La norma API 610/ISO 13709, también conocida como norma internacional para bombas centrífugas en las industrias del petróleo, petroquímica y gas natural, tiene un propósito fundamental para garantizar la seguridad, rendimiento y confiabilidad. Esta norma establece requisitos rigurosos para el diseño, construcción y desempeño de este tipo de bombas, con el objetivo de asegurar su adecuación para los exigentes entornos operativos dentro de la industria del petróleo y el gas.
API 610 es una norma técnica desarrollada por la American Petroleum Institute (API); la cual, establece los requisitos mínimos para el diseño, fabricación y prueba de bombas centrífugas utilizadas en la industria del petróleo, petroquímica y del gas natural.
Esta norma es ampliamente reconocida y aceptada en la industria debido a la influencia y experiencia técnica de esta organización en el sector de petróleo y gas.
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La norma establece requisitos detallados para aspectos clave del diseño y fabricación de las bombas, incluyendo materiales, dimensiones, tolerancias y métodos de prueba. Además, la norma también aborda aspectos relacionados con los sellos mecánicos, sistemas de lubricación, sistemas de enfriamiento y otros componentes críticos de las bombas.
- ¿Qué es API 610 y cómo mejora bombas centrífugas?
El estándar API 610 especifica los requisitos para bombas centrífugas utilizadas en servicios de refinería, petróleo y gas natural, industria petroquímica y otros procesos industriales.
La siguiente tabla proporciona contenido técnico que profundiza en los tipos de bombas API 610, detallando sus configuraciones, características técnicas y aplicaciones comunes, con el objetivo de proporcionar un recurso de alto valor técnico para ingenieros y especialistas en el campo.
| Tipo | Configuración | Descripción Técnica |
| OH1 | Horizontal, voladiza, pata trasera | Impulsor montado directamente en el eje del motor. Sencilla, de fácil mantenimiento, ideal para servicios generales. |
| OH2 | Horizontal, voladiza, centro soportado | Impulsor montado en un eje soportado por cojinetes. Más robusta y adecuada para altas cargas hidráulicas. |
| OH3 | Vertical, eje cerrado | Bombas in-line con carcasa vertical. El motor y la bomba están alineados verticalmente. |
| BB1 | Horizontal, carcasa bipartida axialmente | Bombas de doble succión, ideales para caudales altos. La carcasa bipartida facilita el mantenimiento. |
| BB2 | Horizontal, carcasa de una sola pieza | Configuración robusta para presiones más altas que BB1, con cojinetes independientes. |
| BB3 | Horizontal, multietapa, carcasa bipartida axialmente | Usadas para servicios de alta presión, multietapa y mantenimiento relativamente sencillo. |
| BB4 | Horizontal, multietapa, carcasa bipartida radialmente | Diseño compacto, ideal para altas presiones y temperaturas. |
| BB5 | Horizontal, multietapa, doble carcasa | Alta robustez, usada en servicios críticos y severos como carga de calderas. |
| VS1 | Vertical, eje abierto, voladiza | Tipo sumergido, ideal para pozos o servicios de bombeo vertical con columnas. |
| VS2 | Vertical, eje cerrado, voladiza | Similares a VS1 pero con eje cerrado. Mejor alineación y control de deflexión. |
| VS4 | Vertical, eje abierto, columna con soporte intermedio | Diseñadas para sumideros profundos o líquidos con gases. |
| VS6 | Vertical, multietapa, carcasa de barril | Alta presión, ideal para pozos profundos o servicios de inyección de agua. |
- Ventajas de API 610 (ISO 13709) en petróleo y gas
1. Fiabilidad: Las bombas alineadas con la norma API 610/ISO 13709 están conceptualizadas para ofrecer una fiabilidad excepcional, garantizando un rendimiento constante en bombas incluso en condiciones operativas extremas.
2. Seguridad: Se diseñan cumpliendo rigurosos requisitos de seguridad, contribuyendo significativamente a la integridad general de las instalaciones en los sectores del petróleo, petroquímica y gas.
3. Eficiencia: El estándar pone especial énfasis en la eficiencia de las bombas centrífugas, propiciando un uso optimizado de la energía y la consiguiente reducción de costos operativos.
4. Conformidad: Asegura la adhesión a las regulaciones y mejores prácticas de la industria, proporcionando garantía de calidad y rendimiento.
5. Personalización: Los fabricantes ofrecen la capacidad de personalizar las bombas para adecuarse a requisitos operativos específicos, manteniendo al mismo tiempo la conformidad con los estándares establecidos.
6. Pruebas de Rendimiento: Las bombas fabricadas mediante esta norma son sometidas a rigurosas pruebas, aplicando las mejores prácticas y asegurando que cumplen con los requisitos y criterios de funcionamiento especificados.
7. Versatilidad: Estos equipos exhiben idoneidad para una amplia gama de aplicaciones dentro de los servicios de procesos en las industrias del petróleo, petroquímica y gas, demostrando versatilidad y adaptabilidad a diversas necesidades operativas.
Imagen 1. Bomba centrífuga multietapas en sección transversal
- Actualización norma API 610: novedades edición 2021
Cada vez que se presenta una nueva edición de especificaciones globales, como las establecidas por la Organización Internacional de Normalización (ISO) y el Instituto Americano del Petróleo (API), surgen confusiones en torno a la comprensión detallada de los cambios clave y las razones detrás de los mismos.
Este artículo aborda algunas áreas de modificaciones que directamente afectan la gestión de activos, la confiabilidad y seguridad operativa de las bombas, destacando los cambios incorporados en la norma en la edición 12.a , Bombas centrífugas para las industrias del petróleo, petroquímica y gas natural, publicada en enero de 2021.
Los documentos suelen actualizarse en ciclos de 5 años. La 12.ª edición de API 610 fue lanzada en enero de 2021, aproximadamente 11 años después de la publicación de la 11.ª edición, debido principalmente a elementos clave que requerían tiempo adicional para su resolución.
El grupo de trabajo inició este proceso de actualización en 2006, abordando los últimos avances en equipos rotativos, problemas de confiabilidad, desafíos de la industria y cambios propuestos basados en prácticas operativas e ingeniería sólida y probada.
Mejoras en confiabilidad según API 610 (12ª edición)
La edición 2021 (12ª edición) de la norma API 610 introduce importantes actualizaciones orientadas a mejorar la confiabilidad, el mantenimiento predictivo y rendimiento energético de las bombas centrífugas. Los cambios más significativos incluyen:
- Nuevo Anexo O: Introduce lineamientos específicos para bombas de propósito especial, incluyendo aplicaciones de alta energía.
- Introducción de API RP 691: Esta nueva práctica recomendada aborda la gestión de maquinaria basada en riesgos, optimizando el mantenimiento predictivo y la seguridad operativa.
- Actualización en criterios de diseño: Se modificaron requisitos fundamentales relacionados con la vida útil, la selección hidráulica y las hojas técnicas de bombas.
- Selección mejorada de rodamientos: Nuevos criterios incorporan la densidad de energía para bombas de tuberías, así como límites específicos para las temperaturas del aceite en rodamientos y carcasa.
- Optimización en embalaje unitario: Mejoras incluyen protectores del eje, nuevos diseños de placas base para bombas OH, mejor disposición de equipos auxiliares y refuerzo estructural en tuberías.
- Anexo sobre bombas especiales (alta energía): Se define claramente qué bombas entran en la categoría de propósito especial, eliminando la ambigüedad existente en ediciones anteriores.
- Nuevo anexo informativo: Contiene definiciones técnicas claras, criterios de selección actualizados, consideraciones específicas de diseño, materiales, fabricación y directrices de pruebas.
Además, como complemento fundamental a API 610, se publicó la primera edición de la práctica recomendada API RP 697, enfocada específicamente en las mejores prácticas para la reparación de bombas, área antes no cubierta por otras normas industriales.
Las bombas son una de las maquinas más utilizadas en instalaciones de proceso y sistemas de tuberías. Si bien los estándares y prácticas de la industria cubren el diseño, la instalación y la operación de bombas, pero no existía una guía general de la industria sobre las prácticas de reparación.
En este contexto es importante destacar que el Instituto Americano del Petróleo ha publicado una norma de primera edición, Práctica recomendada API (RP) 697, Reparación de bombas2.
¿Qué es la certificación API 610?
La certificación API 610 es un estándar internacional desarrollado por el American Petroleum Institute (API) que establece los requisitos mínimos para el diseño, fabricación y prueba de bombas centrífugas utilizadas en las industrias del petróleo, petroquímica y gas natural. Su objetivo principal es garantizar la seguridad, confiabilidad y eficiencia de estos equipos en entornos industriales exigentes
Tipos de bombas centrífugas según estándar API 610
- Las turbo bombas F-1 utilizadas en los motores de cohetes propulsores Saturn V son bombas de alta velocidad de una sola etapa que operan a 5490 rpm y están diseñadas para el manejo de hidrógeno y oxígeno.
- Las bombas de inyección de agua de alta presión, que operan a 6000 rpm y generan 500 bar (7500 psi) de presión, tienen la capacidad de generar 500 m (1600 pies) de aumento de presión por etapa.
- Las bombas de tubería utilizadas en la industria del etileno son diseñadas para operar a alta presión.
- Las bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión son utilizadas para suministrar agua a alta presión en sistemas de calderas.
- Las bombas de carga de refinería sin repuestos, con una potencia de 3 MW a 4 MW (4000 HP a 5400 HP), son utilizadas para el bombeo de carga en refinerías. Aunque las bombas para fines especiales representan solo alrededor del 1% del total de bombas, presentan desafíos significativos para los diseñadores y requieren consideraciones de diseño especiales.
En la ingeniería de bombas de alta energía, cada aspecto del diseño requiere una revisión minuciosa. Esto incluye la rigidez del rotor, la distribución de tensiones residuales en las superficies de sellado de metal con metal, la determinación de la deflexión en ajustes críticos y el establecimiento de holguras de funcionamiento adecuadas.
Es esencial realizar un análisis estructural de impulsores y difusores (o volutas) y determinar el margen adecuado del cabezal de succión neta positiva (NPSH) con el objetivo de asegurar la operatividad en bombas y el rendimiento energético.
El siguiente aporte técnico resume las principales modificaciones y requisitos introducidos por la norma API 610 en su 12.ª edición, proporcionando orientación práctica para profesionales involucrados en el diseño, operación y mantenimiento de bombas centrífugas industriales.
1. Curvas de Rendimiento
La API 610 (12.ª Ed.) requiere que las pruebas de rendimiento se realicen conforme a HI 14.6 o ISO 9906. El protocolo de prueba se amplía de 6 a 9 puntos obligatorios, todos dentro de la región operativa permitida.
Las pruebas de NPSH deben incluir la determinación de NPSH₃ en los puntos 2, 5, 6, 7 y 8, con curvas H vs. NPSH(A). El caudal final debe alcanzar el 120 % del BEP y la curva H-Q debe ser ascendente desde el punto nominal al cierre. El incremento en puntos de medición puede extender los tiempos de prueba y entrega.
2. Placas Base y Protectores
| Elemento | Requisito Técnico según API 610 | Consideraciones para el Usuario Final |
| Diseño General | Placas base monolíticas diseñadas para lechado. | El usuario debe especificar tipo (a) a (f). |
| Opciones de Configuración | (a) a (f), incluyendo versiones sin lechado y con soportes AVM o cardán. | Relevante en estructuras metálicas como FPSO. |
| Canalón de Drenaje | Pendiente ≥ 1:120 hacia la bomba; conexión roscada mínima NPS 2 (DN 50). | Conexión bridada debe aclararse en licitación. |
| Orificios de Lechada | Al menos un orificio ≥ 125 cm² de área libre. | Especificar si no se requiere en montaje sobre acero. |
| Restricciones para OH2 | No montar equipos sobre acoplamiento o carcasa de cojinetes. | En espacios limitados, se puede solicitar desviación. |
| Material para Baja T | Material estructural estándar si T < -29°C. | Requiere ensayo de impacto si se especifica. |
| Protectores | Ventilados y con inspección visual del sello sin desmontar. | Debe verificarse accesibilidad post-instalación. |
4. Cojinetes y Carcasa
| Aspecto Técnico | Requisito de Norma | Observaciones |
| Monitoreo de temperatura | Incorporar sensores para medir temperatura del metal del cojinete. | Facilita mantenimiento predictivo. |
| Lubricación | Lubricador de nivel constante con ventilación a la carcasa (engrasador equilibrado). | Estabilidad de nivel y presión de lubricación. |
| Drenaje | Depósito transparente con válvula de purga por resorte en el cárter. | Permite eliminación de contaminantes como agua o partículas. |
| Tipo de lubricante | Aceite mineral conforme a ASTM D4304 o ISO 8068 Tipo AR (salvo indicación contraria). | Debe especificarse si se requiere otro fluido. |
Imagen2: Bomba centrifuga con protector de acople y protector de sello mecánico.
Bombas API 610 vs. ANSI B73.1: Diferencias clave
Mientras que los estándares ANSI se refieren a estándares dimensionales, el estándar API se refiere a la construcción, el diseño y la capacidad de la bomba para soportar altas temperaturas y presiones.
Bombas API 610: Este estándar se concibe específicamente para bombas empleadas en las industrias de petróleo, gas y petroquímica. Su enfoque se dirige hacia bombas diseñadas para el manejo de hidrocarburos, fluidos corrosivos, así como aplicaciones que implican altas temperaturas y presiones.
Bombas ANSI B73.1: Conocida también como ASME B73.1, esta normativa abarca bombas centrífugas de succión final horizontal diseñadas para aplicaciones de uso general. Su aplicación principal se encuentra en entornos industriales y comerciales, donde se requiere el manejo de agua, productos químicos y otros fluidos menos rigurosos.
Estas diferencias fundamentales garantizan que cada estándar se adapte de manera precisa a las demandas específicas de sus respectivas aplicaciones, abordando necesidades particulares en términos de resistencia a la corrosión, capacidad para condiciones extremas y requisitos de manejo de fluidos, asegurando su funcionamiento.
Las bombas API son reconocidas por su capacidad de servicio pesado en comparación con las bombas ANSI. Estas diferencias se evidencian en las características de las carcasas, las carcasas de los cojinetes, las patas de anclaje y la disposición de la cubierta posterior, lo que permite que logren un control eficiente en el bombeo y demuestren mayor eficiencia energética y confiabilidad en bombas en las aplicaciones recomendadas.
Preguntas Frecuentes (FAQs) sobre API 610
1. ¿Qué significa API 610?
API 610 es un estándar internacional que especifica requisitos técnicos para bombas centrífugas utilizadas en las industrias del petróleo, gas y petroquímica, asegurando alta confiabilidad y seguridad operativa.
2. ¿Cuál es la última versión de la norma API 610?
La última actualización de API 610 es la 12ª edición, publicada en 2021, e incluye mejoras significativas en confiabilidad, mantenibilidad y rendimiento energético.
3. ¿Para qué aplicaciones industriales se recomienda la norma API 610?
API 610 es recomendada principalmente para aplicaciones críticas en la extracción, refinación y transporte de petróleo, gas natural y procesos petroquímicos por su alta fiabilidad operativa.
4. ¿Qué diferencia hay entre API 610 y ANSI B73.1?
API 610 se enfoca en aplicaciones críticas de alta exigencia en industrias petroleras, mientras que ANSI B73.1 está diseñada para aplicaciones menos exigentes y procesos industriales generales.
5. ¿Qué beneficios aporta cumplir con API 610 en bombas centrífugas?
Cumplir con API 610 garantiza mayor seguridad operacional, mejor confiabilidad, menos mantenimiento no planificado, y prolonga la vida útil de los equipos industriales críticos.
6. ¿API 610 es equivalente a ISO 13709?
Sí, API 610 es equivalente a ISO 13709; ambas normas son técnicamente idénticas, siendo API 610 la versión más utilizada en el continente americano.
Conclusión
La adhesión a la norma API 610 es clave para fabricantes y usuarios finales de bombas centrífugas, garantizando productos seguros, eficientes y confiables. Aplicar esta norma internacional permite reducir fallas, mejorar el rendimiento operativo y adaptarse eficazmente a las exigencias de las industrias del petróleo, petroquímica y gas natural.
API 610 (ISO 13709 en su versión internacional) establece requisitos técnicos claros para bombas centrífugas horizontales, verticales y en voladizo, asegurando la integridad operativa, la productividad industrial y el cumplimiento de objetivos ambientales.
Cumplir con API 610 no solo optimiza la confiabilidad de los equipos, sino que también fortalece la seguridad y sostenibilidad en instalaciones críticas del sector energético.
En un entorno en constante evolución, la implementación de esta norma demuestra el compromiso con la excelencia operativa y el impulso de las mejores prácticas en la industria del petróleo y el gas.
Referencias
- Shaker Heights Ohio, y R. Jones; «Exclusivo en línea: API 610 12.ª edición aborda la confiabilidad y el mantenimiento de la bomba»; Hydrocarbon Processing, 20/01/2022 10:15:13, consultado 16 noviembre 2023; https://www.hydrocarbonprocessing.com/news/2022/01/online-exclusive-api-610-12th-edition-addresses-pump-reliability-maintainability-and-more
- Instituto Americano del Petróleo, API; Práctica recomendada API (RP) 697, Reparación de bombas; primera edición.
