Limites de vibrações em bombas

Este artigo apresenta os limites de vibrações em bombas roto-dinâmicas de acordo com o definido na serie de normas ISO 10816-7 e 20816.

Este artigo faz parte de uma série de artigos incluídos no suporte do Curso sobre Limites de Vibrações

Quando se efetua analise de vibrações em bombas, no âmbito de um programa de manutenção preditiva, com um analisador de vibrações é muito importante avaliar corretamente o seu estado.

1 O que são as bombas roto-dinâmicas

Uma bomba roto-dinâmica é uma máquina cinética na qual a energia é continuamente transmitida ao fluido bombeado por meio de um impulsor rotativo, hélice ou rotor. Em contraste com uma bomba de deslocamento positivo em que um fluido é movido prendendo uma quantidade fixa de fluido e forçando o volume retido na descarga da bomba. Exemplos de bombas roto-dinâmicas incluem a adição de energia cinética a um fluido, como o uso de uma bomba centrífuga para aumentar a velocidade ou pressão do fluido.

Uma bomba de deslocamento positivo pode operar forçando um volume fixo de fluido da seção de pressão de entrada da bomba para a zona de descarga da bomba.

Pode ser classificado em dois tipos:
- Bomba de deslocamento positivo do tipo rotativo:
- Bomba de engrenagem interna
Bomba de parafuso
Bomba de deslocamento positivo do tipo alternativo:
- Bomba de pistão
- Bomba de diafragma

2 A ISO 10816-7 2009 Vibraçoes mecânicas – Avaliação de vibrações em máquinas através de medições em partes não rotativas – Parte 7 Bombas roto-dinâmicas para aplicações industriais, incluindo medições em veios rotativos

Onde se aplica:

Esta parte da ISO 10816 fornece instruções para a avaliação da vibração em bombas roto-dinâmicas para aplicações industriais com potência nominal acima de 1 kW.
- Para unidades de bomba com motores elétricos integrados (impulsor diretamente no eixo do motor ou eixo do impulsor rigidamente conectado ao veio do motor), esta parte da ISO 10816 aplica-se a toda a unidade acoplada

Onde não se aplica

Bombas alternativas e rotativas de deslocamento positivo;
- Bombas movidas a motores alternativos;
- Manuseio de sólidos, lama
- Bombas submersíveis

Na figura a seguir apresentada podem-se ver exemplos de onde se aplica.

3 Limites de vibrações em bombas – Parâmetros de medida

Os parâmetros para medição de vibrações de acordo com esta norma são:

A quantidade de medição a ser usada para medir a vibração de peças não rotativas de bombas roto-dinâmicas é a velocidade de vibração eficaz (r.m.s.) em mm / s.
Para velocidades abaixo de 600 r / min, é adicionalmente necessário medir o deslocamento de pico a pico em µm.
A instrumentação deve ser capaz de medir a r.m.s. Velocidade de vibração em uma ampla faixa de frequência, alcançando pelo menos 10 Hz a 1 000 Hz.
Para bombas de muito alta velocidade ou para fins de diagnóstico, pode ser necessário o uso de instrumentação de medição que cobre uma faixa de frequência mais ampla, geralmente até 2,5 vezes a frequência de passagem de pás.

4 Limites de vibrações em bombas – critérios de avaliação

Existem dois ripos de critérios de avaliação:

Critério I – Nível de vibração
Critério II – Mudança do nível de vibração

4.1 Critério I – Nível de vibração

Os critérios baseados num nível podem ser divididos da seguinte forma:

Por sua vez quando se efetuam medições em velocidade eficaz as máquinas são divididas em duas categorias:

Os limites de zona para vibração de partes não rotativas de bombas roto-dinâmicas com potência acima de 1 kW, aplicável para impulsores com número de pás ≥3 são os que se podem ver a seguir:

Em que as zonas de classificação são identificadas da seguinte forma:

Zona A: A vibração de máquinas recém-comissionadas.
Zona B: Aceitáveis para operação irrestrita de longo prazo.
Zona C: Insatisfatórias para operação contínua de longo prazo.
Zona D: Severidade suficiente para causar danos à máquina.

O critério adicional para limites de vibração em partes não rotativas de bombas roto-dinâmicas com velocidade de operação abaixo de 600 r / min, e o seguinte:

Os valores recomendados para deslocamento relativo máximo do veio em função da folga diametral nominal para bombas roto-dinâmicas com chumaceiras de pelicula de óleo pode ser visto a seguir.

4.2 Mudança do nível de vibração

Critério baseado na variação do nível global

Este critério de limite de vibrações em bombas fornece uma avaliação de uma mudança em nível de vibração, de um valor de referência previamente estabelecido.

Pode ocorrer um aumento ou diminuição significativa do nível da vibração de banda larga, o que requer alguma ação, mesmo que a zona C do Critério l não tenha sido atingida.

Essas alterações podem ser instantâneas ou progressivas com o tempo e podem indicar que ocorreu um dano ou ser um aviso de uma falha iminente ou alguma outra irregularidade.

O Critério II é especificado com base na mudança no nível da vibração de banda larga, que ocorra em condições de operação, em regime estacionário.

Os critérios de avaliação de limites de vibrações em bombas são definidos em termos do valor normal de funcionamento estável da vibração de banda larga e quaisquer mudanças que possam ocorrer na magnitude desses valores estáveis.

Critério baseado na variação do vetor

O critério referido tem limitações porque algumas mudanças só podem ser identificadas por análise vetorial (nível e fase), dos componentes de frequência individuais, como e o caso do exemplo que se pode ver na figura a seguir apresentada.