Un diseño o una disposición inadecuados de las tuberías pueden provocar problemas como inestabilidad hidráulica y cavitación en el sistema de bombeo. Para evitar la cavitación, se debe prestar atención al diseño de las tuberías y del sistema de succión. La cavitación, la recirculación interna y la entrada de aire pueden generar niveles elevados de ruido y vibración, que pueden dañar los sellos y los cojinetes.

Línea de circulación de la bomba

Cuando una bomba de carcasa partida horizontal debe funcionar en diferentes puntos de funcionamiento, puede ser necesaria una línea de circulación para devolver parte del líquido bombeado al lado de succión de la bomba. Esto permite que la bomba continúe funcionando de manera eficiente y confiable en el BEP. Devolver parte del líquido desperdicia algo de energía, pero para bombas pequeñas, la energía desperdiciada puede ser insignificante.

El líquido circulante debe enviarse de regreso a la fuente de succión, no a la línea de succión o al tubo de entrada de la bomba. Si se devuelve a la línea de succión, causará turbulencia en la succión de la bomba, lo que provocará problemas de funcionamiento o incluso daños. El líquido devuelto debe fluir de regreso al otro lado de la fuente de succión, no al punto de succión de la bomba. Por lo general, los arreglos de deflectores adecuados u otros diseños similares pueden garantizar que el líquido de retorno no cause turbulencia en la fuente de succión.

Operación en paralelo

Cuando una sola bomba de carcasa partida horizontal grande no es factible o para ciertas aplicaciones de alto flujo, a menudo se requieren varias bombas más pequeñas para operar en paralelo. Por ejemplo, algunos fabricantes de bombas pueden no ser capaces de proporcionar una bomba lo suficientemente grande para un paquete de bombas de gran caudal. Algunos servicios requieren una amplia gama de caudales operativos en los que una sola bomba no puede funcionar de forma económica. Para estos servicios de mayor calificación, el funcionamiento en ciclos o fuera de su BEP genera un desperdicio significativo de energía y problemas de fiabilidad.

Cuando las bombas funcionan en paralelo, cada bomba produce menos caudal del que produciría si funcionara sola. Cuando dos bombas idénticas funcionan en paralelo, el caudal total es inferior al doble del caudal de cada bomba. El funcionamiento en paralelo se utiliza a menudo como última solución a pesar de los requisitos especiales de la aplicación. Por ejemplo, en muchos casos, dos bombas que funcionan en paralelo son mejores que tres o más bombas que funcionan en paralelo, si es posible.

El funcionamiento en paralelo de las bombas puede ser una operación peligrosa e inestable. Las bombas que funcionan en paralelo requieren un dimensionamiento, un funcionamiento y un control cuidadosos. Las curvas (rendimiento) de cada bomba deben ser similares (dentro del 2 al 3 %). Las curvas de bomba combinadas deben permanecer relativamente planas (para bombas que funcionan en paralelo, API 610 requiere un aumento de la altura de al menos el 10 % de la altura en el flujo nominal hasta el punto muerto).

Tuberías de  bomba de caja partida horizontal 

Un diseño de tuberías inadecuado puede provocar fácilmente una vibración excesiva de la bomba, problemas con los cojinetes, problemas con los sellos, falla prematura de los componentes de la bomba o una falla catastrófica.

La tubería de succión es particularmente importante porque el líquido debe tener las condiciones de funcionamiento adecuadas, como presión y temperatura, cuando llega al orificio de succión del impulsor de la bomba. Un flujo suave y uniforme reduce el riesgo de cavitación y permite que la bomba funcione de manera confiable.

Los diámetros de las tuberías y los canales tienen un impacto significativo en la altura. Como estimación aproximada, la pérdida de presión debido a la fricción es inversamente proporcional a la quinta potencia del diámetro de la tubería.

Por ejemplo, un aumento del 10 % en el diámetro de la tubería puede reducir la pérdida de carga en aproximadamente un 40 %. De manera similar, un aumento del 20 % en el diámetro de la tubería puede reducir la pérdida de carga en un 60 %.

En otras palabras, la pérdida de carga por fricción será inferior al 40 % de la pérdida de carga del diámetro original. La importancia de la carga neta positiva de succión (NPSH) en las aplicaciones de bombeo hace que el diseño de la tubería de succión de la bomba sea un factor importante.

La tubería de succión debe ser lo más simple y recta posible, y la longitud total debe minimizarse. Las bombas centrífugas normalmente deben tener una longitud de recorrido recto de 6 a 11 veces el diámetro de la tubería de succión para evitar turbulencias.

A menudo se requieren filtros de succión temporales, pero generalmente no se recomiendan los filtros de succión permanentes.

Reducción de NPSHR

En lugar de aumentar la NPSH de la unidad (NPSHA), los ingenieros de tuberías y procesos a veces intentan reducir la NPSH requerida (NPSHR). Dado que la NPSHR es una función del diseño de la bomba y la velocidad de la bomba, reducir la NPSHR es un proceso difícil y costoso con opciones limitadas.

El orificio de succión del impulsor y el tamaño general de la bomba de carcasa partida horizontal son consideraciones importantes en el diseño y la selección de la bomba. Las bombas con orificios de succión de impulsor más grandes pueden proporcionar un NPSHR más bajo.

Sin embargo, los orificios de succión de impulsor más grandes pueden causar algunos problemas operativos y de dinámica de fluidos, como problemas de recirculación. Las bombas con velocidades más bajas generalmente requieren un NPSH más bajo; las bombas con velocidades más altas requieren un NPSH más alto.

Las bombas con impulsores con orificios de succión grandes especialmente diseñados pueden causar problemas de recirculación altos, lo que reduce la eficiencia y la confiabilidad. Algunas bombas de NPSHR bajo están diseñadas para funcionar a velocidades tan bajas que la eficiencia general no es económica para la aplicación. Estas bombas de baja velocidad también tienen baja confiabilidad.

Las bombas grandes de alta presión están sujetas a restricciones prácticas del sitio, como la ubicación de la bomba y el diseño del recipiente/tanque de succión, lo que evita que el usuario final encuentre una bomba con el NPSHR que cumpla con las restricciones.

En muchos proyectos de remodelación/renovación, el diseño del sitio no se puede cambiar d, pero aún se requiere una bomba grande de alta presión en el sitio. En este caso, se debe utilizar una bomba de refuerzo.

Una bomba de refuerzo es una bomba de baja velocidad con un NPSHR más bajo. La bomba de refuerzo debe tener el mismo caudal que la bomba principal. La bomba de refuerzo generalmente se instala aguas arriba de la bomba principal.

Identificación de la causa de la vibración

Los caudales bajos (generalmente menos del 50 % del caudal BEP) pueden causar varios problemas de dinámica de fluidos, incluidos ruido y vibración por cavitación, recirculación interna y arrastre de aire. Algunas bombas de carcasa partida pueden resistir la inestabilidad de la recirculación de succión a caudales muy bajos (a veces tan bajos como el 35 % del caudal BEP).

Para otras bombas, la recirculación de succión puede ocurrir a aproximadamente el 75 % del caudal BEP. La recirculación de succión puede causar algunos daños y picaduras, que generalmente ocurren aproximadamente a la mitad de las aspas del impulsor de la bomba.

La recirculación de salida es una inestabilidad hidrodinámica que también puede ocurrir a caudales bajos. Esta recirculación puede ser causada por espacios libres inadecuados en el lado de salida del impulsor o la cubierta del impulsor. Esto también puede provocar picaduras y otros daños.

Las burbujas de vapor en el flujo de líquido pueden causar inestabilidades y vibraciones. La cavitación generalmente daña el puerto de succión del impulsor. El ruido y la vibración causados por la cavitación pueden imitar otras fallas, pero la inspección de la ubicación de las picaduras y los daños en el impulsor de la bomba generalmente puede revelar la causa raíz.

El arrastre de gas es común cuando se bombean líquidos cerca del punto de ebullición o cuando las tuberías de succión complejas causan turbulencia.