Uma bomba de óleo recentemente revisada apresenta um padrão de vibração anormal após um curto período de operação. O que fazer? Este relatório discute um caso em que um desvio é observado durante medições periódicas de vibração. Os problemas são caracterizados pelo aumento dos valores de vibração, excedendo, assim, os limites estabelecidos pela norma ISO 10816. A instalação em questão é um sistema de turbina a vapor, em que a bomba de óleo principal é acionada por uma turbina a vapor. As medições nessa instalação são analisadas por meio do Monitoramento de Condições.
3 de janeiro
28 de janeiro
Espectro de 28 de janeiro
Análise
Frequências visíveis:
- Bomba de óleo de 1x RPM (57 Hz) variando entre 18 e 30 mm/s RMS.
- Bomba de óleo a 2x RPM (114 Hz) a 1,5 mm/s.
- Turbina de 1x RPM (104 Hz) a 2 mm/s.
- Diversos harmônicos da velocidade da turbina, em torno de 1 mm/s por pico.
- A frequência da malha de engrenagem de 14 mm/s tem bandas laterais de ambas as velocidades (57 Hz e 104 Hz).
Conclusão
As diferentes frequências com seus níveis correspondentes indicam desgaste e aumento das folgas na transmissão e nos rolamentos. Além disso, o alinhamento provavelmente está incorreto. Considerando o rápido aumento dos níveis, esse é um problema sério.
As medições foram feitas com 3 sensores diferentes e 2 sistemas de medição diferentes para garantir a precisão. De acordo com a norma ISO 10816-3, o nível de vibração cai na zona D: Os valores de vibração dentro dessa zona são normalmente considerados de gravidade suficiente para causar danos à máquina.
Aconselhamento
Desligue a instalação o mais rápido possível e faça a revisão da bomba de óleo. Durante essa revisão, preste mais atenção aos seguintes pontos:
- Verifique a folga dos rolamentos de todos os mancais da bomba.
- Inspecione o alinhamento das engrenagens e verifique a malha usando uma planta. Isso, em combinação com a folga dos dentes das duas engrenagens. Verifique o alinhamento geral da bomba. Inspecione o impulsor quanto a danos.
Consequência
O cliente analisou as recomendações do relatório e as discutiu internamente. Considerando o tempo adicional que a revisão original já havia levado, juntamente com a renda gerada pela máquina enquanto ela estava funcionando, foi tomada a decisão de continuar operando. Após algumas semanas de operação contínua, a bomba de óleo auxiliar entrou subitamente em operação total. A bomba de óleo principal não estava mais produzindo. Após a inspeção, descobriu-se que a bomba de óleo não estava mais girando.
Consequência de deixar a instalação continuar em execução
Esquerda: Quebra do eixo no lado da turbina
Certo: Quebra do eixo no lado da bomba
Conclusão da inspeção de quebra do eixo
A superfície da fratura, conforme visto nas fotos acima, é uma fratura típica por fadiga. São claramente visíveis as linhas de crescimento no sentido anti-horário e as superfícies de fratura residual à direita do centro. Pelo padrão de dano, é evidente que o início da trinca ocorreu na transição entre a parte inferior do rasgo de chaveta e a parede do rasgo de chaveta.
Durante a ruptura do eixo, a superfície da fratura causou alguns danos às linhas de crescimento. Isso pode ser considerado como dano secundário. A fratura residual, que é fortemente deformada plasticamente, também é considerada um dano secundário.
Rasgo de chaveta com uma superfície ruim e transição para o pescoço do eixo
O motivo pelo qual a fratura se originou especificamente aqui está no rasgo de chaveta do eixo. Esse rasgo de chaveta foi usinado com uma fresa cega, introduzindo pequenas rachaduras durante o processo de projeto. Além disso, há um estrangulamento do eixo, localizado precisamente no rasgo de chaveta. Esse estrangulamento é finalizado com uma transição muito acentuada, levando ao entalhe. Essa é a parte mais fraca do eixo e nunca deve estar presente em um rasgo de chaveta ou próximo a ele.
Uma causa comum de fratura por fadiga é o desalinhamento. Esse erro de alinhamento resulta em uma carga dinâmica altamente variável, que, por sua vez, acelera o processo de fadiga.
