Manual técnico A1316.0P/5 KSB RPH-V Bombas de processo conforme API 610, 11ª edição e ISO 13709 1. Aplicação Bombas RPH-V são usadas principalmente em refinarias assim como em indústrias químicas e petroquímicas. 2. Projeto Vertical, corpo bipartido radialmente conforme norma API 610 11 ª edição, e ISO 13709 (heavy duty), com rotor radial, fluxo único, e simples estágio. 3. Designação Modelo Bocal de recalque DN (mm) Diâm. nominal do rotor (mm) 4. Dados de operação Tamanho da bomba Vazões Elevações Pressão de operação Temperatura Profundidade padrão da instalação RPH-V 50-180 DN Q H p t ET Outros dados de operação sob consulta. 40 até 150 até 80 m 3 /h até 240 m até 35 bar para tubulação em material ASTM A106-30 até +230ºC de 630 a 3985 mm (placa de apoio retangular); de 590 a 3935 mm (placa de apoio circular)
RPH-V 5.1 Campo de aplicação 3500 1/min Q (m 3 /h) 5.2 Campo de aplicação 1750 1/min Q (m 3 /h) 2
RPH-V 5.3 Campo de aplicação 2900 1/min Q (m 3 /h) 5.4 Campo de aplicação 1450 1/min Q (m 3 /h) 3
6. Características do produto / Benefícios RPH-V Opção: Lubrificação à graxa Os mancais excedem a vida útil especificada pela norma API 610, reduzindo despesas de manutenção e retrabalhos. Acoplamento rígido com espaçador para facilitar a manutenção do selo mecânico. Opção: Placa de apoio (flange circular) de acordo com: ASME B16.47 Classe 150# Série-A Câmara de selagem de acordo com a API 610 e compatível para todos os selos mecânicos de acordo com a API 682 Espaçamento entre eixos conforme API 610 Flanges para todos os padrões PN 40 equivalentes (ASME Classe 300) 4
7. Dados técnicos RPH-V Tamanho da bomba Unidade 25-180 25-230 40-180 40-230 50-200 80-200 40-181 40-231 40-280 40-281 40-361 50-180 Corpo espiral -- Simples - Largura da saída 6 6 6 6,2 10,5 14 7,8 7,7 7,5 7,7 7,9 10,9 Rotor - Diâmetro da entrada 48 48 58 57 88 105 75 75 61 71 69 88 mm - Diâm. máximo 179 224 180 224 205 207 180 230 278 278 343 180 - Diâm. mínimo 120 180 130 180 164 166 130 180 220 230 280 140 Tamanho da câmara de selagem (de acordo com a API 682 Tabela 1) -- 4 Mancal / Lubrificação 6313C3 / óleo - na câmara de selagem (D) 50 Diâmetro do - no mancal mm 65 eixo - no acoplamento 32 - no rotor 24 27 Deflexão do eixo De acordo com a API 610 11ª edição Máx. pressão de Limites de bar 35 2) operação pressão Máx. pressão de teste bar 1,5 vez a pressão de operação ou de acordo com a API 610 11ª edição Flanges -- ASME B16.5 Classe 300 RF Limite temp. Máx. temp. fluido ºC 230 3) 1) kw / Acionador Valor máximo P/n rpm 0,019 0,032 n = 1450 rpm 28 47 Motor n = 1750 rpm 33 56 kw n = 2900 rpm 55 93 n = 3500 rpm 67 112 1) Os valores indicados são para eixo em material A434 4140CL.BB e rotor em A216WCB e temperatura < 100ºC. 2) Limite de pressão refere-se à tubulação em material A106. 3) Limite de temperatura refere-se às buchas de mancal em material Peek. Para outras condições, por favor, consulte a KSB. 8. Tabela de materiais (referência para peças principais) Peça No. Descrição Variante S5 Variante S6 Variante A8 102 Corpo espiral A 216 Grau WCB A 216 Grau WCB A 351 Grau CF8M 161 Tampa A 216 Grau WCB / A 516 Grau 65 A 216 Grau WCB / A 516 Grau 65 A 351 Grau CF8M 210 Eixo A 434/4140CL.BB A 434/4140CL.BB A276 Tipo 316 230 Rotor A 216 Grau WCB A 743 Grau CA6NM A 743 Grau CF8M 350 Corpo do mancal A 216 Grau WCB A 216 Grau WCB A 216 Grau WCB 411.10 Junta espiral Espiralada SS316 - Grafite Espiralada SS316 - Grafite Espiralada SS316 - Grafite 502 / 503 Anel de desgaste AISl 420 hard AISl 420 hard AISl 316 hard faced 711 Tubo de elevação A106 Grau B A106 Grau B AISl 316 902.01 / 920.01 Parafusos / porcas A193 Grau B7 / A194 Grau 2H A193 Grau B7 / A194 Grau 2H A193 Grau B7 / A194 Grau 2H Outros materiais de acordo com a API 610 estão disponíveis sob consulta. 5
9. Detalhes do projeto 9.1 Corpo Bipartido radialmente, consistindo de um corpo espiral e tampa. Corpo espiral com anéis de desgaste. Tampa do corpo com anéis de desgaste, dependendo do alívio do empuxo axial. 9.2 Rotor Rotor radial fechado, anel de desgaste do rotor no lado sucção. Anel de desgaste no lado recalque apenas com rotores balanceados hidraulicamente. 9.3 Balanceamento Balanceamento do empuxo axial pelos anéis de desgaste e furos de alívio (se necessário). 9.4 Vazão mínima A menos que seja especificado de outra forma nas curvas características individuais, o seguinte se aplica: Q min = 0,1. Q opt. para operação curta Q min = 0,3. Q opt. para operação contínua 9.5 Lubrificação do mancal Suporte de mancal preenchimento de óleo em 0,5 l. Tipos de óleo lubrificante C 46 DIN 51 517 ou SAE 20 W/20 HD devem ser usados. No projeto padrão da bomba, o suporte de mancal não é resfriado. Roscas NPT para copo lubrificador, drenagem de óleo e dispositivo de respiro. Os mancais são projetados para ao menos 25.000 horas de operação conforme API 610/11 ª edição. Durante a parada da bomba o nível de óleo pode ser verificado através da marca do visor de nível de óleo. 9.6 Eixo Dependendo da instalação os seguintes eixos são necessários: eixo da bomba, eixo intermediário, eixo de acionamento. Os eixos são acoplados com acoplamentos bipartidos. 9.7 Vedação do eixo A bomba é montada com selos mecânicos ou gaxetas (variante especial). A câmara do selo mecânico é projetada de acordo com a API 610, 11 ª edição. Selos mecânicos são fornecidos apenas na execução cartucho (API 682)! São recomendados planos de selagem com fonte externa (planos 32,52,53,54) para lubrificar faces do selo mecânico e evitar funcionamento à seco, durante o início de operação. Para outros planos de selagem e aplicações de gaxeta favor consultar a KSB. 9.8 Direção de rotação Horário, visto do acionamento. 9.9 Luvas de mancal RPH-V Deslizante, em material Peek, com luva protetora do eixo. 9.10 Lubrificação das buchas de mancal As seguintes possibilidades estão disponíveis: a) Líquido bombeado: Quando o produto tiver características lubrificantes, com máximo de 20 p.p.m. de impurezas e partículas até 10 m. Cada mancal recebe injeção através de uma tubulação conectada à tubulação de elevação. b) Água limpa de fonte externa (opcional): A injeção de água é feita em todos os mancais através de uma conexão externa localizada acima da placa de apoio da bomba. 9.11 Vedação da placa de apoio Anéis de gaxeta com grafite flexível com reforço para controlar emissões fugitivas - Teadit Style 2000IC: - Temperatura: -240 ~ 450 ºC - Pressão: até 400 bar - ph: 0 ~14 9.12 Pintura Tipo A1 Pintura padrão para materiais S5 e S6 até 90ºC. Preparo da Livre de graxa / jateamento ISO 8501-1 SA 2 ½. superfície 1 demão - 100 m espessura (seco) Epóxi fosfato Primer de zinco. Superfícies Superfícies externas: internas: Poliuretano alifático acrílico Acabamento RAL 5002 azul Sem 1 demão - 70 m espessura (seco). Tipo A2 Pintura padrão para materiais S5 e S6 de 90ºC a 230ºC. Preparo da Livre de graxa / aço jateamento ISO 8501-1 SA 2 ½. superfície 1 demão - 50 m espessura (seco) Silicato Primer inorgânico de zinco. Superfícies Superfícies externas: internas: Monocomponente modificado Acabamento alumínio de silicato 800 Sem 1 demão - 35 m espessura (seco). Notas: - Combinações de material C6, A8 e D1 não são pintadas. - Pintura especial disponível sob consulta. 10. Seleção de bomba As bombas RPH-V usam as mesmas curvas publicadas da RPH versão horizontal, no entanto os itens 10.1 a 10.4 devem ser considerados para correta seleção da bomba. 10.1 Altura manométrica A linha de referência para definir a altura e a vazão é o flange de recalque da bomba (DN2). A curva de performance não considera perdas de pressão no crivo de sucção, curva de recalque, mancais 6
da coluna, tubulação de elevação e circulação interna para lubrificação de mancal. A altura total da bomba é a soma dos seguintes itens: - altura da instalação, - perda na coluna de recalque. - perda na curva de recalque (cotovelo), e - perda no crivo. 10.2 Perdas de pressão Perdas na tubulação perdas de carga na tubulação em 100 metros de tubo (m) Fluxo nominal Diâmetro nominal m 3 /h 40 50 80 100 150 1 0,22 0,08 1,5 0,50 0,17 2 0,80 0,28 3 1,80 0,60 0,05 4 3,00 1,05 0,10 5 4,70 1,60 0,15 0,05 6 6,60 2,20 0,20 0,07 8 11,50 3,90 0,35 0,13 10 17,00 5,70 0,50 0,20 12,5 26,00 8,50 0,80 0,28 15 37,00 12,50 1,10 0,40 0,05 17,5 47,00 16,00 1,40 0,50 0,06 20 63,00 21,50 2,00 0,70 0,09 25 95,00 33,00 3,00 1,10 0,13 30 45,00 4,20 1,50 0,20 35 61,00 5,70 2,00 0,24 40 78,00 7,00 2,50 0,30 45 100,00 9,00 3,10 0,40 50 11,00 3,80 0,50 60 16,00 5,50 0,70 70 21,00 7,20 0,90 80 26,50 9,20 1,20 90 34,00 12,00 1,40 100 40,00 14,00 1,80 120 58,00 20,00 2,50 140 80,00 27,00 3,30 160 35,00 4,25 180 43,00 5,30 200 50,00 6,50 Perdas na tubulação perdas de carga em curva de 90º (m) Fluxo nom. Diâmetro nominal no bocal de recalque da bomba m 3 /h 25 40 50 80 3 0,02 4 0,04 5 0,07 0,01 6 0,10 0,02 8 0,18 0,03 0,01 10 0,28 0,04 0,02 12,5 0,43 0,07 0,03 15 0,62 0,10 0,04 17,5 0,85 0,13 0,05 20 1,11 0,17 0,07 0,01 25 1,73 0,26 0,11 0,02 30 2,50 0,38 0,16 0,02 35 0,52 0,21 0,03 40 0,68 0,28 0,04 45 0,86 0,35 0,05 50 1,06 0,43 0,07 60 1,52 0,62 0,10 70 2,08 0,85 0,13 80 1,11 0,17 90 1,41 0,21 100 1,73 0,26 120 2,50 0,38 140 0,52 160 0,68 180 0,86 200 1,06 250 1,65 300 2,38 0.6 0.5 0.4 0.3 (m) 0.2 0.1 10.3 NPSH RPH-V 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 Q(m3/h) Q (m 3 /h) Os valores de NPSH indicados nas curvas de performance individuais são medidos em rotores sem balanço hidráulico. Eles correspondem a 3 % de queda da pressão da bomba. Geralmente um valor de NPSH disponível NPSH bomba 0,5 m é desejável (para aplicações com água quente favor contatar a KSB). 10.4 Eficiência As eficiências especificadas nas curvas de performance referem-se apenas à bomba hidráulica sem perdas. O balanço do empuxo axial do rotor, viscosidade do fluido, folga maior no anel de desgaste do rotor, o tipo de selagem do eixo, acoplamento do motor e perdas do mancal de escora reduzem a eficiência da bomba. A eficiência foi medida usando uma folga do anel de desgaste conforme AN 1501, grupo 2 e uma pressão de sucção de 2 a 3 bar. A eficiência é determinada pelas curvas de performance individuais da versão horizontal (RPH). 10.4.1 Consumo de potência por bucha de mancal 250 H(m) 200 150 100 50 0.03 0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.7 kw 0 rpm 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Nota: O consumo de potência do selo mecânico também deve ser considerado. 10.5 Acionamento 50 Direto ou indireto por motor elétrico, motor à combustão ou turbina. Se for especificado um motor à combustão, deve-se tomar cuidado especial na seleção do acoplamento entre a bomba e o motor. 80 100 Perdas de carga no crivo (em m) curvas referem-se ao diâmetro nominal do bocal de sucção DN1. 7
10.6 Seleção do motor RPH-V Quando determinando o tamanho do motor, devem ser feitas considerações sobre a eficiência determinada e pelas margens de potência, conforme norma API 610. Potência do motor até 22 kw 22 a 55 kw acima de 55 kw Margem de potência 25 % 15 % 10 % 10.7 Forças e momentos dos bocais externos Tamanhos das bombas 25-180 25-230 40-180 40-230 40-280 40-181 40-231 40-281 40-361 50-180 50-200 Forças (em N) Bocal de recalque Momentos (em Nm) F x F y F z F res M x M y M z M res 710 580 890 1280 460 230 350 620 710 580 890 1280 460 230 350 620 710 580 890 1280 460 230 350 620 710 580 890 1280 460 230 350 620 80-200 1070 890 1330 1930 950 470 720 1280 8
RPH-V 11. Profundidade da instalação 11.1 Placa de apoio retangular (ver item 14.1) 9
RPH-V 11.2 Placa de apoio circular (ver item 14.2) 10
12. Desenho em corte (parte 1/2) apenas para referência RPH-V Detalhe do corpo de mancal para mancais lubrificados à graxa e anel centrifugador labirinto. 11
12.1 Desenho em corte (parte 2/2) RPH-V 13. Lista das peças principais Descrição Nºpeça Descrição Nºpeça Descrição Nºpeça Corpo espiral 102 Tampa de mancal 360 Luva de mancal 529.15 Crivo (opcional) 143 Mancal estrela 383.15 Luva de mancal 529.21 Tampa 161 Mancal estrela 383.21 Copo lubrificador 638 Eixo da bomba 211 Junta 411.31 Tubo de elevação 711.1 Eixo intermediário 212 Selo mecânico 433 Tubo de elevação 711.2 Eixo do acionamento 213 Anel cadeado 458 Tubo de suspensão 713.1 Rotor 230 Gaxeta 461 Tubo de suspensão 713.2 Mancal 321 Anel de desgaste 502 Placa de apoio 893 Lanterna de acionamento Lanterna do suporte de mancal Corpo de mancal 341 344 350 Anel de desgaste do rotor Luva protetora do eixo Luva de centragem 503 524 526 Porca do rotor Porca de mancal 922 923 12
RPH-V 14. Dimensões da bomba Desenho geral 14.1 - Placa de apoio retangular 13
RPH-V 14.2 Placa de apoio circular 14
15. Dimensões da bomba 1) RPH-V 15.1 Tabela 1 TAMANHO DA BOMBA BOCAIS DN1 DN2 DN3 BOMBA a a1 e e1 (min) e2 (min) F 25-180 40 25 40 214 120 105 65 240 140 25-230 40 25 40 206 120 125 65 240 140 40-180 50 40 80 224 130 105 80 260 160 40-181 50 40 80 228 130 110 80 260 160 40-230 50 40 80 216 130 130 80 260 160 40-231 50 40 80 230 140 135 80 280 160 40-280 50 40 80 234 140 160 80 280 160 40-281 50 40 80 235 140 160 80 280 160 40-361 50 40 80 242 150 195 80 300 160 50-180 80 50 80 248 150 120 100 300 160 50-200 80 50 80 236 150 125 100 300 160 80-200 100 80 150 271 185 130 125 370 200 15.2 Tabela 2 TAMANHO DA BOMBA Diâmetro nominal FLANGE CIRCULAR 2) PLACA DE APOIO RETANGULAR A B D (min.) 3) t L1 (min.) B1 (min.) t1 25-180 26 247 125 610 66,7 690 470 31,7 25-230 28 247 150 660 69,9 720 470 31,7 40-180 28 252 160 660 69,9 760 470 31,7 40-181 28 252 160 660 69,9 760 470 31,7 40-230 30 272 155 711 73,1 770 480 31,7 40-231 30 272 155 711 73,1 770 480 31,7 40-280 32 297 155 762 79,4 800 550 31,7 40-281 32 297 155 762 79,4 800 550 31,7 40-361 36 337 130 864 88,9 830 630 31,7 50-180 28 257 165 660 69,9 770 470 31,7 50-200 26 227 130 610 66,7 700 470 31,7 80-200 30 235 170 711 73,1 800 530 31,7 1) Dimensões em mm, exceto quando informado. 2) Dimensões de acordo com ASME B16.47 Classe 150# RF Série A. Materiais padronizados para uma pressão máxima de trabalho de 13,5 bar a 200ºC: - Fundido: A216 WCB (Aço carbono) e A351CF8M (Aço inoxidável). - Forjado: A105 (Aço carbono) e A182 Gr. F316 (Aço inoxidável). Outros materiais, classe de pressão ou espessura diferente do flange, sob consulta. 3) D é o diâmetro interno mínimo da tubulação. 15
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