En los distintos tipos de unidades generadoras de turbina de vapor, las formas de los componentes dinámicos y estáticos son intrincadas y variables, y su deformación (amplitud) no puede describirse mediante una simple función de la tensión dinámica. En consecuencia, es incorrecto determinar la fatiga de estos componentes basándose únicamente en la amplitud de vibración. A pesar de ello, algunas ideas [...]
En los distintos tipos de unidades generadoras de turbina de vapor, las formas de los componentes dinámicos y estáticos son intrincadas y variables, y su deformación (amplitud) no puede describirse mediante una simple función de la tensión dinámica.
Por consiguiente, es incorrecto determinar la fatiga de estos componentes basándose únicamente en la amplitud de vibración.
A pesar de ello, pueden extraerse algunas conclusiones del análisis estadístico de un gran número de experiencias operativas de las unidades.
En lo que respecta a la amplitud de rodamiento del generador de turbina de vapor, existen tres acepciones
Es habitual in situ que la unidad vibre excesivamente a la velocidad nominal.
Para las unidades con una velocidad nominal de 3000 RPM, el funcionamiento prolongado a la velocidad de trabajo puede provocar vibraciones excesivas.
Algunas unidades pueden experimentar frecuentes arranques y paradas al pasar la velocidad crítica del rotor.
Si la vibración está causada por la oscilación de baja frecuencia de la película de aceite y la resonancia subarmónica en el cojinete del generador, es posible que no cause daños significativos a corto plazo.
Sin embargo, si se trata de una vibración de frecuencia fundamental, puede provocar accidentes graves y perjudiciales a la velocidad nominal, como una flexión importante del eje y daños en los ejes.
Si la vibración se produce a la velocidad crítica del rotor de alta presión de la turbina, también puede provocar accidentes por flexión del eje.
Además, si la vibración se produce a la velocidad crítica del rotor del generador de baja velocidad, aunque no se produzcan daños apreciables en el generador, el rotor desequilibrado puede provocar un aumento de la vibración del rotor de alta presión a la velocidad crítica, provocando y agravando el rozamiento del eje y, en última instancia, induciendo un accidente por flexión del eje.
Estos tres tipos de vibraciones suelen denominarse vibración excesiva, vibración fuerte y vibración grande, respectivamente.
En cuanto a la fatiga de los componentes causada por las vibraciones, sólo son relevantes las vibraciones excesivas y las vibraciones fuertes, ya que no pueden producirse grandes vibraciones durante el funcionamiento a largo plazo de la unidad.
Si la vibración es de la frecuencia fundamental, aunque sólo esté presente durante poco tiempo, puede provocar un accidente por vibración importante antes de que se produzca la fatiga de los componentes.
Según las estadísticas recopiladas a partir de una amplia experiencia de funcionamiento de las unidades durante un largo período de tiempo, la fatiga de los componentes debida a las vibraciones está directamente relacionada con el valor de la amplitud. Se han establecido las siguientes reglas:
1. Para cualquier componente de la unidad, independientemente de su forma o estructura, cuando funciona a una velocidad de 3000 r/min, si la frecuencia de vibración es inferior o igual a la frecuencia fundamental y la amplitud máxima de los rodamientos o componentes en tres direcciones es inferior a 120 micrómetros, estos componentes no experimentarán daños por fatiga durante el funcionamiento a largo plazo.
2. En el caso de piezas de gran rigidez, como los pedestales de cojinetes, si la amplitud máxima en una dirección supera los 150 micrómetros, se producirán daños por fatiga en las uniones con otras piezas durante el funcionamiento a largo plazo, como los tornillos de fijación del pedestal de cojinetes y la lechada secundaria.
3. En el caso de piezas con baja rigidez, como la tapa del extremo del espejo de un generador donde la tubería no está conectada directamente al asiento del cojinete, si la vibración en una dirección supera los 250 micrómetros, se producirán daños por fatiga en la conexión entre estas piezas y las piezas con alta rigidez tras un funcionamiento a largo plazo, como la conexión entre la tubería y el asiento del cojinete.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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