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 é observado um desvio durante medições periódicas de vibração. Os problemas são caracterizados pelo aumento nos valores de vibração, excedendo assim os limites estabelecidos pela norma ISO 10816. A instalação em questão é um sistema de turbina a vapor, no qual a bomba de óleo principal é acionada por uma turbina a vapor. As medições nessa instalação são analisadas por meio do Monitoramento de Condição.
3 de janeiro
28 de janeiro
Spectrum 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.
- Inúmeros harmônicos da velocidade da turbina, em torno de 1 mm/s por pico.
- A frequência de engrenagem de 14 mm/s apresenta 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 por engrenagens e nos rolamentos. Além disso, é provável que o alinhamento esteja incorreto. Dado o rápido aumento nos níveis, trata-se de um problema grave.
As medições foram realizadas com 3 sensores diferentes e 2 sistemas de medição distintos para garantir a precisão. De acordo com a norma ISO 10816-3, o nível de vibração se enquadra na zona D: os valores de vibração dentro dessa zona são normalmente considerados de gravidade suficiente para causar danos à máquina.
Recomendações
Desligue a instalação o mais rápido possível e faça a revisão geral da bomba de óleo. Durante essa revisão, preste atenção especial aos seguintes pontos:
- Verifique a folga de todos os rolamentos da bomba.
- Inspecione o alinhamento das engrenagens e verifique o engate usando uma planta. Isso, em combinação com a folga entre os 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 receita gerada pela máquina enquanto ela estava em operação, tomou-se a decisão de continuar operando. Após algumas semanas de operação contínua, a bomba de óleo auxiliar entrou repentinamente em pleno funcionamento. A bomba de óleo principal não apresentava mais vazão. Após inspeção, constatou-se que a bomba de óleo havia parado de girar.
Consequência de permitir que a instalação continue em funcionamento
Esquerda: Ruptura do eixo no lado da turbina
Direita: Ruptura do eixo no lado da bomba
Conclusão da inspeção de ruptura de eixo
A superfície de fratura, conforme visto nas fotos acima, é uma fratura por fadiga típica. São claramente visíveis as linhas de crescimento que seguem no sentido anti-horário e as superfícies de fratura residuais à direita do centro. Pelo padrão de dano, fica evidente que o início da trincas ocorreu na transição entre o fundo da ranhura da chaveta e a parede da ranhura.
Durante a ruptura do eixo, a superfície de fratura causou alguns danos às linhas de crescimento. Isso pode ser considerado um dano secundário. A fratura residual, que apresenta forte deformação plástica, também é considerada um dano secundário.
Ranhura com superfície irregular e transição para o estreitamento do eixo
A razão pela qual a fratura se originou especificamente neste ponto está na ranhura do eixo. Essa ranhura foi usinada com uma fresa cega, o que causou pequenas fissuras durante o processo de projeto. Além disso, há um estreitamento do eixo, localizado precisamente na ranhura. Esse estreitamento foi acabado com uma transição muito acentuada, levando à formação de entalhes. Essa é a parte mais fraca do eixo e nunca deveria estar presente na ranhura ou próximo a ela.
Uma causa comum de fratura por fadiga é o desalinhamento. Esse erro de alinhamento resulta em uma carga dinâmica altamente variável, o que, por sua vez, acelera o processo de fadiga.
