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INFRASTRUCTURE DEVELOPMENT PRODUCT SUPPORT

CURSO DE EQUIPOS PARA CARRETERAS

GUAYAQUIL, ECUADOR. OCTUBRE 2003

CAPITULO VII

PROBLEMAS EN SISTEMAS HIDRAULICOS CAUSA Y REMEDIOS

A.- Motor y/o bomba hidráulica con ruido anormal. B.- Erosión en lumbreras del barril y platos, en bomba o motor hidráulico.

C.- Excesivo desgaste en bomba o motor hidráulico.

D.- Calentamiento del fluido hidráulico.

E.- Respuesta de la bomba muy lenta.

F.- No hay presión en el sistema hidráulico.

G.- El cilindro hidráulico se desliza cuando se detiene en una posición intermedia.

H.- Tiempo de operación más largo que el especificado en el cilindro.

I.- Fugas externas en el cilindro.

J.- Desgaste anormal en la empaquetadura del casquillo en un cilindro.

K.- Motor girando en dirección equivocada.

L.- El motor hidráulico no da vueltas o no desarrolla la adecuada velocidad o torque.

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DIAGNOSTICO DE FALLAS EN SISTEMAS

HIDRAULICOS DE PERFORADORA

INGERSOLL - RAND

Nota: Esta guía general sirve para ayudar a localizar y eliminar las causas de problemas estudiando sus efectos.

A. PROBLEMA: Motor y/o bomba hidráulica con ruido anormal. PROBABLE CAUSA SOLUCIONAire en el fluido * Filtración de aire a línea de succión.

Verificar líneas.* Bajo nivel de fluido en estanque acumulador. Reponer nivel correcto.* Fluido incorrecto, formación de espuma. Utilizar aceite que cumpla con las especifica- ciones.* Filtro de líneas de succión actúa como trampa de aire. Instalar filtro adecuado.

Cavitación en bombas hidraúlicas * Fluido muy frio, viscoso o pesado. Utilizar el aceite que cumpla con las especifi- caciones. En condiciones de baja temperatura ambiente espere que el fluido hidraúlico alcance una temperatura mínima para operar de 10°C.* Diámetro en línea succión muy reducido. Verificar línea de succión.* Filtro en línea de succión, capacidad reducida. Instalar filtro adecuado.* Filtro en línea de succión saturado. Reemplazar filtro.* Filtro del repiradero obstruido. Reemplazar filtro.* Presión de sobrealimentación o relleno muy bajo. En bombas Denison (6 & 7 CIPR) revisar conjunto de válvulas y limpiar. En bombas Sundstrand calibrar presión o cam- biar cartridge.* Flujo de relleno muy pequeño para las condiciones dinámicas. Probable desgaste excesivo de la bomba de relleno.

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A. PROBLEMA: Motor y/o bomba hidráulica con ruido anormal.

Eje desalineado * Instalación defectuosa.

Reinstalar de acuerdo a procedimiento.* Deformación en el montaje. Reemplazar partes dañadas y reinstalar correctamente.* Interferencia axial. Revisar si se está utilizando el correcto adaptador de la caja de bombas.* Adaptador defectuoso. Reemplazar adaptador a caja de bombas.

Falla mecánica en la bomba * Desarmar y reemplazar partes y/o componen- tes dañados o con desgaste.

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B. PROBLEMA : EROSION EN LUMBRERAS DEL BARRIL Y PLATOS, EN BOMBA O MOTOR HIDRAULICO

PROBABLE CAUSA SOLUCIONAire en el fluido * Ver arriba.Cavitación * Ver arriba.

C. PROBLEMA : EXCESIVO DESGASTE EN BOMBA O MOTOR HIDRAULICO

PROBABLE CAUSA SOLUCIONCargas excesivas *Reduzca ajustes de presión. No deben alterarse

las presiones originales del sistema hidraúlico.* Reduzca la velocidad, equipo operando por sobre la velocidad máxima a plena carga. Remitase a los manuales de operación del equipo.

Partículas contaminantes en el fluido * Mantenimiento incorrecto de filtro, hidraúlico Remitase a las pautas de mantención.

* Filtros incorrectos. Utilice sólo los filtros originales.* Introducción del fluido sucio al sistema. Verifique líneas del sistema.* Abertura en el depósito de aceite. Chequee y repare.* Filtro del respiradero dañado. Reemplazar.* Reemplazo incorrecto de líneas. Tomar pre- cauciones de no introducir contaminantes al sistema hidraúlico.

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Falta de fluido en la bomba * Falta de aceite en tanque acumulador.

Reponga nivel de aceite y mantenga vigilancia con el indicador de nivel.* Interrupción de fluido en un circuito cerrado (bomba - motor). Reemplace las líneas o fitting dañados. Nunca reemplace las líneas por otras que no sean las originales.

Fluido incorrecto * Fluido muy delgado o espeso para el rango de temperatura operacional. Utilice el fluido recomendado en su manual de mantención.* Agotamiento del fluido por efectos del tiempo, temperatura y esfuerzos de corte. Reemplace el aceite por el recomendado y en los periódos señalados en su manual de servicio.* Aditivos incorrectos en nuevo fluido. No mezcle los aceites, utilice los aceites recomendados.* Destrucción de la efectividad del aditivo por envejecimiento químico. Utilice solo los aceites recomendados en su manual y reemplácelos en los períodos señalados.

Reparación incorrecta * Piezas incorrectas, procedimientos, ajustes y dimensiones incorrectos. Refiérase a los manuales de reconstrucción del fabricante.

Contaminación de agua en el sistema * Condensación. Drene el agua periódicamente. Mantenga el nivel de aceite en los niveles recomendados.* Respiradero defectuoso. Reemplace o repare.* Hábito de limpieza incorrectos. Asegúrese que exista un procedimiento adecuado.* Agua en fluido de relleno. Utilice un procedimiento adecuado.

D. PROBLEMA : CALENTAMIENTO DEL FLUIDO HIDRAULICO

PROBABLE CAUSA SOLUCIONDesgaste excesivo del motor o bomba * Chequee el flujo de drenaje y repare la unidad

según corresponda.Válvula de alivio * Válvula de alivio ajustada a una presión muy

baja (comparada con la presión de trabajo). Regule válvula de alivio a la presión indicada en sus manuales.

Depósito de aceite hidraúlico * Nivel de aceite muy bajo. Rellene al nivel adecuado.* Transferencia de calor desde equipo adyacente. Reubique el equipo.

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E. PROBLEMA : RESPUESTA DE LA BOMBA MUY LENTA

PROBABLE CAUSA SOLUCIONBajo nivel de aceite * Rellene con aceite al nivel adecuado.Válvula de alivio regulada a una presión * Ajuste a la presión utilizando un manómetro amuy baja. la presión correcta.Bomba desgastada o dañada * Inspeccione, repare o reemplace la bomba.Filtros obstruidos en la succión * Limpie o reemplace filtros.Dirección equivocada en rotación de * Debe invertirse inmediatamente para prevenir la bomba que no colapse la bomba reompiéndose debido

a la falta de aceite.Contaminación en la bomba * Desarme y limpie la bomba incluyendo el

circuitode trabajo.

F. PROBLEMA : NO HAY PRESION EN EL SISTEMA HIDRAULICO

PROBABLE CAUSA SOLUCIONLa bomba no entrega aceite * Ver problema anterior.Válvula de alivo seteada a una presión * Aumente la presión de la válvula de alivio a la muy baja indicada en los manuales.Válvula de alivio con fugas * Chequee el asiento de la válvula por marcas y

rayaduras. Repare o cambie la válvula.Resorte de la válvula de alivo quebrado * Reemplace el resorte y reajuste la válvula.Circulación libre de aceite hacia el * Válvula de control puede estar en posición tanque neutra retornando por línea abierta .Fugas internas en válvula de control o * Repare o reemplace.cilindros.

G. PROBLEMA : EL CILINDRO HIDRAULICO SE DESLIZA CUANDO SE DETIENE EN UNA POSICION INTERMEDIA

PROBABLE CAUSA SOLUCION

Fugas internas en el cilindro o válvula * Reemplace los packing de pistón, repare o reem-de control place el cilindro si las paredes están rayadas.

Reemplace o repare la válvula de control.

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H. PROBLEMA : TIEMPO DE OPERACION MAS LARGO QUE EL ESPECI- FICADO EN UN CILINDRO.

PROBABLE CAUSA SOLUCIONBomba con desgaste * Repare o reemplace la bomba.Fugas internas en cilindros o válvula de * Reemplace los sellos de pistón o reemplace elcontrol. cilindro si las paredes están rayadas. Reempla-

ce o repare la válvula de control.Aire en el sistema. * Purgue el sistema y aprete las uniones.Si la acción es lenta en principio, luego * Usar el aceite recomendado por el fabricante.la velocidad aumenta cuando el aceitetoma temperatura, entonces el aceite es muy pesado. Si la acción baja una vez que el aceite ha tomado temperatu-ra, entonces el aceite es muy liviano.

I. PROBLEMA : FUGAS EXTERNAS EN EL CILINDRO

PROBABLE CAUSA SOLUCIONFuga por la tapa del extremo. * Aprete si es posible o reemplace la siguiente

(gasket) si es necesario.Fuga por la empaquetadura del casqui- * Aprete o reemplace la junta (gasket) si es nece-llo. sario.

J. PROBLEMA : DESGASTE ANORMAL EN LA EMPAQUETADURA DEL CASQUILLO EN UN CILINDRO.

PROBABLE CAUSA SOLUCIONLas abrazaderas del cilindro no están * Aprete el cilindro a la estructura, revise esto pe-aseguradas convenientemente a la es- riódicamente.tructura causando vibración.Desalineamiento entre el cilindro y vás- * Revise y corriga el desalineamiento.tago del pistón.Rebaba en el vástago del pistón go- * Remueva la rebaba y reemplace el packing.teando el packing.

K. PROBLEMA : MOTOR GIRANDO EN DIRECCION EQUIVOCADA.

PROBABLE CAUSA SOLUCIONLíneas incorrectas entre el motor y vál- * Revise los esquemas hidraúlicos para vula de control. determinar la ubicación correcta de las líneas.

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L. PROBLEMA : EL MOTOR HIDRAULICO NO DA VUELTAS O NO DESA- RROLLA LA ADECUADA VELOCIDAD O TORQUE.

PROBABLE CAUSA SOLUCIONLa válvula de alivio no está ajustada lo * Revise la presión de alivio y ajuste la válvula.suficientemente alta.La válvula de alivio está trabada en * Remueva la suciedad bajo la bola o pistón en laposición normalmente abierta. válvula de alivo.Circulación libre de aceite hacia el es- * Válvula de control está en neutro o línea de re-tanque a través del sistema. torno intencionalmente abierta.La bomba no entrega el suficiente flujo * Revise el flujo de bomba y presión.o presión.Mecanismo conductor del motor está * Realinee el motor y revise el torque requerido entrabado porque está desalineado. el eje conductor.

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Desgaste causado por partículas de metal en una

Bomba de engranajes

Las placas de presión tendrán muchas

ralladuras circulares causadas por partículas metálicas de más de 100 micrones de tamaño. Si continua la exposición con partículas de este tamaño, la superficie entera se vera rugosa y surcos profundos.

El área de rodadura del eje mostrara muchos

pequeñas ranuras. La severidad del daño dependerá de las siguientes condiciones: 1. La cantidad de contaminantes en el sistema 2. Presión de operación 3. Una bomba de doble sección presentara un

daño mayor que una de sección simple, debido a las diferencias de carga sobre sus descansos. (la carga dependerá del ancho de los engranajes y la presión de operación). El desgaste en alojamiento de los engranajes

tendrá pequeños surcos en la pista del engranaje causado por partículas grandes que son cogidas entre la punta del diente del engranaje y el alojamiento o cuerpo.

Esto es causado usualmente por partículas de

metal desde otra componente que ha fallado, tales como cilindros y válvulas o una mala limpieza del sistema después de una falla. Estas partículas usualmente pueden ser tomadas desde el fondo del estanque de aceite con un imán. Las partículas pueden ser detectadas en los filtros magnéticos.

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Desgaste causado por partículas contaminantes en una Bomba de paletas

La Abrasión puede crear profundas

ralladuras y producir mas escapes de aceite entre las partes gastadas. Este plato de presión muestra el resultado de entrada de arena gruesa a la bomba de paletas.

El desgaste por abrasión puede dar

como resultado excesivas fugas y pérdida de presión en los insertos de paletas. Por esta acción la paleta comienza a agitarse resultando un anillo de leva ondulado por la pista de las paletas.

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Desgaste causado por partículas contaminantes en una

Bomba axial de pistones En el plato de retracción puede

producirse algún desgaste por las zapatas resultando una superficie pulida alrededor de los agujeros y un leve circulo en los bordes de los agujeros.

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Desgaste en el plato de puertas (port

plate) y el barril: la mayor parte del desgaste ocurre alrededor de las puertas y el sello de banda cuando los abrasivos vienen desde la puerta de admisión. Un buen lugar para observar el material es en el plato de puertos en la cara de presión o en las ranuras y agujeros en lado trasero.

Las zapatas son de aleación de cobre

por lo cual se desgastan fácilmente por los abrasivos. El mayor desgaste ocurre entre la cara de las zapatas y el plato de desgaste.

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DAÑOS POR AIREACION Y CAVITACIÓN

Aireación y cavitación en una bomba de paletas

La aireación y cavitación se muestra en sectores localizados con picaduras (pitting) superficiales llamadas erosión por cavitación. Las picaduras son usualmente profundas y ásperas y podrían ser brillantes como una fractura quebradiza. Una erosión por cavitación suave ocurre a menudo en agujeros o ranuras en el plato de presión y pasara desapercibido. Una erosión fuerte es usualmente obvia hasta que el material es removido desde la superficie lisa.

Los anillos excéntricos podrían picarse si

la aireación o cavitación ponen el fluido hidráulico esponjoso o sea que forma espumas. Bajo estas condiciones, el fluido a alta presión en mitad de la paleta, provoca una perdida de control de movimiento de las paletas por la compresión del fluido (esponjoso). Observe este anillo excéntrico esta descolorado por calor indicando que el fluido se ha sobre-calentado, puede ser causado por aireación.

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Aireación y cavitación en una bomba axial de pistones Ambos aireación y cavitación producen

burbujas en el aceite de suministros a la bomba. El colapso de estas causa erosión y picaduras, especialmente en el plato de puertas (port plate) en el área de sello entre las puertas de admisión y descarga del plato.

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Daño causado por excesiva temperatura en una Bomba axial de pistones

Indicaciones de excesiva temperatura

son decoloración, grietas y algunas veces combadura. Cuando el plato de puertas se comba, se genera un aumento del drenaje de caja y una perdida de eficiencia de la bomba.

El conjunto del barril muestra su cara

cuarteada y agrietada en toda su cara de empuje. Esto podrá causar un rápido desgaste de la cara de empuje del plato de puertas resultando un incremento del drenaje de caja (bajo flujo de refrigeración en un circuito hidrostático cerrado).

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Un plato de desgaste (ubicado entre la

placa angular y las zapatas de los pistones) agrietado por calor en la zona de contacto del conjunto de zapatas de pistones.

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