modelos que se utilizan en
los equipos de perforación.
Por la similitud de sus partes principales que pueden intercambiarse, principalmente:
flechas, impulsores, pedestales, prensa-estopas, sellos, baleros, plato de desgaste
245
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
etc. Las partes que son determinantes para cada caso de fluido a bombear son el
caracol y su impulsor o impelente.
Sellos mecánicos.
Figura.8.3.1.Representación de los Sellos mecánicos
Los sellos mecánicos, rotatorios o de caras rozantes (Figura.8.3.1) constan de
superficies radiales planas, normales al eje del árbol, que funcionan como un cojinete
de empuje axial. Una de las caras, el asiento, en general se inserta como junta
resiliente al alojamiento (Figura.8.3.2). La cara correlativa es impulsada por el árbol y
sellada sobre él por un sello secundario, como lo es un fuelle (Fig. 8.3.1, izquierda) o
un empaque del tipo automático, Figura.8.3.1, derecha, que permite el movimiento
axial para compensar el juego y desgaste del extremo. El contacto inicial de apoyo se
da por la carga de un resorte aumentada en servicio por la presión del fluido
(Figura.8.3.2. Para velocidades extremas, muchas veces el asiento se monta sobre
el árbol, y el sello dentro del alojamiento estacionario elimina el balanceo dinámico
crítico del conjunto del sello, transfiriéndolo al asiento simple.
Figura.8.3.2. Buje de estrangulación con claro restrictivo y contraflujo.
246
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Es necesario el centrado exacto del sello, pero es más económico y positivo que el
balanceo dinámico del sello. Los materiales abrasivos, como la lama, deben
eliminarse de las caras de sello; una manera de lograrlo es con un buje de
estrangulación instalado en el fondo de la cavidad del sello. Se dirige un fluido limpio
a las caras, a una presión ligeramente superior que la de bombeo, lo que crea un
contra flujo a través del buje, lo cual también provee enfriamiento. La retención de
fluidos o gases dañosos se efectúa por el montaje de dos sellos instalados con las
caras opuestas y llenando el espacio intermedio con una barrera lubricante del
líquido, compatible con el sistema, a una presión ligeramente arriba de la del fluido
que se sella. La circulación continua realiza una limpieza y enfriamiento adecuados
para un rendimiento óptimo. Se tiene, en esencia, control sobre el medio ambiente.
Hay otras posibilidades que dependen de la aplicación. Las caras correlativas
cojinete-sello pueden requerir resistencia química. La amplia elección de materiales
para caras, uno de los cuales por lo común es carbono, ofrece amplios límites de
presiones, servicio y de condiciones químicas con muy alta eficiencia. Las caras
correlativas típicas son de hierro fundido y bronce para condiciones moderadas, con
cerámica, cermets, carburos, aceros inoxidables y aleaciones relacionadas, para
aplicaciones severas. Quizás uno de los diseños más sencillos sea la roldana de
algodón-fenólico, soportada con fuelle, que se apoya contra una cara maquinada del
cuerpo de hierro fundido de la bomba de una bomba automotriz para agua (Figura
8.3.1, izquierda). Un diseño más refinado y flexible se muestra en la Figura 8.3.1,
derecha y se detalla en parte en la figura 8.6.40, en la que se ilustran construcciones
no balanceada y balanceada, y de qué manera resultan apropiadas,
respectivamente, para presiones hasta de 250 y 3000 lb/pulg² (1.7 y 20 MN/m²). El
propósito del balanceo es reducir la carga unitaria sobre las caras hasta,
aproximadamente, 60 a 70% de la carga unitaria del fluido. No es práctico un
balanceo total.
Para velocidades muy altas, en donde es deseable eliminar todo tipo de contacto con
fricción, se elige el sello de laberinto. Este sello no es hermético para fluidos, pero
restringe un flujo fuerte por medio de una trayectoria tortuosa y turbulencia inducida.
Se usa mucho en las turbinas de vapor. En donde no son permisibles las fugas,
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
puede utilizarse un sello líquido basado en el principio del tubo en U. El peso natural
del líquido se amplifica por una fuerza centrífuga, de manera que con altas
revoluciones por minuto, puede sellarse una presión diferencial regular. Otro sello
que no es de contacto es el sello de claro controlado, que se está usando en las
turbinas de gas, en donde no son excesivas las diferenciales de presión y pueden
tolerarse pequeñas fugas. El sello consta de un anillo con un claro sobre el eje de
0.0005 a 0.0015 pulg. (0.013 a 0.038 mm.) y se fabrica de materiales que permiten
mantener ese claro en todas las temperaturas de trabajo. Por lo común, uno de los
extremos del anillo se refrenta para formar un sello axial contra el interior de su
alojamiento.
Los diafragmas son una forma de empaque dinámico, pero tienen las características
de una junta en cuanto a que se sujetan o sostienen en su posición con mordazas.
En servicio no tienen fugas, aunque su recorrido está, en general, limitado. Al hacer
rodar literalmente un cilindro dentro de otro, es posible lograr un considerable
aumento en el recorrido. A este tipo se le llama muchas veces fuelle, y una aplicación
simple es la suspensión de sello mecánico que se muestra en la Figura.8.3.1
izquierda. En la válvula de diafragma, el diafragma reemplaza tanto el empaque
normal del vástago como el disco de la válvula. Los diafragmas de tela, como de
algodón o nylon (excepto los materiales friables, como el vidrio) cubiertos con un
elastómero conveniente para los medios y temperaturas que se tenga, se usan en
bombas (bomba para combustible) y en motores para operar válvulas, interruptores y
otros controles. Los diafragmas diseñados correctamente están hechos con holgura
para permitir una acción natural de rodadura. El material de lámina plana se debe
usar sólo cuando se desea un recorrido limitado. Una aplicación especial se
encuentra en la bomba de alimentación pulsatoria (Pulsa-feeder), en la que el
diafragma está bajo presión equilibrada del fluido por ambos lados y, por tanto, sin
esfuerzos. Se emplea lámina de metal delgada, comúnmente con corrugados
concéntricos, en aquellos casos en los que el movimiento está limitado y se desea
una larga duración. Sin embargo, en donde se tiene un movimiento considerable, se
debe prever la posibilidad de fatiga.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
8.4.- Fallas más comunes y su corrección
Las fallas más comunes se manifiestan cuando por el requerimiento de bombeo del
fluido no es posible parar la unidad para aplicar su mantenimiento preventivo y se
dañan de los baleros, sellos, daño en los alojamientos de los baleros, desgaste del
impelente y de la flecha, como consecuencia la corrección es su reemplazo
correspondiente.
Otra de las causas de fallas es originada por las líneas de descarga o succión en
donde se dañan las válvulas de control y hace que se opere con cargas excesivas
con un desgaste anormal en las piezas de desgaste. Su corrección se efectúa hasta
que cambia la etapa del pozo y es posible la libranza de las líneas mencionadas.
Carta de mantenimiento mecánico Unidad: bombas centrifugas. Mantenimiento rutinario Frecuencia de aplicación diaria Actividades: Las que se relacionan con el, bombas centrifugas estipuladas en el programa diario de mantenimiento del operario de 2° mantenimiento mecánico equipos de perforación. Inspección y verificación: Frecuencia de aplicación mensual Actividades: 1.0 verificar condiciones de las centrifugas. Inspeccionando Los siguientes puntos: 1.1.- baleros 1.2.- sellos 1.3.- flecha 1.4.- acoplamientos (rejilla o esferas de hule) 1.5.- prensa estopas 1.8.- caracol 1.7.- anclaje del conjunto
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Mantenimiento menor Frecuencia de aplicación trimestral Actividades: Incluye las especificadas en inspecciones y verificación 1.0.- comprobar y corregir si es necesario la alineación del acoplamiento. 2.0.- revisar, evaluar y registrar desgaste del acoplamiento (rejillas, esferas. Etc.)
Normal moderado severo ………… ……………… …………
3.0.- reapretar tornillos en general Mantenimiento mayor Frecuencia de aplicación semestral Actividades: Incluye las especificadas en mantenimiento menor, además: 1.0.- efectuar reparación general de la centrifuga, cambiando: 1.1.- flecha 1.2.- impulsor 1.3.- baleros 1.4.- sellos 1.5.- juego de empaques de prensaestopas 1.8.- plato de desgaste. 2.0.- revisar y evaluar caracol (cambiarlo si es necesario). Nota: la centrifuga deberá empacarse cuantas veces sea necesario y alinearse el acoplamiento cada vez que se cambie o desmonte el motor eléctrico.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
9.- COMPRESORES DE AIRE
9.1.- Principales características
Figura.9.1.1. Compresor de aire reciprocante dos etapas
Descripción Descripción 1 Vástago de pistón 2 Cubierta revisar válvulas 3 Pistón 4 Interenfriador 5 Filtro de succión 6 Válvula 7 Silenciador (opcional) 8 Empaque vástago 9 Guía de cruceta 10 Cruceta 11 Biela 12 Cigüeñal 13 Colador de aceite 14 Filtro de aceite 15 Baleros cónicos 16 Lubricador de cilindros 17 Bomba de aceite 18 Instrumentos 19 Válvula reguladora 2 etapas 20 Perno de cruceta flotante
251
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Normalmente en los equipos de perforación se tienen tres compresores
reciprocantes de dos etapas de media presión (90-120PSI) ya que el sistema
neumático de los equipos de perforación así están diseñado y las unidades
componentes que lo utilizan es su presión normal de trabajo. El compresor auxiliar
está acoplado a un motor diesel y se utiliza para arrancar el equipo inicialmente
cuando no hay energía eléctrica o en caso de emergencia. Este compresor esta
instalado con el fin de efectuar esta importante actividad y cuenta con todas sus
partes para operar como unidad completa con sus controles y tanque de
almacenamiento en el sitio para efectuar el arranque del equipo de perforación. Los
otros dos compresores están acoplados a motores eléctricos y operan
alternadamente 24 horas diarias durante la permanencia del equipo en el sitio para
que trabajen tiempos similares y poder efectuarle el mantenimiento preventivo o
correctivo correspondiente al que está sin operar.
En los equipos para perforación costa afuera se dispone de compresores de una sola
etapa, baja presión (60 PSI) y de gran volumen para ser utilizados en los sistemas de
bombeo de polvos (cemento, barita, bentonita, etc.) a granel almacenados en los
silos.
9.2.- Principios de operación
La operación de un compresor reciprocarte es parecido al ciclo de un motor de
combustión interna solo que en este caso el cigüeñal es impulsado por un motor y los
pistones dentro de los cilindros tienen la finalidad de comprimir aire de la atmósfera y
mantener un recipiente de aire para mantener la presión de trabajo del equipo de
perforación entre 110-120 PSI. Los compresores que se utilizan en los equipos de
perforación son de dos etapas, la primera etapa succiona aire de la atmósfera y
descarga al interenfriador, pasa de ahí a la succión a la segunda etapa y descarga al
deposito de aire
252
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.9.2.1.Corte de Compresor reciprocante dos pistones
9.3.- Sistemas de operación
Sistema de lubricación.
Mantenga siempre el nivel de aceite en el carter entre las marcas alto y bajo del
indicador. Compruebe este nivel con el compresor parado.
Al poner en marcha el compresor por primera vez verifique que la rotación es la
correcta pues de lo contrario lo puede desbielar, observe el nivel y limpieza del aceite
lubricante. Aunque el compresor ya ha sido limpiado siempre puede quedar
suciedad, la cual será llevada por el aceite en circulación. Por esta razón debe
cambiarse o filtrar el aceite después de las primeras 24 horas de funcionamiento.
Posteriormente se hará cada 500 horas o mas, dependiendo del uso que se le de al
compresor. El nivel de aceite debe comprobarse directamente y añadir al acercarse
a la marca de bajo nivel.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Use aceite para motor SAE 40. Los lubricantes a base de nafta no detergente son los
más adecuados para este tipo de compresores. El aceite muy viscoso causa sobre
carga excesiva en el motor, si se pone en marcha cuando el compresor esta frió.
Si después de usar un aceite un tiempo, la válvulas y los pistones muestran
acumulación de “barniz” o ”laca”, debe suspenderse su uso.
Sistema de admisión de aire.
Filtro de entrada de aire
Tipo de rejilla en baño de aceite.
Limpie el filtro y cambie el aceite una vez a la semana según sea el aspecto del
mismo. Si se deja que el filtro se obstruya se disminuye la capacidad del compresor,
si no tiene aceite suficiente puede dejar pasar polvo fino como barita o bentonita
ocasionando desgaste excesivo de las partes móviles.
Filtro tipo seco. Se recomienda limpiar con aire comprimido de adentro hacia afuera
o lavarlo con alguna sustancia no-inflamable. Nunca use gasolina ni agua. El
elemento filtrante debe cambiarse cada 6 meses o cuando la diferencial de presión
sea 318 mm de columna de agua.
Sistema de enfriamiento
Interenfriador: Drénelo por lo menos una vez al día. Opere la válvula de seguridad
diariamente para comprobar su funcionamiento. Si la válvula de seguridad descarga
debido a sobre presiona, examine las válvulas de alta presión en la admisión y
descarga.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Saque una sección del núcleo del interenfriador y revise la abertura en los extremos.
Si encuentra obstrucciones excesivas podrá deberse a lubricante inadecuado, de
mala calidad o sobrecalentamiento del aceite causado por obstrucción interior.
Para una buena limpieza, sumerja el núcleo en una solución débil de carbonato o
sosa por unos 20 minutos. Si ha descuidado la limpieza podrá aplicarse al interior de
las secciones una solución fuerte de sosa (60 a 90 gr. de sosa por litro de agua)
dejarla durante 4 a 6 horas y después lavarla con agua y aire. Si es necesario repita
la operación hasta que las secciones del interior queden bien limpias.
Sistema de control de velocidad.
Control de velocidad constante.
Para regular el compresor se usa el material siguiente: la válvula auxiliar determina la
presión de carga y descarga. Admite y cede presión del recipiente accionando los
descargadores. Si la válvula se pega, debe desmontarse y limpiarse con cuidado,
para no dañar los asientos. Nunca golpee las válvulas con martillo u otra herramienta
semejante.
Los descargadores libre de baja presión UL-53 mueven los canales de las válvulas
de admisión. Los canales quedan abiertos para efectuar la descarga y son liberados
para permitir la recarga. El descargador no es ajustable la única parte que sufre
desgaste es el anillo.
Las válvulas UL-43 alivia la presión del interenfriador (durante los periodos de
inactividad o al parar el compresor), por el respiradero. Al operar el compresor la
caída de presión a través del interenfriador crea una diferencial que actúa del lado
derecho del diafragma.
9.4.- Pruebas y arranque
Llenar el carter hasta que el indicador de aceite marque completo. (Cuando se para
el compresor, añada mas aceite para reemplazar el que se ha distribuido a la
superficie de trabajo).
255
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Aceitar el filtro de admisión de aire antes de poner en marcha, Revise todos los
tornillos y tuercas para ver si están bien apretadas.
Comprobar las conexiones eléctricas antes de operar el arrancador y hágase girar el
compresor una vuelta completa para determinar que no hay obstrucción alguna.
Observe el sentido de giro que debe ser hacia la derecha viendo el compresor desde
el interruptor.
NOTA: si se trabaja al revés se puede desbielar.
Al poner en marcha por vez primera, déjese funcionar el compresor varios minutos
con las válvulas de recipiente abiertas completamente, hasta que el aceite se halla
esparcido sobre toda la superficie. Cuando se compruebe que todo funciona
satisfactoriamente cerrar parcialmente las válvulas creando presión en el recipiente
gradualmente hasta lograr le presión total.
9.5.- Tablas de mantenimiento
El mantenimiento preventivo y la revisión frecuente son esenciales para que su
compresor le de el rendimiento máximo al costo de operación mínimo.
Inspección diaria.
1.- Opere manualmente las válvulas de seguridad.
2.- Revise el nivel de aceite en el carter. Si nota algunas trazas de impureza,
agua, etc., cambie el aceite.
NOTA: no mezcle aceite de tipos o marcas diferentes.
3.- Drene el condensado del interenfriador y recipiente. Los días húmedos hágalo
varias veces.
4.- Revise las conexiones eléctricas.
5.- Comprobar presión de aire.
256
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
6.- Verificar estado de manómetros.
Inspección mensual
1.- Limpie con aire comprimido las partes expuestas al polvo.
2.- Mantenga limpio el filtro de succión.
3.- Las válvulas no deben tener fugas. Deben inspeccionarse regularmente y
mantenerlas libre de carbón y suciedad.
4.- Revise las bandas. Ténselas si es necesario.
5.- Comprobar funcionamiento de válvula de seguridad
6.- Comprobar tensión y estado de bandas y guardas.
Inspección de 500 hrs.
1.- Cambie el aceite del carter cada 500 hrs. o cada tres meses.
2.- Apriete todos los tornillos y tuercas.
3.- Compruebe que no haya fugas. Corrija si se requiere.
INSPECCION ANUAL
1.- Revise el juego axial del cigüeñal.
2.- Revise el desgaste del buje de las bielas, sellos, anillos, etc.
3.- Inspección y limpieza de válvulas de admisión y descarga
Nota importante.
1.- Si el compresor se para sin causa aparente, al estar comprimiendo (excepto
en el caso de usar control de paro y arranque automático) deberá descargar la
presión del cilindro de baja, antes de arrancar el compresor.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
2.- Las unidades de alta presión nunca deberán operar continuamente por más
de 30 min. ni por menos de 10 min. Los periodos de descanso deberán ser iguales a
los de operación.
Carta de mantenimiento mecánico Unidad: Compresores de aire
Mantenimiento rutinario Frecuencia de aplicación: diario Actividades: Las que se relacionan con compresores de aire, estipuladas en el programa diario de mantenimiento del operario de mantenimiento Mecánico equipos de perforación. Inspección y verificación Frecuencia de aplicación: semanal Actividades: 1.0.- Verificar nivel de aceite 2.0.- comprobar tensión adecuada de las bandas 3.0.- Limpiar filtros de aire 4.0.- revisar y comprobar operación de válvulas de seguridad (compresor y tanque de aire 5.0.- Efectuar limpieza general. 6.0.- Manualmente drenar condensados del tanque Mantenimiento menor Frecuencia de aplicación: Quincenal Actividades: incluye las especificadas en “inspección y verificación” además: 1.0.- Cambiar el aceite lubricante 2.0.- Revisar y apretar todos los tornillos Mantenimiento mayor Frecuencia de aplicación: trimestral Actividades: incluye las especificadas en “Mantenimiento menor” además: 1.0.- limpiar e inspeccionar las válvulas de las cabezas de cilindros de alta y baja. 2.0.- efectuar limpieza exterior del interenfriador.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
9.6.- Fallas más comunes y su corrección
Las fallas más comunes son la rotura de elementos adicionales a los compresores
como bandas, mangueras, que en contacto con aceites y combustibles diesel hace
que se dañen y se estén cambiando periódicamente. Debido al desgaste normal de
operación es necesario cambiar los componentes de desgaste de los compresores
como anillos, metales, cigüeñales, etc. A continuación se describe la corrección a las
fallas correspondientes:
Ajuste de los cojinetes principal.
Los cojinetes principales son del tipo de rodillos cónicos y requieren ajuste rara vez
o nunca. Se ajustan cuidadosa y correctamente en el montaje original, por medio de
lainas delgadas colocadas debajo de la tapa del carter colocado en el extremo del
interenfriador. Si fuese necesario hacer algún ajuste ambos cojinetes son apretados
simultáneamente retirando una o dos lainas de suplemento, debajo de la tapa de eje
en el extremo del interenfriador una placa de resorte compensa la expansión del eje
causada por la temperatura de funcionamiento. Si la distancia entre la tapa y el
bastidor es menos a 0.457 mm (0.018”) deberá cambiar los cojinetes.
5.- Desmonte el ventilador y la tapa del cigüeñal. Después quite el seguro del soporte
del rodamiento.
6.- Coloque un barrote y empuje el cigüeñal golpeando el lado de la transmisión. Los
excéntricos pueden destemplarlo. Tenga mucho cuidado con esta operación.
7.- después de desmontar el cigüeñal, saque el engrane loco con una extractor.
Quite la cuña y la chumacera.
8.- Siempre es preferible sacar los rodamientos con una prensa.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Cambio de anillos del pistón.
1.- Desmonte el cilindro y el cabezal para dejar descubierto el pistón y el anillo.
2.- Inspecciones las paredes del cilindro y el pistón. Si se encuentra ovalado,
rayado o desgastado, debe cambiarse.
3.- Inserte los anillos en el cilindro. Mida la separación entre sus extremos, que
deberá ser 0.381 a 0.762 mm (0.15” a 0.30”) para anillos nuevos. Los valores
mayores a .030” se consideran excesivos.
4.- Para instalar un juego de anillos, empiece primero por los anillos de más
abajo. NUNCA PASE UN ANILLO SOBRE OTRO. Los anillos rascadores de aceite
siempre van en la ranura del fondo.
5.- Cuando se monten anillos nuevos en un filtro usado, asiente ligeramente las
paredes del cilindro. Limpie las paredes con un cepillo de cerdas duras (no use
alambre). Lévelo con jabón y agua caliente. Aplique una capa de aceite, para evitar
que se oxide.
Montaje del perno del pistón.
Si al revisar el pistón encuentra que los bujes del perno necesitan cambio, proceda a
desmontar el pistón y biela.
1.- Coloque al pistón sobre un pedazo de madera y quite el perno. Después saque
los bujes con una barra de bronce de un diámetro de 0.4 mm (1/16”) menor.
2.- Haga coincidir los agujeros de aceite de bujes con los del pistón. Asegurese que
no estén bloqueados.
Válvulas, montaje y limpieza.
Las válvulas de admisión y descarga deben examinarse una vez al mes, hasta que la
experiencia enseñe con que frecuencia se deben limpiar. Cuando se desarme una
válvula, haga las suficientes marcas de identificación para tener la seguridad de que
las piezas se vuelvan a colocar en su sitio original al volver a armarla.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.- Desconecte la tubería de aire, si la hay, afloje la contratuerca y el tornillo de
fijación de la válvula dándole dos vueltas completas.
2.- Quite los tornillos de la tapa uniformemente. Al desmontar la tapa procure no
dañar las juntas.
Limpieza de las válvulas
Cepíllese las piezas con cuidado para no estropear las superficies de apoyo.
Enjuagase en kerosina o en disolventes para quitar las partículas sueltas. Si se dejan
la válvula de un día al otro, en kerosina o en disolvente y se cepillan bien o se raspan
ligeramente, desaparecería todo el carbón, después que la válvula esta
perfectamente seca, vuelva a colocar en la misma abertura de la que se saco.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
10.- CENTRIFUGADORAS
10.1.- Principio de operación de la centrifugadora
Las centrifugadoras de diesel, hacen una actividad indispensable en las unidades
principales de los equipos de perforación ya que por el uso correspondiente, el
combustible usado en los motores diesel evita fallas, desgaste de elementos filtros,
suspensión de operación. Su principio de operación es el paso del combustible a una
velocidad aumentada y se aprovecha la fuerza centrifuga para eliminar los sólidos
que trae así como el agua o humedad que por su logística y manejo pudiera traer,
evitando el daño mencionado.
10.2.- Partes principales
Rotor, extremo cónico del eje, del cubo del cuerpo, anillo de cierre, juego de discos,
zapatas de fricción, Acoplamiento, Acoplamiento
10.3.- Mantenimiento preventivo
Carta de mantenimiento mecánico
Unidad: centrifugadora de combustible
Inspección y verificación
Frecuencia de aplicación: diaria
Actividades:
1.0.- Eliminar por lavado los depósitos de los sólidos en los discos del Rotor.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
2.0.- Separar del eje el cuerpo del rotor. Eliminar cualquier recubrimiento del extremo
cónico del eje y del cubo del cuerpo del rotor con papel abrasivo no. 600, aplicar una
fina capa de grasa.
Mantenimiento menor
Frecuencia de aplicación: bimestral (o 500 horas de servicio)
Actividades: Incluye las especificadas en “inspección y verificación”, además:
1.0.- Cambiar el aceite lubricante, limpiar el interior del carter (no usar estopa), usar
aceite SAE-40.
Mantenimiento mayor
Frecuencia de aplicación: semestral
Actividades: incluye las especificadas en “mantenimiento menor”, además:
1.0.- Efectuar revisión completa de la maquina:
1.1.- Rotor:
A),- Comprobar roscas del anillo de cierre y del cuerpo del rotor, (desgaste
Máximo 25°)
B).- Verificar presión en el juego de discos.
C).- Cambiar anillos de estancamiento y empaquetaduras.
D).- comprobar si hay corrosión o erosión,
1.2.- Eje del rotor:
A).- Comprobar movimiento excéntrico radial (máximo 0.15 mm)
B).- Comprobar amortiguadores y alojamiento del cojinete de bolas, rueda
helicoidal y tornillo sinfín.
C,- Cambiar cojinete de bolas y muelles del cojinete superior.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.1.- Acoplamiento
A).- Cambiar zapatas de fricción (si es necesario).
B).- Cambiar junta de labio.
1.4.- Motor eléctrico:
A),- Comprobar movimiento excéntrico radial (máximo 0.15 mm)
B).- Comprobar amortiguadores y alojamiento del cojinete de bolas, rueda
helicoidal y tornillo sinfín.
C).- cambiar cojinete de bolas y muelles del cojinete superior.
10.4.- Fallas más comunes y su corrección
Debido a la alta revolución que opera es muy sensible a los daños, principalmente en
el juego de tazones, y el material de desgaste como baleros, sellos, coples, juntas,
zapatas de fricción. Su corrección es la verificación continua y si es necesario el
reemplazo de partes dañadas.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
11.- BOMBAS PARA LODO
11.1.- Principales características
Figura.11.1.1.Instalación de Bombas para lodo
Unidad principal del sistema circulatorio del fluido de perforación y/o de control en la
perforación o mantenimiento de un pozo petrolero
La bomba esta seccionada en dos partes: mecánica e hidráulica. La parte hidráulica
le corresponde darle mantenimiento y cambio de elementos de desgaste a la
cuadrilla de operación y la mecánica al personal de mantenimiento, sin embargo
ambas partes son accionadas al aplicarle potencia un motor de combustión interna o
un motor eléctrico.
Con la finalidad de alcanzar la presión y el volumen de acuerdo a la hidráulica del
diseño del pozo, las bombas que son reciprocantes, de dos o tres pistones, pueden
operarse con diferentes diámetros de camisa y pistón.
Utilizando una misma bomba, camisas de mayor diámetro se obtiene mayor volumen
a baja presión; de lo contrario, con camisas de menor diámetro se logra menor
volumen y alta presión. En ambos casos a las mismas emboladas por minuto.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Parte mecánica
Se componen de una caja de engranes en donde se encuentra alojada la flecha con
el piñón, el cigüeñal, las bielas, crucetas, deflectores, rodamientos, sellos y el volante
instalado en la parte exterior de la caja de engranes. Esta caja de engranes sirve a
su vez, como recipiente del aceite que lubrica todas las partes ya sea por presión, o
por medio de una bomba de lubricación.
Extremo hidráulico
Está compuesta de un cuerpo que aloja las camisas debidamente empacadas,
pistones del diámetro de las camisas accionadas por vástagos, asientos, válvulas,
resortes, tapas con bridas y roscadas y prensaestopas.
La polea, volante o catarina esta instalada en el exterior acoplada por medio de
bandas, cadenas a la unidad de embrague en caso que sea accionada por un motor
diesel en el caso de equipos convencionales, o acoplado a motores eléctricos. Con
esta polea se le da la potencia a la bomba de lodo.
A continuación se mencionan los componentes de la sección hidráulica:
Módulo Válvula de seguridad
Cámara de pulsaciones Camisas para pistones
Vástago para pistones Pistón
Asientos de válvulas Válvula de asientos
Resortes de válvulas Empaques
Tuerca de seguridad
11.2.- Principios de operación
Las bombas duplex poseen un estopero en el vástago de los pistones que por las
altas presiones que se generan, requiere que su estopeño esté bien ajustado, la
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
fricción producida por el movimiento genera calor que es disipado mediante un
sistema de aspersión de agua sobre los vástagos.
En las bombas triples la fricción se produce entre la camisa y el piston y poseen un
sistema de aspersión de agua para enfriamiento de los mismos.
La válvula de seguridad de las bombas de lodo se calibra un 10% arriba de la presión
máxima de trabajo que asigne el fabricante según el diámetro del pistón y camisa en
uso.
La presión máxima de precarga de nitrógeno del amortiguador de pulsaciones será
de750 lb/pg². Al no utilizar las bombas súpercargadoras puede disminuir hasta un
20%, la eficiencia volumétrica.
El gasto de las bombas esta calculado a una eficiencia mecánica de 90% y una
eficiencia volumétrica de 100%.
La presión máxima de precarga de nitrógeno del amortiguador de pulsaciones será
del 65% de la presión de bombeo para obtener una atenuación hasta del 90% de la
variación de presión que en las bombas triplex puede ser hasta de 22% entre
embolada y embolada.
La válvula de seguridad de las bombas de lodo triplex se calibra un 10% y en las
bombas duplex un 20% arriba de la presión máxima de trabajo que asigne el
fabricante según el diámetro del pistón y camisa en uso.
Al no utilizar las bombas súpercargadoras puede disminuir hasta un 20%. la
eficiencia volumétrica.
En la perforación rotatoria han sido asombrosos los aumentos de la penetración
alcanzados en años recientes y muchas autoridades en la materia están de acuerdo
en que las barrenas de toberas han jugado un papel importante en el logro de tales
aumentos.
Existe un acuerdo general sobre el hecho de que el rendimiento de las barrenas de
toberas depende de los gastos adecuados de fluido de perforación, a fin de mantener
las velocidades recomendadas del fluido en el fondo del pozo cuando se esta
perforando.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Para ello se requieren con frecuencia altas presiones en las bombas, grandes
volúmenes bombeados y gran consumo de potencia por las bombas de Iodos. Todo
eso plantea problemas relativos a las bombas de lodos de perforación. Los que
varían desde frecuentes reemplazos de pistones y válvulas hasta extremos
hidráulicos rotos por la erosión originados por la presión.
Para mejorar el rendimiento de las bombas en una situación dada de la perforación
de pozos petroleros, se tienen las siguientes medidas:
1.- Mejorar la descarga del sistema de circulación del Iodo.
2.- Mejorar el sistema de almacenamiento y control de sólidos de los fluidos de
perforación.
3.- Mejorar las condiciones de succión de la bomba.
4.- Elegir acertadamente los fluidos de perforación
5.- Mejorar la conservación, el manejo y el reemplazo de repuestos del extremo
hidráulico de las bombas.
Figura.11.2.1.Bombas de lodo con amortiguador de pulsaciones
Válvula de seguridad
Dispositivo que se instala en la línea de descarga de la bomba triplex para evitar
presión excesiva en el sistema circulatorio que provoque daño al equipo. Calibrar
10% máximo arriba de la presión de trabajo de la camisa sin que esto exceda las
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
conexiones y líneas en uso y opera automáticamente en el momento que rebasa el
límite de su calibración.
Figura.11.2.2.Instalación de las Bombas de lodo
Sistema Dual de succión natural o a presión de entrada frontal.
Operación con succión natural
1. Las válvulas A deben estar cerradas.
2. Las válvulas B deben estar abiertas.
3. Abra las válvulas C para conectar con cualquiera de las presas de lodo. Conecte
siempre el múltiple con el tanque mediante las dos líneas para que ambas
bombas reciban flujo adecuado.
4. Cebe la bomba completamente, descargando a la atmósfera a través de la línea
de retorno que va a los tanques.
5. Accione las bombas y observe la posición del diafragma del amortiguador de
pulsaciones de la línea de succión
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Operación con succión bajo carga
1. Las válvulas B deben estar cerradas
2. Las válvulas A deben estar abiertas
3. Abra las válvulas C para conectar con cualquiera de las presas activas del
lodo. Conecte el múltiple con la presa de lodo mediante las dos líneas para
asegurarse que ambas bombas reciben flujo adecuado.
4. Cebe bien las bombas, descargando a la atmósfera a fin de asegurarse de
que ambas bombas reciben flujo adecuado.
5. Accione las bombas y observe la posición del diafragma del amortiguador.
Gradúe a la debida posición de operación.
11.3.- Sistemas de operación
Definición: Bomba para lodos
Elemento principal del sistema circulatorio del fluido de perforación.
La bomba esta compuesta de dos secciones principales: mecánica e hidráulica. La
parte hidráulica es la que corresponde a la cuadrilla de operación y la mecánica al
personal de mantenimiento y la unidad es accionada por un motor de combustión
interna o un motor eléctrico.
Figura.11.3.1. Vista de lado de la parte de la hidráulica
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Módulo
Sección de la bomba en el que se alojan las camisas, vástagos, pistones, asientos,
válvulas de asiento, resortes, empaques, tapas, tornillos, tuercas.
Cámara de pulsaciones
Elemento de forma esférica ó cilíndrica que se instala en la parte exterior y superior
de la bomba, amortigua los golpes hidráulicos generados por la presión de bombeo.
En su interior lleva una cámara precargada con nitrógeno al 65% de la presión de
trabajo de la camisa en uso.
Camisa
Cilindro corto que permite alojar el vástago y el pistón. Las fabrican de diferente largo
y diámetro, espesor y presión de trabajo.
Vástago
Barra de acero macizo con rosca en un extremo y en el otro maquinado para
acoplarlo al contra-vástago con una abrazadera.
Pistón
Elemento de hule compacto con refuerzo de acero que se instala en el vástago y
ajusta al diámetro interior de la camisa.
Asiento de válvula
Elemento de acero cónico inserto en los módulos de succión y descarga. Es donde
se aloja la válvula.
Válvula de asiento
Elemento compuesto por partes de acero y hule compacto que sella con el asiento
del inserto en el módulo que al abrir y cerrar de manera intermitente controla el flujo.
Resorte de válvula
Elemento de acero en espiral que funciona para hacer presión hacia abajo a la
válvula y regresarla al asiento para el llenado del cuerpo.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Empaque
Elemento de hule, baquelita u otro material diseñado para sellar los puntos de
contacto cuando se encuentran bajo presión y temperatura.
Plato de desgaste
Elemento de acero que se instala entre camisa y módulo que lleva empaque en la
cara que sella contra el módulo y evita daño al mismo.
Tuerca de seguridad del vástago
Elemento que se enrosca al vástago para apretar al pistón que lleva empaque
vulcanizado y funciona además como rondana de seguridad.
11.4.- Proceso de alineación parte mecánica
A continuación se describe el procedimiento de alineación:
La transmisión debe quedar a escuadra con la flecha impulsora con un margen de ±
0.10”.
La alineación de la bomba de lodos comprende tres puntos:
1.- Empuje: posición longitudinal del cigüeñal y del balero autoalineable.
2.- Axial: neutralización de la angularidad de la bomba con respecto a la trasmisión.
Al ir alineando la bomba es importante ir anotando el espesor y la cantidad de lainas
por cada pata.
Para alinear se necesita limpieza y no trabajar bajo presión.
Puedes utilizar las lecturas de los indicadores dependiendo de la habilidad adquirida
en la práctica.
Generalmente la corrección del alineamiento es una operación combinada y
calculada para corregir al mismo tiempo el desalineamiento angular (axial) y el radial.
Es difícil elaborar solamente porque si una tabla o reglamento que especifique el
espesor de las lainas que deben quitarse o ponerse para realizar una corrección en
272
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
el alineamiento, ya que la diferencia en las distancias al cople desde el punto de
apoyo del eje varía según el tipo de bomba que se trate.
Cuando tome las lecturas axial y radial estúdielas para corregir su desalineamiento y
desplace el equipo en la dirección correcta.
Las correcciones de desalineamiento axial o angular se hacen moviendo la flecha del
equipo impulsado hacia arriba o abajo con respecto al eje del impulsor.
Normalmente en un cambio de una unidad motriz o parte mecánica, se recomienda
cambiar también la catarina impulsora, lo que evita una vibración excesiva aun
cuando la alineación.
La base del patín se debe verificar que este apoyado sobre una localización sólida
para evitar vibraciones.
Los tres pasos a seguir para realizar una alineación son:
a).- Tomar el juego radial con el indicador sobre el volante de la bomba y corregirlo
en caso de error. Normal de 0.000 a 0.010”
b).- Tomar el juego axial de la bomba con el indicador sobre el normal de 0.000 a
0.020” (balero nuevo). Máximo: 0.035 (balero usado).
c).- Verificar el juego axial o longitudinal normal: 0.10” a 0.012, máximo: 0.015”,
tratando que la bomba quede arriba para compensar la película de aceite que actúa
sobre el cigüeñal levantándolo.
11.5.- Reparación de la parte hidráulica
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.11.5.1. Bomba de lodo parte de bomba lubricación vástagos
Pistones.
Hay que determinar cual es el tipo de pieza de caucho (inserto) que se han de usar:
ordinarios o de material resistente al aceite.
Los insertos ordinarios son menos costosos. Se recomiendan para uso en Iodos
base de agua.
Los insertos resistentes al aceite se deben usar para las siguientes condiciones:
a) Donde se usen lodos de emulsión
b) Donde se usen Iodos a base de aceite.
c) Donde las temperaturas del Iodo sean del orden de 80- 150° F.
d) Donde el pozo produzca cantidades apreciables de petróleo o gas o ambos y
estos fluidos circulen con el lodo.
Importancia de la luz entre la brida del pistón y la camisa.
Cuando hay demasiada luz entre la brida del émbolo y el forro, la presión de la
bomba expulsa parte del caucho del pistón al espacio libre, en donde es mordido
hasta que rompe. Así los cauchos se tienen que reemplazar prematuramente.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Cuando el forro y la brida del émbolo ajustan estrechamente, la presión no alcanza a
expulsar al caucho al espacio libre. El émbolo dura más tiempo en buen estado de
uso (en porcentaje se obtiene hasta un 55% con 0.030”, aproximadamente 1/32”).
Lo anterior demuestra cuanto se puede prolongar la duración del caucho del pistón
reemplazando tanto la camisa como el cuerpo del pistón (brida), antes que se
desgaste demasiado.
Por ejemplo se demostró que la duración del caucho del pistón se puede aumentar
diez veces más cuando la luz inicial se reduce de 0.125” a 0.050” (1/8 a 1/16”), este
es un principio aplicable a muchos casos, especialmente a los de altas presiones y
severas condiciones de funcionamiento.
Instalación y reemplazo de pistones bomba triplex:
1. Depresionar la bomba y reciclar lodo
2. Quitar el tapón cabeza de cilindro, sacar entretapas, cuñas y guías de válvulas de
succión, aflojar tuerca y/o grapa de vástago y portavástago.
3. Extraer el pistón quitando la tuerca de ajuste (utilizando llave hexagonal o
estriada)
4. Revisar vástago y tuerca, verificar condiciones, reemplazar si es necesario.
5. Reemplazar “O”ring del pistón
6. Limpiar perfectamente el área de contacto en el vástago seco y libre de grasa.
7. Instalar y apretar tuerca de ajuste del pistón con el apriete correspondiente,
(utilizando llave hexagonal o estriada)
8. Verificar condiciones de camisa, reemplazar en caso necesario.
9. Verificar el tipo de vástago: alta presión, API, HP.
10. Instalar pistón y vástago,
11. Instalar y apretar tuerca candado o grapa del vástago y portavástago con el
torque requerido, lubricar la tuerca, si el candado de la tuerca se encuentra en
malas condiciones, reemplazarla.
12. Instalar válvulas, entretapas y tapón cabeza de cilindro.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
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Camisas
El torneado de precisión, la resistencia del calibre al
desgaste son cualidades importantes de una buena
camisa. El diámetro exterior de la camisa debe
ajustar en el cilindro de la bomba en forma apretada
para evitar la expulsión de la empaquetadura en
funcionamiento a presión alta. El calibre de la
camisa debe estar finamente acabado y centrado
respecto al diámetro exterior.
Si el calibre de la camisa no esta centrado y
alineado con el de la bomba pueden desgastarse
excesivamente la camisa, el émbolo, el vástago y la
empaquetadura.. Si la camisa es de calibre
demasiado grande, áspero o indebidamente
endurecido tanto el pistón como la camisa se
desgastaran prematuramente.
Instalación y reemplazo de camisas bomba triplex:
1. Depresionar la bomba y reciclar lodo
2. Aflojar y quitar tapa roscada de cabeza cilindro y descarga, sacar entretapas,
cuña guía de válvulas.
3. Extraer empaques, resortes, válvulas
4. Aflojar y quitar abrazaderas de vástago a portavástago.
5. Aflojar y quitar tuerca de ajuste de camisa.
6. Sacar vástago, pistón, camisa y empaques
7. Limpieza y verificación de partes en general
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8. Instalar camisa con empaques todo nuevo, meter tuerca de ajuste de camisa y
apretar.
9. Instalar vástago con pistón, bronces, tuerca estopero y contratuerca estopero y
contratuerca del vástago, apretar.
10. Instalar canasta exterior e interior en su guía empaque cabeza y delta, tuerca
candado con el torque requerido, lubricar la tuerca, si el candado de la tuerca se
encuentra en malas condiciones, reemplazarla.
11. Instalar y apretar tapón de cabeza de cilindro, apretar tornillería de 1-3/4”, ajustar
metal a metal. Apretar tornillería de 1”, y ajuste de empaque.
12. Instalar válvula, resortes, empaques, entretapas y tapas roscadas de succión,
apretar
13. Llenar con lodo de reciclaje
14. Instalar válvula, resorte, empaques, entretapas y tapas roscadas de descarga,
apretar.
15. Activar válvula de seguridad.
Figura.11.5.3. Vástago de Bombas de lodo
Vástagos de pistón
Los vástagos deben ser perfectamente rectos y trabajados con precisión.
principalmente en las partes ahusadas y en las roscas del extremo de cruceta. Un
ahusado mal hecho o mal acabado puede ocasionar el corte por erosión entre el
pistón y el vástago, así como la ruptura del vástago por fatiga, como resultado de la
277
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
concentración de esfuerzos. El labrado defectuoso de la rosca de cruceta puede
producir flojedad y acabar en daño, tanto del vástago del pistón como en el de
extensión de cruceta.
Los vástagos deben tener un núcleo tenaz, de alta resistencia a las fuertes tensiones
y de un temple de superficie del espesor necesario para que resista el desgaste por
abrasión. Especialmente donde se bombean fluidos corrosivos.
Instalación y reemplazo de vástagos bomba triplex
1. Depresionar bomba y recicle el lodo
2. Quitar tapón, cabeza de cilindro, aflojar tuerca y/o grapa del vástago,
portavástago.
3. Limpieza y verificación de partes en general
4. Extraer pistón con el vástago auxiliándose con una barreta y/o mecanismo de
la bomba, protegiendo el vástago
5. Sacar pistón, quitando la tuerca de ajuste, utilizando llave estriada o
hexagonal.
6. Checar vástago y tuerca, reemplazar si es necesario
7. Reemplazar “O”ring del pistón.
8. Instalar y apretar tuerca de ajuste del pistón con apriete recomendado,
utilizando llave estriada o hexagonal.
9. Verificar estado de camisa, reemplazar en caso necesario
10. Instalar vástago y pistón
11. Instalas y apretar tuerca o grapa del vástago, portavástago
12. Instalar tapón cabeza de cilindro.
13. Instalar válvula, resorte, empaques, entretapas y tapas roscadas de descarga,
apretar.
14. Activar válvula de seguridad.
278
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Prensaestopas de vástago.
Decididamente se recomienda una empatadura de sello a presión, de preferencia de
tipo ordinaria, por que estas proporcionan un cierre eficaz con el vástago de la
bomba, sin el ajuste excesivamente apretado que cause considerable fricción y
desgaste en el vástago.
Válvulas y asientos instalar y reemplazar.
1. Depresionar bomba y recicle el lodo
2. Quitar tapón, tapa de válvula y entretapas
3. Extraer resorte y válvula
4. Checar asiento, verificar condiciones de trabajo, extraer el asiento utilizando un
extractor mecánico o hidráulico.
5. Verificar condiciones del tazón, si esta dentro de especificaciones o reparar
6. Instalar asiento teniendo cuidado de que el tazón como el asiento estén
estrictamente limpios, secos y sin residuos de grasa.
7. Instalar el asiento a mano, posteriormente golpearlo con un marro para hacer
sello completamente hermético, para golpearlo utilizar una válvula usada.
8. Instalar la válvula y resorte, de preferencia de la misma marca del asiento.
9. Verificar empaque de tapa válvula, si no esta en condiciones reemplazar.
10. Instalar tazón, tapa válvula, y entretapas.
11. Activar válvula de seguridad.
11.6.- Ajustes más comunes
Al no utilizar las bombas súper cargadoras puede disminuir hasta un 20%. la
eficiencia volumétrica
El ajuste de la presión máxima de precarga de nitrógeno del amortiguador de
pulsaciones será de750 lb/pg²
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Desgaste excesivo en camisas y/o cuerpos de pistón.
En servicio de baja presión (menos de 850 PSI), cuando hay un espacio libre de
3/32” o más entre la brida del pistón y, la pared de la camisa, el pistón y/o la camisa
deben reemplazarse, dependiendo del desgaste de cada uno de ellos; de mediana a
alta presión (esto es a 1 600 PSI) un espacio libre debe ser el límite; en presiones
extremas (1600 a 3200 PSI) u otras condiciones severas de operación 0.040” de
espacio libre puede considerarse como inservibles; el uso de pistones y camisas con
excesivo desgaste redundará en una corta vida de servicio de los hules del pistón,
NO use pistones gastados en camisas nuevas o in servibles con pistones nuevos.
Rayaduras en diámetro interior de las camisas y hules de pistón.
Esta condición es causada generalmente por arena excesiva u otros abrasivos o
materiales extraños en los fluidos de perforación; conserve el fluido de perforación lo
más limpio que sea posible y revise las camisas frecuentemente cuando la bomba se
encuentre parada.
Camisas picadas.
Esto indica condiciones corrosivas, el pH del lodo debe revisarse e incrementarlo si
está muy bajo (abajo de pH = 7.2) debe de considerarse el uso de un inhibidor de
corrosión, si la corrosión es severa, lo indicado es utilizar camisas resistentes a la
corrosión.
Concentración del desgaste en un lado de la camisa o del pistón.
Normalmente el cuerpo de un pistón puede gastarse más en la parte inferior que en
la superior, si el desgaste excéntrico es excesivo, o si esto ocurre en otros puntos
que no sea en la parte de abajo, puede indicar desalineamiento; revise si las
correderas de las crucetas están gastadas, diámetros interiores del cuerpo de la
bomba con desgaste, cajas de prensa es topas y sus anillos gastados o un apriete
irregular de los empaques de la camisa o del vástago.
Hules de pistón hinchados y desgarrados.
280
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El uso de pistones regulares (de hule natural) en lodos de emulsión inversa o lodos
con base de aceite, ocasionan que el hule se hinche y se deteriore; el uso de
pistones de hule resistente al aceite en lodos de emulsión de aceite con bajo punto
de anilina, pueden igual mente tener resultados similares de hinchazón y deterioro
que los de hule natural, en último caso, probablemente también fallarán otras partes,
tales como hules protectores de tubería, hules de preventores, diafragmas de
amortiguador de pulsaciones, mangueras, etc.
Hules de pistón quemados.
El arrancar la bomba con la succión vacía sin haber cebado antes la bomba, resulta
en “Quemado” de los hules del pistón al trabajar en la camisa seca, una rápida falla
podrá resultar después de que el pistón se ha quemado y algunas veces se tienen
dificultades para determinar o identificar la falla, un rechinido en los cilindros cuando
se arranque la bomba o se principia el cebado, indicará un daño probable.
Labios rotos o volteados de un hule de ex tremo del pistón.
Los labios volteados en la parte inferior del pistón u otra clase de daños causados
durante la instalación se resienten por lo general en uno de los extremos del pistón o
de los hules, esto puede ser igualmente causado por golpeteo en cualquiera de los
dos extremos de la camisa; revise ambos.
Cortes de fluido en el área de empaques de la camisa o “cuellos de botella”.
Los cortes de fluido en el área de empaques de la camisa, se deben generalmente a
fallas por apretar excesivamente los empaques, conserve éstos apretados o
cámbielos cuando tengan desgaste, el apriete excesivo de los empaques deformará
la camisa originando el cuello de botella y posiblemente causen daños a otras partes
de la bomba.
281
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
11.7.- Fallas más comunes y su corrección
Problemas Causas posibles Acción correctiva Corte por fluido en válvula
o asiento Reemplazar válvula, asiento
Válvula calzada Remover objeto extraño PRESIÓN BAJA EN
Colador de descarga obstruido
Limpiar o reemplazar colador
LA DESCARGA
Llenado inadecuado Limpiar restricción en línea de succión, incrementar suministro de fluido, checar precarga de bomba, revisar cámara del amortiguador
Pérdida de fluido Reempiazar pistón o camisa Empaquetadura en malas
condiciones Calibrar o reemplazar empaquetadura
Reducción de fluido en la entrada
Incrementar el suministro de fluido
PRESIÓN BAJA
Capacidad equivocada en la carga de la bomba
Consultar el manual de la bomba
EN LA SUCCIÓN
Restricción por bajo fluido Limpiar restricción de línea de succión
Instalación inapropiada de tubería de succión
Corregir instalación de tubería de succión, consultar manual de la bomba
Abrasividad del fluido Checar filtro en la succión y sistema lubricación del pistón
VIDA CORTA Desgaste por fricción Reparar sistema lubricación del pistón
PISTON/CAMISA
Vida corta de camisa Usar revestimiento de cromo de camisa
Vida corta de de pistón Apretar abrazadera de vástago checar calidad del pistón
Trabajo excesivo de portavástago
Reemplazar portavástago
FUGA DE Empaquetadura trabajada Limpiar vástago y sellos al instalar CAJA DE Anillos de empaque rotos Reemplazar empaque ESTOPERO Sello inapropiado de
empaque lubricador Verificar caja estopero, alineación de instalación, centrar caja estopero.
Anillos interiores Reemplazar anillo lateral
282
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Problemas Causas posibles Acción correctiva Sellos rotos Reemplace sello FUGA D E Sello dañado Reemplace sello DE RETEN Diámetro exterior no sella Limpiar y pulir el asiento del sello
de la junta DE ACEITE Presión en carcasa Limpiar y reemplace respiraderos Bajo nivel de aceite Verificar, agregar aceite BAJA Aceite contaminado Cambio de aceite y filtro, verificar
fugas y reparar PRESIÓN DE Válvula mal ajustada Ajustar y reemplace válvula de
relevo Bomba de aceite rota Reemplazar bomba ACEITE Lectura errónea en el
manómetro Checar bayoneta en uso, calibrar o reparar manómetro
Entrada de aire en la línea de succión
Reparar succión
GOLPE Entrada de aire en la carga de la bomba
Reemplazar empaques y sellos de flecha, verificar la alimentación
DE MARTILLEO
Perdida de presión por aire en la descarga
Corregir descarga, verificar si está calzada la válvula
POR FLUIDO Vacío de aire en el fluido durante el bombeo
Reducir la velocidad de la bomba, ajustar la presión en la falla de la succión
Baja presión de descarga Verificar fuga de presión y corregir Pulsación en la descarga
de amortiguador Reparar, recargar o reemplazar
VIBRACIÓN Verificar soporte línea de carga
Reparar soporte o colgador
EN LA LÍNEA DE
Baja presión de descarga Verificar línea de descarga, reparar
DESCARGA Baja presión de succión verificar línea dañada, reparar Golpe de fluido y martilleo Verificar causa en líneas, reparar
fugas FUGAS EN Verificar si están flojas:
tapas de válvulas, tapón de camisa
Verificar, reparar, apretar
TAPAS Y Empaque dañado Reemplazar empaque TAPONES Alojamiento de empaque
dañado Reemplazar tapa de válvula, reparar si se puede
283
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Problemas Causas posibles Acción correctiva Fluido abrasivo Verificar separador de sólidos VIDA Exceso de sólidos en el
fluido Verificar separador de sólidos
CORTA DE No sella la válvula Resorte de válvula vencido, reemplazar; guía de válvula rota, reemplazar; válvula o sello válvula rotas, reemplazar
VÁLVULA Llenado inadecuado Verificar presión de succión en la bomba
Falla de cámara de pulsación
Reemplazar o reparar
Tabla.11.7.1. Fallas más comunes y su corrección
11.8.- Manejo del manual de partes
El manejo del manual de partes se debe de considerar la marca modelo y número de
serie de la unidad que se le va a sacar el número de parte con respecto a la pieza
dañada que se requiere reemplazar. Se auxilia con los diagramas, esquemas o
dibujos del ensamble del grupo al que pertenece la pieza. Para el caso de Pemex si
la pieza se encuentra en los almacenes se deberá de proporcionar el número de
codificación de la pieza requerida ya que con ese número se identifica y se
almacena.
11.9.- Calculo de gasto de la bomba
Calculo del gasto de las bombas de lodos.
Formula para determinar el gasto en litros por minuto en una Bomba Triple de simple
acción, considerando un 90% de eficiencia.
Q = 0.0386 x L x D2 x 0.90 = lt/emb.
Q = 0.0102 x L x D2 x 0.90 = gal/emb. Donde:
284
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Q = capacidad de la Bomba (litros / emboladas o galones / embolada).
L = longitud de la carrera (pulgadas).
D = diámetro de la camisa (pulgada). Ejemplo:
Bomba Triple 8½“x 12” con camisas de 6 ½” a100 emboladas /minuto
Q = 0.0386 x 12 x 6.52 = 19.57Lt/emb x 0.90% = 17.61 lt/emb.
Q = 0.0102 x 12 x 6.52 = 5.1 Gal/emb x 0.90% = 4.65 gal/emb. Gasto de la Bomba:
Gasto = (Litros x Embolada) x (Embolada por minuto).
Gasto = 17.61 x 100 = 1761 lt/min.
El gasto de las bombas esta calculado a una eficiencia mecánica de 90% y una
eficiencia volumétrica de 100%.
Calculo de gasto, para bombas triplex:
Volumen por embolada (galones) es igual al área del pistón (Pulg2 )por la carrera
(pulg), divididos por el factor (77)
Galones por minuto es igual a emboladas por minuto por volumen por embolada
GPM= EPM x VPE
11.10.- Aplicación de la carta de mantenimiento
El mantenimiento preventivo y la revisión frecuente son esenciales para que sus
bombas de lodo; ya que de su rendimiento la operación de perforación hace que sus
programas de acuerdo al diseño correspondiente se lleven a cabo exitosamente.
Inspección diaria.
285
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
7.- Comprobar nivel de aceite de trasmisión
8.- Opere manualmente las válvulas de seguridad.
9.- Revise el nivel de aceite en el depósito de lubricación de vástagos.
10.- NOTA: no mezcle aceite de tipos o marcas diferentes.
11.- Revise las conexiones eléctricas.
12.- Comprobar presión de aire.
13.- Verificar estado de manómetros.
Inspección semanal
1.- Comprobar tensión de bandas y cadenas
2.- Verificar volantes dentados, poleas
Inspección mensual
7.- Limpie con aire comprimido las partes expuestas al polvo.
8.- Verificar precarga de amortiguador de pulsaciones.
9.- Verificar presión de aceite de lubricación de cadenas
10.- Comprobar funcionamiento de válvula de seguridad
11.- Reposición de aceite de aceite de transmisión
12.- Limpieza de compartimiento de crucetas
Inspección de 500 hrs.
4.- Apriete todos los tornillos y tuercas.
5.- Compruebe que no haya fugas. Corrija si se requiere.
Inspección anual
286
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
4.- Revise el juego axial del cigüeñal, estado metales de bielas, baleros de fuerza,
alineación de catarinas con respecto a su transmisión
Revise el desgaste del buje de las bielas, sellos, anillos, etc.
Figura.11.10.1.Programa de lubricación y guía de Mantenimiento
Frecuencia Verificar Tipo de lubricante Procedimiento Diariamente A Tipo presión extrema de
engranajes Examine el aceite con la
bomba en reposo Diariamente B Grasa base litio 2 emboladas grasera manual Diariamente C 50 % agua + 50% aceite
soluble Verifique y rellene faltante de
nivel aceite de carter 6 Meses A Tipo presión extrema de
engranajes Limpie carter y cambie aceite
Frecuencia Verificar Procedimiento Diariamente 1 Observe el estado de empaques y pistones. Acciónelos
hasta que en cada embolada el fluido de derivación sea visible o se vuelva excesivo.
Diariamente 2 Limpie las cámaras de los empaques según se requiera. Diariamente 3 Limpie y rellene él sumidero si hay excesiva
contaminación. Diariamente 4 Vea que las tuercas de oreja del múltiple de los forros
estén bien apretadas y que las boquillas no estén tapadas.
287
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Frecuencia Verificar Procedimiento Diariamente 5 Verificar se el amortiguador está bien cargado. Ver
Instrucciones en el manual o al lado de las mirillas. 1 Semana 6 Limpie ambos lados de las cuñas fiadoras y engráselas
con grasa para roscas de tarea pesada de base de plomo.
1 Semana 7 Limpie y recubra la porción ahusada del tapón con la grasa indicada para las cuñas. Inspeccione las empaquetaduras y Póngale un recubrimiento al cilindro antes de instalarlo.
1 Semana 8 Inspeccione el Inserto de la guía del vástago de la válvula superior. Cámbielo si está desgastado.
1 Semana 9 Vea si las válvulas o sus asientos están gastados. Cambie los discos rajados o gastados y los fiadores de las válvulas si están flojos o desgastados.
1 Semana 10 Cambie las tuercas fiadoras de los pistones si están dañadas. Las tuercas no se deben usar más de tres veces.
2 Semanas 11 Quite las cubiertas, Limpie las roscas de los tornillos y de los pernos de los anillos. Use grasa de base de Plomo.
1 Mes 12 Apriete los tornillos y los pernos que estén flojos. 1 Mes 13 Quite limpie el colador de la cruz de la descarga. 1 Mes 14 Enjugadores de vástagos intermedios: Cambie los
dañados. 6 Meses 15 Al cambiar aceite limpie el magneto del tapón del
drenaje. 6 Meses 16 Magnetos del depósito: Limpiar a través de la tapa de
Inspección 6 Meses 17 Limpie el sumidero durante cambios normales del
aceite.
288
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
12.- MESA ROTARIA
12.1.- Principales características
Figura.12.1.1.Bomba rotaría con toma de fuerza sin cople
La Mesa Rotatoria, conocida generalmente como Rotaria, es un mecanismo, a través
del cual se transmite un movimiento giratorio a la tubería de perforación, para que a
su vez la tubería transmita ese movimiento giratorio a la barrena que va colocada en
el extremo inferior de la tubería, que de manera similar a una broca, perfora el
subsuelo. La transmisión de ese movimiento giratorio se completa por la acción de la
flecha de perforación (Kelly) y el Buje de la flecha (Kelly Bushing).
Tiene dos funciones principales que son: Hacer girar la sarta de perforación y
soportar el peso de las tuberías de perforación o de revestimiento que se introducen
al pozo.
El movimiento de la rotaria se origina ya sea en un motor de Corriente Directa
acoplado directamente a la flecha de la mesa rotaria, o en lo motores de Corriente
Directa de los motores del Malacate Auxiliar o del Malacate Principal en cuyo caso el
movimiento se transmite a través de un embrague y una Flecha Cardan o una
transmisión de cadena.
En la mesa rotatoria mostrada anteriormente, se aprecia en la parte frontal la flecha
de acoplamiento de la misma.
289
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
12.2.- Diferencias entre las diversas rotarias
Existen mesas rotatorias de varias marcas modelos y capacidades, dependiendo de
la capacidad del equipo de perforación donde se va operar. Las diferencias más
importantes son: El diámetro de la abertura circular (pulgadas) que tiene en el centro.
Y la otra la capacidad de carga que puede soportar.
Modelo SR175 LR205 LR23 LR275 LR375 Capacidad de carga muerta (toneladas métricas)
227 318 386 454 590
Carga en movimiento(en toneladas) 200 280 300 355 434 Rodamiento de sostén carga muerta (en toneladas).
162 230 314 356 425
Velocidad máxima RPM 350 350 350 350 350 Máximo diámetro de abertura 17 ½” 20 ½” 23” 27 ½” 37 ½” Tipo y tamaño de transmisión API 13-9/16”
cuadrada13-9/16” cuadrada
13-9/16” cuadrada
13-9/16” cuadrada
13-9/16” cuadrada
Relación de engranaje 3.78:1 3.79:1 3.89:1 3.95:1 4.05:1 Peso neto incluyendo el buje maestro (en kilos)
2700 3270 3790 4810 7540
Tabla.12.2.1.Características de rotarias marca Ideco
12.3.- Reparación y mantenimiento de barra cardan
Normalmente es el desgaste de las crucetas por la fuerte torsión al perforar y
principalmente cuando la barrena es de diámetros grandes de las primeras etapas,
principalmente la de 17-1/2”. El mantenimiento preventivo es el de limpieza general y
engrase periódico de los baleros de aguja de las crucetas, alineación de la barra
cardan con respecto a la rotaria, con el centro del agujero del pozo en operación, el
centro del malacate, el centro de la corona, etc.
290
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.12.3.1.Partes Barra Cardan
Número Descripción Código
1 Cuña 7/8” x 7/8” 73466 2 Cubo REF. 3 Adaptador 73447 4 Tornillo Cap. ¾” NC 44997 5 Tornillo Allen 5/8” NC 46365 6 Cubo 73449 7 Unión Universal 73149 8 Guarda de la flecha 73450
12.4.- Fallas más comunes y su corrección
Las fallas más comunes en la operación de la mesa rotaría en la operación de
perforación de pozos petroleros, cuando su transmisión es por medio de cadena es
la rotura de la misma ya que la torsión desarrollada es demasiada principalmente en
la perforación con barrenas de diámetros grandes. Normalmente se debe de tener en
el equipo un juego de cadenas extra, además de candados y medios pasos de
cadena, así como un tensor de cadena para facilitar su reposición o reparación si es
posible. En la barra cardan, las crucetas y muy de vez en cuando el yugo, se deberá
de contar con un juego de crucetas, baleros y sellos de. En la mesa rotaria el
mantenimiento general que se le proporciona al movimiento de equipo es suficiente
291
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
para operar normalmente durante el tiempo de operación del pozo a perforar,
únicamente con su mantenimiento preventivo correspondiente y el cuidado de
chequeo de niveles de aceite y lubricación. A continuación se enumeran las
reparaciones a fallas más comunes:
Ensamble de la mesa rotaria:
Desmonte del rodamiento principal
Para cambiar o checar este rodamiento, es necesario desmontar la mesa de la base.
1. Levante la guarda de la mesa quitando los tornillos localizados en los extremos de
la tapa.
2. Quite el anillo inferior de Iodo (4 pernos únicamente, vea el dibujo de partes).
3. Quite las tuercas de tope elástico que unen el anillo de sujeción a la base. Las
tuercas están localizadas en el lado inferior de la base.
4. Separe la mesa de la base, es mejor asegurar el buje maestro en la mesa y
después colocar las dos agarraderas en el buje como medio de fijación al block y el
gancho.
5. Coloque la mesa con la parte superior hacia abajo y sobre el piso, quite los
tornillos que amarran el anillo soporte a la mesa y quite el anillo soporte. Observe las
lainas.
6. Quite la pista inferior, quite las bolas inferiores y el espaciador, quite la pista
intermedia, quite las bolas superiores y el espaciador.
7.- Quite el anillo de sujeción.
8. Puede quitarse la pista superior usando 3 cuñas uniformemente distribuidas,
colocadas entre la mesa y la pista. Si es necesario caliente ligeramente la pista.
Montaje del rodamiento principal
1. Siga en forma inversa el procedimiento dado para desmontar el rodamiento,
instale la pista superior, anillo de sujeción, bolas superiores y espaciador, pista
intermedia, bolas inferiores y espaciador, pista inferior y anillo se soporte.
292
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
2. Coloque únicamente 4 tornillos en el anillo de soporte, el ensamble deberá tener
un juego de 0.002" a 0.006". Este se puede ajustar con lainas colocadas entre la
mesa y el anillo de soporte del rodamiento.
3. Coloque los tornillos faltantes en el anillo de soporte, excepto aquellos que
sostienen el anillo de Iodo inferior.
4. De vuelta a la mesa en la base con la parte plana del anillo de sujeción en el
engrane piñón.
Ensamble de la cápsula
Desmonte de la catarina de la rotaria
1. Quite los tornillos que fijan la Catarina a la masa.
2. Ponga los pernos extractores a la masa de la Catarina.
3. Saque la masa de la flecha usando un gato de 2 toneladas.
4. Saque la cuña de la Catarina.
Cambio del sello de aceite
El sello de aceite se localiza detrás de la cubierta.
1. Saque los tornillos que amarran la cubierta a la cápsula y quite la placa.
2. Saque el sello de aceite y coloque uno nuevo golpeando ligeramente en su
periferia, tenga cuidado de no deformar el sello con golpes muy fuertes.
3. Cuando coloque de nueva cuenta la cubierta tenga cuidado para no dañar el borde
sellante.
Desmonte de la cápsula
Las mesas rotarias CM-IDECO tienen un rodamiento recto de rodillos en el apoyo del
lado de la Catarina y rodamiento cónico doble de rodillos en el apoyo del piñón.
293
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Cambio del rodamiento en el apoyo del piñón
1. Quite los 6 tornillos con cabeza hexagonal que amarran la cubierta del piñón a la
cápsula.
2. Con la Catarina fuera, saque la flecha con el piñón, cubierta y rodamiento del
apoyo de la cápsula.
3. Saque el piñón y el rodamiento de la flecha usando un tubo sobre la flecha que
apoye en la pista interior del rodamiento, presione la flecha y el tubo. Se requiere una
prensa de 25 toneladas.
Montaje del rodamiento en el apoyo del piñón
En el apoyo del piñón se usa un rodamiento cónico.
1. Caliente los componentes del rodamiento a una temperatura de 120°C (250°F) en
aceite o con vapor, con el fin de ajustarlos a la flecha.
2. Empuje el rodamiento hasta el hombro de la flecha.
Cambio del rodamiento en el apoyo de la catarina
Para cambiar este rodamiento, la cápsula deberá quitarse de la base de la rotaria al
igual que la flecha del piñón de la cápsula con el procedimiento arriba descrito, la
pista interior ajustada a este rodamiento saldrá con la flecha. La pista interior puede
cortarse con soplete.
1. Quite los 6 tornillos con que se amarra la cubierta a la cápsula en el lado de la
Catarina.
2. Saque el rodamiento con su pista exterior del cuerpo de la cápsula.
Montaje del rodamiento en el apoyo de la catarina
1. Caliente la pista interior del balero de 93 °C A 120°C (200 -250° F) con vapor o en
aceite.
294
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.12.4.1.Ensamble de mesa rotaria
295
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
2. Ajuste la pista interior en la flecha del piñón.
3. La pista exterior y los rodillos del rodamiento se montan en el cuerpo de la cápsula
con golpes ligeros en el lado exterior, pero use un block de madera con un martillo,
ligero, no golpee en forma directa la pista exterior.
Ensamble de la cápsula
Después del cambio de rodamiento la flecha puede ser ensamblada.
1. Coloque la cubierta (lado piñón) contra el rodamiento del piñón.
2. Coloque la cuña e inserte el piñón tanto como sea posible, use una prensa de 25
toneladas.
3. Inserte el ensamble de la flecha en la cápsula.
4. Posicione el piñón y la cubierta de tal manera que las bolsas de aceite se
encuentren horizontales y coincidan en relación con la marca "arriba" de la cápsula,
coloque los tornillos, apriételos y ponga el alambre de sello.
5. Monte la cubierta al cuerpo de la cápsula, los tornillos, apriete y ponga el alambre
de sello.
La cápsula ya está lista para ensamblarse a la base de la rotaria, observe la media
caña en el borde de la cápsula: ésta se acomoda en un hoyo en la cara de la base,
de tal manera que la cápsula se localiza en su posición correcta. Después la cápsula
deberá sostenerse en su posición correcta, de tal forma que los engranes hagan
contacto en todo lo ancho de los dientes. La distancia de montaje en el piñón está
estampada en la cara del mismo.
Esta es la distancia medida del centro de la base de la rotaria a la cara del engrane
piñón.
NOTA: Las lainas colocadas entre la brida de la cápsula y la base de la rotaria hacen
posible que se logre dar la distancia correcta. Esta distancia no deberá cambiarse
hasta que se coloque un nuevo juego de engrane y piñón.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
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Juego entre engranes
Los dientes de los engranes deberán tener un mínimo de 1/8" de juego entre la parte
alta del diente en el piñón y la raíz del diente en el engrane.
El claro entre dientes no se puede medir fácilmente, pero será automáticamente
ajustado a la distancia correcta si el juego (backlash) entre engranes se ajusta
adecuadamente.
Para asegurar una operación continua y amplios claros que permitan desgaste, es
preferible tener un juego que varíe entre .035" y .050" en todas las rotarias, poniendo
el seguro a la mesa y moviendo suavemente la Catarina hacia adelante y hacia atrás,
se determina el juego. Si el juego se mide con un micrómetro, éste deberá revelar un
juego mínimo que se muestra en la siguiente tabla.
ROTARIA DIÁMETRO DE PASO JUEGO MEDIDO A 7" DEL CENTRO DEL DE LA FLECHA
17.5 10.286" .048" 20.5 11.750" .042" 23 12.766" .039"
27.5 13.571" .036" 37.5 15.570" .032"
Tabla.12.1.1.Juego de engranes Si el juego es mayor que la cantidad deseada, deberá instalar lainas abajo de la pista
intermedia, esto levantará la mesa y aumentará el juego, normalmente se
Figura.12.4.2.Ajuste de balero
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proporcionan 3 tipos de lainas (1/32, 1/16, 1/8), combinando los tres tamaños se
logra el ajuste adecuado, no trate de aumentar el juego lainando entre la base y la
brida de la cápsula.
Después de que se han hecho los ajustes adecuados, el anillo de sujeción es
apretado reemplazando y atornillando las tuercas en la parte inferior de la base.
Candados de la mesa rotaria
Candado en la parte superior
Este candado se opera por medio de una manija (2) que conecta a un pasador (1)
que entra en las muescas de la mesa. Cuando el pasador se encuentra en una
muesca, evita los accidentes que se pudieran producir al conectar o desconectar la
mesa.
Figura.12.4.3.Juego entre piñón y engrane
Figura.12.4.4.Candado parte superior
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Candado lateral automático
Cuando el candado lateral se conecta en posición de cerrado en forma manual, la
mesa se asegura contra el giro en el sentido contrario a las manecillas del reloj. Esto
sostiene a la tubería de perforación cuando se afloja una unión, cuando se ha
aflojado se gira la rotaria en el sentido de las manecillas del reloj para completar la
separación de la tubería, no es necesario quitar el seguro porque cualquier giro en el
sentido de las manecillas botará el seguro, cuando la próxima conexión deba
aflojarse, el candado se conectará manualmente y regresará a su posición de fuera
cuando comiencen las operaciones de perforación.
12.5.- Aplicación de la carta de mantenimiento
Lubricación
Precaución: asegurese que la rotaria este lubricada antes de comenzar a
Figura.12.4.5. Candado lateral automático
operarla.
Todas las partes en movimiento de la rotaria como son engranes, rodamientos y
Chumaceras, están lubricadas en un baño de aceite. Las reservas se llenan y se
miden por el tapón en la parte superior de la mesa (vea el punto 1 de la figura).
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Todas las partículas extrañas que entren se juntan en un colector que deberá
limpiarse periódicamente.
En una rotaria nueva o que se le haya escurrido el aceite completamente, se
desenrosca el tapón y se llena con aceite hasta la marca full (lleno) del indicador. Se
arrancará la rotaria por algunos minutos para que circule el aceite, se para la rotaria y
se toma nuevamente la medida del aceite V si es necesario agregue aceite hasta la
marca full (lleno) del indicador.
El nivel de aceite deberá ser verificado su diariamente, no es necesario agregar más
aceite mientras el indicador tenga alguna muestra.
Figura 2.5.1.Vista de planta de rotaría con seguros
Importante: cuando se mida el nivel de aceite, deje que la rotaria permanezca en
reposo por 10 minutos, esto permitirá que el aceite regrese a la zona de reserva y
que la medición del nivel sea la adecuada. Precaución: no rebase la marca de full
(lleno) en el indicador, por que existe la posibilidad de que el exceso de aceite
cause calentamiento y fugas.
El aceite de la rotaria debe cambiarse periódicamente y el aceite de repuesto deberá
ser nuevo, observe la localización de los tapones para drenado en la figura.
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12.6.- Carta de mantenimiento a caja de transmisión
El mantenimiento preventivo y la revisión frecuente son esenciales para que la caja
de transmisión de el rendimiento máximo al mínimo de fallas y suspensión de equipo.
Aplique la carta correspondiente al modelo y marca de rotaria que tenga en su
equipo.
Inspección diaria.
• Revise el nivel de aceite en el carter. Si nota algunas trazas de impureza,
agua, etc., cambie el aceite.
• Revise las conexiones eléctricas.
• Comprobar la presión de aire del sistema neumático.
• Verificar estado de nivelación.
Inspección mensual
• Limpie con aire comprimido las partes expuestas al polvo.
• Verificar alineamiento de coples
• Verificar estado de tornillos y pernos de sujeción
• Inspección de sistema de escurrimiento
• Comprobar ajuste de piñón
Inspección de 500 hrs.
• Cambie el aceite del carter cada 500 hrs. o cada tres meses.
• Verificar y comprobar el desgaste de elementos
• Compruebe que no haya fugas. Corrija si se requiere.
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13.- MALACATE PRINCIPAL
13.1.- Principales características y principios de operación
Es la unidad de potencia más importante de un equipo por lo que su selección
requiere de un análisis cuidadoso al adquirir los equipos o al utilizarlos en un
programa especifico.
Los malacates han tenido algunos cambios, pero sus funciones son las mismas. Es
parte de el sistema de izaje en el que se puede aumentar o disminuir la capacidad de
carga, a través de un cable enrollado sobre un carrete y de las líneas guarnidas en el
aparejo.
Figura.13.1.1.Malacate en un equipo en operación
El malacate esta instalado en una estructura de acero rígida (patín), para que se
pueda trasportar con facilidad de una localización a otra.
Considerando que todos los componentes de un equipo son adecuados, la
capacidad del equipo se limita a la carga que el malacate puede levantar y sostener
con seguridad. Con el propósito de obtener un diseño balanceado del equipo que
beneficie en un menor costo y una vida útil mayor de este, se deberá analizar con
cuidado los siguientes factores:
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• Potencia de entrada
• Factores de diseño del cable
• Frenos de fricción del malacate (de banda o de disco)
• Dimensiones del carrete
• Relación de velocidad
• Embrague de fricción
• Freno auxiliar (Electromagnético o Hidromático)
• Motores impulsores (eléctricos o de combustión interna)
CAPACIDAD DE IZAJE DE MALACATE CM-IDECO 2100 (EN TONS)
EMBRAGUE TRANSMISION 8 LINEAS 10 LINEAS 12 LINEAS BAJA BAJA 258 306 357
ALTA 213 252 293 ALTA BAJA 117 139 162
ALTA 84 99 115 Su ranurado Lebus es para cable de 1-3/8”∅
El carrete principal tiene 31”∅ por 57-1/2” ancho Tabla. 13.1.1.Capacidad de izaje malacate Ideco 2100
CAPACIDAD DE IZAJE DE MALACATE NATIONAL 1625-DE
EMBRAGUE TRANSMISION 8 LINEAS 10 LINEAS 12 LINEAS BAJA BAJA 400 488 587
ALTA 249 304 538 ALTA BAJA 159 193 227
ALTA 98 120 141 El carrete del Malacate de 3000 HP usa Cable de 1-1/2” ∅ y mide
36” φ por 61-1/4” de ancho (EQ-2005) Tabla. 13.1.2. Capacidad de izaje malacate Nacional 1625-DE
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CAPACIDAD DEL MALACATE IRI 1500
EMBRAGUE BAJA BAJA ALTA ALTA TRANSMISIÓN BAJA ALTA BAJA ALTA
10 LINEAS 275 177 98 64 12 LINEAS 322 207 113 73
Tabla. 13.1.3. Capacidad de izaje malacate IRI 1500
CAPACIDAD EN MILES DE LIBRAS Y (TONELADAS) Su ranurado Lebus es para cable de 1-1/4”"∅ El carrete principal tiene 25"∅ por 50" ancho
El malacate es un conjunto componentes de propulsión mecánica que desarrolla las
siguientes funciones:
1.- Proporciona fuerza de transmisión de características apropiadas para permitir que
se levanten sartas de tubería de perforación y de revestimiento con las unidades
motrices del equipo.
2.- Transmite movimiento a la mesa rotaria en los equipos diesel mecánicos. En la
mayoría de los equipos Tienen rotarias con fuentes de fuerza independiente (con
motores eléctricos y transmisiones, principalmente en la perforación marina).
3.- Transmite fuerza a los cabrestantes para las maniobras de armar y desarmar la
tubería de perforación.
Hay dos métodos comunes para describir los malacates. Uno es mencionando el
“caballaje de entrada", y el otro es dar la profundidad aproximada a la que puede
perforar el equipo con tubería de perforación de un diámetro y un peso por pie o por
metro determinados.
13.2.- Tipos de malacate (frenos de disco y de banda)
En un equipo de perforación una de las capacidades más importantes es la del
malacate ya que determina la diferencia de acuerdo al diseño del pozo, si es posible
efectuar su perforación. Los malacates de acuerdo a su modelo y tipo determinan la
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capacidad son los siguientes: Continental Emsco, modelos: C-3000, C2 Tipo II,
Electro Hoist II; Ideco, modelos: Súper 7-11, 2100-ES, H-1200; nacional, modelos:
T45, 80B, 110-UE, 1320, DE y 1625-DE, de acuerdo al tiempo de adquisición de los
equipos que operan en la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos, fueron
fabricados con frenos de bandas y solo los últimos adquiridos, marca IRI modelos
1500 E, y algunos otros están equipados con sistema de frenos a base de discos.
Paro los mantenimientos generales a equipos se ha establecido cambiar el sistema
de frenos en el futuro ya que son de patencia de frenado y eficiencia
significativamente mayores y este servicio se puede solicitar a los especialistas en la
materia, actualmente al equipo PM-2005 se le ha cambiado su sistema de frenos de
bandas a discos y la Región Marina está adquiriendo malacates con frenos de
discos.
Figura.13.2.1. Sistema de freno de corona en equipos con freno de discos
N.O.
N.O.
N.O.
N.C.EMBRAGUE DE ALTA
EMBRAGUE DE BAJA
N.O N.C
AL EMBRAGUE DE BAJA
AL EMBRAGUE DE ALTA
VALVULA DE EMBRAGUEALTA / BAJA
AIRE DEL EQUIPO 125 PSI
VALVULA DE VOLQUETEVALVULA DESACTIVADORA
DE FRENO DE CORONA
AL OPRIMIRLA CIERRA EL PASO DE AIRE
BLOQUE DE VALVULAS DEL FRENO DE EMERGENCIA
VALVULA DEL FRENO DE EMERGENCIA/ESTACIONAMIENTO AL OPRIMIR CIERRA EL PASO DEL AIRE
N.O. NORMALMENTE ABIERTA N.C. NORMALMENTE CERRADA
N.O.
N.C.
VALV. SOLENOIDE ELECTRICA
OPERACIÓN MANUAL
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13.3.-Sistemas de operación
Con el uso de motores eléctricos se hizo posible simplificar la sección de transmisión
y eliminar numerosos embragues y flechas.
Todos los malacates empleados en perforación de pozos petroleros, cuentan con
una transmisión donde se efectúan los cambios para cubrir los diferentes
requerimientos de velocidad, así como también el cambio de rotación.
Para ello cuenta con dos flechas paralelas, una de entrada (input shaft) y la otra de
salida (output shaft). La primera recibe la potencia directamente de los motores a
través de catarinas y cadenas y la transmite a la segunda para que a su vez también
por medio de catarinas y cadenas le transmita el movimiento por medio de
embragues a la flecha del carrete principal, carrete de sondeo, cabrestantes. etc.
Éstas catarinas y cadenas van lubricadas por aceite a presión, proveniente de una
bomba de engranes movida por cadena desde la flecha de entrada que toma el
aceite del fondo del cárter del malacate a través de un filtro y lo envía por tubería, y
por medio de toberas llega con suficiente presión a cadenas catarinas y rodamientos.
Los embragues de fricción que se usan en los malacates en su gran mayoría son
neumáticos tipo "CB" o "VC" y en algunas ocasiones "FD". Pero no son
intercambiables un tipo con otro.
Estos embragues son controlados por el perforador desde su propia consola de
operación por medio de válvulas neumáticas ajustables" es decir que pueden variar
la presión según las necesidades.
Los embragues "VC" en su entrada llevan intercalada una válvula de "paso rápido"
siempre que sean de 36" de diámetro o más, el tipo "CB" y "FD" no la necesitan en
ningún tamaño.
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Convertidores de torsión.
Figura.13.3.1. Convertidor de torsión
Los Convertidores de torsión se utilizan en los equipos de perforación y
mantenimiento en los motores de combustión interna que se acoplan directamente a
bombas para lodo o malacates para amortiguar el impacto mecánico entre el motor y
la trasmisión a la que se acople.
En un vehículo con trasmisión estándar, al arrancar en primera, si el chofer saca
bruscamente el embrague, el vehículo, brinca súbitamente y el motor se puede parar,
para evitar esto lo deberá sacar suavemente. Esto no es posible hacerlo en motores
de gran potencia, para este propósito se utilizan los convertidores de torsión que son
básicamente un acoplamiento hidráulico, esto significa que requieren de un líquido
que al moverse entre las turbinas del mismo, trasmite el movimiento en forma suave
al inicio de la operación. Se fabrican en diferentes rangos de potencia y su selección
dependerá del tamaño del motor. Requieren de un sistema de enfriamiento del aceite
con que trabajan ya que a la fricción a que son sometidos, generan calor que es
necesario disipar mediante un intercambiador de calor.
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Relación de convertidores entre velocidad y torsión:
13.4.- Cambio de balatas de freno principal y embragues
Cada fabricante tiene su propio sistema, diferente en detalles; pero todos los equipos
modernos utilizan el mismo principio del freno “autoenergizado”. Éste tipo de freno es
llamado autoenergizado, debido a que a una pequeña cantidad de fuerza aplicada
sobre la palanca produce una presión de las balatas sobre el tambor varias veces
mayor. Por ésta razón un perforador que pese de 65 a 70 Kg. Es capaz de detener
una polea viajera cargada con cientos de toneladas. Las bandas (cinchos) con
balatas están conectadas por medio del balancín igualador de la fuerza aplicada
entre las dos bandas. Éste tipo de freno opera eficientemente solo en una dirección,
o sea cuando la polea viajera va hacia abajo. Cuando la polea viajera va hacia arriba
es más difícil detenerla.
Comparando la capacidad o habilidad para sostener una carga, de los diferentes
sistemas de frenos, debe tenerse en consideración:
1.- Relación de diámetros entre el carrete del cable y los tambores de los frenos.
2.- Angulo de amarre o contacto de las bandas con las balatas en la cara de fricción
del tambor.
3.- Ventaja mecánica del sistema articulado a la palanca.
4.- El coeficiente de fricción de las balatas.
La mayoría de los malacates tiene una relación de 2:1 entre diámetro de tambores.
Las bandas de frenos hacen contacto generalmente con mas de ¾ de la
circunferencia y es una regla el tratar de obtener el mayor ángulo de contacto posible
Velocidad de entrada Torsión de salida Velocidad de salida = Torsión de entrada
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entre el tambor y las balatas; mientras mayor es el ángulo de agarre de los frenos,
mayor es su capacidad de frenado, por ejemplo: un freno que tenga 330° de
contacto, tendrá cerca del 50 % más de capacidad que uno que tenga 270° de
contacto si todas las demás partes son iguales.
Se puede tener una gran ventaja mecánica en la palanca y sus articulaciones por
medio de una combinación de distancias entre centros, haciendo posible que 5 Kgs,
puedan sostener 50 Kg., el problema estriba en que cada ganancia o ventaja
mecánica, se tiene que ceder en tolerancia o juego entre balatas y tambor, al recortar
el recorrido de las bandas, se reduce el juego de las balatas y un pequeño claro
entre el tambor y las balatas es la causa o una de las causas de que se arrastren
sobre el tambor rayándolo y dificultando el ajuste de los frenos, ocasiona el desgaste
prematuro de balatas, en la mayoría de los equipos, la principal causa de desgaste
excesivo de tambores y balatas se debe a que las bandas están fuera de circulo o
torcidas, además de causar desgaste, la deformación de las bandas hacen que éstas
estén sujetas a fallar por fatiga y causan que la palanca de freno "patee".
La causa principal de que las bandas de los frenos pierdan la forma circular y
presenten torceduras se debe a que, cuando se sacan del malacate se hace con el
cable de maniobras. Esto debe evitarse, cuando se van a sacar las bandas se deben
seguir las instrucciones de los fabricantes. Después de sacar las bandas compruebe
su redondez, dibujando un circulo del diámetro del tambor en el piso, y poniendo
alrededor de éste la banda, si no coincide con el círculo dibujado, la banda se debe
rolar o cambiar por otra.
En algunos casos las balatas se sueltan o aflojan, al abocardarse los orificios de los
tornillos que las sujetan, esto puede ser causado por:
1. Balatas defectuosas.
2. Excesivo apriete al montarlas.
3. Falta de apriete al montarlas.
4. Sobrecargas en el equipo.
5. Número insuficiente de tornillos que sujetan a las balatas.
6. Interior de la banda sucio.
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Los tres últimos factores son la causa de que los tornillos de latón se rompan.
Cuando el interior de la banda se encuentra sucio, disminuye la fricción y la carga es
desplazada a los tornillos y sus agujeros, ocasionando mayor fatiga a dichos
elementos; por esta razón. Nunca se debe pintar el interior de las bandas, ya que la
pintura tiene un bajo coeficiente de fricción, y evitar grasas, aceites o cualquier
cuerpo extraño; por lo que se deben limpiar perfectamente las bandas en su interior
antes de instalarles las balatas.
Todo el mecanismo de las articulaciones de los frenos debe revisarse
periódicamente, debe verse si no se han aflojado los tornillos, perdido chavetas, o
cualquier situación anormal, además de lubricarse con regularidad.
Cuando un freno está bien ajustado, al levantar la palanca, las balatas deben
despegarse completamente al derredor de la circunferencia, con lo que se evita el
calentamiento y el desgaste prematuro.
Si a no se revisan, mantienen y ajustan adecuadamente los rodillos y resortes, el
extremo fijo de la banda puede caer y hacer que las balatas se arrastren sobre el
tambor en ese punto, ocasionando desgaste prematuro y calentamiento. En cualquier
freno autoenergizado, el extremo fijo es el primero en entrar en contacto con el
tambor, antes que el resto de las balatas, siendo la causa por la que las balatas de
este extremo se gasten mas.
El calor generado en los frenos deberá disiparse rápidamente o éste ocasionará poca
capacidad de frenado, y acortará la vida de las balatas y los tambores. Para esto se
utiliza un sistema de enfriamiento para circular agua a través de los tambores. Si el
agua no está acondicionada debidamente en algunas áreas el forma incrustaciones
de óxido o sales dentro del tambor, que actúan como un aislante térmico, el agua, al
pasar por las partes que están generando calor, no lo disipa rápidamente
ocasionando calentamiento. Además, las incrustaciones pueden causar canalización
a través de la chaqueta, dando como resultado un desgaste rápido y desigual. Si se
han estado usando aguas duras, revise las chaquetas con regularidad y elimine las
incrustaciones con un desincrustante adecuado.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El freno mecánico de un malacate no tiene la suficiente capacidad para soportar
todas las cargas que hay que manejar en la perforación de un pozo y no se debe
intentar que lo haga; para eso se usa el freno auxiliar, en la actualidad el mas
utilizado es el freno electromagnético.
Los frenos mecánicos son una parte integral del malacate y constituyen el sistema
principal del freno. Las bandas rodean las bridas del tambor y cubren
aproximadamente las ¾ partes de la circunferencia del tambor (270°). Las balatas
son bloques compuestos, de asbesto combinado con un agente adhesivo entretejido
con alambre de latón o cobre.
Las balatas van atornilladas a la banda con tornillos de latón avellanados, de manera
que no estén en contacto con la superficie de fricción del tambor.
En el frente del malacate las bandas están sujetas con pernos o pasadores, a un
balancín o barra igualadora, conectando cada banda en ambos extremos, anclada al
bastidor del malacate mediante un perno central. Éste igualador funciona para
asegurar que, cuando se aplica la palanca de freno, las dos bandas reciban la misma
tensión durante el frenado. También se tiene un dispositivo para ajustar y calibrar los
frenos. La parte posterior de las bandas están fijadas a la palanca del freno con la
flecha de tipo de leva a la otra banda del lado de afuera, está cerca de la base y
diseñada de manera que cuando la palanca del freno que tiene una longitud
aproximada de 51" (1.30 m.) se oprime con una presión de 61 Kgs. Transmite una
tensión a las bandas de más o menos 1000 Kgs. Aplicadas en ambas bandas.
Provocando un apriete de las balatas contra las bridas del tambor en grado
progresivo al derredor de los 270°, que tiene un efecto de frenado en la rotación del
tambor.
Hay varias clases y tipos de revestimiento de los tambores en la superficie de
fricción, el tipo de revestimiento mas duro, dura más; pero tiene una acción de
frenado escasa y un desgaste más rápido de las balatas. También en la construcción
de las balatas hay varios tipos, los de tramado suave operan con mejor acción de
frenado, pero se gastan mas rápido. Por estas razones los fabricantes han
desarrollado un revestimiento intermedio para servicio de trabajo pesado, y un tejido
de las balatas comprimido razonablemente duro.
311
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El ancho de la banda de freno, la longitud, el tipo de la balata, revestimiento, y todos
los demás componentes, varían ampliamente en tamaño, tipo de trabajo y
especificaciones en general del malacate que se trate.
Mantenimiento
Los frenos mecánicos requieren revisiones periódicas para verificar el desgaste tanto
en las balatas como en las bridas del tambor. La inspección visual se hace muy
fácilmente, se puede hacer la inspección y hacer así una estimación bastante
aproximada del desgaste sufrido.
Bajo condiciones normales de trabajo, un conjunto de balatas de freno, de buena
clase y correctamente instalada, con ayuda adecuada del freno electromagnético
correspondiente y las bridas del tambor correctamente mantenidas, deberán durar
aproximadamente un año o más de servicio activo.
A medida que se gasta un tambor de freno, el desgaste aumentará debido:
1.- A que el revestimiento endurecido se va acabando.
2.- A que entre mas delgado sea el tambor, será menos la habilidad del material para
absorber calor.
La vida del tambor puede mejorarse con el mantenimiento adecuado y la correcta
lubricación de las articulaciones, pasadores partes del balancín, mecanismos del
paro de emergencia, rodillos y resortes de las bandas; pues una banda de freno bien
ajustada mantendrá las balatas separadas del tambor cuando la palanca del freno
esté libre.
Sistema de frenos: Malacates National (todos los modelos)
Procedimiento para ajustar frenos
Antes de iniciar el ajuste baje la polea viajera al piso
1.- Desmonte la llave para usarse en el ajuste de los frenos (E)
2.- Afloje las contratuercas de los tornillos de ajuste (C y D)
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
3.- Gire las tuercas de ajuste en la dirección opuesta a las manecillas del reloj
aproximadamente una vuelta y compruebe las alturas de los puntos marcados como
(A y B), debiendo estar a la misma altura.
4.- Compruebe el ajuste subiendo y bajando el block y observe que la palanca que
opera los frenos esta a la altura correcta.
5.- Si después de haber efectuado la operación en el punto 3 no obtiene el ajuste
correcto, repítalo nuevamente, hasta tener el ajuste deseado.
6.- Una vez efectuado el ajuste correcto, apriete las contratuercas (C y D) y coloque
la llave (E) en su lugar.
7.- Ajuste las carretillas y resortes de sostén de los cinchos.
Figura.13.4.1.Ajuste de sistema de frenos de balatas
Sistema de frenos: Malacates Ideco (todos los modelos)
Procedimiento para ajustar frenos
1.- Antes de iniciar el ajuste baje la polea viajera al piso y tome la llave, como se
ilustra con la letra C.
2.- Afloje las contratuercas como se indica con la letra A, aproximadamente de dos a
tres vueltas.
3.-Con la misma llave que se indica en el número 1.- gire las tuercas marcadas con
la letra B en sentido opuesto a las manecillas del reloj, aproximadamente una vuelta.
4.-Tome la palanca del freno, suba y baje el block hasta observar que la altura de la
palanca sea la adecuada.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
5.- Si al efectuar el primer ajuste no se obtiene el ajuste deseado del freno, repita la
operación como se indica en los puntos 3 y 4.
6.- Una vez calibrados los frenos apriete las contratuercas marcadas con la letra A y
verifique las distancias que se ilustran con la letra E deberá ser las misma de un
tornillo a otro.
7.- Para terminar el ajuste, proceda a girar los tornillos de las bandas (cinchos)
marcados con la letra D y calibre las balatas al tambor con una luz de 1/16” a 1/8”.
8.-Ajuste las carretillas y resortes de sostén de los cinchos.
13.5.- Ajuste del freno de la corona
El freno de protección de la corona es un dispositivo que tienen los malacates de los
equipos de perforación y mantenimiento de pozos, y tiene por objeto:
a).- Frenar el malacate en forma automática al llegar la polea viajera a la altura
previamente ajustada por el “Perforador” o “Encargado de Operación de Equipo”,
protegiendo de esta manera, que la corona sea impactado o golpeada por la polea
viajera (block).
b).- Cortar el aire aplicado al embrague que se este utilizando en ese momento.
El Perforador deberá ajustar la altura lo más abajo posible, de esta manera
tendrá la mayor distancia hacia la corona que permita la operación efectiva del freno.
NOTA: Recuerde que el freno de corona del malacate no es de acción instantánea y
requiere de un tiempo de 3 a 5 segundos para su operación.
Cuando por necesidad quite la extensión de la válvula de volquete, Recuerde que
está cancelando la protección. Instálela nuevamente de inmediato.
Instalación
1. El encargado de mantenimiento mecánico instala el circuito neumático y la válvula de volquete (toggle) del freno de corona y prueba su funcionamiento.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
2. El Supervisor mecánico verifica la anterior y lo comunica al ITP y/o perforador quien (es) comprueba (n) su funcionamiento y confiabilidad. Ajuste y prueba
1. El perforador coloca la polea viajera a la altura a la que decide que debe actuar el freno.
2. El ayudante de perforador ajusta la posición de la válvula de volquete (toggle) deslizando la misma sobre su riel hacia la izquierda o derecha según se requiera para que el vástago de la válvula coincida con la ultima vuelta del cable en el tambor del malacate, y la fija apretando sus tornillos.
3. Una vez que se ajusta la posición de la válvula de volquete (toggle) se procede a ajustar la extensión del vástago de la misma, debiendo quedar su extremo inferior de 1cm a 2 cms. debajo de la parte superior del cable, de la ultima vuelta y aprieta la contratuerca para evitar que la vibración la desajuste.
4. El perforador, con el embrague de baja, levanta la polea viajera lentamente y comprueba la operación del freno de corona, y sin soltar la palanca del embrague aplicado verifica en el manómetro de su consola que el aire del embrague de baja se haya cortado.
5. El perforador repite el paso 4 pero ahora con el embrague de alta comprobando de nuevo la operación del freno, y el corte de aire al embrague de alta.
6. Si el ajuste es satisfactorio, continua con la operación del equipo, si no repetir los pasos 2 al 5.
7. Los pasos 1 al 6 deberán repetirse cada que se deslice y/o se deslice y corte cable
8. Cuando se manejen paradas de tubería y/o herramienta que excedan la altura ajustada del freno de corona, y el “segundo” retire la extensión del vástago, al reinstalarla, deberán repetirse los pasos 3 al 6.
13.6.- Verificación y ajuste del sistema de frenos de disco
l Sistema Universal National-Oilwell de Freno de Discos es un freno hidráulico que
se instala en el tambor (carrete) de malacates de equipos de perforación. Consta de
un par de discos enfriados por agua que reemplazan los tambores del freno corriente
de bandas, de una serie de cabezales (calipers) principales montados en brazos de
apoyo;,de una consola de control que contiene la palanca del freno; y una unidad de
potencia hidráulica del fluidote operación.
Cada caliper aplica la fuerza provista por un cilindro hidráulico a través de los brazos
de la palanca y contra las balatas de fricción situadas a lado y lado de cada disco.
E
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Los calipers principales usan presión hidráulica para aplicar la fuerza de frenado. Los
de emergencia usan resortes para aplicar la fuerza y requieren presión hidráulica
para abrir y liberar las balatas.
Las presiones hidráulicas necesarias para accionar el freno de discos proceden de la
unidad de potencia hidráulica, la cual tiene dos bombas: una principal, accionada por
motor eléctrico, y una secundaria de accionamiento neumático.
Durante las operaciones normales, la bomba principal suministra toda la fuerza que
requiere el sistema. Si su presión de descarga baja de un valor predeterminado, la
bomba secundaria entra en acción automáticamente. El sistema cuenta con
acumuladores hidráulicos que suministran a las bombas presión de relevo por corto
tiempo. La unidad de fuerza tiene también un depósito de fluido motriz y las válvulas
que se usan para graduar las presiones del sistema.
La palanca del freno principal, situada en la consola de control, proporciona un
control variable del frenado durante las operaciones normales del malacate. Para
accionar los sistemas del freno de estacionamiento y del freno de emergencia se
usan otras válvulas de control.
Como parte del sistema de seguridad, tiene separados los circuitos hidráulicos del
lado del perforador y del lado del freno auxiliar.
316
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.13.6.1. Verificación y ajuste sistema de frenos de disco
Requisitos generales de mantenimiento:
El freno principal requiere adecuado mantenimiento y graduación apropiada, ya sea
que el sistema sea mecánico de bandas o hidráulico de discos. Cuando se
mantienen en buen estado, los frenos hidráulicos de discos rinden más capacidad de
frenaje que los frenos de bandas.
En general, los frenos de discos de uso en malacates son de alto rendimiento, logro
que se alcanza a costa de más mantenimiento. Para mantener el freno de discos en
óptimo estado se requiere un esfuerzo organizado y concentrado por parte de los
perforadores, los mecánicos y el resto del personal del equipo de perforación. Para
que los frenos de discos funcionen satisfactoriamente es imperativo que el personal
de mantenimiento se adiestre debidamente en los procedimientos.
317
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Operación
El Sistema de Freno de Discos se maneja fácilmente, ventaja que reduce la fatiga del
operario. Los sistemas de frenos de bandas requieren demasiado esfuerzo físico en
la palanca de frenaje y pueden adolecer de otros problemas, tales como los de
"pateo" y esponjamiento. El freno de discos elimina esos problemas. Tiene la ventaja
de que requiere aplicar muy poca fuerza en la palanca para obtener la máxima fuerza
de frenado del malacate. De ahí que los perforadores que están acostumbrados a
usar frenos de bandas necesiten un período de tiempo razonable para
acostumbrarse a los de discos.
Por ejemplo: cuando se sube sin carga la polea viajera, se corre el riesgo de que se
enrede el cable en el tambor si la palanca del freno de acciona. Durante la
perforación propiamente dicha, el perforador no oye el molesto chirrido que es
característico de los frenos de bandas.
El requisito primordial para los perforador es que no han usado el sistema universal de Freno de Discos es el entrenamiento adecuado para aprender a operarlo
correctamente.
Usualmente, el perforador puede reconocer al tacto, en la palanca, si un freno de
bandas requiere ajuste. Tal cosa no es posible con el freno de discos.
El perforador debe aprender a reconocer cuándo se requieren reparaciones o
mantenimiento, observando los indicadores de la consola, los manómetros de la
unidad de potencia y el sistema completo, conforme lo indica el programa de
mantenimiento que contiene este manual. En pocas palabras, el perforador debe
recibir entrenamiento para que comprenda bien la importancia que tienen las
inspecciones de mantenimiento, ya que no le es posible determinar "al tacto" los
problemas existentes o potenciales.
La alta capacidad de frenaje de los sistemas de frenos de discos puede conducir a
problemas si los perforadores no están bien entrenados. La capacidad de frenaje
más alta (comparada con la de los frenos de bandas) puede llevar al uso desmedido
318
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
del freno principal para detener cargas dinámicas (en movimiento) en vez de usar,
como debe hacerse, el freno auxiliarpara controlarlas.
Ya sea que el malacate tenga freno de bandas o de discos, es muy importante usar
cabalmente el freno auxiliar para controlar las cargas en movimiento. Los frenos de
fricción, de bandas o de discos, son para detener completamente las cargas que
suben o bajan lentamente. El debido uso del freno auxiliar es importante por razones
de seguridad personal y porque ayuda a minimizar el desgaste de los componentes
del freno principal.
Indicaciones para lograr operaciones seguras:
1. Enterese del peso de la carga que este manejando. (Examine periódicamente
el indicador de peso para cerciorarse de que esté debidamente calibrado).
2. No exceda la capacidad de carga del malacate. (Este dato debe estar a la mano
en la consola de perforación, en la placa de identificación o en el manual del
malacate.
3. Verifique que la polea de izaje del malacate contenga el número indicado de líneas
para sostener la carga que ha de manejar.
4. Asegurese de que, para manejar la carga, se estén usando la relación de
transmisión adecuada del malacate y el embrague apropiado para la maniobra.
5. antes de empezar a introducir o sacar la sarta, o de cualquiera otra maniobra de
manejo de carga, examine el cable para ver si esta desgastado o mal enrollado.
6. Mueva las cargas uniformemente, sin acelerar o frenar repentinamente.
7. Al mover las cargas no pierda de vista la posición del conjunto de bloque (polea
viajera) y gancho en su recorrido. Cerciórese de tener suficiente tiempo y distancia
para desacelerar suavemente la carga, a fin de que el conjunto no se estrelle contra
la corona de la torre ni contra el piso de perforación. Nunca jamás se atenga a los
sistemas de seguridad, tales como el protector de la polea de corona, ni el limitador
de altura del gancho para detener la carga.
8. Tenga cuidado al frenar después de izar. Si al tambor que se mueve rápidamente
se le aplica plena fuerza de frenaje, el tambor se detiene súbitamente y el cable
enrollado en el tambor tiende a seguir desenrollándose. A continuación, el cable
319
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
resbala en el tambor y hace que las vueltas y capas restantes se enreden y
posiblemente se dañen.
9. Use siempre el freno auxiliar para controlar las cargas en movimiento y
desacelerarlas tanto como sea posible. Seguidamente use el freno de fricción (de
bandas o discos) para detener completamente la carga.
10. No deje que el personal se suba en la carga ni en el conjunto de la polea viajera y
gancho.
11. Inspeccione y pruebe los frenos cada vez que maniobre una carga cuyo peso se
aproxime al máximo de clasificación.
12. No se aleje de los controles del malacate mientras la carga este colgando.
13. Haga una inspección general del sistema de los frenos al comenzar cada turno
de trabajo.
14. El malacate debe tener un sistema protector de la polea de corona que funcione
debidamente y que se gradué de modo tal que se entre en acción a distancia
prudente de la corona. Asegurese de que el sistema se active y pare la polea viajera
para evitar que choque con la corona, teniendo en cuenta que la carga puede estar
moviéndose rápidamente al aproximarse a la corona.
Puesta en marcha del sistema
El Sistema Universal de Freno de Discos depende de la unidad de potencia
hidráulica para obtener las presiones requeridas a fin de aplicar y soltar los frenos. El
primer paso para accionar los frenos de disco, por consiguiente, es poner en marcha
la unidad de fuerza prendiendo el motor eléctrico que acciona la bomba principal y
abriendo el suministro de aire para la bomba neumática secundaria.
Observe los manómetros que indican la presión de suministro, en la unidad de fuerza
y en la consola de control. Observe también en dicha consola los demás indicadores
de presión del sistema. Cerciórese de que todas las presiones de operación estén
debidamente graduadas, según se indica en la sección de mantenimiento.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Freno principal.
La consola contiene todos los controles necesarios para manejar el freno de discos.
La palanca del freno está conectada con dos válvulas proporcionadoras, las cuales
regulan la presión hidráulica que se aplica a los dos circuitos principales del freno. La
palanca del freno principal va conectada con una sola leva, la cual acciona dos
válvulas proporcionadoras; mediante un mecanismo de rodillos. Este se usa para
lograr el preciso control de la presión en la escala de valores críticos.
La presión que se aplica a los cilindros aumenta a medida que la palanca se empuja
hacia abajo. Cuando llega más o menos a 48-55 bars (dinas/cm2), o sean 700 a 800
Ibs/pg2, la presión salta automáticamente a la máxima de la línea, la cual es
normalmente de 83 bars (1.200 Ibs/pg2). Cuando la palanca se suelta, vuelve a la
posición neutral (no pasa presión a los calipers) mediante un mecanismo de retorno
por resorte.
Los manómetros situados en la consola de control indican directamente las presiones
que se están aplicando a los calibradores de servicio del freno principal. Dicha
presión fluctúa de 0 a la máxima del sistema, la cual es normalmente de 83 bars
(1.200 Ibs/pg2.), según sea la posición en que esté la palanca del freno.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Retorno
Bloque de válvulas
Normalmente abiertas
Normalmente cerradas
Amortiguador de pulsaciones
Retorno Válvula proporcional y válvula relevadora doble (A)
Filtro de retorno
Depósito de aceite MH 200
Filtro de presión
Bomba ajustar @2350-2500 psi(14 a 18 amp)
Válvula de carga del acumulador
Retorno
Cilindro de emergencia y/o estacionamiento
Cilindro de trabajoPalanca de freno válvula de control
N2
Figura.13.6.2.Sistema hidráulico básico del freno de discos
13.7.- Verificación del desgaste de tambores
Dos métodos prácticos para determinar el desgaste de los tambores de frenos son:
1.- Usando una cinta métrica, al usar este método, se debe tener especial cuidado en
que la cinta rodee al tambor en el punto de desgaste máximo
2.- usando un calibrador metálico o de madera que se apoye entre las bridas del
tambor y medir el desgaste. Cada fabricante de malacate tiene sus desgastes
máximos permitidos dependiendo de los diámetros correspondientes.
1.- Se toma la lectura de desgaste en tambores de acuerdo al procedimiento.
2.- La lectura obtenida, se multiplica se multiplica por 2 y esta se resta al diámetro
original, obteniéndose así el diámetro desgastado.
322
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
323
3.- Una vez obtenido el diámetro desgastado de los tambores se registran en la
gráfica de control de la siguiente manera:
a).- Se localizan las medidas correspondientes en el eje Y.
b).- Se localiza el mes a que correspondan las medidas tomadas en el eje X.
Una vez localizada medida correspondiente al mes se traza una línea o ilumina la
fracción de barra superior, es decir denotando con esto el desgaste actual del
tambor(al lado de alta o baja.).
4.- Las medidas subsecuentes que se vayan tomando se irán registrando de la
misma manera notándose que la tendencia será siempre hacia abajo, acercándose
primero a la zona de alerta, posteriormente a la zona critica y por ultimo al desgaste
máximo permisible.
5.- Esta tendencia hacia abajo nos servirá para determinar las condiciones de los
tambores, evitando con este control, que le desgaste de los tambores lleguen o
rebasen el límite de desgaste máximo permisible, pudiendo ocasionar serios
problemas en los tambores.
A continuación se observa los desgastes máximos permitidos de acuerdo a la marca
y modelo de malacate:
Figura.13.7.1.Corte de tambor de freno para verificar desgaste
D E
B
C A
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Marca Modelo A B C D E Continental C-3000 64” 1” C 2 T II 54” 11/16” Emsco E. Hoist II 54” 11/16” Super 7-11 52” 7/8” 50-1/4” 1-5/8” ¾” Ideco 2100- ES 58” 7/8” 56-1/4” 1-5/8” ¾” H1200 46” 7/8” 44-1/4” 1-5/8” ¾” 110-UE 50” ½” 49” Nacional 1320 54” ½” 53” 1625 UE 62” 7/8” 60-1/4”
Tabla.13.7.1.Desgaste máximo en tambores de malacates
13.8.- Sistema de transmisión
A cada equipo de perforación le corresponde un malacate, marca, modelo y número
de serie, que trae una transmisión correspondiente. En equipos Diesel Eléctricos la
transmisión es solo las catarinas que van acopladas a los motores eléctricos de C.D.,
por medio de cadenas. Los equipos convencionales traen una transmisión
compuesta mecánica, acopladas a los motores por medio de cadenas. La selección y
uso de cada una de estas unidades se hace por medio de un sistema neumático.
Esta transmisión es de la misma marca y modelo del malacate principal. En unos
equipos de perforación y cuenta con un sistema hidráulico, en vez de neumático
como el mencionado anteriormente.
13.9.- Tipos de válvulas
Así como los circuitos eléctricos se controlan por medio de interruptores, pulsadores,
los circuitos neumáticos se controlan por medio de válvulas. Las válvulas abren o
cierran el paso del aire. En la figura 19 puede verse una válvula de 3 salidas y 2
posiciones.
324
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
325
Figura.13.9.1.Válvula de 3 salidas y 2 posiciones
Veremos a continuación otros ejemplos de válvulas neumáticas de 3 vías y 2
posiciones, 5 vías 2 y 3 posiciones, como se muestran en las siguientes figuras:
Figura.13.9.2.Válvulas neumáticas 3/2
Figura.13.9.3.Válvulas neumáticas 5/2 y 5/3
El funcionamiento de un circuito neumático con una válvula de tres orificios (Vías), y
un cilindro de desplazamiento positivo. Una válvula de tres orificios es un interruptor
empleado para controlar el flujo de aire. El tipo que se ve en la figura tiene el
componente denominado conjunto rotor, que se mueve dentro de la válvula cuando
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
se pulsa o se suelta el botón. Su función es dirigir el flujo de aire por la válvula.
Cuando se pulsa el botón, se deja pasar el aire comprimido del suministro de la
tubería 1 a la tubería 2 (que está conectada al cilindro).
Figura.13.9.4.Funcionamiento de un circuito válvula - cilindro
13.10.- Sistema neumático
Los malacates principales tienen su control de uso de partes componentes por medio
de un sistema neumático que hace que operen cuando sea requerido o desactivarlo
cuando se deje de usar. Estos componentes son operar los embragues de alta y
baja, los cabrestantes, la rotaria, etc. A continuación se muestra un diagrama del
sistema neumático general de un malacate marca Ideco, modelo 2100-E:
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.13.10.1.Diagrama neumático del malacate:
1. Válvulas para operar embragues 9. Filtro de aire
2. Consola de control 10. Grifo para purga del aire
4. Manómetro 11 Cilindro cambio transmisión alta a baja
5. Grifo para purga del aire 13, 14, 15,16. Conexiones de placa a manguera
6. Soporte de válvula de relevo 19. cilindro operar freno corona 7. Rotosellos 20. valvula toggle opera freno corona 8. Válvulas de relevo
Tabla.13.10.1.Listado neumático del malacate:
13.11.- Fallas más comunes y su corrección
Normalmente al inicio de la perforación de un pozo petrolero el malacate principal ya
se le efectúo un diagnóstico general de todas sus partes componentes y
posteriormente su mantenimiento correspondiente para que en un desgaste normal
no se tenga la necesidad de hacerle una reparación que requiera la suspensión de
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
operaciones de la perforación, pero por cualquier falla por desgaste prematuro de
sus partes, se observa que los tambores de frenos principales cuando son por
bandas, se tiene que rectificar y cambiar balatas, así como cambio de componentes
de desgaste, como baleros, sellos, rotorseal, coples, partes de embragues, etc; su
corrección es el cambio de partes dañadas.
Cuando las operaciones de la perforación se complican, ya sea con pescado o
descontrol de pozos, el malacate es operado a excesivas cargas y en el caso de una
pegadura de tubería a veces es necesario operar herramientas de pesca, como
martillos, hace que el malacate sufra desgaste de las partes como frenos o
embragues que es necesario su reemplazo.
13.12.- Manejo del manual de partes
Debido a que en la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos se ha tenido la
adquisición de malacates reconocidos por su marca y modelo, se le ha suministrado
los manuales de Mantenimiento, así como el de partes por parte del distribuidor que
hace que el personal de campo haya adquirido una experiencia muy aceptable con
respecto al uso y manejo de manuales de partes de malacates, principalmente en los
talleres, que es donde se hace los mantenimientos correctivos o reparaciones
generales que se tienen que desarmar y armar los malacates completamente, el uso
de partes para solicitud de refaccionamiento así como el uso de dibujos o planos en
el armado o ensambles de flechas, transmisiones, etc.
328
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
13.13.- Aplicación de la carta de mantenimiento
Mantenimiento rutinario Frecuencia de aplicación diaria
Actividades: Las que se relacionan con el malacate, estipuladas en el programa
diario de mantenimiento del operario de 2° Mantenimiento Mecánico Eqs. de
perforación.
Inspección y verificación. Frecuencia de aplicación mensual Actividades:
1.0.- Verificar condiciones del sistema de lubricación en general inspeccionando los
siguientes puntos:
1.1.- Cadenas
1.2.- Graseras
1.3.- Líneas de lubricación
1.4.- Boquillas aspersoras
1.5.- Bomba de lubricación
1.8.- Acoplamientos
1.7.- Presión de aceite (30-40 Lbs/Pulg²)
1 .8.- Lubricadora del sistema neumático
1.9.- Fugas de lubricante (tolvas, sellos)
2.0.- Verificar sistema fe enfriamiento de los tambores de frenos principales y freno
auxiliar (FEM) inspeccionando:
2.1.- Caja de empaques (Stuffing Box)
2.2.- Mangueras (Entrada, Tambores, Salida)
2.3.- Válvulas
2.4.- Presión del agua de enfriamiento (50 Lbs/Pulg²)
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
330
2.5.- Condiciones del agua de enfriamiento (especificadas en guía técnica
correspondiente)
2.6.- Fugas de agua.
3.0.- Verificar condiciones de los tambores, cinchos y balatas del freno principal,
inspeccionando, midiendo y registrando:
3.1.- Desgaste y condiciones de tambores tomando como referencia. Las
siguientes tablas y dibujos:
MALACATE: MARCA Y MODELO
DIÁMETRO ORIGINAL DE TAMBORES
DESGASTE MÁXIMO
PERMISIBLE
MEDIDA DESGASTE
ACTUAL Ideco 2100-E 58 Pulg. 7/8 Pulg.
National 1625-DE 62 Pulg. ½ Pulg.
National 1320-UE 54 Pulg. ½ Pulg.
National 110-UE 50 Pulg. ½ Pulg.
Emsco CE-3000 54 Pulg. 1 Pulg.
Emsco E-HOIST II 54 Pulg. 11/16 Pulg.
Emsco C-2 Tipo II 54 Pulg. 11/16 Pulg.
Tabla.13.13.1.Formato de desgaste de tambores del malacate:
Figura.13.13.1.Desgaste de frenos del malacate:
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
MALACATE: MARCA Y MODELO
TAMBOR DEL FRENO PRINCIPAL
DIMENSIÓN “A” DIMENSIÓN “B” DIMENSIÓN “C”
CM. Ideco 2100-E 58” 7/8” 56 ¼”
National 1625-DE 62” ½” 61”
National 1320-UE 54” ½” 53”
Tabla.13.13.2.Dimensiones de tambor del malacate:
3.2.- Verificar aspecto de la superficie de fricción de los tambores
inspeccionando y registrando:
CONDICIÓN MODERADO SEVERO Rayado …………….. ………… Ranurado …………….. ………… Ondulado …………….. …………
3.3.- Verificar desgaste y condiciones de las balatas de acuerdo a la tabla:
MALACATE: MARCA Y MODELO
ESPESOR DE LA BALATA NUEVA
DESGASTE MÁXIMO PERMISIBLE
CM. Ideco 2100-E 11/4” ½”
National 1625-DE 11/2” 5/8”
National 1320-UE 11/2” 5/8”
Tabla.13.13.3.Espesor de balatas de malacate:
3.4.- Verificar sujeción apropiada de las balatas.
3.5.- Verificar y registrar aspecto de las balatas.
3.8.- Verificar y registrar condiciones de los cinchos:
Torcidos Fracturados Abocardados
………… …………….
………………
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
4.0.- Revisar articulaciones del freno principal, inspeccionando y registrando
condiciones de:
4.1.- Pernos, chavetas y seguros.
4.2.- Carretillas.
4.3,- Chumaceras.
4.4.- Cuñas y cuñeros.
4.5.- Resortes
4.6.- Tornillos y tuercas de ajuste de los cinchos de frenos
4.7.- Baleros o bujes de la extensión de la palanca de frenos
4.8.- Horquillas de la extensión de la palanca de frenos
5.0.- Verificar calibración del sistema de freno principal (nivel de balancín, calibrar
carretillas a 1/8”, ajustar resortes).
6.0.- Verificar que no existan fugas de aire en el sistema.
7.0.- Verificar que no existan vibraciones o ruidos anormales
7.1.- Revisar anclaje y nivelación del malacate
8.0.- Verificar condiciones del acoplamiento del freno auxiliar (FEM), inspeccionando
los siguientes puntos:
8.1.- Collarín
8.2.- Cople deslizante
8.3.- Cople macho lado malacate
8.4.- Cople macho lado freno auxiliar
9.0.-verificar condiciones de operación del sistema de protección de la corona.
9.1.- Registrar fecha de la última prueba dinámica.
Mantenimiento menor Frecuencia de aplicación, trimestral Actividades: Incluye las especificadas en inspección y verificación además:
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.0.- Cambio del aceite lubricante (SAE-40)
1.1.- Limpiar carter
1.2.- Limpiar pichanchas o filtro
1.3.- Revisar bomba de lubricación (de Catarina y de transmisión)
2.0.- Revisión de catarinas y cadenas de transmisión, inspeccionando y registrando:
2.1.- Condición de catarinas (dientes rotos, desgastados. uso de ½ paso)
2.2.- Enchavetado de eslabones
2.3.- Eslabones fracturados
2.4.- Pernos desgastados
2.5.- Alineación de catarinas
3.0.- Revisión de acoplamientos de mordazas de las velocidades, verificando:
3.1.- Calibración de articulaciones del actuador del cambio de velocidades
3.2.- Condiciones del collarín (desgaste en la guía)
3.3.- Lubricación del collarín
4.0.- Verificar condiciones de operación de los embragues de alta y baja
comprobando:
4.1.- Estado y operación de válvulas de relevo
4.2.- Estado de las líneas
4.3.- No existencia de fugas por el diafragma
4.4.- Muelles
4.5- Sellos rotatorios
4.6.- No existencia de fugas de aceite hacia el embrague
4.7.- Condiciones y desgaste de los tambores y discos: alta y baja
Si la superficie del tambor esta ranurada o desgastada, deberá remaquinarse el
desgaste máximo de tambres y discos. No deberá exceder el anotado en las
siguientes tablas:
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
MEDIDA DEL ELEMENTO
ESPESOR MINIMO PERMITIDO DE LA BALATA
DESGATE MAXIMO PERMITIDO EN EL DIÁMETRO DEL TAMBOR
38VC1200 3/8” 3/16”
42VC1200 3/8” ¼”
Tabla. 13.3.4. Embragues Airflex Series: 38VC1200 Y 42VC1200
Embrague de baja de malacates National 1320-DE y 1625-DE, modelos: 36-C y 42-B respectivamente
El desgaste de los discos de fricción en estos embragues puede verificarse midiendo
el movimiento del niple no. de parte 622864 en el cuerpo del embrague. (N° de parte
622856-A para el 36-C y N°. 619258 para el 42-B). Cuando el embrague es nuevo, el
niple se mueve 3/16” cuando desembraga y después embraga. Cuando el
movimiento del niple es de 9/16" se recomienda reparar el embrague.
Movimiento del niple de drenaje
Embrague nuevo: 3/16" desembragar a embragar.
Reemplazar discos de fricción: 9/16” desembragar a embragar.
4.8.- Condiciones y desgaste de las balatas de acuerdo a la tabla:
Ubicación Embrague Balata nueva
Balata reemplazo
Desgaste permisible
E. alta 1320-DE
Dy-A-Flex 40”x10”
5/8” 3/8” 3/8”
E. alta 1625-DE
46”x10” 5/8” 3/8” 3/8”
Carrete sondeo 28”x5-1/4” 11/32” 3/8” 3/8”
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Ubicación Embrague Balata nueva
Balata reemplazo
Desgaste permisible
E. Rt 24”x 5-1/4” 28”x 5-1/4”
7/16” 11/32”
3/8” 3/8”
Freno inercia
Fawick 14C400
7/32” 3/8” 3/8”
E. baja 1320-DE
36-C 3/8” 3/8” 3/8”
E. baja 1625-DE
42-B 3/8” 3/8” 3/8”
Tabla. 13.3.5. Desgastes permisibles embragues malacates National
5.0.- Revisión del sistema de protección de la corona comprobando:
5.1.- Válvula TOGGLE (con extensión)
5.2.- Válvula de relevo
5.3.- Válvula de tres vías
5.4.- cilindro o actuador (horquillas, pernos, palanca)
5.5. - Mangueras y conexiones
5.6.- Riel
Mantenimiento mayor Frecuencia de aplicación semestral ACTIVIDADES: Incluye las específicas en "mantenimiento menor" además:
1.0.- Comprobación de condiciones de baleros. (Verificar el juego radial utilizando
gato o palanca, medir tolerancias con calibrador de hojas o indicador de carátula).
2.0.- Inspección del carrete ranurado “Lebus" (fracturas, desgastes).
2.1.- Condiciones placas de desgaste.
2.2.- Condiciones de roles de rebote del cable de acero y calibración de los
mismos.
3.0.- Verificación de acoplamientos de los motores de C.D.
3. 1.- Comprobación de alineamiento de los motores de C.D.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
4.0.- Comprobación de alineamiento del freno auxiliar.
4.1.- efectuar medición del entre-hierro del freno auxiliar (en los seis orificios
de inspección).
Especificaciones Modelo 6032 Modelo 7838
Entre-Hierro nominal 0.040” a 0.050” 0.055” a 0.080”
Entre-Hierro máximo permisible 0.070” 0.090”
Tabla. 13.3.6. Especificación entrehierro de frenos Electromagnéticos
4.2.- Verificar condiciones de baleros y sellos de grasa del freno auxiliar.
5.0.- En equipos con malacate de sondeo integrado al principal, desarmar los
cabrestantes de apretar y quebrar, revisar baleros, sellos, pastas de fricción,
diafragma, resortes, etc., armar y ajustar al torque requerido.
6.0.- desincrustar el sistema de enfriamiento de acuerdo al procedimiento.
Unidad: malacate de Sondeo
Mantenimiento rutinario. Frecuencia de aplicación diaria Actividades: Las que se relacionan con el malacate de sondeo estipuladas en el
programa diario mantenimiento del operario de 2° Mantenimiento Mecánico eqs. de
perforación.
Inspección y verificación Frecuencia de aplicación mensual Actividades:
1.0.- verificar condiciones del sistema de lubricación en general inspeccionando los
siguientes puntos:
1.1.- bomba de lubricación
1.2.- boquillas
1.3.- líneas de lubricación
1.4.- graseras
1.5.- acoplamientos
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.8.- cadenas
1.7.- presión de aceite (30-40 lbs/pulg.)
1.8.- lubricador del sistema neumático
1.9.- fugas de lubricante (tolvas, sellos)
2.0.- verificar sistema de frenado, inspeccionando:
2.1.- articulaciones
2.2.- palancas
2.3.- ajustadores
2.4.- resortes
2,5.- balatas: registrando desgastes y condiciones de las mismas.
2.6.- tambores
2.7.- ajuste en general tambores
3.0.- Verificar operación del sistema neumático, inspeccionando y comprobando:
3.1.- válvulas de control en la consola del perforador.
3.2.- operación del embrague del carrete de sondeo.
3.3.- operación del embrague de la rotaria.
3.4.- operación del freno de inercia de la rotaria.
3.5.- operación de los cabrestantes de quebrar y apretar.
3.6.- condiciones de manómetros y mangueras en general en la consola del
perforador.
4.0.- revisar condiciones de crucetas de barra cardan.
5.0.- corregir fugas de aceite en general por tolvas o sellos.
Mantenimiento menor Frecuencia de aplicación trimestral Actividades: Incluye las especificaciones en “inspección y verificación”, además:
1.0.- cambio del aceite lubricante (SAE-40)
1.1.- limpiar carter
1.2.- limpiar pichanchas o filtro
337
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.3.- revisar bomba de lubricación (catarina y cadena de transmisión)
2.0.- revisión de catarinas y cadenas de transmisión.
3.0.- verificar enfriamiento de tambores de frenos del carrete de sondeo.
Mantenimiento mayor Frecuencia de aplicación semestral Actividades: Incluye las especificadas en “mantenimiento menor" además:
1.0.- Comprobación de condiciones de baleros, (verificar el balero radial utilizando
gato o palanca tolerancias con calibrador de hojas o indicador de carátula).
2.0.- desarmar los cabrestantes de quebrar y apretar y revisar: baleros, sellos, pastas
de fricción, diafragmas, resortes, etc., Armar y ajustar al torque requerido.
Apretar quebrar …………... ……………
338
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
14.- FRENO AUXILIAR
14.-1.- Principales características
Debido a los grandes pesos que se manejan en la operación de la perforación de
pozos, es indispensable que sean con las condiciones máximas de seguridad para el
personal operativo, el pozo y la instalación o sea el equipo de perforación. Es por eso
que paralelamente a que el sistema de frenado del malacate principal se diseñó para
frenar los pesos que se manejan, es importante que se utilicen lo menos posible,
para tenerlos siempre en condiciones, y como es un freno mecánico, el desgaste
permanente cuando se utiliza, es por eso que se diseño el freno auxiliar, para que en
la operación de meter la sarta de perforación para continuar perforando, es donde se
utilizar el freno auxiliar y detiene la sarta en un 85%, para posteriormente utilizar el
freno del malacate para completar la parada de la sarta. El freno auxiliar esta
acoplado al malacate por medio de un cople flexible que hace una continuación de la
flecha principal. Por la constitución del freno auxiliar, su desgaste es mínimo y su
operación es muy eficiente para este tipo de pesos. Teniendo los cuidados de
mantenimientos preventivos correspondiente y utilizando el sistema de enfriamiento
eficiente el freno auxiliar se puede utilizar sin problema durante toda la intervención
en la perforación.
Existen dos tipos de freno auxiliar en los equipos del Unidad de Perforación y
Mantenimiento de Pozos que a continuación se describen: los frenos Hidromáticos y
los frenos electromagnéticos.
La función del freno auxiliar es ayudar a frenar las cargas severas a que se somete el
malacate absorbiéndolas de tal manera que disminuye el desgaste del freno principal
por la fricción entre balatas y tambores o entre discos y balatas en los frenos de
discos. El freno auxiliar no es capaz por si mismo de detener completamente la sarta,
por lo que el perforador debe de bajar la misma a una velocidad que le permita frenar
todo el peso en caso de falla de freno auxiliar.
339
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
14.2.- Tipos de Freno Auxiliar
Los frenos Hidromáticos:
Se instala acoplado a la flecha principal del malacate por un embrague de sobre
marcha (over running), que permite frenar durante el descenso y liberar durante el
ascenso, cuando el rotor permanece estacionario y no ejerce ningún esfuerzo.
Consta de un rotor montado de una flecha, dentro de una carcaza que esta llena de
agua. Ver figura. El agua que está dentro del freno se resiste al movimiento del rotor.
Esto hace desminuir la rotación de la flecha del tambor principal del malacate
ayudándolo a frenar. El perforador puede variar la fuerza del frenado variando el nivel
del agua dentro del freno por medio de una válvula de control.
La energía del movimiento convierte el frenado hidrodinámico en calor, igual que en
el freno principal, el agua se calienta durante el frenado. Normalmente esta agua es
la misma que se utiliza en el enfriamiento de los frenos principales del malacate,
debe ser agua dulce y libre de substancias extrañas tales como arena, que dañan
prematuramente el freno. Esta agua caliente retorna al depósito de agua principal del
equipo, para enfriarse.
Mantenimiento:
El uso del freno hidromático depende de su sistema de circulación de agua por lo
que debe de revisarse y mantenerse en buenas condiciones sus líneas y válvulas.
Además de verificar periódicamente, si existe corrosión o incrustación. Revise el nivel
de agua en forma periódica y no olvide que la temperatura máxima de operación es
de 82° C (180° F).
340
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.14.2.1.Corte transversal freno hidrodinámico
Los frenos electromagnéticos:
Existen dos modelos de frenos electromagnético, el 6032 para malacates hasta 1500
HP y el 7838, para malacates de 2000 a 3000 HP.
El freno electromagnético proporciona un frenado auxiliar para el malacate del equipo
de perforación. Este frenado se produce de forma totalmente eléctrica, sin el auxilio
de frenos de fricción, anillos deslizantes u otro componente de desgaste. El
enfriamiento del freno se hace con agua.
14.3.- Principios de operación del Freno Electromagnético Cuando un conductor de hierro se mueve a través de un campo magnético
estacionario, se producen corrientes circulantes en el conductor de hierro en un
ángulo de 90° ó perpendicular al plano del campo magnético original.
341
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Estas corrientes circulantes, llamadas “corrientes de Eddy”, a su vez producen un
campo magnético pero con una polaridad opuesta al campo magnético estacionario
original. Estos dos campos magnéticos se oponen a cualquier movimiento del
conductor de hierro. Solamente ejerciendo energía puede obligarse al hierro a
moverse a través del campo magnético estacionario. Si el conductor de hierro
permanece estacionario, no se generan corrientes de Eddy. Debe haber movimiento
del conductor de hierro para que se produzcan corrientes de Eddy ó campos
magnéticos opuestos. La resistencia de los conductores de hierro a moverse dentro
del campo magnético es el principio de operación del freno.
Si al conductor de hierro se le da forma cilíndrica como un rotor y se coloca un
magneto cerca de ese rotor, esta es la configuración básica de el freno Elmagco.
Agregando más campo magnético (más de una bobina) ó agrandando el rotor, se
incrementa la resistencia al movimiento.
Las corrientes inducidas en el rotor de hierro normalmente producen una cantidad
significativa de calor cuando el rotor es forzado a girar venciendo las fuerzas
magnéticas en oposición. Este calor en el rotor es indeseable y debe ser removido,
esto se hace por medio de un flujo estable de agua, el paso del rotor por el agua
evita que el rotor se sobrecaliente y se dañe.
Cuando un dispositivo tal como un malacate se acopla al freno, el freno restringe
cualquier movimiento del dispositivo durante el tiempo en que las bobinas
magnéticas estén energizadas. La magnitud del flujo magnético producido por las
bobinas, determina cuanta fuerza de frenado se generará a determinada velocidad.
Modificando la fuerza del campo magnético, la magnitud del frenado puede
incrementarse ó reducirse para una velocidad dada.
Finalmente, el flujo magnético desarrollado por un magneto depende de los amper-
vueltas de la bobina. Ya que el número de vueltas de las bobinas es fijo, variando la
cantidad de corriente (amperes) en ellas, se varía la magnitud del frenado.
Para resumir brevemente la operación del freno, cuando el tambor gira dentro del
capo estacionario, al estar acoplado al malacate, se inducen corrientes, cuyo valor
depende de la magnitud del campo, que a su vez producen en el tambor un capo
342
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
opuesto al original, por las leyes del magnetismo, estos campos se atraen
mutuamente lo que crea un par de frenado en el tambor (100,000 Lbs-Pié a 50
RPM). Las corrientes en el tambor liberan energía calorífica en proporción al
cuadrado del valor de las corrientes desarrolladas en el tambor. El tambor absorbe
esta energía calorífica, la cual es disipada por transferencia directa al agua de
enfriamiento. Así, el ciclo de conversión de potencia mecánica a eléctrica y térmica,
se completa.
MALACATE MODELO CARGA MAXIMA TONELADAS MARCA MODELO POTENCIA DE FRENO 8 LINEAS 10
LINEAS 12 LINEAS
NATIONAL 1625-DE 3000 HP 7838 282 360 444 NATIONAL 110-UE 1500 HP 6032 129 177 218 C.EMSCO C2 TIPO-II 2000 HP 7838 220 303 373 C.EMSCO CE-3000 3000 HP 7838 282 360 444 IDECO E-2100 2000 HP 7838 245 328 418 IDECO CM-2100 2000 HP 7838 245 328 418 IRI 1500-E 1500 HP 6032 N.A. 177 218
Tabla.14.3.1. Capacidad de frenado con freno auxiliar Electromagnético
14.4.- Especificaciones del Freno Electromagnético Especificaciones eléctricas Cada freno tiene cuatro bobinas (Figura 14.4.1). Cada bobina esta hecha de alambre
magneto con aislamiento de dacrón, vidrio y silicio, y procesado en múltiples ciclos
de barnizado, impregnación al vacío y horneado, ando como resultado un aislamiento
tipo “H”, que excede la demanda por temperatura en operación normal. Las cintas
aislantes inorgánicas, barnices de silicio y aislamientos dan como resultado un
aislamiento total de excelente calidad, las bobinas dan lecturas de infinito a tierra con
Megger de 500 volts. Los aislamientos de silicio envejecen muy bien, y las bobinas
continuarán midiendo infinito después de años de servicio si se tiene cuidado de
mantener los conjuntos de respiraderos en buenas condiciones.
343
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Especificaciones mecánicas Los baleros del freno son esféricos de rodillos y están considerablemente
sobredimensionados para la carga requerida. Si el freno está correctamente alineado
con el malacate, la única carga sobre los baleros es el peso del conjunto de flecha y
rotor, ya que la atracción magnética cuando el freno esta activo es radialmente igual.
El freno Modelo 7838 mide 78 pulgadas de altura y 38 pulgadas de ancho y pesa
aproximadamente 14 toneladas. En operación normal, un freno estandar desarrolla
10,000 libras-pié de torque a 50 RPM.
Figura.14.4.1.Corte de freno auxiliar
Especificaciones del Sistema de enfriamiento El freno modelo 7838 requiere 150 galones por minuto de agua (Figura 14.3.2), con
un tanque de almacenamiento de 200 barriles para asegurar que la temperatura del
344
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agua a la salida del freno no exceda 160° F (70° C). La temperatura máxima
recomendada para el agua de entrada es 100° F (55° C). El sistema de enfriamiento
requiere agua de buena calidad, relativamente libre de minerales. El sistema usa
conexiones de 2 pulgadas NPT para la entrada de agua y no menos de 4 pulgadas
en la descarga. Si la dureza de agua utilizada es alta el agua debe tratarse
químicamente de manera similar que la utilizada en motores de combustión interna.
Figura 14.4.2. Sistema de enfriamiento
14.5.- Recomendaciones de mantenimiento
Se deberá de hacer una inspección periódica de las condiciones del freno y un
registro de estas, en un formato similar al sugerido al final del tema.
Lubricación Para mantener el volumen del lubricante, agregue aproximadamente 2 onzas de
grasa a la cavidad de cada balero cada 24 horas, o antes de cada viaje de tubería.
345
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Se deberá de utilizar grasa de buena calidad, base litio o sodio adecuada para
baleros de bolas o rodillos.
Drenes y respiraderos El freno está provisto de respiraderos para la cavidad de las bobinas en la cara
superior de los magnetos (Figura.14.4.1.) y drenes diametralmente opuestos en la
parte inferior.
Estos drenes y respiraderos deben inspeccionarse periódicamente para asegurarse
que estén limpios permitan libre acceso al aire, para evitar la condensación y
prevenir la acumulación de humedad en as cavidades de las bobinas.
Entrehierro Si hay alguna corrosión ó erosión en el claro entre el conjunto del rotor y las caras
polares de los conjuntos de magnetos, debido al uso de agua de mala calidad, la
distancia de este claro se incrementará gradualmente hasta un punto en el cual el
par de frenado se verá reducido.
El claro o entrehierro se comprueba retirando los tapones de inspección (6) en las
caras exteriores del freno. El claro debe medirse asegurándose que no hay depósitos
en las caras que alteren la medición.
En un freno nuevo, el entrehierro tiene una dimensión entre 0.050” y 0.060”
Alineamiento del freno El desalineamiento radial y angular entre flechas acopladas directamente origina
incremento de la carga sobre los baleros y vibración, aún cuando el acoplamiento se
haga por medio de coples flexibles. El alineamiento de las flechas llega a ser
especialmente crítico si el acoplamiento opera a alta velocidad.
Desalineamiento angular.- El desalineamiento angular no debe exceder 0.010” de
lectura total del indicador (Figura.14.4.3)
Desalineamiento axial.- La lectura total del desalineamiento axial no debe exceder
0.010” de la lectura total del indicador.
346
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.14.4.3. Desalineamiento en cople: malacate freno auxiliar
Lista de verificación del freno electromagnético
Inspección visual
1.- Ventilación de las cavidades de las bobinas
Revisado: Si____ No____ Abierto_____ Obstruido_____
2.- Indicador de rebose (Chismoso)
Revisado: Si____ No____ Abierto_____ Obstruido_____
3.- Revisión de cables eléctricos
Buenas condiciones_____ Malas condiciones_____
347
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
4.- Medición del entrehierro
Revisado: Si____ No____ ________milésimas
5.- Alineamiento del cople
Revisado: Si____ No____ Cumple_____ No cumple_____
348
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15.- SISTEMA DE IZAJE
15.1.- Características de los equipos de izaje
El sistema de izaje de un equipo de perforación es un conjunto de unidades que
trabajan juntas. En forma breve una maquina simple hace una de las siguientes
funciones.
Figura.15.1.1 Sistema de Izaje
1. Convierte energía de una forma a otra, todo aquello que se mueve utiliza energía
mecánica, esta es el tipo de energía más importante en el sistema izaje. Un ejemplo
de conversión de energía es la de un generador que convierte energía mecánica en
energía eléctrica y la de un motor eléctrico que convierte energía eléctrica en
mecánica.
2. Transferir energía de un lugar a otro, el tambor del malacate, trasfiere energía
mecánica (movimiento) a la polea viajera.
349
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
3. Controlar la energía. Una maquina puede controlar la energía mecánica de tres
formas diferentes para hacerla más accesible,
• Acoplarla o desacoplarla, esto puede hacerse por medio de un embrague o
mecanismo de engranes.
• Invertir su dirección. Un conjunto de poleas puede cambiar la dirección o
movimiento de un cable de rectilíneo a giratorio o viceversa.
Figura.15.1.2 Partes componentes del Sistema de Izaje
• Cambiar su fuerza. La potencia es una combinación de fuerza y velocidad,
estas están siempre relacionadas, si aumenta una disminuirá la otra, para mantener
la misma potencia. Ejemplo cuando esta manejando en la carretera plana, lleva su
350
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
vehículo a la velocidad máxima, pero cuando va subiendo una colina, la transmisión
cambiara a una relación más baja, para incrementar la fuerza del vehículo
disminuyendo su velocidad. Las trasmisiones de engranes son un tipo de mecanismo
utilizados para cambiar la relación de fuerza y velocidad.
Componentes principales del sistema de izaje. La torre o mástil soporta a la corona
y la polea viajera, cada una compuesta por un conjunto de poleas ranuradas.
Soporta también la sarta de perforación por medio del gancho, acoplado en la parte
inferior de la polea viajera. El malacate anclado en el piso, en la parte inferior del
mástil. El cable de perforación guarnido, llamado línea de perforación y el ancla de la
línea muerta,
Torre o mástil: Torre o mástil son de acero y se eleva sobre el piso de perforación,
se ven muy parecidas pero se utilizan en diferentes capacidades. Una torre es una
estructura semipermanente cuyas cuatro piernas se asientan en las cuatro esquinas
del piso de perforación y deben ser desarmadas para cambiar de localización. Por
otra parte el mástil es una estructura normalmente en “A” que se asienta sobre el
piso de perforación o a nivel de suelo. Este puede ser telescopiado, doblado o
desarmado para su transporte. Las torres y mástiles deben soportar muchas
toneladas del peso de la sarta por lo que son muy fuertes. Las torres se utilizan
principalmente en equipos costa afuera y los mástiles principalmente en tierra.
Corona y polea viajera: son dos conjuntos de poleas ranuradas que se colocan, la
corona en la parte superior de la torre o mástil y la polea viajera que se desplaza
hacia arriba o hacia abajo por medio del cable de perforación hacia el centro del
pozo. El cable de perforación formado de alambres de acero de calidad especial
vienen en diámetros de 7/8” hasta 2” y se suministra en un carrete de
aproximadamente 1500 mts.
El cable de perforación va desde el carrete de suministro a través de ancla de la
línea muerta hasta la corona a través de una polea ranurada, pasa a la polea viajera
para ser guarnido desde 6 hasta 12 líneas según se requiera y de ahí al tambor del
malacate. La parte del cable que va del ancla a la corona recibe el nombre de línea
muerta, la porción del cable que va del malacate a la corona se denomina línea
rápida.
351
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El malacate es una de las piezas más pesadas y complejas del equipo y contiene
todos los mecanismos tales como: tambor, frenos, embragues, transmisión, etc., que
el perforador controla desde una consola, ubicada a un lado del piso de perforación.
15.2.- Cartas de mantenimiento
Las cartas de mantenimiento de los sistemas de izaje, están diseñadas para cada
una de las unidades que los integran en los equipos de perforación y corresponden a
la marca, modelo y número de serie de sus componentes, indicándose en ellas la
periodicidad y tipos de mantenimiento que deben efectuarse a las poleas viajeras,
ganchos, coronas y uniones giratorias.
15.3.- Ajustes más comunes
El centro del pozo es el punto de referencia y eje de toda la instalación del equipo,
por lo que la sola estructura y mástil deberán estar alineados y nivelados respecto al
centro del pozo, entre los ajustes más comunes tenemos: alinear y nivelar el mástil,
cambio de la guía estabilizadora (murciélago) del cable de la línea rápida, verificar o
reparar las placas laterales del tambor principal del malacate, verificación del
ranurado de las poleas de la corona y de la polea viajera, verificar y ajustar
ranurados de poleas con respecto al diámetro del cable. El ajuste de las poleas de la
polea viajera o de la corona se desarrollan cuando el equipo esta desmantelado, con
las unidades componentes a nivel del suelo para hacerlo y que será necesario por el
tiempo de vida de los componentes.
352
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
15.4.- Fallas más comunes
Desgaste prematuro del cable de perforación, el cable se muerde en el tambor,
ranurado lebus desgastado, tacones de rebote gastados, rodillos de hule de rebote
fuera de especificación
15.5.- Unión giratoria, reemplazo y calibración del tubo lavador, sistema de empaque a uniflex.
Unión giratoria (Swivel).
La unión giratoria es una parte muy importante del equipo que nos permite pasar el
lodo proveniente de las bombas de una parte fija (cuello de ganso) a otra que esta
girando (flecha) y por medio de un pasaje interior llegar a la sarta de perforación.
Funciones: La unión giratoria tiene tres funciones principales:
1. Soportar el peso total de la sarta durante la perforación.
2. Permitir que gire la sarta.
3. Proporcionar un paso para el lodo de perforación al interior de la sarta.
La unión giratoria puede girar a más de 200 RPM. Soportar cargas cientos de
toneladas, (entre mas velocidad tenga va disminuyendo su capacidad de carga) y
permitir que el lodo tenga presiones mayores de 4000 PSI (27,500 Kilo páscales).
Peso aproximadamente la mitad de la mesa rotaria pero soporta la misma carga y la
misma velocidad de rotación pero además el flujo del gran volumen de lodo que pasa
atreves de ella.
Las Juntas Giratorias se fabrican para que den muchos años de servicio libre de
contratiempos. Pero, al igual que con otros equipos bien diseñados y de precisa
fabricación, lo que se invierte en sus juntas giratorias rinden más mediante
mantenimiento adecuado y programado.
353
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Guía de consulta sobre mantenimiento para lograr que sus juntas giratorias rindan
prolongado servicio, económico rendimiento y seguras operaciones.
Importante observación de seguridad: Antes de removerle piezas a la junta giratoria. SIEMPRE pare las bombas del lodo y alivie la presión de la manguera. ADVERTENCIA: Si no se observan las precauciones ni las advertencias anotadas en esta publicación, los resultados pueden ser daños de la propiedad, serias heridas e incluso muerte del personal. Uso de Unión giratoria con top drives La reciente aplicación de juntas giratorias en combinación con top drives crea
responsabilidades adicionales para el usuario de esas juntas. En esos casos, las
juntas son especialmente sensibles a su alineación con el impulsor de tope y a la
alineación del equipo viajero con el recinto del pozo.
Si la combinación de junta giratoria e impulsor de tope queda desalineada, el vástago
de la junta se somete a esfuerzos de flexión inversa y la conexión con la caja del
vástago de la junta se fatiga aceleradamente.
Cuando usa junta giratoria en operaciones con impulsor de tope, el usuario debe
cerciorarse de que el vástago de la junta quede debidamente alineado con la línea de
centro real del recinto del pozo.
Las operaciones con impulsor de tope también aumentan notablemente el número de
cargas cíclicas que se le aplican a la junta giratoria. Dicho incremento se debe a que
la junta giratoria se usa para subir y bajar cargas cuando la sarta de perforación se
introduce en el pozo o se saca de él.
A causa del aumento de las cargas cíclicas, los fabricantes recomiendan usar juntas
giratorias cuya clasificación sea un grado más alto que la del impulsor de tope en
uso. Por ejemplo: si la clasificación del impulsor de tope es de 454 tons, métricas
(TM.) -500 tons. -, la de la junta giratoria debe ser de 590 TM. (650 tons). La junta
354
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
355
giratoria más grande suele resultar en más larga duración efectiva del cojinete de
empuje.
Inspección y mantenimiento de juntas giratorias: rápida guía de consulta del API Inspeccione la junta ciñéndose a las recomendaciones RP-8B del API y de las
publicaciones de NATIONAL-OILWELL.
Mantenimiento. 1. Mantenga limpia la junta giratoria.
2. Cubra con grasa el área de desgaste
de la garganta del asa.
3. Lubrique los pasadores del asa, los
sellos de aceite, el cojinete superior y
la empaquetadura.
4. Verifique el nivel del aceite, de
acuerdo con las recomendaciones del
fabricante.
5. Cambie el aceite en los intervalos que indique el fabricante.
6. Remueva el óxido y proteja la junta contra la intemperie según ser requiera
7. Inspeccione y apriete los retenedores
Preparativos para el uso de la junta giratoria Antes de que la junta giratoria salga de la fábrica se somete a ensayos de carga y de
funcionamiento para cerciorarse de que dé máximo rendimiento en el campo. La
alineación del tubo lavador y el juego del extremo de la camisa se verifican para
comprobar que tengan las tolerancias (despejos) que se recomiendan.
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Su junta giratoria se despacha con el conjunto del prensaestopas del tubo lavador
debidamente instalado y engrasado. El substituto va instalado pero apenas
ligeramente apretado. A la espiga (rosca macho) del substituto se le pone un
protector de roscas y los pasadores del asa y del cojinete superior de empuje se
engrasan bien.
Se recibe su junta giratoria con el cojinete de empuje y el cojinete radial de abajo
"secos," apenas con una delgada película de aceite protector de la corrosión. Aunque
el inhibidor debe proteger las superficies durante tres a seis meses, recomendamos
que cuelgue la junta por el asa y que la llene tan pronto sea posible con aceite del
tipo debido y en la cantidad adecuada. NO permita que su junta permanezca
almacenada "en seco" por mucho tiempo.
Antes de poner la junta en operación.
PRECAUCION: Antes de usar la junta giratoria, el depósito de aceite se debe llenar con lubricante para engranajes. Use:
AGMA EP-5 a más de 10°C. (50°F.) AGMA EP-4 a menos de 16°C. (60°F.) Engrase el conjunto de empaquetadura del tubo lavador antes de poner a funcionar
la junta. Con las bombas del lodo apagadas, engrase cada 8 horas.
Cuelgue la junta giratoria por el asa y remueva el tapón de la varilla de medir el
aceite. Quite el tapón de drenaje para desalojar la condensación y los residuos del
aceite original. Reinstale el tapón de drenaje y llene el cuerpo con el aceite que se
recomienda hasta que el nivel llegue a la marca de llenado máximo en la varilla de
medir, ligeramente apretada a mano. Consulte la página lo relativo a tipos y
capacidades de lubricante.
Nota: No use sino aceite nuevo y limpio. Cerciórese también de que en el depósito de aceite no entren lodo ni demás partículas extrañas. PRECAUCION: Antes de poner a funcionar la junta, el substituto se debe apretar conforme se indica en la tabla siguiente. Si no se aprieta bien puede fallar el substituto o vástago de la junta, con el consiguiente peligro de heridas e incluso muertes del personal.
356
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Para lograr una buena conexión, aplique compuesto para roscas de tubería de
perforación y seguidamente enrosque y desenrosque una o dos veces. Asegúrese de
que el anillo O que sella las roscas en la caja de la camisa de la junta giratoria esté
en buen estado y bien sentado en su ranura. Cerciórese también de que los rebordes
de la caja y de la espiga hagan contacto de metal a metal.
El substituto es de rosca izquierda. Al conectarlo con la junta Kelly (flecha), la llave
de contrafuerza debe ponerse siempre arriba del substituto en la camisa de la junta
giratoria. Cada vez que el substituto de la junta giratoria. el grifo de la junta Kelly o el
substituto de desgaste se instalan en la junta Kelly hay que apretar la conexión de la
camisa de la junta giratoria para asegurarse de que la conexión quede hermética.
.
Torsiones (aprietes) de enrosque del vástago de la junta giratoria
La tabla siguiente resume las recomendaciones de torsión (apriete) de enrosque para
los vástagos de juntas giratorias Serie P. Los valores se calcularon mediante el
método indicado en la recomendación RP-7G del API, para inducir esfuerzo de
430.875 KPa (62.500 Ibs/pg2) en las roscas de la caja, según lo indica la
Especificación 7 del API. Los valores suponen que la espiga satisface los requisitos
de la Especificación 7.
Modelo: P-200 P-300 P-400 P-500 P-650 P-750
D.E. del Vástago 6" 6-3/4" 7-3/4" 9" 9" 10"
Conexión Corriente LH 4-1/2" API 5-1/2" API 6-5/8" API 7-5/8" API 7-5/8" API 8-5/8" API
Diámetro Interior 2” 2-1/4" 2-1/2” 3" 3" 3 1/4"
Torsión de Enrosque lbs-pie 23.400 31.500 55.000 83.000 83.000 108.000
(Kg-m) (3.235) (4.355) (7.608) (11.476) (11.476) (14.933)
Diámetro Interior 2-1/4" 2-1/2” 2-13/16" 3-1/4" 3-1/4" 3-3/4”
357
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
358
Modelo: P-200 P-300 P-400 P-500 P-650 P-750
Torsión de Enrosque Ibs-pie 21.600 31.500 53.000 83.000 83.000 108.000
(Kg-m) (2.986) (4.355) (7.328) (11.476) (11.476) (14.933)
Diámetro Interior 2-1/2” 2-13/16" 3" 3-1/2” 3-1/2” 3-3/4”
Torsión de Enrosque Ibs-pie 19.400 31.500 50.000 79.000 79.000 1108.000
(Kg-m) 2,682 4.355 6.913 10.923 10.923 14.933
Diámetro Interior 2-13/16" 3" 3-1/4" 3-3/4” 3-3/4” 4”
Torsión de Enrosque Ibs-pie 16.200 31.500 47.000 74.000 74.000 108.000
(Kg-m) 2.240 4.355 6.498 10.232 10.232 14.933
Tabla.15.5.1 Aprietes del vástago de la unión giratoria
Substitutos.
Los substitutos que se usan entre la junta giratoria
y la junta Kelly son parte de la recomendación RP-
7G del API, en la cual se indica que el factor de
seguridad de la sarta de perforación debe
determinarlo la empresa petrolera. Los fabricantes
recomiendan que los substitutos que se usen más
arriba del piso de perforación tengan un factor de
seguridad mínimo de 2,25 en relación con su
punto cedente.
Esa recomendación se basa en el hecho de que
la falla de un substituto arriba del piso de
perforación es tan intolerable como la falla del
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vástago de la junta giratoria. Por esa razón recomendamos que las clasificaciones
que indicamos en la página siguiente se consideren máximas. El dibujo indica las
dimensiones para los cuadros de las cuatro páginas siguientes.
Selección de substitutos
Los fabricantes recomiendan mantener un margen de seguridad de por lo menos
2.25 en los substitutos de la sarta situados arriba del piso de perforación. Dicho valor
debe basarse en la resistencia a la tensión de los substitutos CLAVES: APIREG =
API corriente; APIFH = API de flujo pleno.
Dimensiones, pg.
(ver dibujo) Pieza No.
Descripción
A B C D E
Clasifica- ción (toneladas cortas)
653801-A 6 5/8 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 3 8 3/4 19 1/2 390 653802-A 7 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 22 615 653803-A 7 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 4 1/8 4 1/8 11 22 460 653804-A 5 1/2 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 2 3/4 2 3/4 9 5/8 20 305 653805-A 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 21 7/8 390 653806-A 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 7 3/4 2 1/4 2 1/4 9 7/16 19 210 653807-A 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIFH 7 5/8 2 5/8 2 5/8 9 1/2 19 205 653808-A 5 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 6 3/4 1 1/2 1 1/2 9 1/2 18 1/4 115 653809-A 5 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 7 1/2 2 1/4 2 1/4 9 9/16 18 3/4 210 653810-A 4 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 7 1/2 2 5/8 2 5/8 9 1/4 18 1/2 320 653811-A 5 1/2 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 2 3/4 2 3/4 16 3/4 27 1/4 305 653812-A 4 1/2 APIFH X 3 1/2 APIREG 6 3/4 1 3/4 1 3/4 8 3/4 16 3/4 100 653813-A 4 1/2 APIREG X 4 1/2 APIFH 6 3/4 2 1/2 2 1/4 8 9/16 17 210 653814-A 4 1/2 APIFH X 4 1/2 APIFH 6 3/4 2 7/8 2 7/8 8 1/2 17 205 653815-A 4 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 6 1/4 2 1/4 2 1/4 8 1/2 16 7/8 210 653816-A 7 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 8 5/8 4 2 1/4 7 13/16 17 1/2 190 653817-A 3 1/2 APIFH X 3 1/2 APIFH 5 2 1/8 2 1/8 8 15 1/2 135 653818-A 3 1/2 APIFH X 4 1/2 APIREG 5 3/4 2 1/2 2 1/8 9 17 135 653819-A 3 1/2 APIFH X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 1/2 2 1/8 9 1/4 18 1/4 135 653820-A 3 1/2 APIFH X 3 1/2 APIREG 5 2 1/8 1 1/2 8 15 1/2 115 653821-A 4 1/2 APIREG X 3 1/2 APIREG 6 1/4 2 1/2 1 1/2 8 16 115 653822-A 5 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 7 3/4 3 3 9 3/4 19 3/4 280 653823-A 6 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 1/4 3 1/2 3 1/2 9 3/8 19 3/4 325 653824-A 7 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 7/8 3 3 11 21 1/2 560 653077 8 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 10 4 3 13 3/4 24 7/8 615
359
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Dimensiones, pg. (ver dibujo)
Pieza No.
Descripción
A B C D E
Clasifica- ción (toneladas cortas)
654355 8 5/8 APIREG X 6 5/8 APIREG 10 4 3 13 3/4 24 3/4 390 654319-A 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 21 7/8 390 49370 6 5/8 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 3 8 3/4 19 1/2 390 49625 7 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 7/8 3 3 11 22 615 49625-1 7 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 7/8 4 1/8 4 1/8 11 22 460 603347 5 1/2 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 2 3/4 2 3/4 9 5/8 20 305 607110 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 21 7/8 390 614554 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 7 5/8 2 1/4 2 1/4 9 7/16 19 210 626916 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIFH 7 5/8 2 5/8 2 5/8 9 1/2 19 205 624512 5 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 6 3/4 1 1/2 1 1/2 9 1/2 18 1/4 115 624513 5 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 6 3/4 2 1/4 2 1/4 9 9/16 18 3/4 210 624514 4 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 6 3/4 2 5/8 2 5/8 9 1/4 18 1/2 320 624515 5 1/2 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 2 3/4 2 3/4 16 3/4 27 1/4 305 627440 4 1/2 APIFH X 3 1/2 APIREG 6 1 3/4 1 3/4 8 3/4 16 3/4 100 627441 4 1/2 APIREG X 4 1/2 APIFH 6 2 1/4 2 1/4 8 9/16 17 210 627442 4 1/2 APIFH X 4 1/2 APIFH 8 2 1/2 2 1/2 8 16 1/2 210 22-025-134 7 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 8 5/8 4 2 1/2 8 17 1/2 190 22-028-115 3 1/2 APIFH X 3 1/2 APIFH 4 5/8 2 1/8 2 1/8 8 15 1/2 135 22-028-116 3 1/2 APIFH X 4 1/2 APIREG 5 3/4 2 1/2 2 1/8 8 16 135 22-028-117 3 1/2 APIFH X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 1/2 2 1/8 8 16 3/4 135 22-028-118 3 1/2 APIFH X 3 1/2 APIREG 4 5/8 2 1/2 1 1/2 8 15 1/2 115 22-024-205 4 1/2 APIREG X 3 1/2 APIREG 8 2 1/2 1 1/2 8 16 115 22-026-098 5 1/2 APIREG X 5 1/2 APIREG 6 3/4 3 3 8 17 1/2 280 600669 6 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 7 11/16 3 1/2 3 1/2 9 3/8 19 3/4 325 600670 7 5/8 APIREG X 6 5/8 APIFH 8 7/8 3 3 11 21 1/2 560 652973 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 7/8 3 3 11 21 7/8 390 22-025-132 7 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 5/8 4 4 8 18 1/2 460 22-025-133 5 1/2 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 5/8 4 3 8 18 305 22-025-135 6 5/8 APIREG X 7 5/8 APIREG 8 5/8 4 3 1/2 8 18 1/4 390 22-024-203 5 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 8 2 1/2 2 1/2 8 17 210 22-024-204 6 5/8 APIREG X 4 1/2 APIREG 8 2 1/2 2 1/2 8 17 1/4 210 22-026-099 5 1/2 APIREG X 6 5/8 APIREG 7 3/4 3 1/2 3 8 17 3/4 305 627421 4 1/2 APIREG X 4 1/2 APIREG 5 7/16 2 1/4 2 1/4 8 1/2 16 7/8 210
Tabla.15.5.2.Selección de substitutos
Programa de mantenimiento Cada 8 horas:
360
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• Al final de este lapso se recomienda engrasar (de una a tres emboladas con
pistola manual) todas las conexiones de engrase.
• Engrase el conjunto de empaquetadura del tubo lavador. Al engrasar no debe
haber presión del fluido de perforación, a fin de que la grasa penetre en todas
las piezas del conjunto.
• Los pasadores del asa se deben engrasar mientras la junta giratoria está en la
ratonera. Cuando el asa está en posición de reposo, la grasa fluye mejor hacia
las superficies que sostienen cargas pesadas.
• Engrase los sellos superiores de aceite.
Diariamente
• Verifique el nivel del aceite con la varilla graduada ligeramente apretada a
mano mientras la junta está en reposo. El nivel debe estar siempre en la
marca máxima. En caso necesario agregue aceite.
Consulte el cuadro de selección de lubricantes para temperaturas ambientales o la
lista de tareas de mantenimiento de la IADC para determinar los tipos adecuados de
aceites de engranajes y de grasas.
Mensualmente:
• Limpie la junta giratoria con manguera y cepillo.
• Examine la conexión de alivio de presión para asegurarse de que funcione y que
no esté dañada ni obstruida. Las juntas giratorias tienen una conexión cargada a
resorte que debe encajar en su sitio al soltarse. Con un cuchillo u otro objeto
afilado, palanquee la conexión hacia afuera para comprobar si se desliza
suavemente. Cámbiela si no funciona bien.
Intervalos para cambiar aceite
361
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
El aceite se debe cambiar cada 1.000 horas de operación
• Para que el aceite fluya mejor, cámbielo mientras esté caliente. Nota: La tapa de
la varilla graduada se debe aflojar para que penetre aire en el depósito de la junta
giratoria a fin de que el aceite fluya mejor. La restricción del flujo en el orificio de
drenaje del aceite puede indicar acumulación de contaminantes que podrían
acortar la duración efectiva de los cojinetes. Si hay mucha acumulación, lave el
sistema con aceite diesel y vuelva a llenar con aceite nuevo.
• Inspeccione los magnetos del tapón de drenaje. Si los magnetos tienen adheridas
partículas de metal es porque posiblemente los cojinetes están muy desgastados.
En tal caso, desarme, limpie e inspeccione debidamente la junta giratoria. Si tiene
alguna duda acerca del estado de los cojinetes, comuníquese con un
representante o consulte el Manual de Servicio correspondiente para hacer las
graduaciones adecuadas.
Si no se observa problemas, simplemente rellene el depósito con aceite nuevo y
vuelva a poner la unidad en operación.
Capacidades y tipos de lubricante.
NOTA: consulte en la lista de mantenimiento de la IADC, lo concertante a los tipos
adecuados de grasa y aceite para engranajes.
Elección de lubricante para varias temperaturas
Aceite para engranajes con inhibidor de corrosión:
Más de 10°C. (50°F.) AGMA EP-5
Menos de 16°C. (60°F.) AGMA EP-4
Grasa multipropósito de base de Litio:
Menos de 0°C (32°F)- NGLI#1
Más de 0°C (32°F)- NGLI#2
Capacidades de aceite
362
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
P-200 10 Galones (USA) 38 Litros P-300 14 Galones (USA) 53 Litros P-400 16 Galones (USA) 61 Litros P-500 24 Galones (USA) 91 Litros P-650 30 Galones (USA) 114 Litros P-750 24 Galones (USA) 91 Litros
Tabla.15.5.3.Capacidades de juntas giratorias
Figura.15.5.3.Sistema de clasificación de Viscosidad
Precauciones para lograr buen mantenimiento y seguridad personal.
Equipo.
Cuando limpie o dé servicio a su junta giratoria, examínela a caza de síntomas de
desgaste o de daños, especialmente en:
• El asa o el cuello de ganso.
• El anillo O de la conexión roscada del cuello de ganso.
• El apoyo del cuello de ganso o el cuerpo de la junta giratoria.
363
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• Los insertos de caucho (hule) del apoyo del amortiguador del enlace del
elevador.
• La camisa o substituto incluso la ranura de alivio de esfuerzos de las roscas
de la caja (rosca hembra) del vástago.
Cada vez que se inspecciona la tubería de perforación, o por lo menos antes de
perforar formaciones profundas o después de haber perforado unos 15.000 m.
(50.000 pies) en regiones de perforación somera, examine la caja (rosca hembra) de
la junta superior de la sarta, el substituto de la junta giratoria y demás conexiones de
tubería que queden arriba del piso de perforación. Normalmente, estas inspecciones
las hacen empresas especializadas que poseen el equipo y los instrumentos
adecuados, así como personal debidamente adiestrado. Con la debida aprobación de
la empresa petrolera o del contratista de perforación, cualquiera de los métodos
disponibles suele ser adecuado, ya sea de frecuencias ultrasónicas, de partículas
magnéticas o métodos electromagnéticos de otra clase.
A falta de empresas especializadas, el equipo se debe inspeccionar por el método de
líquidos penetrantes. El limpiador, el líquido penetrante y el desarrollador se pueden
obtener para la inspección por atomización o por inmersión.
La Sociedad Estadounidense de Ensayos de Materiales (ASTM) describe en su
publicación E 165-75 un método de inmersión para efectuar la inspección. Para
interpretar las inspecciones mediante líquidos penetrantes se requiere algo de
entrenamiento.
• Cada vez que examine el aceite, vea si está contaminado. La presencia de
agua. Iodo o partículas sólidas puede indicar que es tiempo de cambiarlo y de
lavar el sistema aunque hayan transcurrido menos de 1.000 horas de servicio
desde el último cambio.
• Las fugas de lodo de perforación alrededor del recinto del prensaestopas del
conjunto empacante del tubo lavador indican que es necesario cambiar y
reempacar el conjunto.
364
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• Examine la conexión del substituto con la junta giratoria para comprobar si ha
sentado bien (adecuado contacto de metal a metal) a fin de que las roscas no
se dañen ni fallen.
• Después de efectuar operaciones de percusión, inspeccione los cojinetes
principales para determinar si se han dañado.
• Almacene siempre la junta giratoria en posición vertical y llénela con aceite
nuevo para evitar la corrosión de los cojinetes.
• SIEMPRE pare las bombas y desfogue la presión de la manguera antes de
removerle piezas a la junta.
• A causa de la alta presión de las bombas del lodo, mantenga la cadena de
seguridad conectada, del cuerpo de la junta giratoria a la manguera rotatoria.
Si la manguera llega a soltarse puede ocasionar serias heridas personales e
incluso fatalidades.
PRECAUCION: No mueva de un sitio a otro la junta giratoria conectada con la junta
Kelly, o sea cuando se ha alistado para ponerla en operación y antes de conectarle la
manguera rotatoria. Arme la junta Kelly con sus bujes impulsores y suspéndala sobre
el buje maestro de la mesa rotatoria; embone en la caja (conexión hembra) del tope
de la junta Kelly la espiga (rosca macho) del substituto de la junta giratoria y use
llaves de tubería de perforación para apretar la conexión.
No trate de conectar la junta giratoria con la Kelly cuando permanece en el piso de la
cabria, en la pasarela, en la rampa o en cualquier posición que no sea vertical.
No acueste la junta Kelly mientras esté conectada con la junta giratoria. Desconecte
la junta giratoria cuando esté suspendida sobre los bujes impulsores que se apoyan
en la mesa rotatoria. Una vez hecho esto, la junta giratoria y la Kelly se pueden
guardar por separado. El indebido manejo puede resultar en roscas cruzadas, daño
de la unión roscada y desmedidos esfuerzos conducentes a fallas del equipo.
PRECAUCION
365
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Los materiales que se usan para fabricar las juntas giratorias son adecuados para
ambientes de gas agrio (ácido sulfhídrico), pero SOLAMENTE si el lodo de
perforación se controla conforme lo especifica la Asociación Estadounidense de
Ingenieros de Corrosión (NACE) en su norma MR01-75, Revisión de 1984, Parágrafo
11.2 y especialmente el subparágrafo 11.2.2, que dice:
"11.2.2. El ambiente de perforación se controla manteniendo adecuadamente la
columna hidrostática y la densidad del fluido de perforación para minimizar la entrada
de fluidos de la formación. Tal objetivo se logra por uno o más de los métodos
siguientes:
(1) manteniendo el pH en 10 ó más alto para neutralizar el ácido sulfhídrico en la
formación que se perfora;
(2) usando despojadores químicos de azufre; y
(3) usando lodo de perforación de fase continua de aceite".
Si el ambiente de perforación no se controla como se indica arriba, el resultado
puede ser el agrietamiento de ciertos componentes de la junta giratoria, a causa de
los esfuerzos ocasionados por el ácido. Las grietas, a su vez, pueden conducir a
fallas y éstas a serias heridas personales y daños materiales.
PRECAUCION: No trate de esmerilar, limar ni bruñir el asa de la junta giratoria para hacerla casar con un gancho dado. La modificación del asa reduce su capacidad de carga y puede cambiar sus propiedades metalúrgicas. El resultado bien puede ser un serio accidente, causante de heridas personales o fatalidades y daños materiales. No trate de modificar el gancho para hacerlo casar con el asa de la junta giratoria. Si lo hace, la capacidad de carga del gancho se reduce. La compatibilidad de combinaciones varias de junta giratoria y gancho se debe revisar con el fabricante del equipo respectivo si se anticipa o se observa cualquier problema.
Cambio de empaque del tubo lavador.
Para simplificar el reempaque, el fabricante ofrece tres juegos de repuestos para el
tubo lavador. Para las juntas giratorias Modelos P-200 a P-650, escoja el 703429-
G1U, el -G2U; o el -G3U. Para juntas Modelo P-750, use el 703774-G1U, el -G2U ó
el -G3U. Para minimizar el tiempo de paro, lo aconsejable es tener a la mano uno de
esos juegos.
366
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• El G1 U es un conjunto completo para cambiar toda la unidad. Normalmente,
sólo se debe tener en el equipo de perforación uno solo juego de repuesto de
esta clase.
• El G2 U contiene una empaquetadura nueva, dos anillos O y un juego de
espaciadores. El G2U se necesita si se nota que los espaciadores viejos están
muy desgastados para usarlos de nuevo.
• El G3 U solo contiene la empaquetadura y los anillos O. Este suele ser el
juego que más se necesita para reempacar el conjunto del tubo lavador de la
junta giratoria.
Nota: El tubo lavador debe cambiarse si se ve desgastado o agrietado en el área de
la empaquetadura y si tiene deslaves o cortes por erosión de fluido. Para esos casos
lo prudente es tener a la mano un tubo lavador de repuesto.
Para los modelos P-200 a P-650, los conjuntos de empaques 703429-G1U/G2U/G3U para el tubo lavador se muestran en la tabla siguiente:
Cantidad No. Pieza Número
Descripción G1U* G2U G3U+
1 649355-A Tubo lavador 1 2 649358-A Espaciador 1 1 3 649361-A Tuerca de empaquetadura, tubo lavador 1 4 612984-U Juego de empaques (5 anillos) 1 1 1 6 649356 Anillo Retenedor 1 7 639357 Tuerca Retenedora 1 8 649359 Espaciador Central 2 2 9 649360 Espaciador Inferior 1 12 7817600-348 Anillo O, ARP-568-348 2 2 2
Tabla.15.5.4.Conjunto de empaques para tubo lavador *Juego completo de empaques, +Empaques y anillos “O”solamente.
367
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.15.5.4. Determinar el conjunto de empaques
Para el modelo P-750 los conjuntos de empaques 703774-G1U/G2U/G3U se muestran en la siguiente tabla:
Cantidad No. Pieza Número
Descripción G1U* G2U G3U+
1 653055-A Tubo lavador 1 2 653046-A Espaciador 1 1 3 653047 Tuerca, Empaquetadura del tubo lavador 1 4 653058 Juego de empaques (5 anillos) 1 1 1 5 653057 Anillo Retenedor 1 6 653048 Tuerca Retenedora 1 7 653049 Espaciador Central 2 2 8 653050 Espaciador Inferior 1 9 7817600-359 Anillo O, 2 2 2
Tabla.15.5.5. Conjunto de empaques para tubo lavador
368
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.15.5.5. Determinar el conjunto de empaques
Como remover y reemplazar en cualquier junta giratoria Tipo P, el conjunto Uniflex de empaquetadura del tubo lavador.
Figura 15.5.6. Conjunto de prensaestopas de 3”
369
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Remoción
1. Desenrosque la caja del prensaestopas (G) y su tuerca retenedora (D)
golpeando las orejas con martillo (rosca izquierda).
2. Empuje al mismo tiempo la caja del prensaestopas (G) y la tuerca (D) asta
que queden a ras con el tubo lavador (F). remueva la junta giratoria todo el
conjunto.
Inspección.
1. Deslice la caja del prensaestopas (G) para sacarla del tubo lavador (F) y
remueva las conexiones de engrase (J). Retroceda el tornillo de sujeción (M)
unas dos o tres vueltas. Remueva de la caja la empaquetadura y los
espaciadores.
2. Remueva el anillo (aro) de resorte (A) del tope del tubo lavador y quite el anillo
retenedor (C) y la empaquetadura (E).
3. Remueva los empaques (E) y los anillos O (B) de los espaciadores (C, H, K, y
L). Quite bien el lodo y la grasa que tengan los espaciadores, la tuerca fiadora
(D) y la caja del prensaestopas (G).
4. Inspeccione todas las piezas a caza de excesivo desgaste, corrosión o
deslave. Examine el anillo retenedor (C) para ver si las estrías y la ranura
están muy desgastadas. Inspeccione el tubo lavador (F) y cámbielo si está
desgastado o agrietado.
370
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.15.5.7. Conjunto invertido de empaquetadura
Cómo armar.
1. Instale la nueva empaquetadura seca (E) en el anillo retenedor (C), conforme se
indica en la Figura 15.5.6. Llene bien con grasa las cavidades situadas entre el labio
de la empaquetadura y cada espaciador. Quite el anillo de resorte del nuevo tubo
lavador y cuidadosamente deslice el anillo retenedor y la empaquetadura sobre el
lado ranurado del tubo lavador. Reinstale el anillo de resorte y deslice la tuerca
retenedora (D) sobre el tubo lavador y el anillo retenedor.
2. Instale una nueva empaquetadura seca (E) en los espaciadores (H), (K) Y (L).
Empaque manualmente con grasa las cavidades que forma el labio de la
empaquetadura con su correspondiente espaciador. Sitúe los espaciadores como se
ve en la Fig. 15.5.7. y nuevamente empaque con grasa las cavidades internas.
PRECAUCION: No engrase los espaciadores por fuera ni el prensaestopas (G) por dentro. Esas superficies deben quedar limpias y secas.
371
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
3. Sostenga el nuevo conjunto de empaquetadura sobre el prensaestopas invertido
(bocarriba) conforme indica la Figura 15.5.7. y alinee el orificio (P) con el hueco
abocardado (Q). Cuidadosamente introduzca el conjunto en el prensaestopas. Instale
la conexión de engrase (J) y apriete el perno retenedor (M) hasta que su cabeza
siente en el hueco abocardado. El extremo del perno debe quedar debajo del reborde
del espaciador (L), sin apoyarse sobre él.
4. Empuje sobre el tubo lavador el conjunto de la caja de prensaestopas, con el lado
angosto de primero, hasta que quede a ras con el extremo de dicho tubo.
5. Instale anillos O nuevos (B) en las caras de los espaciadores de arriba y de abajo,
según muestra la Fig. 15.5.6. Ponga una capa de grasa espesa para evitar que los
anillos O se desprendan durante la instalación. Levante completamente el tubo
lavador y el conjunto del prensaestopas y sitúelos encima de la camisa de la junta
giratoria. Enrosque la tuerca retenedora (D) y la caja del prensaestopas (6). Apriete
hasta que haya contacto de metal a metal, martillando ligeramente las orejas.
Instrucciones para inspecciones.
(Juntas giratorias con conjuntos de empaque Uniflex).
La satisfactoria duración de la empaquetadura depende de la debida alineación del
tubo lavador. Ejecute periódicamente el siguiente procedimiento para comprobar la
alineación del apoyo entre la camisa y el cuello de ganso.
372
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura 15.5.8. Inspección en taller
Instrucciones.
Ponga la base del indicador en el apoyo del cuello y sitúe el indicador en el tope de la
camisa. Suba y baje la camisa y anote la lectura total del indicador en la posición (A).
Figura.15.5.9. Inspección en campo
373
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Sujete la base del indicador magnético, o un dispositivo fiador improvisado, a la
camisa o al prensaestopas. Haga girar la camisa 360° y anote la lectura total del
indicador (suma de las posiciones B, C y D).
Figura.15.5.10. Inspección en campo
Tolerancias recomendadas.
Figura 15.5.8. Al apoyo del asa se le deben poner cuñas para obtener el despejo
requerido del cojinete, de 0,001" a 0,003". Verifique el despejo subiendo y bajando la
camisa. La desalineación máxima permisible del recinto del apoyo del cuello de
ganso es de 0,008".
Figura.15.5.9. La desalineación máxima permisible del piloto del cuello es de 0,010".
Figura.15.5.10. La desalineación máxima permisible del tubo lavador ya instalado es
de 0,010".
La inspección puede revelar desalineaciones que exceden los límites recomendados.
Los conjuntos de empaquetadura Uniflex se han diseñado para tolerar la
desalineación de la camisa con relación al cuello y funcionan con algo de excesiva
374
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
desalineación. Para lograr máxima duración de la empaquetadura, sin embargo, la
desalineación del tubo lavador debe mantenerse dentro de los límites recomendados.
Lista de mantenimiento. Juntas giratorias Tipo 'P' Por IADC Programa de lubricación
Figura 15.5.11. Inspección de programa de lubricación
FRECUENCIA SITIO TIPO PROCEDIMIENTO Diariamente A Grasa multiuso de base
de litio 1 a 3 embaladas con pistola (pasadores del asa)
Diariamente B Grasa multiuso de base de litio
1 a 3 embaladas con pistola (sellos superiores de aceite)
Diariamente C Grasa multiuso de base de litio
1 a 3 embaladas con pistola (conjunto de empaquetadura)
Diariamente D Lubricante AGMA EP (de Presión Extrema) para engranajes
Verifique nivel del fluido en reposo. con la varilla de medir apretada a mano
Cada mil hrs E Lubricante AGMA EP (de Presión Extrema) para engranajes
Drene el aceite, lave y re-llene con aceite nuevo
Tabla.15.5.6. Programa de Inspección de lubricación SELECCION DE LUBRICANTE SEGUN LA TEMPERATURA AMBIENTAL Grasa multiuso de base de litio: Menos de O' C (32' F).NLGI #1; más de O' C (32' F). NLGi #2. .. Aceite para engranajes con inhibidor de corrosión: Menos de 16' C (60' F). AGMA EP-4 Suave; más de 10' C (50' F). AGMA EP-5 Suave.
375
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
P-200 10 Galones (USA) 38 Litros P-300 14 Galones (USA) 53 Litros P-400 16 Galones (USA) 61 Litros P-500 24 Galones (USA) 91 Litros P-650 30 Galones (USA) 114 Litros P-750 24 Galones (USA) 91 Litros
Tabla.15.5.7.Capacidad de lubricación MANTENIMIENTO DURANTE LAS OPERACIONES FRECUENCIA SITIO PROCEDIMIENTO Cada Mes 1 Vea si la conexión de alivio de presión (lado opuesto de
la conexión de engrase) está dañada o atascada. Cada 1000 hrs
2 Examine los magnetos del tapón de drenaje (las partículas de metal pueden indicar excesivo desgaste de los cojinetes).
Tabla.15.5.8. Programa de Mantenimiento EMPAQUETADURA DEL TUBO LAVADOR Al cambiar la empaquetadura del tubo lavador, cerciórese de poner nuevos anillos O
arriba y abajo del sistema de empaque y de que. al terminar. la instalación quede
como se ve en el dibujo de la izquierda. Examine todas las piezas a caza de excesivo
desgaste, corrosión o deslaves, especialmente en las estrías del anillo retenedor y en
la ranura del anillo de resorte. Antes de poner en servicio la unidad. empaque grasa
a mano en las cavidades que forma el labio de la empaquetadura con sus
respectivos espaciadores.
MIDIDAS DE PRECAUCION
Cerciórese de que la conexión del substituto de la junta giratoria haga contacto de
metal a metal (debe quedar bien apretada para evitar daños o fallas).
La restricción de flujo en el dren indica acumulación de contaminantes que pueden
acortar la duración de los cojinetes. Desarme la junta giratoria, límpiela e
inspecciónela. Engrase los pasadores mientras el asa está en reposo para que la
grasa penetre en las áreas que sostienen cargas pesadas.
376
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Después de efectuar operaciones de percusión, vea si se han dañado los cojinetes
principales.
Guarde siempre la junta giratoria en posición vertical y llena de aceite nuevo para
evitar la corrosión.
Nota: Consulte el manual de servicio para más detalles de mantenimiento.
Suministro de juntas giratorias Tipo P para toda condición de perforación
Las juntas giratorias Tipo P se han diseñado especialmente para usarlas en equipos
de perforación que trabajan bajo adversas condiciones y con lodo a presiones altas.
La NATIONAL-OILWELL fabrica un surtido de seis modelos de juntas giratorias serie
P, con clasificaciones de carga estática de 181 a 689 toneladas métricas (200 a 750
tons.). Las de los Modelos P-200 a P-650 tienen conductos para el fluido de 3
pulgadas. Los cuellos de ganso se someten a prueba hidrostática a 68.940 Kpa.
(10.000 Ibs/pg2.) para presión máxima de trabajo de 34.570 Kpa. (5.000 Ibs/pg2.).
Las del Modelo P-750 tienen conducto para el fluido de 4 pg. Y sus cuellos se
prueban hidrostáticamente a 77.557 Kpa. (11.250 Ibs/pg2.), para presión máxima de
trabajo de 51.705 KPa. (7.500 Ibs/pg2.).
377
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.15.5.12. Componentes de la unión giratoria
Distintivos.
Las juntas giratorias tienen los siguientes distintivos:
• Cojinete principal de forma especial para que rinda máxima duración efectiva.
• Cuello de ganso de acero de aleación tratado al calor, resistente a altas
presiones del fluido de perforación.
• Cuello con apoyo más eficaz y más rígido para mantener la alineación.
• Prensaestopas de acero de aleación tratado al calor y con tuerca piloto para
asegurar la plena alineación del tubo lavador con la empaquetadura.
• Cuerpo de dos piezas con amortiguador integral de enlace y sección inferior
removible.
378
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• Asa de acero de aleación de alta resistencia con pasador equipado con bujes
de bronce para minimizar el desgaste.
• Cojinete radial inferior con golilla interior extendida que hace las veces de
camisa reemplazable de desgaste para los sellos de aceite.
Especificaciones y dimensiones
P-750 P-650 P-500 P-400 P-300 P-200
. . 13 - 24,000 8 - 15,000 6 - 9,000 4 - 7,000 Escala de profundidades, pies (m.)
(3960-7310) (2430-4570) (1820-2740) (1210-2130)
Clasll. API de cojinetes, tons. cortas 619 452 335 268 183 129
Clasificación comparativa de carga muerta. toneladas cortas
750 650 500 400 300 200
11,000 6,600 5,670 4,690 3,500 2,600 Peso aproximado, lbs. (Kg.)
(4989.5) (2993.7) (2571.9) (2127.3) (1587.6) (1179.3)
Capacidad de aceite. ga!. (lItros) 24 (90.9) 31 (117.3) 24 (90.9) 18 (68.1) 15 (56.8) 11 (41.6)
Longitud total sin la espiga 10'3 5/a" 8'4 V4" 8'V2" 7'8 Vz" 7'50/4" 6'10 7/a"
del sub, pg. (mm.) (3140.0) (2292.3) (2451.1) (2350.0) (2280.0) (2105.0)
Longitud tolal con la espiga 11 '10 1fa " 9'80/4" 9'5" 8'10%" 8'3V4" 8'6 Va" del sub. pg. (mm.) (3629.0) (2965.4) (2870.2) (2708.2) (2521 .0) (2594.0)
55W' 42W' 34V4" Anchura lolal, pg. (rnrn.) (1403.4)
45" (1143.0)(1080.0)
39" (990.6) 35 W' (895.4) (870.0)
2413/16" 23" 22" 21" 21" 19" Despejo del gancho, pg. (mm.)
(630.2) (584.2) (558.8) (533.4) (533.4) (482.6)
Diám. de rosca inlegral rápida 7" 6" 6" 6" 6" 6"
del cuello de ganso, pg. (mm.) (177.8) (152.4) (152.4) (152.4) (152.4) (152.4)
Dlám.. paso del fluido, pg. (mm.) 4" (101.6) 3" (76.2) 3" (76.2) 3" (76.2) 3" (76.2) 3" (76.2)
Dlám del asa en la curva. pg. (mm.) 8" (203.2) 6'14" (171.4) 6W' (158.8) 5'14" (146.1) 5W' (158.8) 4 W' (114.3)
Dlám. de la espiga del asa, pg. (mm.) 6" (152.4) 5W' (139.7) 5" (127.0) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4"(101.6)
Radio del asa, curva del gancno, pg. (mm.) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3) 4 W' (114.3)
Diám. del vástago. extr. Inl.. pg. (mm.) 10" (254.0) 9" (228.6) 9" (228.6) 7 '14" (196.9) 6'14" (171.5) 6" (152.4)
Rosca izquierda, extremo inferior del 8 %" REG 7%" REG 7%" REG 6%" REG 5 W' REG 4W'F.H. vástago, pg. (rnrn.) (219.0) (193.7) (193.7) (168.3) (139.7) (114.3)
. 6 o/a" or 75/a" 6 5/8" or 7 o/a" 65/a" or 4 V2" 65/8" or 4 V2" 6 0/8" or 4 V2"
Espiga corriente API del sub, derosca 7%" (193.7) (168.3) (168.3) (168.3 (168.3 (168.3 izquierda, pg. (mm.) or (193.7) or (193.7) or 114.3) or 114.3) or 114.3)
Presión hldrostátlca de prueba. 11,250 10,000 10,000 10,000 10,000 10,000 Ibs/pg2. (Kg/cm2.) (791.0) (703.0) (703.0) (703.0) (703.0) (703.0)
Limite aproximad de presin 7,500 5,000 5,000 5,000 5,000 5,000
de trabajo, Ibs/pg . (Kg/cm ) (527.3) (351.5) (351.5) (351.5) (351.5) (351.5)
Tabla.15.5.9. Especificaciones y dimensiones . Cualquier profundidad prevista actualmente.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
380
Tabla.15.5.10. Dimensiones. pulgadas (mm.). P-750 P-650 P-500 P-400 P-300 P-200
8" 6 %" 6Yo" 50/4" 5 Yo' 4Y," A
(203.2) (171.4) (158.8) (146.0) (133.4) (114.3) 73" 56 Y," 55 Yo" 53 %" 53 %" 51 Yo"
B (1854.2) (1435.1) (1403.4) (1365.2) (1365.2) (1301.8)
42%" 37" 35" 33" 300/4" 27 Yo" e
(1082.7) (939.8) (889.0) (838.2) (781.1) (689.0) 130/4" 11" 11" 80/4" 9 y.' 9 Yo"
D (349.2) (279.4) (279.4) (222.2) (241.3) (235.0) 24 ,o/,." 23" 22" 21" 21" 19"
E (630.2) (584.2) (558.8) (533.4) (533.4) (482.6) 480/,." 33Y," 33 Yo" 323/0' 32 %' 32 Yo"
F (1224.0) (850.9) (844.6) (832.0) (832.0) (819.2)
28%" 25 Yz" 23 %' 22" 20 %' 18%" G
(1719.1) (647.7) (603.3) (558.8) (527.1) (460.4) 4 Y," 4 y.' 4 Y.' 4Y," 4 Y," 4 Y,"
H (114.3) (114.3) (114.3) (114.3) (114.3) (114.3) 45 %" 32 Y.' 31 Y," 31 Y.' 31 Yo" 31 Yo"
I (1152.5) (825.5) (800.1) (800.1) (793.8) (79.8) 55 Yo' 45" 42 Yo' 39" 35 Yo' 34 Yo"
J (1403.3) (1143.0) (1073.2) (990.6) (895.3) (895.3)
K 0/0"(9.5) 0/0"(9.5) 0/0"(9.5) 0/0"(9.5) 3/0" (9.5) %" (9.5)
16" 16" 16" 14" 11 Yo' 10 Yo' L
(406.4) (406.4) (406.4) (355.6) (285.8) (260.4)
18.000" 18.000" - 18.000" 16.000" 13.250" 12.250"
17.990" 17.990" 17.990" 15.990" 13.240" 12.240" M (457.2) (457.2)" (457.2) (406.4) (336.6) (311.2)
(457.0) (457.0) (457.0) (406.1) (336.3) (310.9)
22 Y," 17%" c. 16 %" 17 %" 17 %" 16Yo"
N (571.5) (441.3) (416.0) (441.3) (441.3) (412.8) 247/,." 210/4" 21%" 21 Y.' 21 y," 21 %"
P (620.7) (552.5) (549.3) (546.1) (546.1) (542.9)
10" 9" 9" 73/0' 60/4" 6" Q
(254.0) (228.6) (228.6) (197.0) (171.5) (152.4) 10" 87,1." 8 'lo" 70/4" 7 %" 60/0"
R (254.0) (225.4) (225.4) (197.0) (197.0) (171.45)
NOTA: En este cuadro, los puntos separan los decimales.
15.6.- Inspección de la corona
La inspección de la corona en el equipo en operación durante el proceso de la
perforación de un pozo petrolero, se efectúa por personal especializado, observando
sus partes componentes estáticas y en movimiento, periódicamente con una lista de
verificación y analizando el movimiento de las poleas, el deslizamiento del cable,
desnivelación o desgaste anormal. No es posible en esa altura hacerles pruebas no
Figura.15.5.13. Determinación de Dimensiones
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
destructivas a las soldaduras de las placas componentes, ya que esto se efectúa con
la corona a nivel del piso o en el taller especializado correspondiente. Diariamente se
observa su funcionamiento cuando se engrasa los baleros y la verificación periódica
mencionada. Si por esta verificación se determina que alguna falla determinada, esta
en peligro la integridad humana de los que laboran el equipo, el pozo y las
operaciones, se suspende el equipo y se baja la corona para la verificación del daño
y la reparación necesaria.
15.7.- Verificación de las poleas de la corona
Como se analizó anteriormente la verificación de las poleas de la polea viajera se
hace por observación periódica en el movimiento del cable al deslizarse en la
operación normal o si fuera alguna falla por algún desgaste excesivo, un rozamiento
peligroso con respecto el cable, se determina su nivelación o ajuste arriba, se
espera la terminación del pozo, la terminación de una etapa para bajar la corona o lo
que sea necesario buscando siempre la seguridad de la cuadrilla, el pozo y la no
suspensión del equipo innecesariamente.
15.8.- Dispositivo protector de corona (Crown-o-matic)
Figura.15.6.1. Dispositivo de seguridad de corona
381
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Es el sistema neumático de freno de seguridad de la corona; con este dispositivo se
evita que la polea viajera en su movimiento ascendente golpee la parte inferior de la
corona en las operaciones de meter o sacar tubería. Debido a los frecuentes
accidentes por esta operación, se determinó desarrollar una práctica constante de
verificación para que esté operando satisfactoriamente; esto debido que al armar o
desarmar herramienta de la sarta de perforación, la altura de sus componentes
(estabilizadores y lastrabarrenas) obliga a desactivar la válvula actuadora, por lo que
se deberá de activarla nuevamente.
15.9.- Lubricación de la polea viajera
La lubricación de la polea viajera se efectúa diariamente con el engrase de baleros
por personal de la cuadrilla de perforación buscando la libranza de acuerdo a las
operaciones que se estén desarrollando.
Comprobar el desgaste de las poleas, verificación del desgaste de los cojinetes se
efectúa cada terminación del pozo o doce meses. El intercambio de las poleas se
desarrolla cada dos años.
15.10.- Operación y ajustes del gancho
La potencia que se utiliza en el gancho (HP) de la polea se representa como:
Peso en el gancho (lbs) x Velocidad del gancho (pies/seg)
Potencia al gancho (HP) = Wg (lbs) x Vg (pies/seg)/33,000
Ej.: para un peso de 200000 lbs y una velocidad de la tubería d 90 pies/min con
una eficiencia del 80% que potencia de malacate se requiere?
HP teórica = (200,000 x 90)/33,000 = 545.5
Como se tiene una eficiencia del 80% la potencia requerida será:
382
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
HP requerida = 546/0.80 = 682.5
La capacidad del malacate es de 683 HP
Nota: para una potencia determinada, la carga levantada es inversamente
proporcional a la velocidad de levantamiento.
V1/V2 = W2/W1
Esto significa que:
A velocidad menor – mayor capacidad de carga
A velocidad mayor – menor capacidad de carga
Potencia al gancho. (sistema métrico)
Do
Eje
se
Ps x dH.P. = T x 75
nde:
H.P. = Potencia la gancho, en H.P.
Ps = Peso de la sarta de perforación, en kg.
d = Distancia recorrida, en m.
T = Tiempo para sacar una lingada, en seg.
75 = Constante.
mplo:
Peso de la sarta de perforación, 110.0 ton.
Altura del piso al changuero, 27.0 m.
Tiempo para sacar una lingada, 45 seg.
110.000 x 27 H.P. = = 880/H.P. 45 x 75Para el caballaje en las máquinas, al caballaje obtenido agregue el 30% que
considera como perdidas mecánicas, causadas en las transmisión desde el motor
383
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
hasta el gancho, se considera un 15% de perdidas del motor al malacate y un 15%
en la misma transmisión del malacate, en las poleas y cable hasta el gancho.
15.11.- Manejo del manual de partes
El suministro de los manuales de Mantenimiento, así como el de partes por parte del
distribuidor de cada una de los componentes del sistema de izaje garantiza el manejo
en campo y en los talleres correspondientes muy aceptable de manuales de partes,
principalmente en los talleres, que es donde se hace los mantenimientos correctivos
o reparaciones generales que se tienen que desarmar y armar completamente, el
uso de partes para solicitud de refaccionamiento así como el uso de dibujos o planos
en el armado o ensambles.
384
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
16.- BOMBA KOOMEY 16.1.- Principales características
Bomba Koomey: Unidad para operar preventores
El sistema de control que acciona el arreglo de preventores, permite aplicar la
potencia hidráulica suficiente y confiable para operar todos los preventores y válvulas
hidráulicas instaladas. Las prácticas recomendadas API RP–16E del Instituto
Americano del Petróleo y el Reglamento del Servicio para el Manejo de Minerales
(MMS) establecen los requerimientos que se deberán tener en cuenta para la
selección de una adecuada unidad de cierre en función al tamaño, tipo y número de
elementos hidráulicos que serán operados para lograr un cierre.
Los elementos básicos de un sistema de control son:
• Deposito almacén de fluido • Acumuladores • Fuente de energía – unidades de cierre • Consolas de control remoto • Válvula de control para operar los preventores
PARTES QUE COMPONEN LA CONSOLA DE CONTROL REMOTO
• Manómetro de acumuladores
• Manómetro de presión de aire
• Operar preventor anular.
• Operar preventor ciego.
• Línea de matar.
• Manómetro del múltiple.
• Manómetro preventor anular.
• Regulador de preventor anular.
• Válvula de presión baja.
• Válvula de seguridad.
• Operar preventor arietes.
• Línea de estrangulador.
• Gabinete. Figura.16.1.1.Tablero de control remoto para operar preventores
385
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.16.1.2.Partes de la unidad acumuladora Koomey
386
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Tabla.16.1.1.Partes de la unidad acumuladora Koomey
No PARTES No PARTES
1.- Acumuladores. 21.- Manómetro en el sistema acumulador.
2.- Válvulas aisladoras. 22.- Filtro para fluido en el sistema
acumulador.
3.- Válvula de seguridad del banco de
acumuladores. 23.- Válvula reguladora y reductora de presión.
4.- Filtro en línea suministro de aire. 24.- Manómetro en el múltiple de distrlbución
de fluido.
5.- Lubricador de aire. 25.- Ramlok para aislar la válvula reductora de
presión.
6.- Manómetro en línea de aire. 26.- Válvula reguladora y reductora impulsada
por aire.
7.- Interruptor de presión hidroneumático 27.- Manómetro del Preventor anular.
8.- Válvula para aislar el interruptor
hidroneumático. 28.- Válvulas de cuatro vías (Ramloks).
9.- Válvula de suministro de aire a bombas
hidráulicas. 29.- Válvula de purga.
10.- Válvulas de cierre en línea de succión. 30.- Caja de empalme de aire.
11.- Filtros en línea de succión. 31.- Transmisor de presión del Preventor
anular.
12.- Bombas hidráulicas impulsadas por
aire. 32.-
Transmisor de presión del múltiple de
distrlbución de fluido.
13.- Válvulas de retención (check). 33.- Transmisor de presión del sistema
acumulador.
14.- Motor eléctrico y arrancador de bomba
triple. 34.-
Válvula neumática reguladora de presión
Preventor anular.
15.- Bomba triple hidroeléctrica. 35.- Selector regulador de presión del
Preventor anular.
16.- Válvula de cierre en línea de succión. 36.- Válvula de seguridad del múltiple de
distrlbución de fluido.
17.- Filtro en línea de succión. 37.- Tapones del tanque de almacenamiento.
18.- Válvula de retención (check). 38.- Cilindros con Nitrógeno.
19.- Válvula aisladora de la bomba
hidroeléctrica. 39.-
Manómetro del banco de energía
adicional.
20.- Interruptor de presión hidroeléctrica 40.- Válvula maestra del banco de energía
adicional.
387
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1.- Acumuladores. Su presión de trabajo es de 3,000 lb/pg2 y la presión de precarga
con nitrógeno de 1,000 a 1,100 lb/pg2 se tiene que verificar la presión de precarga en
cada botella cada 30 días, las botellas deben contener solamente nitrógeno, ya que
el aire y otros gases pueden causar fuego o explosión.
2.- Válvulas aisladoras del banco acumulador. Normalmente deben estar abiertas.
y cerradas cuando se desee aplicar una presión mayor de 3,000 Lb/pg2 o cuándo
realice pruebas de efectividad de tiempo de respuesta del sistema.
3.- Válvula de seguridad del banco acumulador. Está calibrada para abrir a 3,500
Lb/pg2
4.- Filtro de la línea suministro de aire. Debe limpiarlo cada 30 días
5.- Lubricador de aire. Debe usar lubricante SAE -10 o equivalente y ajustarlo para
que provea seis gotas de aceite por minuto, además de revisarlo Semanalmente.
6.- Manómetro indicador de la presión de la línea de suministro del aire. Rango
de presión de 0 - 300 Lb/pg2
7.- Interruptor de presión automática hidroneumático. Normalmente está
regulado para cortar a 2,900 lb/pg2 en unidades que cuentan con bombas de aire y
bomba eléctrica. Cuándo la presión en el Sistema desciende a 2,700 Lb/pg2
automáticamente permite que el aire fluya y arranque la bomba. Para incrementar la
presión de corte, gire la tuerca que ajusta el resorte de izquierda a derecha y de
derecha a izquierda para disminuirla.
8.- Válvula para aislar el interruptor de presión automático hidroneumático. Normalmente ésta válvula debe encontrarse cerrada. Cuándo se requieran presiones
mayores de 3,000 Lb/pg2, primero cierre la válvula que aísla la bomba eléctrica (19)
gire la válvula (25) hacia la derecha (alta presión) y finalmente abra esta válvula, lo
que permitirá manejar presiones hasta de 5,500 Lb/pg2.
9.- Válvulas para suministrar aire a las bombas hidráulicas impulsadas por aire. Normalmente deben estar abiertas.
10.- Válvulas de cierre de succión. Siempre permanecerán abiertas
11.- Filtros de succión. La limpieza se realizará cada 30 días.
388
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
12.- Bombas Hidráulicas impulsadas por aire. Este tipo de bombas operan Con
125 Lb/pg2 de presión de aire. Cada Lb/pg2 de presión de aire produce 60 Lb/pg2
de presión hidráulica.
13.- Válvulas de contrapresión (check). Su función es permitir reparar o cambiar
las bombas hidroneumáticas sin perder presión en el banco acumulador.
14.- Motor eléctrico y arrancador. El motor eléctrico opera con tensión eléctrica de
220 a 440 voltios, 60 ciclos, tres fases; la corriente requerida depende de la potencia
del motor. El arrancador acciona y para automáticamente el motor eléctrico que
controla la bomba triplex o dúplex; trabaja conjuntamente con el interruptor manual
de sobre control para accionar o parar. El interruptor de control debe estar en la
posición "auto”. (14)
15.- Bomba triplex (o duplex) accionada por motor eléctrico. Cada 30 días se
debe revisar el nivel (SAE-30W). Además se tiene que revisar el nivel de aceite en la
coraza de la cadena (30 ó 40W), el cual debe llegar hasta el tapón de llenado.
16.- Válvula de cierre de succión. Normalmente debe estar abierta
17.- Filtro de succión. Efectúe su limpieza cada 30 días
18.- Válvula de contrapresión (check). Su función es permitir reparar el extremo
hidráulico de la bomba sin perder presión en el Sistema.
19.- Válvula aisladora de la bomba hidroeléctrica. Debe estar abierta
normalmente y sólo tiene que cerrarla cuando vaya a generar presiones mayores de
3,000 Lb/pg2 con las bombas hidroneumáticas.
20.- Interruptor de presión automático hidroeléctrico. El motor de la bomba
hidroeléctrica arranca automáticamente cuando la presión en el banco acumulador
desciende a 2700 Lb/pg2 y para cuando la presión llega a 3,000 Lb/pg2. Al ajustar la
presión de paro del motor eléctrico, quite el protector del tomillo regulador y gírelo en
sentido contrario a las manecillas del reloj para disminuir la presión o en el sentido de
las mismas manecillas para incrementar la presión. Para ajustar la presión de
arranque del motor eléctrico quite la tapa a prueba de explosión, purgue la presión
del sistema a la presión de arranque deseada y mueva la rueda de ajuste hacia
arriba, hasta que el motor arranque.
389
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
21.- Manómetro indicador de la presión en el sistema acumulador. Rango de
presión de 0- 6,000 Lb/pg2
22.- Filtro para fluido en el sistema acumulador. Revisarlo cada 30 días.
23.- Válvula reguladora y reductora de presión. Reduce la presión del Sistema a
1,500 Lb/pg2 para operar los Preventores de arietes y las válvulas con operador
hidráulico.
24.- Manómetro indicador de presión en el múltiple de distribución de fluido. Para ajustar esta válvula, primero afloje la tuerca candado de la manija y gírela hacia
la derecha para incrementar la presión y hacia la izquierda para reducirla,
observando siempre el manómetro al fijar la presión en el regulador del múltiple de
distribución; finalmente, apriete la tuerca candado de la manija. (24)
25.- Válvula para aislar la válvula reductora de presión. Rango de presión de O -
10,000lb/pg2
26.- Válvula reguladora y reductora de presión impulsada por aire. Debe estar
en posición abierta, y cuando se necesiten aplicar presiones mayores de 1,500
Lb/pg2 a los preventores de arietes, gírela a la posición de cerrada, así se aísla la
válvula (23).
27.- Manómetro indicador de presión del preventor anular. Rango de presión de
O -3,000 Lb/pg2.
28.- Válvulas de cuatro vías. Permiten cerrar o abrir los preventores y las válvulas
hidráulicas instaladas.
29.- Válvula de purga. Normalmente debe estar cerrada. Esta válvula debe
mantenerse abierta cuando se precarga las botellas del acumulador.
30.- Caja de empalme de aire. Se usa para conectar las líneas de aire en el
Sistema a las líneas de aire que vienen del tablero de control remoto.
31.- Transmisión de presión neumática para la presión del preventor anular. Ajuste el regulador de presión del transmisor, para que la presión del manómetro del
preventor anular en el tablero remoto sea igual a la del manómetro del Sistema. (27)
32.- Transmisor de presión neumática para la presión del múltiple de fluido. Ajuste el regulador de presión del transmisor, para que el manómetro de los
390
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
preventores de arietes en el tablero remoto registre la misma presión que el
manómetro del Sistema. (24)
33.- Transmisor de presión neumática para la presión del sistema acumulador. Ajuste el regulador de presión del transmisor, para que el manómetro que indica la
presión del acumulador en el tablero remoto registre la misma presión que el
manómetro del Sistema. (21)
34.- Válvula neumática reguladora de la válvula (26). Se utiliza para regular la
presión de operación del Preventor anular. El giro a la izquierda disminuye presión y
a la derecha la incrementa. Vigile siempre el manómetro cuando ajuste la presión.
(27)
35.- Selector de regulador de presión del preventor anular. Se usa para
seleccionar el tablero (unidad o control remoto) desde donde se desea controlar la
válvula reguladora (26).
36.- Válvula de seguridad del múltiple distribuidor de fluido. Está regulada para
que abra a 5,500 lb/pg2.
37.- Tapones del tanque de almacenamiento. Con dos de 4” y se utilizan para
cargar y descargar el fluido de operación. Y observar fugas en las válvulas de 4
pasos RAM-LOCK
38.- Cilindros con nitrógeno. Son la fuente de energía independiente que podrá
utilizarse como ultimo recurso para cerrar el pozo cuando se presente una
emergencia.
39.- Manómetro del banco de energía adicional. Este manómetro deberá tener
como mínimo 80 kg/cm² de N2,
40.- Válvula maestra del banco de energía adicional. Válvula general de N2 que al
abrirla acciona el cierre del conjunto de preventores.
391
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
16.2.- Sistemas de operación
1. La unidad se debe de instalar a una distancia segura (de 100 a 150 pies) del pozo,
para que el personal pueda manejar manualmente los controles, durante un reventón
y/o incendio en el equipo de perforación.
2. De las conexiones de la unidad de control, al preventor y a las conexiones de las
válvulas hidráulicas en el preventor, se deben de instalar tubos o tubería
(preferiblemente enrejados) de suficiente longitud y grosor de pared. Para flexibilidad,
y con las uniones giratorias KOOMEY, use tubería de acero de 1" (extra dura). Con
agua, limpie todas las líneas (tuberías).
3. Abra completamente la válvula de purga, y la válvula o válvulas de cierre de los
acumuladores.
4. Remueva los seguros de las válvulas de precarga del acumulador. Para los
Acumuladores Serie S, atornille el manómetro y el ensamblaje de precarga (No.
73000, Vea sección de componentes y piezas). Atornille la manija en T para
comprobar la precarga de nitrógeno en las botellas del acumulador. Para los
acumuladores Serie G y E, atornille el ensamblaje del manómetro, la manija en T, y
afloje la contratuerca en la válvula de nitrógeno, dos o tres vueltas para obtener una
lectura en el manómetro.
El manómetro debe de indicar una presión de 1.000 lbs/pg2 ± 10%.
Si la precarga del acumulador es baja debido al cambio de temperaturas, conecte el
manómetro y el ensamblaje de precarga (No. 73000), de la botella de nitrógeno al
acumulador; con despacio, para prevenir daño a sus partes internas, abra la válvula
de la botella de nitrógeno hasta que el manómetro indique una presión de 1.000
lbs/pg2., después de que se haya cerrado la válvula en la botella de nitrógeno.
(Vea la grafica para precarga de acumuladores).
Si la precarga del acumulador es muy alta, abra la válvula de purga hasta que la
presión baje a las 1.000 lbs/pg2. Una vez el nitrógeno
llegue a esta presión, apriete la contratuerca en los Acumuladores Serie G y E, y
desatornille la manija en T.
392
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
PRECAUCION: Use siempre Nitrógeno para precarga
5. Llene el tanque de reserva de fluido por entre la abertura de 4” localizada en el
extremo del tanque. Use fluido hidráulico. Llénelo hasta que el fluido llegue a 10” del
tope. Cierre todas las válvulas de aire que van a las bombas neumáticas, como
también el tubo de paso de aire.
Conéctele a la unidad de acumuladores una línea de aire puro (mínimo DI, 1"), si el
sistema es neumático. La presión debe ser de 125 lbs/pg2. Y si el sistema es
eléctrico conecte las líneas eléctricas apropiadas. Asegurese que las
especificaciones eléctricas son las correctas.
Ejemplo: línea de 220 voltios con línea de 220 voltios, etc. El lubricador en el sistema
neumático se debe llenar con aceite lubricante SAE 10.
6. Cierre la válvula hidráulica de purga en la unidad. Asegúrese que todas las
válvulas de succión de las bombas están abiertas, y que las válvulas de cuatro pasos
estén en posición neutral. La válvula de paso debe de estar cerrada.
7. Arranque las bombas eléctricas y/o neumáticas. Una por una abra las válvulas de
aire de las bombas neumáticas, para comprobar su funcionamiento. Las bombas
deben cargar los acumuladores hasta que se obtenga una presión de 3.000
lbs/pg2.Las bombas se pararán automáticamente cuando se obtenga esta presión
(3.000 lbs/pg2.), debido a que los switches se preajustan en la fábrica (ajuste normal).
8. Después de parar las bombas, abra la válvula de purga, y púrguelas hasta que las
bombas empiecen de nuevo a trabajar. Cierre la válvula de purga Y deje que las
bombas recarguen los acumuladores.
9. Compruebe todas las lecturas de los manómetros. El del acumulador debe de
indicar aproximadamente 3.000 lbs/pg2, y el del múltiple 1.500 lbs/pg2.
El manómetro del preventor anular debe indicar
1.500 lbs/pg2 o menos. Si otros máximos de presión se requieren en otros
preventores, será necesario ajustar las válvulas KOOMEY (KR).
393
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
10. Abra y cierre cada preventor y válvula de flujo varias veces, para asegurarse de
que no hay aire dentro de ellos" Examine todas las conexiones y líneas. Aunque la
válvula de cuatro pasos se encuentre en posición cerrada, examine el preventor por
si sólo, para asegurarse de que esté cerrado.
PRECAUCION: Si las líneas se instalan al revés, la válvula aparecerá cerrada,
cuando en realidad el preventor está abierto. Por lo tanto examine cada válvula y
cada preventor.
11. Deje las válvulas en posición abierta, una vez las ha probado.
NOTA: si es necesario cerrar un preventor de reventones tipo ariete con la rueda de
mano, asegurese de que la válvula esta cerrada. También, si los sellos en el
preventor anular entre el recinto del pozo y la cámara de cierre llegasen a fallar,
coloque la manija de la válvula en posición neutral para evitar que la presión del pozo
entre en el tanque de reserva del fluido.
12. Examine el nivel del fluido del tanque de reserva. Si esta bajo, añadir fluido
hidráulico limpio hasta que llegue a 10” del tope del tanque.
13. Instale el tablero principal (eléctrico o neumático) en el piso cerca al área del
perforador. Asegúrelo firmemente.
14. Conecte el tablero principal en el piso cerca de la unidad acumulador KOOMEY
al múltiple y al cable eléctrico o neumático de control remoto. Instale el cable a lo
largo del enrejado de tubería. Las uniones del cable en la unidad y en el panel están
plenamente identificadas para su fácil conexión.
15. Compruebe que todo esté funcionando correctamente. Asegúrese que la tubería
de perforación se encuentre en el preventor tipo anular (cuando efectúe estas
pruebas) para así prolongar el tiempo de servicio del elemento de caucho. Para
manejar el tablero principal, mantenga la válvula de aire principal en posición abierta,
a tiempo que hace funcionar cada preventor y válvula. Cada operación debe durar al
menos 5 segundos.
16. Compare los indicadores en el tablero principal, con las lecturas en los
indicadores de la unidad KOOMEY. Las lecturas deben ser iguales. Para igualar las
394
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
lecturas del tablero principal con las de la unidad KOOMEY, ajuste el regulador de
presión para cada indicador en la unidad.
17. Para comprobar el funcionamiento del regulador del preventor anular con el
tablero principal, accione la manija y de le cinco segundos para que la lectura
aparezca en el indicador.
Tablero Auxiliar de Control Remoto
18. Instale el tablero de control remoto lejos del cabezal del pozo, preferiblemente al
final del depósito de tubería. Asegúrelo firmemente.
19. Conecte el cable eléctrico o neumático al tablero y a la unidad KOOMEY, en
forma tal que esté libre de daño ocasionado por camiones y otras piezas del equipo.
20. Pruebe que todo funcione perfectamente. Haga esto en forma similar al
procedimiento usado en el tablero principal, no reajuste los reguladores de aire para
igualarlos con los indicadores en este panel.
Ahora, el Sistema de Control KOOMEY para Preventores debe de estar listo para
empezar las operaciones de perforación.
16.3.- Precarga de acumuladores
Por lo menos una vez a la semana, todo el sistema de control para el preventor se
deberá probar detalladamente. Si está equipado con control remoto, estos controles
se deben accionar a tiempo que un operario (parado cerca de la unidad y al múltiple
de control hidráulico), observe que todas las operaciones sean normales. La prueba
debe de incluir los siguientes pasos:
1. Hacer funcionar todas las válvulas de cuatro pasos, tanto en posición cerrada
como abierta.
2. Hacer funcionar todos los reguladores dentro de sus límites operacionales es
(normalmente de 0 a 1.500 lbs/pg2.). Asegúrese de no aplicar presión excesiva al
preventor Hydril. Este preventor (durante las pruebas) nunca se debe de cerrar por
395
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
completo sobre un pozo abierto, ya que esa acción disminuye considerablemente el
tiempo de servicio de la empaquetadura de caucho.
3. Probar que todos los indicadores (manómetros) hidráulicos, trabajen
adecuadamente.
4. La purga total del sistema. Se debe ver si las bombas están en condiciones de
recargar el sistema hasta dejarlo listo para actuar. Fíjese que las bombas trabajen
normalmente.
16.4.- Manejo de las válvulas de control de cuatro vías (Ramlock)
El diagrama anterior menciona con los siguientes números las, válvulas siguientes:
Válvula Ramlock para aislar la válvula reductora de presión. Rango de presión de
O -10,000lb/pg2
Válvula reguladora y reductora de presión impulsada por aire Ramlock. Debe
estar en posición abierta, y cuando se necesiten aplicar presiones mayores de 1,500
Lb/pg2 a los preventores de arietes, gírela a la posición de cerrada, así se aísla la
válvula (23).
Válvulas de cuatro vías marca Ramlock. Permiten cerrar o abrir los preventores y
las válvulas hidráulicas instaladas.
Prueba de efectividad de tiempo de respuesta al sistema de bomba Koomey. • Los preventores de arietes y anulares menores de 20 pulg. deben cerrar en 30
seg. máximo.
• Preventores de arietes y anuales mayores de 20 pulg. y los de 20 pulg. en 45 seg.
como máximo.
• Con los acumuladores cerrados y la bomba hidroneumática parada LA BOMBA
HIDROELÉCTRICA debe ser capaz de abrir la válvula hidráulica, cerrar el preventor
anular sobre la tubería y obtener un mínimo de 1200 lbs/pulg2 de presión en un
tiempo de 2 minutos máximo.
• Esta efectividad la debe de igualar las bombas hidroneumáticas.
396
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
• La prueba de los acumuladores consiste en abrir la válvula hidráulica y cerrar el
preventor anular sobre la tubería de perforación en un tiempo que no exceda de 30
seg. conservando una presión final mínima de 1200 lbs/pulg2 (84 kg/cm2) “teniendo la
bomba hidroneumáticas y hidroeléctricas paradas”.
• La prueba de efectividad de tiempo de respuesta del sistema debe llevarse a
cabo antes de efectuar cada prueba de presión del sistema de control superficial.
• Los preventores de arietes se probaran a su presión de trabajo los preventores
anulares se probaran al 70 % de su presión de trabajo.
• El probador tipo colgador se selecciona de acuerdo al tipo y medida del cabezal,
con conexión inferior y superior debe ser del diámetro que se tenga en el pozo.
16.5.- El llenado del depósito de aceite
Se debe de utilizar el mismo fluido y revisarse su nivel diariamente verificando que no
tenga asentamiento de agua. Este trabajo debe ser efectuado por el operario de 2°
de mantenimiento mecánico en los equipos de perforación.
16.6.- Interpretación del diagrama hidráulico
Se utiliza para llevarse la secuencia de los sistemas de control y operación, como se
observa en el diagrama hidráulico general de la Bomba Koomey anterior.
16.7.- Interpretación del diagrama neumático
Se utiliza para llevarse la secuencia de los sistemas de control y operación, como se
observa en el diagrama neumático general de la Bomba Koomey anterior.
397
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
16.8.- Fallas más comunes y su corrección
Ha sido muy difícil formular un programa de mantenimiento para nuestros sistemas
de control, el cual de resultados satisfactorios para todas las unidades, sea quien sea
el que lo implemente. Algunos de los usuarios nunca tendrán oportunidad de ponerlo
s en acción, excepto en las ocasiones que se requieren para controlar un reventón.
Por lo tanto, sugerimos que los siguientes componentes se inspeccionen una vez al
mes, hasta que el usuario establezca un programa definido con base en la frecuencia
con la cual él hace funcionar el equipo.
1. Limpiador de aire, remueva el elemento limpiador, y lávelo completamente.
2. Lubricador de airen manténgalo lleno de aceite limpio y delgado.
3. Empaquetaduras de las bombas, apriételas en forma tal que la empaquetadura
del émbolo no gotee, pero que al mismo tiempo, tanto el émbolo como la
empaquetadura reciban algo de lubricación. No las apriete en demasía pues eso
sobrecargará los motores de las bombas.
4. Coladores de succión, remueva los elementos limpiadores y lávelos
completamente.
5. Baño de aceite para la cadena de transmisión y catarina, manténgalos con aceite
pesado, hasta el tapón de derrame.
6. Tanque de reserva del fluido, manténgalo con aceite hidráulico limpio y liviano. No
use combustóleo o agua. Examine el fondo y fíjese si hay barro acumulado, o
material proveniente de un preventor con fugas.
7. Limpiadores (coladores) de alta presión para las válvulas KOOMEY reguladoras
y reductoras de presión, remueva los elementos limpiadores y lávelos
completamente.
8. Cilindros neumáticos, tanto la grasera en el soporte como la aceitera para el
vástago del embolo, deben de lubricarse periódicamente.
9. Precarga del acumulador.
398
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
A. Los acumuladores tipo separador se deben de inspeccionar cada treinta (30) a
sesenta (60) días.
B. Los acumuladores sin separador, definitivamente se deben de examinar cada
treinta (30) días.
Reparación de fallas
SINTOMAS: Las emboladas de la bomba son más rápidas en una dirección que en la
otra.
POSLBLE EXPLICACION: Estas bombas neumáticas KOOMEY son de doble acción.
Descargan la misma cantidad de fluido en la embolada hacia arriba que en la que va
hacia abajo. Esto quiere decir que la bomba funciona a un ritmo muy suave,
fácilmente detectable al escuchar la descarga de aire procedente del motor
neumático. Si la bomba empieza a funcionar más rápidamente en la embolada hacia
arriba (o viceversa), es evidente que una de las válvulas internas de retención tiene
una fuga.
SOLUCION: Desarme el tubo de la bomba e inspecciónelo para ver si se ha
acumulado material extraño en los asientos de la válvula de retención, si los asientos
están desgastados, o si es una combinación de los dos. En caso tal, reemplace las
piezas necesarias.
SINTOMAS: La bomba funciona a gran velocidad y no produce ninguna presión.
POSLBLE EXPLICACION:
1. El depósito no tiene suficiente fluido.
2. La línea de succión a la bomba está atascada.
3. Las dos válvulas internas de retención presentan fugas debido a desgaste o
material extrañó.
4. Fugas en la unidad de acumuladores, en los preventores, o en las líneas de
conexión.
399
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
SOLUCION: Desarme la bomba e inspecciónela para ver si se el deposito tiene
material extraño, la succión deberá limpiarse, reparación de válvulas y eliminar fugas.
En caso tal, reemplace o repare las piezas necesarias.
16.9.- Manejo del manual de partes
Debido a que se ha tenido que adquirir bombas para operar preventores marca
Koomey, se le ha suministrado los manuales de Mantenimiento, así como el de
partes por parte del distribuidor que hace que el personal de campo haya adquirido
una experiencia muy aceptable con respecto al uso y manejo de manuales de partes
de malacates, principalmente en los talleres, que es donde se hace los
mantenimientos correctivos o reparaciones generales que se tienen que desarmar y
armar las bombas completamente, el uso de partes para solicitud de
refaccionamiento así como el uso de dibujos o planos en el armado o ensambles.
16.10.- Respaldo de Nitrógeno
Por lo menos una vez a la semana, todo el sistema de control para el preventor se
deberá probar detalladamente. Si está equipado con control remoto, estos controles
se deben accionar a tiempo que un operario (parado cerca de la unidad y al múltiple
de control hidráulico), observe que todas las operaciones sean normales. La prueba
debe de incluir los siguientes pasos:
1. Hacer funcionar todas las válvulas de cuatro pasos, tanto en posición cerrada
como abierta.
2. Hacer funcionar todos los reguladores dentro de sus límites operacionales es
(normalmente de 0 a 1.500 lbs/pg2.). Asegúrese de no aplicar presión excesiva al
preventor Hydril. Este preventor (durante las pruebas) nunca se debe de cerrar por
completo sobre un pozo abierto, ya que esa acción disminuye considerablemente el
tiempo de servicio de la empaquetadura de caucho.
400
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
3. Probar que todos los indicadores (manómetros) hidráulicos, trabajen
adecuadamente.
4. La purga total del sistema. Se debe ver si las bombas están en condiciones de
recargar el sistema hasta dejarlo listo para actuar. Fíjese que las bombas trabajen
normalmente.
16.11.- Aplicación de criterios para el cálculo de volumen requerido para operar
Preventores.
Como usar la grafica de precarga
Ejemplo No. 1: Investigue el cambio de presión (nitrógeno), a un volumen constante y
con cambio de temperatura:
RESPUESTA: Con los acumuladores precargados a una presión absoluta de 1.000
lbs/pg2., suponga que la temperatura baja de 80° F a 20° F. En la parte inferior de la
gráfica, siga la vertical que representa 80° F., hasta la línea horizontal 10 (1.000
lbs/pg2.).
Desde este punto siga la línea inclinada hacia abajo y a la izquierda, hasta donde
cruza la línea vertical que representa 20° F. De ese punto, trace una horizontal hacia
la izquierda hasta que cruce la escala vertical a 8.9 (lo que representa 890 lbs/pg2.)
Por lo tanto, con una disminución en temperatura de 80° F 20° F.la presión de
precarga ha caído 110 lbs/pg2.
Ejemplo No. 2: Investigue el cambio de volumen a una presión constante, con
cambio en temperatura:
RESPUESTA: Asuma un volumen de 11 Gal. a 80° F y que esta temperatura
disminuya hasta los 20°. Siga la vertical de los 80° F. hasta que se cruce con la
horizontal 11. Desde este punto siga la línea inclinada hacia abajo e izquierda, hasta
que cruce la vertical de los 200 F. Trace una horizontal a la izquierda hasta la escala
vertical. Lea 9,8. Por lo tanto, con una disminución de temperatura de los 80° F a los
401
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
20° F, el volumen disminuye de 11 Gal. a 9,8 Gal. lo que representa una pérdida de
1,2 Gal.
Figura.16.10.1. Grafica de precarga
402
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
17.- PREVENTORES 17.1.- Arreglos de preventores
Figura.17.1.1.Diseño 1a etapa preventores 21 ¼”, 20 ¾” 1. PREVENTOR ESFERICO 2. PREVENTOR DOBLE 2.1 SUPERIOR DE ARIETES PARA TP. 2.2 INFERIOR DE ARIETES CIEGOS O CORTE 3. CARRETE DE CONTROL 3.1 TRES VALVULAS MECANICAS (b, c y d ) 3.2 UNA VALVULA HIDRAULICA (a) 4. PREVENTOR SENCILLO 4.1 ARIETES PARA T.P. SARTA COMBINADA ARIETES DE DIAMETRO MENOR EN LA PARTE SUPERIOR DEL PREVENTOR DOBLEARIETES DE DIAMETRO MAYOR EN EL PREVENTOR DOBLE CABEZAL DE T.R. 4 VALVULAS MECANICAS (e, f, g, h)
403
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura.17.1.2.Diseño 2a etapa preventores de 13 5/8”
3. PREVENTOR ESFERICO 4. PREVENTOR SENCILLO 2.1 SUPERIOR DE ARIETES PARA TP. 2.2 INFERIOR DE ARIETES CIEGOS O CORTE 5. CARRETE DE CONTROL 3.1 TRES VALVULAS MECANICAS 3.2 UNA VALVULA HIDRAULICA 6. CABEZAL DE T.R. 4.1 VALVULAS MECANICAS
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Figura.17.1.3.Diseño 3a etapa de preventores de 11” 10000 PSI 1 PREVENTOR ESFERICO 2 PREVENTOR DOBLE TIPO U, CON SALIDAS LATERALES 2.1 SUPERIOR DE ARIETES PARA TP. 2 2 INFERIOR DE ARIETES CIEGOS O CORTE 2.3 DOS VALVULAS MECANICAS EN LA LINEA DE MATAR 2.4 UNA VALVULA MECANICA LINEA DE ESTRANGULAR 2.5 VALVULA HIDRÁULICA, LINEA ESTRANGULAR 3. CABEZAL DE PRODUCCION 4. CABEZAL DE T.R 4.1 MINIMO UNA VALVULA DE C/LADO
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Figura.17.1.4.Diseño 4a etapa preventores de 11” 10000 PSI
1 PREVENTOR DOBLE TIPO U, CON SALIDAS LATERALES 1.1 SUPERIOR DE ARIETES CIEGOS O CORTE 1.2 INFERIOR DE ARIETES PARA TP. 1.3 DOS VALVULAS MECANICAS EN LA LINEA DE MATAR 1.4 UNA VALVULA MECANICA LINEA DE ESTRANGULAR 1.5 VALVULA HIDRÁULICA, LINEA ESTRANGULAR 2. CABEZAL DE PRODUCCION 2.1 CUATRO VALVULAS MECANICAS 3. CABEZAL DE T.R 3.1 MINIMO UNA VALVULA DE C/LADO
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Figura.17.1.5.Tren de preventores
17.2.- Tipos de preventores
Durante las operaciones de perforación si llegara a manifestarse un brote, el sistema
de control superficial debe tener la capacidad de proveer el medio adecuado para
cerrar el pozo y para circular el fluido invasor fuera de el. El control de un pozo lo
constituyen generalmente en la superficie, dos sistemas independientes que son: El
de circulación y el de preventores de reventones.
Los tipos más usuales son:
• Desviador de flujo (Diverter).
• Cabeza rotaria.
• Preventor rotatorio.
• Anular o esférico Hydril de los tipos “GK” y “MSP”.
• Anular o esférico Cameron de los tipos “D” o “DL”.
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• Preventor de arietes Cameron tipo “U” sencillo y doble.
• Preventores Marinos.
La clasificación del API para conjuntos de preventores se basa en el rango de
operación de trabajo. De acuerdo a los arreglos que la especificación API RP 53
recomienda. Los hay de 2,000, 3,000, 5,000, 10,000 y 15,000 lb/pulg.² (141, 211,
352, 703 y 1055 kg/cm²).
Figura.17.2.1.Preventor de arietes Cameron tipo”U” sencillo
Arreglo típico de preventores.
• G -Cabeza rotatoria.
• A -Preventor anular.
• Rd -Preventor de arietes doble. Con arietes para tubería de perforación,
ciegos, variables o de corte.
• R -Preventor de arietes sencillo. Con arietes variables o de corte.
• Rt -Preventor de arietes triple. Con tres juegos de arietes instalados a criterio.
• S -Carrete de control con salidas laterales para líneas de matar y estrangular
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Figura.17.2.2.Arreglos de preventores: Marino
Descripción del preventor anular (esférico).
Se le llama así a la unidad que forma parte del conjunto de preventores, y tiene como
principal característica, efectuar cierres herméticos a presión sobre cualquier forma o
diámetro o herramienta que pueda estar dentro del pozo. Este preventor jamás debe
estar cerrarse si no hay tubería dentro del pozo, pues se destruye el elemento sello.
Estos preventores funcionan con un elemento grueso de hule sintético que se
encuentra en el orificio interno del mismo y al operarlo, se deforma concéntricamente
hacia el interior del preventor, ocasionando el cierre parcial o total del pozo. El hule
estando en posición abierta tiene el mismo diámetro de paso del preventor. Además
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410
permite pasar o girar de tuberías aún estando cerrado (esta operación se debe
efectuar regulando la presión de trabajo a su mismo valor de sello).
Al detectar un brote con tubería dentro del pozo, se cerrará el preventor adecuado
(de arietes o anular esférico). El preventor anular esférico deberá ir colocado en la
parte superior de los preventores de arietes, debiendo ser de las mismas
características. Los más usados son de 21¼”, 16¾”, 135/8”, 11” y 71/6”, con presiones
de trabajo de 500 a 20,000 lb/pulg.².
Figura.17.2.3.Preventor esférico seccionado
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411
Figura.17.2.4.Preventor anular mostrando las partes
.
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17.3.- Operación de preventores
Es necesario observar las normas de seguridad que se emplean en el conjunto de
preventores, para su instalación y su operación, logrando con esto un adecuado
manejo de los mismos y un mayor rendimiento en su área de trabajo.
Antes de su instalación.
• La medida y capacidad del preventor debe ser igual que la del cabezal donde se
va a instalar.
• Efectuar la revisión del preventor en posición correcta.
• Abrir los bonetes del preventor, revisar el empaque y las pistas de sello.
• Verificar que los empaques frontales y superiores de los arietes (rams) estén en
buenas condiciones y de la medida de la tubería que se va a usar.
• Revise la operación de los tornillos candado (yugo), ésta debe ser fácil y rápida.
• En conjunto los preventores dobles de 350 kg/cm² (5000 lb/pulg.²). Y de 700
kg/cm² (10,000 lb/pulg.²) los arietes (rams) ciegos se colocan en el preventor de en
medio y los arietes de tubería en el preventor superior e inferior, siempre y cuando
sea del mismo diámetro la tubería.
• Al cerrar los bonetes, apretar adecuadamente los tornillos en forma de cruz. Y
probar la hermeticidad del cierre.
• Instalar y probar las líneas de 1” de los preventores.
• Revisar la operación de los arietes (rams) y verificar el movimiento de los
vástagos contra la presión de operación.
• Limpiar y revisar las pistas para los anillos metálicos empacadores en las
bridas.
• El anillo metálico empacador debe ser del rango adecuado para las bridas que
se unan e invariablemente nuevo.
• Verificar las medidas y cantidades de birlos y tuercas que se van a usar y
repasar sus roscas.
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• Revisar las pistas de sello de las bridas laterales e instalar las válvulas
correspondientes.
• Comprobar que la cantidad de birlos y tuercas para las bridas laterales estén
completos y de la medida correcta.
Durante su instalación.
• Manejar los preventores usando cable de acero de 1” ó mayor (no los maneje
por los cáncamos, éstos son solo para el cambio de arietes o de bonetes).
• Inspeccionar nuevamente la ranura de sello inferior y la del cabezal de la T.R.
• Lavar y secar las ranuras e instalar el anillo metálico empacador correctamente;
éste debe ser nuevo.
• Proteger la boca del pozo mientras efectúa la operación para instalar el
Preventor.
• Orientar los preventores al sentarlos en el cabezal e introducir cuatro birlos para
utilizarlos como guías. Sentarlos con precaución para no dañar el anillo metálico
empacador.
• Comprobar que el apriete de los birlos se efectúe en forma de cruz hasta lograr
el apriete adecuado.
• En caso de instalarlos dentro de un contrapozo profundo deben quedar a la
altura adecuada para lograr abrir los bonetes. (si se requiere use carretes
espaciadores).
• Seleccionar e instalar correctamente al preventor. las mangueras metálicas de
1”, antes de conectar en la bomba.
• Instalar el sistema de operación manual de los preventores.
• Comprobar la instalación del preventor con respecto al pozo y mesa rotaria.
• Instalar la campana con su línea de flujo (línea de flote).
• Los cáncamos deben permanecer conectados en el cuerpo del preventor.
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Durante su operación.
• Revisar que la presión hidráulica de operación del múltiple de los preventores
permanezca en 105 kg/cm² (1,500 lb/pulg.²).
• Deberá probar la efectividad del conjunto de preventores a su capacidad de
trabajo a la mayor brevedad posible después de su instalación.
• Siempre debe estar instalado el sistema de operación manual a los preventores.
(crucetas, extensiones, volantes, seguros y soportes).
• Los tornillos candado (yugos) deben permanecer engrasados.
• En las líneas de operación de los preventores no deben existir fugas.
• Revisar periódicamente el apriete de la tornillería de los preventores y válvulas
laterales.
• Operar los arietes (rams) para la tubería y los ciegos normales o de corte al
terminar de sacar la tubería, comprobar la operación de los vástagos contra la
presión de operación.
• Comprobar que las líneas de matar y estrangular estén conectadas a las
válvulas laterales del preventor o al carrete de control.
• Al efectuar un cambio de arietes (rams) al conjunto de preventores, hacerlo en
el menor tiempo posible.
• Al cambiar los arietes (rams), revisar los sellos y pistas de los bonetes. Al
cerrarlos apriete correctamente los tornillos.
• El agujero de paso del conjunto de preventores debe permanecer centrado con
respecto a la tubería y a la mesa rotatoria.
• Durante la operación, si se observa movimiento en el conjunto de preventores,
debe sujetarse a la subestructura por medio de tensores.
• Durante la intervención del pozo se deben tener arietes (rams) de las medidas
de las tuberías que se manejan, así como elementos de sellos para los arietes (rams)
y los bonetes.
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17.4.- Ajustes más comunes Los ajustes que se generan en la perforación de un pozo petrolero son con respecto
a efectuar los arreglos de preventores al iniciar las diferentes etapas de perforación,
el primero se hace al termino de la cementación del tubo conductor y es del espacio
rotaria entre el carrete espaciador y la mesa rotaria, el segundo se hace al termino de
la cementación de las TR’s intermedias y es el ajuste entre el carrete de control y la
mesa rotaria, el tercer ajuste se hace al termino de la cementación de la ultima TR y
es el espacio rotaria entre el cabezal de producción y la mesa rotaria, todo esto para
hacer los arreglos de preventores, ya que es determinante la marca del equipo y la
subestructura para hacer el arreglo del tren de preventores correspondiente.
17.5.- Pruebas de campo Prueba del conjunto de preventores y cabezal de T.R. o T.P. El conjunto de preventores y cabezal de T.R o T.P. deben probarse periódicamente
para asegurar que funcionaran en forma correcta cuando así se requiera.
La prueba principal en campo es por medio de presión hidrostática a todas las
conexiones y arreglos de válvulas que forman el circuito hidráulico, se le aplica una
presión del 80% al 100% de la presión de trabajo de los preventores, verificando que
no haya fugas, en caso de detectar alguna fuga corregirla y volver a probar.
1. Acuerdan la operación de probar hidrostáticamente el conjunto de preventores.
2. Efectuar la junta de seguridad y de trabajo, verificando las condiciones de la
seguridad personal y del equipo, así como las precauciones operativas, aclarando
dudas a fin de realizar la operación de manera eficiente y de preservación al entorno
ecológico.
3. Probar unidad de prueba y conexiones de la misma a un valor de presión mayor
que la requerida para la prueba hidrostática.
4. Instalar conexiones de prueba al porta estrangulador de la línea secundaria de
estrangular conectada al cabezal de T.R.
5. Armar aparejo de prueba consistente de:
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• Probador de copa referido a medida y libraje de la T.R
• Sustituto de asiento
• Uno a 2 tramos de T.P lo suficientemente resistentes a la tensión y colapso.
• Una válvula de seguridad instalada en la parte superior del tubo de perforación
(abierta)
6. Bajar parejo de prueba y verificar asentamiento del sustituto de asiento en su
nido.
7. Llenar pozo con agua dulce
8. Cerrar preventor superior de arietes de tuberías y verificar su operación (inferior
para zonas depresionadas)
9. Cerrar válvulas 7,b,c y g; las válvulas posteriores a estas válvulas deben
permanecer abiertas
10. Probar el preventor de arietes de tuberías superior a baja presión y de trabajo y
sostener dichas presiones por un termino no menor de 5 minutos.
11. Depresionar a 0 presión
12. Cerrar válvulas a, d, h.
13. Abrir válvulas b, c, g
14. Probar válvulas a, d, h a un rango de baja presión y de trabajo y sostener las
presiones al menos durante 5 minutos debiendo permanecer abiertas las válvulas
posteriores a las de prueba.
15. Depresionar a 0 presión
16. Cerrar válvulas i, j
17. Abrir válvulas d.
18. Probar válvulas i, j a un rango de baja presión y de trabajo y sostener las
presiones al menos durante 5 minutos. Debiendo permanecer abiertas, las válvulas
posteriores a las de prueba.
19. Depresionar a 0 presión
20. Cerrar válvulas 15, k.
21. Abrir válvulas i, j.
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Probar válvulas 15, k a un rango de baja presión y de trabajo (o rango de trabajo de
los preventores), sostener la presión al menos durante 5 minutos. Debiendo
permanecer abiertas las conexiones posteriores a las válvulas de prueba.
22. Depresionar a 0 presión
23. Cerrar preventor inferior sencillo de arietes de T.P
24. Abrir preventor superior de arietes de T.P.
25. Probar preventor inferior sencillo a baja presión y de trabajo y sostener dichas
presiones por un término no menor de 5 minutos.
26. Depresionar a 0 presión
27. Abrir preventor inferior sencillo de arietes para T.P
28. Cerrar preventor anular (esférico)
29. Probar preventor anular a baja presión y como mínimo al 70% de su presión de
trabajo y sostener las presiones al menos durante 5 minutos.
30. Depresión a 0 presión
31. Abrir el preventor anular
32. Cambiar conexiones de la unidad de prueba al porta estrangulador de la línea de
estrangular primaria
33. Desconectar el tubo o tubos situados arriba del sustituto asiento y sacarlos del
pozo.
34. Cerrar al preventor ciego y válvulas c, g, f.
35. Probar preventor ciego (ciego-corte) y válvula f a baja presión y a su capacidad
de trabajo, debiendo sostener las presiones de prueba al menos durante 5 minutos.
36. Depresionar a 0 la presión
37. Abrir válvula f y cerrar válvula e.
38. Probar válvula e, a baja presión y a su presión de trabajo debiendo sostener la
presión al menos durante 5 minutos.
39. Depresionar a 0 presión
40. Abrir preventores ciego
41. Bajar tubo (o tubos) de perforación y conectar al sustituto asiento.
42. Recuperar sustituto asiento y probador de copa del pozo.
417
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
43. Elaborar reporte (registro) de la prueba al conjunto de preventores, anotando las
correcciones al sistema si se observaron.
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18.- AGITADORES
18.1.- Principio de operación
Todos los Agitadores utilizados en las presas de trabajo de los fluidos de control. Son
básicamente reductores de velocidad que trabajan por medio de engranes, los cuales
son impulsados por motores eléctricos con capacidades de 10 a 20 HP y en su salida
vertical se instala una flecha sólida con aspas en un extremo, siendo las aspas las
que mezclan o airean al fluido de control.
Estos mezcladores se utilizan específicamente para mantener el lodo homogéneo y
evitar la precipitación de los sólidos que contiene el fluido al fondo de las presas.
Sirve también para ayudar a mezclar aditivos y productos químicos que se agregan
al lodo para mantener o modificar sus condiciones reológicas, además airea el lodo,
ayudando con esta acción a desgasificar el lodo en caso requerido.
Los agitadores deben ser de uso rudo ya que deben trabajar las 24 horas del día en
lodos que llegan a tener densidades, de 2.20 g/cm3 o mayores y viscosidades Marsh
de más de 100 segundos, en emulsiones inversas.
Figura.18.1.1.Reductor de velocidad seccionado
419
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
420
Principios
El principio de operación de los agitadores o mezcladores de lodos es la reducción
de velocidad por medio de engranes y como consecuencia también transmite mayor
fuerza a las paletas o aspas del agitador, en la siguiente figura se muestra el
diagrama de un típico mezclador de lodos.
Figura 18.1.2. Diagrama de un agitador o mezclador de lodos
DONDE:
1.- Motor eléctrico de 20 HP
2.- Reductor de velocidad
3.- Cople flexible tipo rejilla
6.- Base del motor
19.- Flecha con aspas
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
18.2.- Tipos de agitadores más comunes
Lightnin de 20 HP de potencia, modelo 74Q20, tamaño 74
Figura 18.2.1.Agitador de doble y triple reducción
Figura 18.2.2.Agitador de reducción simple
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Figura 18.2.3. Montaje de lado, impulsado por banda de transmisión
18.3.- Mantenimiento preventivo menor
El mantenimiento de estos agitadores es muy sencillo ya que se limita a que su
aceite de lubricación sea mantenido en los niveles indicados y cambiarlo cada seis
meses o antes si llegará a contaminarse
18.4.- Mantenimiento preventivo mayor
TIPO DE SERVICIO
CONDICIONES GENERALES
RANGO DE HP
FRECUENCIA DE RELUBRICACIÓN
OCHO HORAS POR DÍA, 1 ½ - 7 ½ 3 AÑOS ESTANDAR NORMAL O LIGERA 10 – 40 1 AÑO CON CARGA O LIMPIA 50 – 150 6 MESES AMBIENTE MÁX. 40°C
(8100°F) 200 – 350 3 MESES
24 HR / DIA DE OPERACIÓN
1 ½ - 7 ½ 1 ½ AÑOS
SEVERO CON CARGA VIBRACIÓN O EN
10 – 40 6 MESES
AMBIENTES RUDOS SUCIOS
50 – 150 3 MESES
422
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TIPO DE SERVICIO
CONDICIONES GENERALES
RANGO DE HP
FRECUENCIA DE RELUBRICACIÓN
DE 40 – 50°C (100 A 120°F)
200 – 350 1 ½ MESES
TRABAJOS MÁS
SEVEROS 1 ½ - 7 ½ 6 MESES
MUY SEVERO VIBRACIÓN Y TEMPERATURA
10 – 40 3 MESES
AMBIENTE ALTA 50 – 150 2 MESES 200 – 350 1 MES
Tabla.18.4. Programa de mantenimiento
Como se mencionó anteriormente el mantenimiento de estos agitadores es muy
sencillo, pero debe hacerse con los cuidados requeridos. En el mantenimiento para
el motor eléctrico se debe verificar el voltaje de la energía suministrada para hacer la
conexión correcta, una vez efectuada esta, aislar perfectamente y colocar los sellos y
empaques correspondientes que deberán ser a prueba de explosión. Para el
reductor de velocidad cambiar el aceite a las primeras 72 horas de trabajo, después
a las 336 de trabajo horas y posteriormente cada 4 meses de operación continua. Es
importante mantener en continua vigilancia el nivel de aceite, pues en condiciones de
operación extremosas como lo son las altas temperaturas del ambiente se
recomienda consultar al fabricante de aceite solicitando un aceite de gran viscosidad.
Para un periodo de inactividad del reductor y con el fin de que no sea atacado por el
oxido y la corrosión, se recomienda que la unidad se llene de aceite, hasta el tapón
de respiración y cubrir el reductor con un plástico o similar.
18.5.- Los candeleros y las aspas
Los candeleros son tramos de tubo reforzado cuyo diámetro interior es
aproximadamente media pulgada mayor que el diámetro exterior de la flecha
impulsora de las aspas. Los candeleros se sueldan en la parte inferior de la presa de
lodo y sirven para evitar que la flecha del agitador se salga de centro.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Las aspas para los agitadores se presentan en dos modelos, de tipo recto y de tipo
helicoidal con tres o cuatro hojas y su diámetro depende de la potencia del agitador y
del tipo de agitación que se desee.
Ejemplo.
Agitador Lightnin de 20 HP de potencia, modelo 74Q20, tamaño 74, con motor
trifásico de 1750 rpm, factor de servicio 1.0 a prueba de explosión. Diámetro de la
flecha 2.5 pulgadas. Longitud de la flecha 71 pulgadas, diámetro del impulsor 55
pulgadas de tres hojas. Velocidad de salida 84 rpm. Relación de 20.8: 1 rpm
18.6.- Fallas más comunes y su corrección
Las fallas más comunes en los agitadores son el desgaste de sellos de aceite,
desgaste de acoplamiento flexible, rotura de rejillas del acoplamiento, desgaste de la
aspas por abrasión del lodo, desgaste de rodamientos del reductor.
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19.- MALACATES AUXILIARES
19.1.- Principio de operación
Básicamente el malacate de sondeo funciona bajo el mismo principio que el malacate
principal solo que es de potencia limitada, su función principal es bajar sondas al
pozo y auxiliar en maniobras en el piso, generalmente tiene capacidad para contener
hasta 10,000 metros de cable de acero de 9/16”.
Reglas de seguridad de instalación y operación.
1. No utilice el cable de acero como tierra para soldar.
2. No pegue un electrodo de soldadura al malacate ni al cable de acero.
3. Nunca corra el cable de acero sobre un extremo filoso. Utilice una polea de
tamaño correcto.
4. Cuando utilice una polea. Deberá alinearla con el centro del tambor. El diámetro
de la polea deberá ser por lo menos 18 veces el diámetro del cable de acero y 1.5
veces de la capacidad de carga del cable.
5. Deje siempre por lo menos tres vueltas completas de cable de acero en el tambor.
Malacates de maniobras (roncos)
Suministro de aire.
El suministro de aire deberá ser limpio y libre de humedad., y normalmente es el
mismo del malacate principal
Tuberías de aire.
El diámetro interior de las tuberías de suministro de aire del malacate no debe ser
menor a 1/2" (38 mm). Antes de hacerlas conexiones finales, todas las tuberías de
suministro de aire deberán ser purgadas antes de conectarlas a la toma del sistema.
Las tuberías de suministro deberán ser tan cortas como lo permitan las condiciones
de instalación. Las tuberías de transmisión largas y el uso excesivo de accesorios,
425
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
codos, válvulas de globo. etc. causan una reducción la presión debido a las
restricciones y fricción, la superficie de las tuberías.
Lubricador de la tubería de aire.
Utilice siempre un lubricador de la tubería de aire con estos motores. Use un
lubricador que tan una entrada y una salida, por lo menos tan grande como la toma
del motor. Instale el lubricador de la tubería de aire tan cerca como sea posible de la
toma de aire del motor.
Precaución: El lubricador de la tubería de aire debe rellenarse diariamente y
ajustarse para que proporcione de 10 a 15 gotas por minuto de aceite SAE 10 W. La
válvula de estrangulación de control expulsará una neblina fina cuando el lubricador
de la tubería de aire este funcionando apropiadamente.
Filtro de la tubería de aire: Se recomienda que instale un cedazo/filtro a la tubería
de aire tan cerca como sea posible de la abertura de la toma de aire del motor para
evitar que la suciedad entre al mismo. El cedazo/filtro deberá proporcionar una
filtración de 20 micrones e incluir un colector de humedad. Limpie periódicamente el
cedazo/filtro para mantener su eficiencia de operación.
Humedad en las tuberías de aire: La humedad que llega al motor neumático a
través de las tuberías de suministro es el factor principal para determinar el lapso que
debe transcurrir entre los servicios para acondicionamiento general los colectores de
humedad pueden ayudar a eliminar la humedad, y otros métodos tales como un
receptor de aire que recolecte la humedad antes de que llegue al motor, o un post
enfriador en el compresor que enfrié el aire antes de distribuirlo a través de las
tuberías de suministro, también es útil para condensar y eliminar la humedad.
Motor: Para lograr un desempeño óptimo y una máxima durabilidad de las par1es
proporcione un suministro de aire para operar el motor neumático de 90 psig a 335
426
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
pies cúbicos por minuto (6.2bar / 620 kpa a 20 cm/min.) para malacates FAZ.5. El "y
motor neumático deberá instalarse tan cerca como sea posible del compresor o del
recepto del aire.
Verificaciones iniciales de operación: Los malacates son probados para verificar
operación apropiada antes de salir de fábrica. Antes de poner el malacate en servicio
deberán llevarse a cabo las siguientes verificaciones de operación.
a) Cuando eche a andar el motor por primera vez, deberá inyectar un poco de aceite
ligero en la conexión de la toma para permitir una buena lubricación.
b) Cuando opere por primera vez el malacate, se recomienda correrlo lentamente en
ambas direcciones durante unos minutos.
Para malacates que hayan estado almacenados durante más de un mes, se requiere
el siguiente procedimiento de arranque.
1. Inspeccionar el malacate de conformidad con los requerimientos de "malacates
que no han sido utilizados regularmente", según la sección de INSPECCIÓN.
2. Verter una pequeña cantidad de aceite 10W en la abertura de la toma del motor.
3. Operar el motor durante 10 segundos para lavar cualquier impureza.
4. Ahora el malacate esta listo para trabajar.
Operación: Los cuatro aspectos más importantes de la operación del malacate son:
1. Seguir todas las instrucciones de seguridad cuando opere el malacate.
2. Permitir que solamente personal calificado opere el malacate.
3. Someter el malacate a inspección periódica y a los procedimientos de
mantenimiento.
4. Estar conscientes de la capacidad y peso de carga del malacate, todo el tiempo.
Precaución: Permita que únicamente al personal calificado (capacitado en los
aspectos de seguridad y operación) opere un malacate.
La válvula manual de control de estrangulación, con resortes viene montada en el
motor. Están disponibles los controles opcionales montados remotamente. Consulte
427
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
el código del modelo en la sección de especificaciones. La válvula proporciona
control sobre la velocidad del motor y dirección de la rotación.
Advertencia: El malacate no esta diseñado ni es adecuado para levantar, bajar o
mover personas. Nunca levante cargas sobre personas.
Sistema de aire
La presión nominal de operación es de 90 psig (6.2 bar) a 335 scfm (10 cu.m/min)
para malacates FA2 y 700 scfm (20 cu.m/min) para malacates FA2.5
Desempeño nominal
(Basado en la presión de aire y volumen nominal) Malacate FA2.5
Tracción de línea de tambor lleno 5,000 libras (2.268 Kg).
Velocidad de línea de tambor lleno 145 r.p.m. (44 m/min.)
Peso del malacate
Modelo FA2-24MX1 sin cable de acero 720 libras/327 kg.)
Modelo FA2.5-24MX1 sin cable de acero 910libras (413 Kg)
Malacate F A2
Tracción de linea de tambor lleno 4,400 libras (1996 kg)
Velocidad de línea de tambor medio 55r.p.m. (17 m/min).
Capacidad de almacenamiento del cable de acero en el tambor .pies (m).
El malacate FA2 o FA2.5 con una pestaña de tambor de 19 pulgadas (483 mm) de
diámetro
Longitud del tambor ½” 13 mm 5/8” 16 mm
8 12 16 24
321 492 663 1006
96 147 198 301
163 251 339 515
49 76
103 156
Tabla.19.1.1.Diámetro cable de acero
428
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Basado en las normas ANSI que requieren que la capa superior este por lo menos y."
pulgada (13 mm) debajo de! diámetro de la pestaña del tambor.
Las capacidades que se muestran pueden variar de aquellas que se publican en otra
literatura.
Código del modelo FA2 - 24 M X 1 P Serie
Malacate neumático fuerza cinco. Modelo fa2 o fa2.5 Altura de la pestaña del tambor o Man Rider
= Pestaña estándar de 19" (483 mm) diámetro MR = Man Rider (vea el suplemento de man rider fOl
Longitud del tambor Distancia entre las pestañas del tambor (Longitudes disponibles 8-12-16-24 pulgadas)
Freno del tambor X = sin freno de tambor M = freno del tambor manual A= freno de tambor automático
Freno de disco: X= sin freno automático K= freno de disco automático.
Control 1= válvula de estrangulación montada en malacate e 2XX= v. Estrangulación neum. Activa remota (XX= el Máximo 20 pies) 3XX= v. Estrangulación suspendida piloto remota (X> Máximo 40 pies) 4XX= V. Estrangulación tipo palanca piloto remota (X Pies Máximo 40 pies)
Opciones Z= únicamente soplete de arena y primer de Carbozir P= recubrimiento superior 812 marino G= guarda del tambor 7= ranura del tambor (número = tamaño del cable metalico en 7/16"). D= Pestaña divisora del tambor y ancla adicional del ( T= múltiple de tensión S= interruptor de limite L= Espiga de seguridad del tambor
Tabla.19.1.2.Código del modelo
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429
Basado en las normas ANSI que requieren que la capa superior este por lo menos y."
pulgada (13 mm) debajo de! diámetro de la pestaña del tambor.
Las capacidades que se muestran pueden variar de aquellas que se publican en otra
literatura.
Código del modelo FA2 - 24 M X 1 P Serie
Malacate neumático fuerza cinco. Modelo fa2 o fa2.5 Altura de la pestaña del tambor o Man Rider
= Pestaña estándar de 19" (483 mm) diámetro MR = Man Rider (vea el suplemento de man rider fOl
Longitud del tambor Distancia entre las pestañas del tambor (Longitudes disponibles 8-12-16-24 pulgadas)
Freno del tambor X = sin freno de tambor M = freno del tambor manual A= freno de tambor automático
Freno de disco: X= sin freno automático K= freno de disco automático.
Control 1= válvula de estrangulación montada en malacate e 2XX= v. Estrangulación neum. Activa remota (XX= el Máximo 20 pies) 3XX= v. Estrangulación suspendida piloto remota (X> Máximo 40 pies) 4XX= V. Estrangulación tipo palanca piloto remota (X Pies Máximo 40 pies)
Opciones Z= únicamente soplete de arena y primer de Carbozir P= recubrimiento superior 812 marino G= guarda del tambor 7= ranura del tambor (número = tamaño del cable metalico en 7/16"). D= Pestaña divisora del tambor y ancla adicional del ( T= múltiple de tensión S= interruptor de limite L= Espiga de seguridad del tambor
Tabla.19.1.2.Código del modelo
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19.2.-Medidas de seguridad en su manejo
Figura.19.2.1. Operador del malacate auxiliar
Las siguientes advertencias e instrucciones de operación han sido adaptadas en
parte, tomando como base la Norma Americana Nacional de Seguridad (ANSI 830.7)
y su propósito es evitar practicar de operación inseguras que puedan provocar
lesiones personales o daño en su propiedad.
Ingersoll Rand reconoce que la mayoría de las compañías que utilizan malacates
tienen un programa de seguridad vigente en sus instalaciones. En caso de que exista
algún conflicto entre un conjunto de reglas estipulado en esta publicación y una regla
similar ya establecida por una empresa individual, la que tendrá prioridad será la más
exigente de las dos.
Las instrucciones para operación seguras proporcionan para que el operador es
consciente de las prácticas peligrosas que de evitar y dichas instrucciones no
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
necesariamente se limitan a la siguiente lista. Consulte las secciones específicas de
este manual para obtener información adicional sobre seguridad.
1. Sólo permita que el personal calificado (capacitado en seguridad y operación)
opere y de mantenimiento al malacate.
2. Únicamente opere un malacate si se encuentra físicamente apto para hacerlo.
3. Cuando haya un letrero de "NO-OPERAR" puesto en el malacate, no lo opere,
hasta que el personal designado haya quitado dicho letrero.
4. Antes de cada turno, verifique el malacate para asegurarse de que no haya
señales de desgaste o daño.
5. Nunca levante una carga más pesada que la capacidad nominal del malacate. Vea
las etiquetas y rótulos de advertencia que vienen pegados en el malacate.
Cada etiqueta viene de fábrica con una etiqueta de advertencia. Si la etiqueta no
viene pegada a su malacate, ordene una etiqueta nueva e instálela. Vea las listas de
partes para obtener el número de parte. Lea y obedezca todas las advertencias y
otra información de seguridad que vengan con este malacate. La etiqueta que se
muestra a continuación no es de tamaño real.
6. Mantenga las manos, ropa, etc., alejadas de las partes en movimiento.
7. Nunca ponga su mano en el área de la garganta de un gancho ni cerca del cable
de acero, cuando se estén enrollando en el tambor.
8. Siempre apareje las cargas apropiadas y cuidadosamente.
9. Asegúrese de que la carga esté apropiadamente asentada en la silleta del gancho.
No cargue el gancho en la punta, ya que esto provocará que se expanda y que
finalmente falle.
10. No "jale por un lado" ni .se arrastre".
11. Asegúrese de que no haya nadie en la trayectoria de la carga. No levante una
carga cuando haya personas debajo de esta.
12. Nunca utilice el malacate para levantar ni, bajar gente, y nunca permita que nadie
se pare ni se suspenda sobre la carga.
13. Afloje el cable de acero cuando empiece a s levantar. No jalonee la carga.
431
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
14. No oscile una carga suspendida.
15. Nunca suspenda una carga por un periodo prolongado.
16. Nunca deje una carga suspendida sin atenderla.
17. Ponga atención a la carga todo el tiempo cuando este operando el malacate.
18. Después de utilizarlo, asegure apropiadamente el malacate y todas sus cargas.
19. El operador debe tener todo el tiempo una visibilidad sin obstrucciones de la
carga.
20. Nunca utilice el cable de acero del malacate como una eslinga.
¡ADVERTENCIA! No seguir estas advertencias puede dar por resultado la muerte, lesiones graves, o daño en propiedad. No opere este malacate antes de leer el manual de operación y mantenimiento. No levante personas ni carga sobre personas. No levante más de la carga nominal. No permita que haya menos de tres vueltas de cable de acero enrolladas en el tambor todo el tiempo. No opere si el malacate esta dañado o no funciona bien. No quite ni obstruya las etiquetas de advertencia. Lea la última edición de ASME 830.7. Cumpla con toda las demás reglas federales, estatales y locales.
Precaución: Asegúrese que la primera vuelta del cable de acero quede nivelada
contra la pestaña del tambor.
Procedimientos de seguridad para manejar cable de acero.
1. Use siempre guantes cuando maneje cable de acero.
2. Nunca utilice un cable de acero que esté deshilachado o enredado.
3. Nunca use el cable de acero como eslinga.
4. Asegúrese siempre de que el cable de acero este correctamente devanado y de
que la primera capa este tensa.
Devanado del cable de acero.
Para permitir un devanado parejo y disminuir en línea la capacidad de tirón a medida
que el tambor se llena, utilice un tramo tan corto de cable de acero como sea posible.
432
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Para reenrollar el cable de acero aplique tensión para eliminar las partes sueltas.
Esto ayuda a lograr un enrollado parejo y tenso.
Aparejos.
Asegúrese de que todos los bloques del cable de acero. polipasto y sujetadores
tengan suficiente margen de seguridad para manejar la carga requerida. No permita
que el cable de acero haga contacto con los bordes filosos ni que haga dobleces
filosos. Consulte el manual del fabricante del cable de acero para que conozca cuál
es el tamaño adecuado del cable de acero que deberá utilizar asi como su uso y
cuidado apropiado.
19.3.- Mantenimiento preventivo menor
Para asegurar la operación continua y satisfactoria del malacate, deberá dar servicio
a todos los puntos que requieren lubricación, con el lubricante correcto, a los
intervalos adecuados, según se indica para cada ensamble.
Los intervalos de lubricación recomendados en este manual se basan en la
operación intermitente del malacate, 8 hrs. Diario, 5 días por semana, Si el malacate
opera casi continuamente o más de 8 hrs diarias, se requerirá lubricación más
frecuente. Asimismo los tipos de lubricante y los intervalos de cambio se basan en la
operación en un ambiente relativamente libre de polvo, humedad y vapores
corrosivos, Utilice únicamente los lubricantes recomendados. Otro tipo de lubricantes
pueden afectar el desempeño del malacate, Deberá obtener la aprobación de su
distribuidor INGERSOLL RAND para utilizar otros lubricantes, El hecho de no
observar esta precaución puede dar por resultado daño al malacate y/o los
componentes relacionados.
INTERVALO VERIFICACIONES DE LUBRICACIÓN
AL INICIAR CADA TURNO VERIFIQUE EL FLUJO Y NIVEL DEL LUBRICADOR DE LA TUBERÍA DE AIRE. (APROXIMADAMENTE 10 A 15
433
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
434
GOTAS POR MINUTO REQUERIDAS ALA VELOCIDAD MÁXIMA DEL MOTOR). VERIFIQUE EL NIVEL DE ACEITE EN EL MOTOR.
Lubricación del motor FA2. (Ubicaciones).
La capacidad de aceite para el motor K5B.546 del malacate FA2.5 es de 3/. (2.B lts),
agregue aceite a través de la abertura del llenado, hasta que el aceite fluya por el
orificio del tapón del nivel. En el motor FA2.5 hay desviadores instalados en cada
abertura de llenado del motor. Vierta el aceite lentamente para evitar derrames.
Menos de 32 °F (0°C) SAE. 10W
32° a 80 °F (00 A 27°C) SAE. 20W
Más de 80 °F (27°C) SAE. 30W
El motor deberá verificarse en cuanto al nivel todos los días o al inicio de cada turno,
después de haber drenado el agua acumulada. Cuando los motores operan a
temperaturas por debajo del punto de congelación, espere el tiempo suficiente al final
del tumo para que el agua se separe del aceite, pero no tanto como para que se
congele. Drene el agua, y después vuelva a llenar hasta el tapón de nivel. Si lo
desea, puede drenar todo el aceite al final del turno y volver a llenar el motor con
aceite nuevo.
Ensamble de engrane de reducción.
El ensamble del engrane de reducción viene de fábrica con aceite, y así se entrega.
Verifique el nivel de aceite antes de la operación inicial del malacate. Si el malacate
se utiliza a una frecuencia normal, reemplace el aceite del cárter de reducción una
vez por ano. Para asegurar el funcionamiento correcto, la mayor eficiencia y una vida
prolongada, es muy importante que mantenga el aceite lubricante al nivel correcto.
Gire el tambor hasta que el tapón de llenado se encuentre en el punto muerto
superior, después vierta aceite hasta el orificio del tapón del nivel. La capacidad de
aceite para el ensamble de engrane de reducción es de 1 Y2 cuarto (1.4 lts).
Precaución: No llene demasiado. El exceso de aceite reducirá la eficiencia de
operación e incrementará la temperatura del aceite.
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Deberá utilizar todo el tiempo el grado recomendado de aceite, ya que el uso de
aceite no adecuado puede dar por resultado elevación excesiva de temperatura,
pérdida de eficiencia y posible daño a los engranes.
Utilice únicamente lubricantes de alta calidad en el ensamble del engrane de
reducción, tal como aceite para motor, aceite hidráulico tipo EP de alto grado o sus
equivalentes.
Freno de disco: El aceite del ensamble del engrane de reducción también
proporciona lubricación para freno de disco. Después de un cambio de aceite o de un
acondicionamiento general al malacate, se recomienda verter una pequeña cantidad
de aceite (6 a 8 onzas, 0.2 lts.), a través del orificio del respiradero en el bastidor del
freno para lubricar inicialmente los discos del freno.
Sellos y cojinetes: Si desensambla el malacate, limpie todas las partes
cuidadosamente y recubra con cojinetes y los sellos con grasa limpia. Utilice
suficiente grasa para proporcionar un buen recubrimiento protector. Lubrique los
engrasadores mensualmente con 2 o 3 bombas de una pistola de grasa. Para
temperaturas de -20° a 50 °F (-30° a 1°C). Utilice grasa EP 1 a base de litio para
propósitos múltiples. Para temperaturas de 30. a120°F (-1° a 49°C) utilice grasa EP2
a base de litio para propósitos múltiples.
Espiga de seguridad del tambor: Por lo menos, una vez cada 6 meses,
dependiendo del ambiente y del ciclo de trabajo, lubrique las partes internas de la
espiga de seguridad del tambor con la misma grasa que se recomienda para los
sellos y los cojinetes. La lubricación ayudará a evitar la oxidación y permitirá una
operación de la espiga de seguridad más sencilla. Se proporciona un engrasador
cerca de la manija.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Inspección: Hay dos tipos de inspección, la inspección frecuente que lleva a cabo el
operador mientras utiliza el malacate y las inspecciones periódicas que lleva a cabo
el personal calificado. La inspección cuidadosa y periódica revelará las condiciones
potencialmente peligrosas. Mientras se encuentran todavía en las primeras etapas
permitiendo así tomar una acción correctiva antes de que la condición se haga
peligrosa.
Cualquier deficiencia que revele una inspección deberá reportarse a la persona
designada. Antes de reanudar la operación del malacate, deberá tomarse una
decisión respecto a si la diferencia constituye un riesgo de seguridad.
Registros y reportes: Deberá conservar alguna forma de registro de inspección
para cada malacate, en la que se listen todos los puntos que requieran inspección
periódica. Deberá elaborar un reporte mensual escrito sobre la condición de las
partes críticas de cada malacate. Estos reportes deben ir fechados, firmados por la
persona que llevó a cabo la inspección y deberán conservarse en el archivo donde
estarán disponibles para el personal autorizado.
Advertencia: Nunca utilice un malacate cuando inspección indique que esta
defectuoso.
Inspección frecuente.
Cuando un malacate proporcione servicio continuo, deberá realizarse una inspección
frecuente, al principio de cada turno. Además; deberán llevarse a cabo inspecciones
visuales durante el servicio normal, para detectar cualquier daño o evidencia de mal
funcionamiento.
1. Operación. Verifique signos visuales o ruidos anormales que pudieran indicar un
defecto. No opere un malacate a menos que el cable de acero se alimente
uniformemente en el tambor del malacate. Si el cable de acero se traba o brinca
límpielo y lubricuelo. Si el problema persiste, verifique el ángulo de desviación del
cable de acero, como se describe en la sección de instalación o reemplácelo. No
opere el malacate hasta que haya corregido todos los defectos.
436
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
2. Sistema neumático. Verifique todas las tuberías de aire, las válvulas y otros
componentes para asegurarse de que no haya fugas. Repare si es necesario.
3. Cable de acero. El cable de acero es un artículo consumible que debe
reemplazarse cuando se desgaste, La siguiente lista es una guía de los estándares
aceptados mediante los cuales deberá considerar el cable de acero y no se presenta
como un sustituto de un inspector experimentado:
a) Daño, tal como enredamiento, saliente en la parte central, aplastamiento y
desplazamiento de los hilos principales.
b) Corrosión y mellado.
c) Desgaste de los cables de la corona. Reemplace a 1/3 de desgaste del diámetro
original de cualquier cable de corona.
d) Cables o hilos rotos, particularmente en las conexiones. Será necesario
reemplazar si un alambre esta roto en la conexión; si hay 6 cables rotos dentro de
una trama; o tres cables rotos en un hilo dentro de una trama.
e) Lubricación
Reemplace el cable de acero si tiene duda respecto a su utilidad.
4. Laboreo del cable de acero. Verifique el laboreo y asegúrese de que el cable de
acero esté asegurado apropiadamente al tambor.
5. Lubricación. Vea la sección de lubricación para los procedimientos recomendados.
6. Controles. Verifique que los controles funcionen apropiadamente y que regresen a
neutral a liberarlos.
19.4.- Mantenimiento preventivo mayor
MENSUALMENTE LUBRIQUE LOS ACCESORIOS DE ENGRASADO LIMPIE EL FILTRO DE LA TUBERÍA DE AIRE VERIFIQUE EL NIVEL DE ACEITE EN EL ENSAMBLE DEL ENGRANE DE REDUCCIÓN
ANUALMENTE DRENE Y VUELVA A LLENAR CON ACEITE EL ENSAMBLE, DEL ENGRANE DE REDUCCIÓN DEL MALACATE.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Inspección periódica.
De conformidad con ANSI/ASME 830.7, la frecuencia de las inspecciones periódicas
depende de la severidad del uso.: normal, cada año; pesado, cada seis meses,
severo, cada tres meses. Es posible que se requiera desensamblar para uso pesado
o severo. Conserve los registros acumulativos de las inspecciones periódicas para
proporcionar una base para continuar la evaluación. Inspeccione todos las partes
durante una inspección frecuente, además lo siguiente:
1. Sujetadores. Verifique los tornillos de cabeza, las tuercas, espigas y otros
sujetadores del malacate y del sistema hidráulico. Colóquelas si faltan o apriételas y
asegúrelas si están flojas.
2. Todos los componentes. Inspeccione para detectar desgaste, daño, distorsión,
deformación y limpieza. Si la evidencia externa indica que es necesario
desensamblar, hágalo. Verifique los engranes, los ejes, cojinetes, los resortes y las
cubiertas. Reemplace las partes desgastadas o dañadas. Limpie, lubrique y vuelva a
ensamblar.
3. Tambor y poleas. Verifique que no haya daños ni desgaste excesivo. Reemplace
si es necesario.
4. Freno. Lleve a cabo una prueba de carga funciona! en el malacate. Verifique la
capacidad del freno para soportar la carga nominal.
5. Etiquetas. Verifique que estén allí y que sena legible. Reemplace si es necesario.
6. Cable de acero. Además de los artículos que se revisan durante la inspección
frecuente, inspeccione lo siguiente:
a) Acumulación de suciedad y corrosión. Limpie si es necesario.
b) Conexiones extremas flojas o dañadas. Reemplace si están flojas o dañadas.
c) Verifique que el ancla del cable de acero esté asegurada.
438
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
d) Cambios en el tamaño del diámetro del cable de acero. Mida periódicamente el
diámetro del cable de acero de la corona a la corona durante la vida útil del cable.
Deberá registrar el diámetro real cuando el cable de acero este por debajo de la
carga equivalente y en la misma sección de operación. Si el diámetro real del cable
de acero ha disminuido 1/64" (O.4mm), un inspector experimentado deberá llevar a
cabo un examen detallado del cable de acero, para determinar si este todavía puede
estar en servicio.
7, Basamento. Verifique la capacidad continua para sostener las cargas impuestas.
Malacates que no se utilizan con regularidad. Un malacate que haya estado sin
utilizarse durante un mes o más, pero menos de 6 meses, deberá ser sometido a una
inspección conforme a los requerimientos de la "inspección frecuente" antes de
ponerlo en servicio.
Un malacate que hay estado sin utilizarse durante más de 6 meses, deberá ser
sometido a una inspección completa en conformidad con los requerimientos de la
"inspección periódica", Los malacates que estén en reserva deberán ser
inspeccionados por lo menos cada 6 meses, de acuerdo con los requerimientos de
"Inspección Frecuente", Si aplican las condiciones de operación anormal, es posible
que los malacates requieran una inspección más frecuente.
Mantenimiento
Precaución: Nunca realice mantenimiento al malacate mientras este soportando una
carga.
Antes de llevar a cabo de mantenimiento, coloque las siguientes etiquetas: Peligro no opere equipo en reparación.
Permita que únicamente el personal de servicio calificado lleve a cabo el
mantenimiento.
Después de realizar cualquier tipo de mantenimiento al malacate, pruébelo a 125%
de su capacidad nominal antes de volver a ponerlo en servicio.
439
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Apague el sistema de aire y despresurice tuberías de aire antes de realizar cualquier
mantenimiento.
Intervalo Verificaciones de mantenimiento
Al inicio de cada turno Realice una inspección visual detallada, del malacate
para detectar evidencia de danos. No opere el
malacate si encuentra daño algún daño.
Verifique la operación de freno
Cada 3 meses Inspeccione los revestimientos de fricción del freno del
tambor. Limpie o reemplace las partes! según se
requiera, y si es necesario, ajuste el freno del tambor.
Cada daño Inspeccione los engranes, los ejes y los cojinetes para
detectar daño o desgaste.
Verifique todos los miembros de soporte incluyendo las
poleas y los aparejos para detectar posible desgaste o
daño.
Ensamble de reducción.
Verifique el aceite en el bastidor de reducción. Por lo menos cada tres meses. Si el
nivel esta bajo, vuelva a llenar. Si el malacate se utiliza a una frecuencia normal, el
aceite del bastidor de reducción puede utilizarse sin cambiarlo. No obstante, cuando
el malacate se utiliza a una frecuencia alta, deberá cambiar el aceite por lo menos
una vez cada año.
Consulte la sección de "LUBRICACIÓN”. Para verificar cuales son los tipos de
aceites recomendados.
Se recomienda que el primer cambio de aceite lo realice aproximadamente 50 horas
después de la operación inicial.
440
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
19.5.- La válvula de control del malacate y su ajuste
Controles del malacate.
Válvula de estrangulación montada en el malacate.
La válvula manual de control de estrangulación con resorte esta montada en el motor
neumático.
Vista desde el extremo del motor neumático, mueva la manija de la válvula de control
de estrangulación a la derecha (en dirección de las manecillas del reloj) para arriar
cable de acero y a la izquierda (en dirección contraria a las manecillas del reloj) para
halar el cable de acero. Para asegurar una operación uniforme del malacate, deberá
evitar los movimientos repentinos de la válvula de control.
Válvula de estrangulación neumática viva, remota (opcional) Permite que el control
del malacate se monte en un lugar fijo a una distancia de hasta 10 pies (3 m) del
motor del malacate. Las mangueras neumáticas se utilizan entre la válvula de
estrangulación y el motor del malacate para permitir la operación del malacate. La
operación de la válvula de estrangulación es la misma que se describe para la
válvula de estrangulación montada en el malacate.
Válvula de estrangulación suspendida piloto, remota (opcional). La válvula de control
de estrangulación suspendida esta equipada con 2 palancas separadas para la
operación del malacate, La presión del piloto de la válvula de estrangulación
suspendida, activa la válvula de control de malacate, La dirección de la rotación del
tambor, es controlada por cualquiera de las palancas que se presione.
Válvula de estrangulación suspendida piloto, remota (opcional). Esta es similar a la
válvula de estrangulación suspendida piloto excepto que se utiliza un control tipo
palanca, para dirigir fa presión del aire piloto a la válvula de control del malacate.
441
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
19.6.- El manejo del cable de izaje del malacate
Freno de Disco.
Ajuste
No se requiere ajuste al freno.
Si saca o repara el ensamble del freno, verifique que el respiradero este colocado en
la parte superior del bastidor del freno cuando vuelva a ensamblarlo.
Freno de manual de Tambor.
Ajuste
1. Libere la tensión del cable de acero en el tambor
2. Eleve la manija (104) para liberar las bandas del freno (128)
3. Saque la chaveta de dos patas (102) Y la espiga (101)
4. Gire los eslabones con travesaños (103) en dirección de las manecillas del reloj
para incrementar el torque del freno.
5. Instale la espiga (101) Y verifique el ajuste.
6. Deberá ajustar el freno hasta que se logre que la palanca del freno quede sobre el
punto central con 50 a 100 libras (23 a 45 kg) de fuerza en la manija (104) Instale la
chaveta de dos patas (102) cuando se complete el ajuste.
Precaución: Cuando cualquier parte del revestimiento del freno mida .062 pulgadas
(2 mm), o menos, deberá reemplazar el revestimiento o el ensamble de la banda de
freno.
Freno automático de tambo.
Ajuste
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
1. Quite la chaveta de dos patas (102) en la horquilla de ajuste (107)
2. Aplique aire al cilindro del freno (110) Y saque de la espiga (106)
3. Gire la horquilla de ajuste (107) en dirección de las manecillas del reloj para
aumentar la extensión de la varilla del cilindro.
4. Reensamble y libere el aire hacia el cilindro del freno (110)
5. Mida la extensión de la varilla del cilindro y reajuste si es necesario.
6. Instale la chaveta de 2 patas (102) cuando termine el ajuste.
Desensamble General.
Las siguientes instrucciones proporcionan la información necesaria para
desensamblar, inspeccionar, reparar y ensamblar el malacate. En la sección de
partes se proporciona un dibujo de las partes del ensamble del malacate.
Si por cualquier motivo esta desensamblado por completo un malacate, siga el orden
como se indica a continuación se recomienda que todo el trabajo de mantenimiento
del malacate lo lleve a cabo en una arrea de trabajo limpia y sin polvo. En el proceso
de desensamble del malacate observe lo siguiente.
1. Nunca desensamble el malacate más de lo que sea necesario para reparar fa que
se requiera. Podría dañar una parte que esta en buenas condiciones, mientras
desensambla toda la pieza.
2. Nunca use demasiada fuerza para sacar las partes. Golpear ligeramente alrededor
del perímetro de una cubierta o bastidor con un martillo suave, por ejemplo, es
suficiente para romper el sello.
3. No caliente una parte en la flama para liberarla o para sacarla, a menos que este
desgastada y dañada y que ya no tenga reparación, es decir que cualquier daño
adicional ya no tenga ningún efecto posterior.
En general, el malacate esta diseñado para permitir un desensamble y ensamble
fácil. No se requiere el uso del calor ni de fuerza excesiva.
4. Mantenga el área de trabajo tan limpia como sea posible, para evitar que la
suciedad u otra materia extraña entre a los cojinetes y a las demás partes móviles.
443
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
5. Una vez que saque los sellos y los anillos 'O' deberá desecharlos. Utilice sellos y
anillos 'O' nuevos cuando vuelva a ensamblar el malacate.
6. Cuando sujete una parte en un tornillo de banco, utilice siempre las mordazas de
tornillo cubiertas de piel o de cobre para proteger la superficie de la parte y ayudar a
evitar la distorsión. Esto deberá observarlo en particular con miembros roscados y
bastidores.
7. No saque ninguna parte que esté ajustada a presión en o sobre un sub ensamble.
a menos que sea necesario para hacer alguna reparación o reemplazo.
8. Cuando "Saque los cojinetes de bolas de ejes, es mejor utilizar un extractar de
cojinetes.
Cuando saque los cojinetes de los bastidores, extraiga el cojinete con un manguito
ligeramente más pequeño que el diámetro exterior del cojinete. El extremo del
manguito o tubo que hace contacto con el cojinete debe ser cuadrado. Proteja los
cojinetes de la suciedad manteniéndolos envueltos en telas limpias.
FRENO MANUAL O AUTOMÁTICO DEL TAMBOR.
Desensamble
Freno automático.
1 .Desconecte y saque de la manguera, aditamentos y la válvula de descarga (112)
del cilindro (110)
2. Quite la chaveta de dos patas (102) y la espiga (101) del eslabón con travesaños
(103) y de la banda del freno (128)
3. Saque la chaveta de dos patas (/102) y la espiga (106). Separe la horquilla 8107)
de la palanca del freno (105).
4. Saque el cilindro 8110) de la ménsula (118).
Freno manual.
5. Saque la chaveta de dos patas (102) y la espiga (101) de la manija (104), después
saque la manija (104) de la banda del freno (128).
444
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Ensamble del engrane de reducción.
Desensamble
1. Coloque el ensamble del engrane de reducción en el banco de trabajo, de manera
que el sello contenedor del extremo (43) quede abajo.
2. Saque los tornillos de cabeza (75) y palanquee la cubierta (73) para sacarla.
3. Saque la corona dentada (72), el engrane sol (69) y el ensamble planetario (67)
Freno manual del tambor.
El freno manual del tambor debe aplicarse empujando hacia abajo la palanca
liberándola, jalándola hacia arriba. Si empuja la manija hasta su posición extrema,
deberá bloquearse en esa posición, hasta que sea jalada hacia atrás. El freno deberá
estar ajustado apropiadamente para soportar la carga requerida.
Freno automático del tambor (opcional)
El freno automático del tambor es un freno de alivio aplicado con resorte que utiliza
un cilindro activado por aire para liberar el freno cuando se opera el motor.
Espiga de seguridad del tambor (opcional)
Puede montar una espiga de seguridad en el malacate en el extremo opuesto al
motor. Deberá engancharse si se deja una carga suspendida.
El seguro del tambor opera girando una espiga entre dos ranuras, una un poco
profunda y otra profunda.
Para enganchar 2 espigas de seguridad, gire la pestaña de! tambor de manera que
uno de los 12 orificios se alinee con la espiga de grapa de seguridad. Jale hacia
arriba la manija hasta que la espiga ranurada salga de la ranura poco profunda y gire
la manija en dirección contraria a las manecillas del reloj, y permita que se asiente en
la ranura poco profunda.
445
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
ADVERTENCIA: Asegúrese de que todos los mecanismos de frenado operen y de
que todo el personal este alejado de la carga del malacate y de los aparejos de
desenganchar la espiga de seguridad.
Antes de desenganchar la espiga de seguridad jale la manija hacia fuera hasta que la
espiga ranurada salga de la ranura profunda y gire la manija 90 en dirección de las
manecillas del reloj, y permita que se asiente en la ranura poco profunda.
19.7.- Fallas más comunes y su corrección
Solución de problemas
Esta sección proporciona la Información necesaria para solucionar los problemas que
se presenten con el malacate. La gula de solución de problemas proporciona un
panorama general de los problemas que podrían surgir con el uso normal de este
malacate. En la primera columna aparece el problema. Después de la causa y
finalmente la solución posible.
Problema Causa Posible Solución Posible El malacate no funciona
No hay suministro de aire al malacate. El malacate esta sobrecargado. El freno del disco no se libera. Es posible que todavía tenga los tapones de embarque.
Verifique las conexiones y mangueras en las tuberías de suministro de aire. Reduzca la carga hasta que quede dentro de la capacidad nominal. Presurice la abertura de liberación del freno de disco y verifique que no hay fugas. Reemplace los sellos del pistón del freno si encuentra alguna fuga. Quite los tapones de embarque de las aberturas de la válvula y del escape del motor.
La carga continua moviéndose una vez que se detiene el malacate.
El freno del tambor sé esta deslizando. El malacate esta sobrecargado.
Verifique el ajuste del freno del tambor y el recubrimiento de la banda del freno, para detectar evidencia de Desgaste. Reduzca la carga hasta la capacidad nomina.
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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
Problema Causa Posible Solución Posible El malacate no levanta la carga o no levanta la capacidad nominal.
Es posible que el motor este dañado. Insuficiente suministro de aire.
Saque y desensamble el motor como describe en la sección de MANTENIMIENTO. Examine todas las partes y reemplace las que estén dañadas o desgastadas. Verifique la presión y volumen del suministro de aire.
La palanca de la válvula de estrangulación se mueve, pero el malacate no funciona.
Es posible que el motor este dañado. Suministro de aire insuficiente.
Desensamble y limpie el motor y reemplace cualquier rota o dañada. Incremente la presión de aire para proporcionar 90 psig (6.2 bar I 620 kpa).
El motor funciona cuando esta caliente, o hace ruido excesivo durante la operación.
Bajo nivel de aceite. Lubricación inapropiada. Pistón o biela dañada o rota.
Verifique el nivel de aceite en el motor y rellene si es necesario. Verifique en la sección de "lubricación" cuál es el tipo de aceite recomendado. Desensamble y repare el molar.
Tabla.19.7.1. Fallas más comunes y su corrección
Cable de acero.
Consulte las recomendaciones del fabricante del cable de acero. Por lo menos,
observe lo siguiente:
1. Limpie con un cepillo o con vapor la suciedad, polvo de rocas u otra materia
extraña que se encuentre en la superficie del cable.
PRECAUCIÓN: No utilice un solvente a base de ácido. Use únicamente los líquidos
para limpieza que, especifique el fabricante del cable de acero.
2. Aplique un lubricante al cable de acero, o aceite SAE, 30W.
3. Aplique con brocha, vier1a a gotas o con aerosol el lubricante cada semana, o con
mayor frecuencia, dependiendo de la severidad del servicio.
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Motor.
La lubricación correcta es uno de los factores más Importantes para tener una
operación eficiente. El motor se lubrica por salpicadura mediante el aceite que se
encuentra en el cárter del motor y no tiene otro medio de lubricación. Por lo tanto, es
importante utilizar únicamente aceite de buena calidad para motor, no detergente,
para asegurar el máximo desempeño y el mínimo tiempo perdido por reparaciones.
Deje que el aceite se asiente antes de llenar hasta el tope. La capacidad de aceite
para el motor del malacate FA2 es de0.35 lts.
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ANEXO A ÍNDICE DE FIGURAS PAG.
1.2.1. Dispositivo hidráulico Básico 5
1.2.2. Interacción de hidráulica y presión atmosférica 5
1.5.1. Diagrama de circuito grafico 11
1.7.1. Bomba de desplazamiento tipo reciproco 12
1.9.1. Sistema de centro abierto 13
1.9.2. Sistema de centro cerrado 14
1.10.1. Bomba de voluta 15
1.10.2. Bomba de difusor 15
1.10.3. Bomba de engrane 16
1.10.4. Bomba de engrane externo 17
1.10.5. Bomba de lóbulo 17
1.10.6. Bomba de alabes 18
1.11.1. Válvulas 20
1.12.1. Actuador hidráulico 21
1.13.1. Probador de circuito hidráulico 22
1.13.2. Manómetro 22
1.13.3. Conectores para tubería 23
2.3.1. Circuito neumático básico 33
2.3.2. Circuito neumático 34
2.4.1. Cilindro de simple efecto 35
2.4.2. Cilindros de doble efecto 35
2.5.1. Diagrama neumático de un Malacate Principal 37
2.6.1. Desplazamiento del pistón 39
2.6.2. Compresor movimiento rotatorio 39
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2.6.3. Carrera de compresión 40
2.6.4. Carrera de succión o admisión 40
2.6.5. Compresor de doble acción 41
2.6.6. Compresor de pistón y embolo 41
2.6.7. Control de la capacidad de estrangulamiento por válvula 42
2.6.8. Control de capacidad por espacios libres 43
2.6.9. Control de capacidad por válvula descargadora con volante 43
2.6.10. Control de capacidad por válvula automática 44
2.6.11. Control de capacidad por variación de velocidad 44
2.7.1. Circuito de válvula y cilindro 45
2.7.2. Válvulas tres vías (3/2) 46
2.7.3. Control Dual 46
2.7.4. Válvula de doble efecto 47
2.7.5. Circuito con Válvula 47
2.7.6. Válvula antirretorno 47
2.8.1. Actuador cremallera y piñón 48
2.8.2. Actuador tipo Rotatorio 48
2.8.3. Tipo cremallera y piñón 49
2.8.4. Actuador de paletas 49
2.8.5. Cilindro doble acción 49
2.9.1. Manómetros 50
2.9.2. Termostatos (de inmersión y capilares), controladores de nivel 50
3.2.1. Formato de orden de trabajo 55
3.2.2. Reverso de formato de orden de trabajo 56
4.7.1. Errores del proceso de medición 80
4.9.1. Calibrador de hojas 86
4.10.1. Flexometro de 5 metros 87
450
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4.11.1. Partes del Micrómetro de Exteriores 88
4.11.2. Lectura del Micrómetro 89
4.12.1. Micrómetro de interiores 89
4.12.2. Micrómetro de carátula para interiores 89
4.13.1. Micrómetro de profundidades 90
4.14.1. Micrómetro de carátula para medir exteriores 91
4.16.1. Tacómetro manual 92
4.17.1. Uso del nivel de gota en una instalación 93
4.17.2. Nivel de gota 93
4.18.1. Torquímetro de carátula 94
4.20.1. Principio del Nonius 96
4.20.2. Vernier 97
5.1.1. Principales características Motor MTU-4000 98
5.1.2. Principales dimensiones del Motor MTU-4000 100
5.1.3. Grafica de Potencia 101
5.2.1. Enumeración de cilindro 104
5.3.1. Vista de líneas de inyección 105
5.5.1. Ciclos de Tiempo del motor 109
5.8.1. Inyector 111
6.1.1. Vista de motor Ceterpillar 121
6.2.1. Numeración de cilindros en Ceterpillar 123
6.4.1. Corte trasversal de motor Ceterpillar 128
6.4.2. Corte culata y pistón 129
6.4.3. Corte trasversal sistema de admisión y escape 131
6.4.4. Corte trasversal sistema de inyección 132
6.17.1. Sistema de lubricación 163
7.1.1. Corte trasversal motor EMD-645-E1 186
451
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7.1.2. Motor EMD-645-E1de 20 cilindros 188
7.1.3. Esquema ilustrativo de operación Motor EMD-645-E1 190
7.2.1. Enumeración de cilindros 192
7.4.1. Partes del Inyector 197
7.4.2. Sistema de Lubricación 198
7.4.3. Sistema de Enfriamiento 200
7.4.4. Sistema de enfriamiento 201
7.4.5. Partes del Gobernador EGB 202
7.12.1. Descripción esquemática gobernador PGR 212
8.1.1. Corte de Bomba centrifuga típica 243
8.1.2. Bomba centrifuga 243
8.1.3. Partes de Bomba centrifuga 245
8.2.1. Bomba centrifuga de voluta 245
8.2.2. Sección y partes de Bomba centrifuga 246
8.3.1. Representación de los sellos mecánicos 247
8.3.2. Compresor de aire reciprocante dos etapas 247
9.1.1. Compresor de aire reciprocante dos etapas 252
9.2.1. Corte de Compresor reciprocante dos pistones 254
11.1.1. Instalación de Bombas de lodo 266
11.2.1. Bombas de lodo con amortiguador de pulsaciones 269
11.2.2. Instalación de las Bombas de lodo 270
11.3.1. Vista de lado de la parte de la hidráulica 271
11.5.1. Bomba de lodo parte de bomba lubricación vástagos 275
11.5.2. Corte de vástago 277
11.5.3. Vástago de Bombas de lodo 278
11.10.1. Programa de lubricación y guía de Mantenimiento 288
12.1.1. Bomba rotaría con toma de fuerza sin cople 290
452
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
12.3.1. Partes Barra Cardan 292
12.4.1. Ensamble de mesa rotaria 296
12.4.2. Ajuste de balero 298
12.4.3. Juego entre piñón y engrane 299
12.4.4. Candado parte superior 299
12.4.5. Candado lateral automático 300
2.5.1. Vista de planta de rotaría con seguros 301
13.1.1. Malacate en un equipo en operación 303
13.2.1. Sistema de freno de corona en equipos con freno de discos 306
13.3.1. Convertidor de torsión 308
13.4.1. Ajuste de sistema de frenos de balatas 314
13.6.1. Verificación y ajuste sistema de frenos de disco 318
13.6.2. Sistema hidráulico básico del freno de discos 323
13.7.1. Corte de tambor de freno para verificar desgaste 324
13.9.1. Válvula de 3 salidas y 2 posiciones 326
13.9.2. Válvulas neumáticas 3/2 326
13.9.3. Válvulas neumáticas 5/2 y 5/3 326
13.9.4. Funcionamiento de un circuito válvula – cilindro 327
13.10.1. Diagrama neumático del malacate: 328
13.13.1. Desgaste de frenos del malacate 331
14.2.1. Corte transversal freno hidrodinámico 342
14.4.1. Corte de freno auxiliar 346
14.4.2. Sistema de enfriamiento 346
14.4.3. Desalineamiento en cople: malacate freno auxiliar 348
15.1.1 Sistema de Izaje 350
15.1.2 Partes componentes del Sistema de Izaje 351
15.5.1. Inspección de la unión giratoria 356
453
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
15.5.2. Substitutos de la unión giratoria 359
15.5.3. Sistema de clasificación de Viscosidad 364
15.5.4. Determinar el conjunto de empaques 369
15.5.5. Determinar el conjunto de empaques 370
15.5.6. Conjunto de prensaestopas de 3” 371
15.5.7. Conjunto invertido de empaquetadura 372
5.5.8. Inspección en taller 374
15.5.9. Inspección en campo 374
15.5.10. Inspección en campo 375
15.5.11. Inspección de programa de lubricación 376
15.5.12. Componentes de la unión giratoria 379
15.5.13. Determinación de Dimensiones 381
15.6.1. Dispositivo de seguridad de corona 382
16.1.1. Tablero de control remoto para operar preventores 386
16.1.2. Partes de la unidad acumuladora Koomey 387
16.10.1. Grafica de precarga 403
17.1.1. Diseño 1a etapa preventores 21 ¼”, 20 ¾” 404
17.1.2. Diseño 2a etapa preventores de 13 5/8” 405
17.1.3. Diseño 3a etapa de preventores de 11” 10000 PSI 406
17.1.4. Diseño 4a etapa preventores de 11” 10000 PSI 407
17.1.5. Tren de preventores 408
17.2.1. Preventor de arietes Cameron tipo”U” sencillo 409
17.2.2. Arreglos de preventores: Marino 410
17.2.3. Preventor esférico seccionado 411
17.2.4. Preventor anular mostrando las partes 412
18.1.1. Reductor de velocidad seccionado 420
18.1.2. Diagrama de un agitador o mezclador de lodos 421
454
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18.2.1. Agitador de doble y triple reducción 422
18.2.2. Agitador de reducción simple 422
18.2.3. Montaje de lado, impulsado por banda de transmisión 423
19.2.1. Operador del malacate auxiliar 431
ÍNDICE DE TABLAS PAG.
1.4.1 .Simbología hidráulica 10
1.16.1. Fallas más comunes y su corrección 27
2.2.1.- Simbología Neumática 33
2.10.1.- Mantenimiento, fallas y correcciones 52
4.2.1. Sistemas de unidades 61
4.2.2. Sistema Ingles: Longitud 61
4.2.3. Sistema Ingles: Área 62
4.2.4. Sistema Ingles: Volumen 62
4.2.5. Sistema Ingles: Masa 62
4.2.6. Sistema Ingles: Trabajo y Energía 63
4.2.7. Sistema Ingles: Potencia 63
4.3.1. Equivalencia en el sistema Internacional (SIU) 64
4.3.2. Comparación de unidades del SI y del USCS 65
4.3.3. Múltiplos y Submúltiplos de Unidades 66
4.4.1. Conversión de unidades 76
4.5.1. Formas de energía 76
5.1.1. Principales dimensiones del Motor MTU-4000 100
5.1.2. Capacidad del Motor MTU-4000 100
5.1.3. Características generales 103
5.1.4. Torque del motor 104
5.4.1. Capacidad de Aceite 108
455
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5.6.1. Niveles de Mantenimiento 110
5.15.1. Fallas más comunes y su corrección 120
6.6.1. Calibración de válvulas 138
6.6.2. Calibración de válvulas 138
7.1.1. Especificaciones Motor EMD-645-E1 189
7.7.1. Secuencia de inspección de una vuelta 207
7.12.1. Ajuste del gobernador PGR 213
7.16.1. Ajuste de puentes hidráulicos 223
7.17.1. Inspección de metales de bancada 224
7.20.1. Carta de mantenimiento 239
11.7.1. Fallas más comunes y su corrección 284
12.2.1. Características de rotarias marca Ideco 290
12.1.1. Juego de engranes 297
13.1.1. Capacidad de izaje malacate Ideco 2100 303
13.1.2. Capacidad de izaje malacate Nacional 1625-DE 303
13.1.3. Capacidad de izaje malacate IRI 1500 304
13.7.1. Desgaste máximo en tambores de malacates 324
13.10.1. Listado neumático del malacate: 327
13.13.1. Formato de desgaste de tambores del malacate 330
13.13.2. Dimensiones de tambor del malacate 331
13.13.3. Espesor de balatas de malacate 331
13.3.4. Embragues Airflex Series: 38VC1200 Y 42VC1200 334
13.3.5. Desgastes permisibles embragues malacates Nacional 335
13.3.6. Especificación entrehierro de frenos Electromagnéticos 336
14.3.1. Capacidad de frenado con freno auxiliar Electromagnético 343
15.5.1 Aprietes del vástago de la unión giratoria 358
15.5.2. Selección de substitutos 360
456
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
15.5.3. Capacidades de juntas giratorias 363
15.5.4. Conjunto de empaques para tubo lavador 367
15.5.5. Conjunto de empaques para tubo lavador 368
15.5.6. Programa de Inspección de lubricación 375
15.5.7. Capacidad de lubricación 376
15.5.8. Programa de Mantenimiento 376
15.5.9. Especificaciones y dimensiones 379
15.5.10. Dimensiones, pulgadas (mm.). 380
16.1.1. Partes de la unidad acumuladora Koomey 387
18.4. Programa de mantenimiento 423
19.1.1. Diámetro cable de acero 428
19.1.2. Código del modelo 429
19.7.1. Fallas más comunes y su corrección 447
BIBLIOGRAFIA
1. CATERPILLAR, Manual No. LRW5119
2. MANUAL DEL ING. MECANICO 9a EDICION, MC GRAW HILL, GUGONE
A. AVALLONE, THEODORE SAUMEISTER
3. ADMINISTRACIÓN EN MANTENIMIENTO, ED, CECSA, AUT. ING.
ENRIQUE DOUNEEV
4. CATALOGO GENERAL SKF, 4000/11P, SKF
5. CONOCIMIENTOS BASICOS NIVEL 3, AUT. ING. ALFREDO ESTRADA
BARRERA, IMP
6. GOBERNADOR UG8 WOODWARD, 030046 8 SPANISH), WOODWARD
7. CATERPILLAR SISTEM, OPERATION, TESTING, ADJUSTING, Manual
No. SENR2176, CATERPILLAR
457
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
8. MANUAL DE OPERACIONES Y MANTENIMIENTO MOTOR PARA
GRUPOS ELECTRÓGENOS, SSBU6998 MAY 96, CATERPILLAR
9. MANUAL DE OPERACIONES Y MANTENIMIENTO GENERADORES Y
TABLEROS DE CONTROL SR4B, SSBU6918, 03, JUN 2001,
CATERPILLAR
10. BOMBAS TRIPLES DE LODO MANUAL DE INSTALACIÓN CUIDADO Y
OPERACIÓN, NATIONAL, OILWELL
11. MANTENIMIENTO DE RODAMIENTOS EN EQUIPOS INDUSTRIALES
MÓVILES, SM – 8 - 96 – 73118, TIMKEN
12. ROTARY DRILLING THE DRAWORKS AND THE COPOUND, FIRST
EDITION UNIT 1 LESSON 6, 2.106101, 0-88698-171-9, IADC, PETEX
13. MANUAL DE SOLDADURA, 12113, COMIMSA
14. BOMBA DE PREVENTORES KOOMEY, CATALOGO- 94-95, STEWART
AND STEVENSON
15. COMO TRATAR SU UNIÓN GIRATORIA TIPO P, BOLETÍN 1465,
NATIONAL-OILWELL,
16. SPECIAL INSTRUCTION, PROCEDIMIENTO DE ALINEACIÓN DE
GRUPOS ELECTRÓGENOS, 4450, CATERPILLAR
17. INSTRUCTIONS, INSTALLATION, OPERATION, MAINTENANCE, IT-214,
LIGHTNIN
18. MANUAL DEL FRENO UNIVERSAL DE DISCOS, NATIONAL-OILWELL
19. MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO, EQUIPO ES/2100
TERRESTRE, IDECO
20. NATIONAL SUPLY COMPANY, Manual No. 110 UE, NATIONAL
21. COMPOSITE CATALOGO OF OIL FIELD EQUIPMENT & SERVICES,
44TH EDITION 2000, WORLD OIL
22. TECHNICIANS GUIDE BEARINGS, TAPERED, STRAIGHT AND BALL
BEARING, INSPECTION/ANALYSIS, PREVENTIVE MAINTENANCE,
DETROIT DIESEL ALLISON
23. GENERATOR SETS, APPLICATION AND INSTALLATION GUIDE,
CATERPILLAR
458
Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecánico
24. PETROLEUM ENGINES, APPLICATION AND INSTALLATION GUIDE,
CATERPILLAR
25. MANUAL DE CONSERVACION MOTOR DIESEL MODELO 645E3,
INSTITUTO DE CAPACITACIÓN, FERROCARRILES NACIONALES DE
MÉXICO
26. MANUAL DE CONOCIMIENTOS BÁSICOS DEL MOTOR DIESEL, TOMO
III, GERARDO BARRAN LASTRA, IMP
27. MANUAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, DÉCIMO TERCERA EDICIÓN,
DONALD G. FINK / H. WAYNE BEATY, MC GRAW HILL
459