10 causas de vibración excesiva de la bomba

10 causas de vibración excesiva de la bomba

El comportamiento de vibración de una bomba es un indicador importante de su calidad y confiabilidad. Muchos factores pueden contribuir a la vibración de las bombas de varias etapas, incluidas las condiciones de flujo de agua, la complejidad del movimiento del fluido, el equilibrio dinámico-estático y los componentes giratorios de alta velocidad. Por ejemplo, incluso un sistema que usa un Válvula de verificación ASTM A381 F2 puede experimentar una vibración inesperada si las condiciones de instalación o flujo no son óptimas. A continuación, proporcionamos un análisis exhaustivo de las causas comunes de la vibración de la bomba.

1. Eje
Los ejes de la bomba a menudo son largos y pueden causar fácilmente contacto o frotar entre partes móviles (como el eje de transmisión) y las partes estacionarias (como cojinetes deslizantes o bujes de garganta) debido a la rigidez insuficiente, la desviación excesiva o la mala rectitud. Los ejes largos son más susceptibles al impacto del agua que fluye en el sumidero, aumentando la vibración en las etapas inferiores de las bombas de etapas múltiples. El espacio libre excesivo entre los discos de equilibrio o el ajuste axial inadecuado también puede conducir a oscilaciones del eje de baja frecuencia, vibración de rodamiento o vibraciones de flexión causadas por la excentricidad del rotor.

2. Soporte de base y bomba
El mal contacto o fijación entre el marco del controlador y la base, o la capacidad insuficiente del sistema de base y motor para absorber, transmitir o aislar vibraciones, puede hacer que los niveles de vibración de la bomba y el motor excedan los límites aceptables. Las bases sueltas, los soportes elásticos formados durante la instalación o la rigidez reducida debido al aceite anegado pueden crear velocidades críticas adicionales con una diferencia de fase de 180 °, aumentando la frecuencia de vibración de la bomba. Si esta frecuencia se alinea con la excitación externa, la amplitud de la vibración puede aumentar. Los pernos de base sueltos que reducen la rigidez de la restricción también pueden exacerbar la vibración del motor.

3. Acoplamiento
El espacio circunferencial deficiente de los pernos de acoplamiento, la pérdida de simetría, los acoplamientos extendidos excéntricos, el error de cónica excesivo o el balance estático/dinámico deficiente pueden producir fuerzas excéntricas. Los ajustes apretados entre los pasadores elásticos y los acoplamientos pueden comprometer la alineación y reducir la flexibilidad. El espacio libre excesivo entre el acoplamiento y el eje, el desgaste mecánico de los elementos de goma de acoplamiento y la calidad inconsistente del perno pueden conducir a la vibración de la bomba de múltiples etapas.

4. Factores relacionados con la bomba
Campos de presión no uniformes causados por la rotación del impulsor, los vórtices en el sumidero de succión o la tubería de entrada, el remolino dentro del impulsor, la voluta y las paletas guías, las válvulas parcialmente abiertas o la distribución de presión desigual en la salida del impulsor pueden generar vibración. Otros factores contribuyentes incluyen separación de flujo, aumento, presiones pulsantes, cavitación, fricción o impacto del fluido que golpea el cuerpo de la bomba o las paletas de guía, y fluido de alta temperatura que causa cavitación en las bombas de agua de alimentación de la caldera. Las grandes autorizaciones en los anillos de sellado del cuerpo del impulsor y la bomba también pueden provocar fugas, flujo de retorno, fuerzas axiales desequilibradas y una mayor vibración.

Para las bombas de agua caliente de acero inoxidable, el precalentamiento desigual antes del inicio o el mal funcionamiento del sistema de pasador deslizante pueden inducir una vibración severa durante el inicio. Las tensiones internas de la expansión térmica que no están aliviadas pueden cambiar la rigidez del soporte del eje, y cuando esta rigidez alterada resuena con la frecuencia natural del sistema, se produce resonancia.

5. Motor
Los componentes estructurales sueltos, los dispositivos de posicionamiento de cojinetes aflojados, las laminaciones sueltas o los rodamientos usados que reducen la rigidez del soporte pueden contribuir a la vibración. La excentricidad del rotor, la flexión o la distribución de masa desigual pueden causar un desequilibrio que exceda los límites estáticos o dinámicos. La rotura de la barra de la jaula del rotor en motores de jaula de ardilla, pérdida de fase o suministro eléctrico desequilibrado también puede crear vibraciones. La instalación inadecuada de los devanados del estator puede conducir a fuerzas magnéticas desequilibradas, actuando como fuerzas de excitación.

6. Selección de la bomba y condiciones de funcionamiento variable
Cada bomba tiene un punto de operación nominal. Las desviaciones del punto de diseño pueden afectar significativamente la estabilidad dinámica. Operación en diferentes condiciones, las fuerzas radiales en el impulsor, la selección inadecuada de la bomba o las bombas paralelas no coincidentes pueden aumentar la vibración.

7. Rodamientos y lubricación
La baja rigidez del rodamiento puede reducir la primera velocidad crítica, lo que lleva a la vibración. Mal rendimiento de la guía de cojinetes, espacios espaciales excesivos, rodamientos de empuje o rodamiento desgastados, lubricación inadecuada, contaminación del aceite o caminos de lubricación bloqueados pueden empeorar las condiciones de rodamiento y causar vibración. La autoexcitación de la película de aceite en los rodamientos deslizantes del motor también puede producir vibraciones.

8. Tuberías e instalación
La rigidez inadecuada de los soportes de tuberías de descarga o la deformación excesiva puede empujar el cuerpo de la bomba, desalineando la bomba y el motor. Tensiones internas excesivas durante la instalación, tubería de entrada o salida suelta, rigidez de restricción reducida, canales de descarga fracturados, obstrucciones de flujo, aire atrapado o válvulas parcialmente cerradas pueden aumentar directa o indirectamente la vibración en las bombas de etapa múltiple.

9. ajuste de componentes
La desalineación excesiva de los ejes de motor y la bomba, la alineación de acoplamiento deficiente, los espacios desgastados entre las partes móviles y estacionarias (por ejemplo, bujes de impulsores y garganta), y las autorizaciones inadecuadas en los rodamientos o los sellos pueden causar desequilibrio. Las autorizaciones desiguales alrededor de los anillos de sellado, las ranuras de garganta o partición mecanizadas incorrectamente, y los inadaptados de los rodamientos intermedios pueden exacerbar aún más la vibración.

10. Impulsor
La excentricidad de la masa del impulsor, el control de baja calidad durante la fabricación (por ejemplo, defectos de fundición o mecanizado), o la corrosión del fluido transportado pueden conducir al desequilibrio del impulsor. Número de cuchilla, ángulo de salida, ángulo de envoltura, distancia radial entre la garganta y la salida del impulsor, y el desgaste progresivo entre los anillos del impulsor y los componentes del cuerpo de la bomba afectan los niveles de vibración. El contacto mecánico y la fricción con el tiempo intensifican la vibración de la bomba de etapas múltiples.