Bombas centrífugassão vitais no transporte de fluidos industriais e leves vibrações são normais de acordo com ANSI/HI 9.6.4. No entanto, a vibração excessiva causa desgaste severo e aumento de custos. Como a vibração é apenas um sintoma, ela normalmente resulta de três categorias sobrepostas: defeitos de projeto/seleção, falhas internas e interferência externa do sistema. Este artigo analisa essas causas principais para orientar a inspeção e manutenção de equipamentos.
Tais falhas têm uma baixa taxa de incidência no local, mas são problemas de equipamento de causa raiz que requerem investigação prioritária, resultantes principalmente de projeto, fabricação, seleção de materiais e seleção de modelos inadequados.
A velocidade crítica refere-se à velocidade de rotação teórica correspondente à ressonância inerente do equipamento. As bombas centrífugas horizontais são projetadas de forma ideal antes da entrega com uma velocidade crítica superior à velocidade nominal para evitar ressonância. No entanto, bombas de turbina verticais e outros equipamentos verticais são propensos a ressonância durante a operação se a velocidade crítica não for verificada na fase de projeto. Além disso, a falta de suportes de tubulações e as condições operacionais desordenadas das unidades multibombas alterarão a frequência inerente do sistema e induzirão vibração, o que pode ser resolvido ajustando a velocidade operacional ou reconstruindo a estrutura do equipamento.
De acordo com a norma ISO 1940/1, os impulsores da bomba centrífuga são necessários para atingir a precisão de equilíbrio dinâmico Grau 6.3. Calibração de fábrica abaixo do padrão, corte pós-manutenção, escamação e corrosão de longo prazo e adesão de corpos estranhos danificarão o estado de equilíbrio. A força centrífuga periódica gerada durante a operação em alta velocidade causa vibração regular, o que requer desmontagem e calibração profissional da balança dinâmica. Em alguns casos, a fabricação desequilibrada do rotor do motor também pode causar vibração, que pode ser inspecionada de acordo com as normas elétricas NEMA.
A incompatibilidade entre os materiais do corpo da bomba e do impulsor e o meio transportado causará erosão e corrosão, prejudicando a precisão dos componentes e induzindo vibração. Enquanto isso, a seleção inadequada do equipamento e a altura de sucção positiva líquida (NPSH) insuficiente levarão à cavitação severa. O colapso instantâneo das bolhas na zona de alta pressão gera uma forte força de impacto, causando forte vibração geral da bomba. A cavitação contínua também desgastará o impulsor e agravará as falhas.
Embora a tolerância de componentes individuais esteja em conformidade com as especificações industriais, o acúmulo de tolerância após a montagem de múltiplas peças provavelmente induzirá vibração. Além disso, problemas comuns como pé manco, acoplamento desequilibrado e parafusos de ancoragem soltos após nova instalação ou manutenção resultarão em tensão irregular do equipamento e vibração contínua.
As falhas internas são os incentivos de vibração mais frequentes no local, causadas por anormalidades nos componentes da bomba e do motor com características de falha estáveis e repetíveis, servindo como foco da manutenção diária.
Conjunto de acoplamento deslocado, deslocamento operacional e manutenção fora do padrão de bombas e motores causarão desalinhamento do eixo, gerando força de impacto radial durante a operação e provocando vibração. A calibração deve seguir rigorosamente os padrões de projeto do fabricante da bomba. Além disso, a flexão do eixo da bomba causada por sobrecarga do equipamento, deformação em alta temperatura e impacto externo leva à excentricidade do rotor e amplifica significativamente a amplitude da vibração.
Os rolamentos são os principais componentes de suporte do sistema do rotor. Óleo lubrificante insuficiente, deteriorado ou incompatível e contaminação por impurezas aumentarão o atrito operacional e induzirão vibração de alta frequência. Enquanto isso, a operação prolongada do rolamento leva ao desgaste por fadiga, descascamento da pista e folga excessiva. A falha na substituição dos rolamentos em tempo hábil agravará continuamente a vibração e até causará o travamento dos rolamentos e o desligamento do equipamento.
A rotação reversa da bomba causada por fiação incorreta do motor perturbará as condições hidráulicas e provocará vibração. O bloqueio parcial ou completo do impulsor leva a um transporte irregular do meio e a uma carga anormal, acompanhada de vibração e flutuação de corrente. A deformação do eixo da bomba causa tensão desigual nos rolamentos e sedes das válvulas, formando riscos ocultos de vibração a longo prazo.
Os dados de operação e manutenção em campo mostram que a maioria das vibrações das bombas centrífugas se originam de problemas externos do sistema, que são altamente ocultos e facilmente confundidos como falhas inerentes ao equipamento.
As tensões de tração e extrusão geradas pelo acoplamento forçado da tubulação atuam na interface da bomba, causando deformação da bomba e deslocamento do eixo. Suportes de tubulação ausentes, suportes soltos e layout inadequado levam à agitação da tubulação, e a vibração transmitida à bomba causa vibração geral da unidade. Enquanto isso, o aumento do peso próprio das tubulações cheias de água gera facilmente tensão adicional e induz vibração contínua.
Parafusos de ancoragem soltos, concreto base rachado, nivelamento irregular da fundação e rejuntamento fora do padrão causam defeitos nos pés mancos, resultando em tensão de suporte irregular e agitação operacional da bomba. Além disso, a vibração forma um ciclo vicioso que agrava continuamente os danos às fundações, o que ocorre frequentemente em equipamentos recém-instalados ou em pós-manutenção.
Todo o sistema de bombas e tubulações tem uma frequência natural. A ressonância ocorre quando a frequência de vibração operacional da bomba se sobrepõe à frequência natural do sistema, amplificando uma leve vibração e causando danos por fadiga aos componentes e vibração geral severa. Este problema pode ser evitado otimizando a estrutura do pipeline e ajustando o layout do sistema.
Resumindo,bomba centrífugaa vibração é causada pela superposição de fatores de projeto e seleção, componentes internos e fatores externos do sistema, entre os quais a tensão da tubulação e a instalação de fundação não padronizada são incentivos comuns no local. Uma leve vibração é um fenômeno normal, mas a vibração excessiva coloca em risco a vida útil do equipamento e a segurança da produção.
O controle eficaz da vibração e a operação estável e eficiente da bomba podem ser obtidos por meio de seleção e instalação padronizadas, manutenção regular, layout otimizado da tubulação e prevenção de ressonância.
A Teffiko concentra-se em pesquisa e desenvolvimento, fabricação, operação e manutenção de sistemas de equipamentos de bombeamento. Com experiência madura em tecnologia de fluidos, fornece produtos de bombas confiáveis e soluções personalizadas para vários cenários industriais. Para conhecer mais parâmetros técnicos, habilidades de operação e manutenção ou soluções exclusivas, visite o site oficial:www.teffiko.com.
