O eixe rotativo (ou rotor) xera vibracións que se transmiten aocaso divididobomba e despois aos equipos, canalizacións e instalacións circundantes. A amplitude da vibración varía xeralmente coa velocidade de rotación do rotor/eixe. Á velocidade crítica, a amplitude da vibración faise maior e o eixe vibra en resonancia. O desequilibrio e a desalineación son causas importantes da vibración da bomba. Non obstante, existen outras fontes e formas de vibración asociadas ás bombas.

A vibración, especialmente debido ao desequilibrio e a desalineación, foi un foco constante de preocupación polo funcionamento, o rendemento, a fiabilidade e a seguridade de moitas bombas. A clave é un enfoque sistemático da vibración, o equilibrio, o aliñamento e o seguimento (monitorización de vibracións). A maioría das investigacións sobrecaso divididoa vibración da bomba, o equilibrio, o aliñamento e o seguimento da condición de vibración é teórico.

Débese prestar especial atención aos aspectos prácticos da solicitude de emprego, así como aos métodos e regras simplificados (para operadores, enxeñeiros de plantas e especialistas). Este artigo analiza a vibración nas bombas e as complejidades e sutilezas dos problemas que podes atopar.

Vibracións no Pcebo

Caso dividido pumpsson amplamente utilizados en fábricas e instalacións modernas. Ao longo dos anos, houbo unha tendencia cara a bombas máis rápidas e potentes, cun mellor rendemento e niveis de vibración máis baixos. Non obstante, para acadar estes retos obxectivos, é necesario especificar, operar e manter mellor as bombas. Isto tradúcese nun mellor deseño, modelado, simulación, análise, fabricación e mantemento.

A vibración excesiva pode ser un problema en desenvolvemento ou un sinal de falla inminente. As vibracións e os choques/ruídos asociados son vistos como unha fonte de dificultades operativas, problemas de fiabilidade, avarías, molestias e problemas de seguridade.

Vibrando Partes

As características básicas da vibración do rotor adoitan discutirse baseándose en fórmulas tradicionais e simplificadas. Deste xeito, a vibración do rotor pódese dividir en teoría en dúas partes: vibración libre e vibración forzada.

A vibración ten dous compoñentes principais, positivo e negativo. Nun compoñente adiante, o rotor xira ao longo dunha traxectoria helicoidal ao redor do eixe do rodamento na dirección de rotación do eixe. Pola contra, en caso de vibración negativa, o centro do rotor xira en espiral ao redor do eixe do rodamento na dirección oposta á rotación do eixe. Se a bomba está construída e funciona ben, as vibracións libres adoitan decaer rapidamente, facendo que as vibracións forzadas sexan un problema importante.

Existen diferentes retos e dificultades na análise de vibracións, monitorización de vibracións e a súa comprensión. En xeral, a medida que aumenta a frecuencia de vibración, faise cada vez máis difícil calcular/analizar a correlación entre a vibración e as lecturas experimentais/reais debido ás formas complexas do modo.

Bomba real e resonancia

Para moitos tipos de bombas, como as que teñen capacidade de velocidade variable, é pouco práctico deseñar e fabricar unha bomba cunha marxe de resonancia razoable entre todas as posibles perturbacións periódicas (excitacións) e todos os posibles modos naturais de vibración..

As condicións de resonancia adoitan ser inevitables, como as unidades de motor de velocidade variable (VSD) ou as turbinas de vapor de velocidade variable, as turbinas de gas e os motores. Na práctica, o conxunto de bombas debe dimensionarse en consecuencia para ter en conta a resonancia. Algunhas situacións de resonancia non son realmente perigosas debido, por exemplo, ao alto amortiguamento que implican os modos.

Para outros casos, deberían desenvolverse métodos de mitigación adecuados. Un método de mitigación é reducindo as cargas de excitación que actúan sobre os modos de vibración. Por exemplo, as forzas de excitación debidas ao desequilibrio e ás variacións de peso dos compoñentes pódense minimizar mediante un equilibrio adecuado. Estas forzas de excitación normalmente pódense reducir entre un 70% e un 80% con respecto aos niveis orixinais/normais.

Para unha excitación real nunha bomba (resonancia real), a dirección da excitación debe coincidir coa forma do modo natural para que o modo natural poida ser excitado por esta carga (ou acción) de excitación. Na maioría dos casos, se a dirección de excitación non coincide coa forma do modo natural, existe a posibilidade de coexistencia coa resonancia. Por exemplo, as excitacións de flexión xeralmente non poden ser excitadas coa frecuencia natural da torsión. En casos raros, poden existir resonancias transversais torsionales acopladas. A probabilidade de tales circunstancias excepcionais ou raras debe ser avaliada adecuadamente.

O peor caso de resonancia é a coincidencia das formas de modo natural e excitado á mesma frecuencia. Baixo certas condicións, unha certa conformidade é suficiente para que a excitación excite a forma do modo.

Ademais, poden existir situacións de acoplamento complexas nas que unha excitación específica excitará modos improbables mediante mecanismos vibratorios acoplados. Ao comparar os modos de excitación e as formas do modo natural, pódese formar unha impresión de se a excitación dunha determinada frecuencia ou orde harmónica é perigosa/perigosa para a bomba. A experiencia práctica, as probas precisas e a realización de comprobacións de referencia son formas de avaliar o risco en casos de resonancia teórica.

Desalineamento

O desalineamento é unha fonte importante decaso divididovibración da bomba. A precisión de aliñamento limitada dos eixes e acoplamentos adoita ser un desafío clave. Moitas veces hai pequenos desprazamentos da liña central do rotor (offset radial) e conexións con desfasamentos angulares, por exemplo debido a bridas de acoplamento non perpendiculares. Polo tanto, sempre haberá algunha vibración debido ao desalineamento.

Cando as metades do acoplamento se atornillan con forza, a rotación do eixe produce un par de forzas de rotación debido ao desfase radial e un par de momentos de flexión de rotación debido ao desalineamento. Para o desalineamento, esta forza de rotación ocorrerá dúas veces por revolución do eixe/rotor e a velocidade de excitación da vibración característica é o dobre da velocidade do eixe.

Para moitas bombas, o rango de velocidade de funcionamento e/ou os seus harmónicos interfiren coa velocidade crítica (frecuencia natural). Polo tanto, o obxectivo é evitar resonancias perigosas, problemas e avarías. A avaliación do risco asociada baséase en simulacións e experiencia operativa adecuadas.