Herramienta de ingeniería gratuita #020
Límites de vibración — Turbinas de vapor y generadores >40 MW
Evalúe la severidad de vibración para turbinas de vapor y generadores según ISO 20816-2. Admite mediciones de velocidad en el soporte del rodamiento y desplazamiento relativo del eje.
Resultados
| Zona | Límite | Descripción |
|---|
Alcance de ISO 20816-2
ISO 20816-2 especifica criterios de evaluación de vibración para turbinas de vapor y generadores con una salida superior a 40 MW, que operan a velocidades entre 1500 y 3600 RPM (generación de energía de 50/60 Hz). Cubre tanto la vibración del soporte del rodamiento como la vibración relativa del eje.
Vibración del soporte del rodamiento
La velocidad de vibración de banda ancha se mide en el soporte del cojinete (pedestal) en mm/s RMS, típicamente en el rango de frecuencia de 10–1000 Hz. Los valores límite a continuación corresponden a la columna de la tabla publicada para velocidades del eje de 1500 r/min y 1800 r/min; para máquinas de 3000–3600 r/min los límites publicados son más altos (A/B 3.8, B/C 7.5, C/D 11.8 mm/s RMS), por lo que esta tabla única simplificada es conservadora para máquinas de 2 polos.
| Límite de zona | Velocidad (mm/s RMS) |
|---|---|
| A/B | 2.8 |
| B/C | 5.3 |
| C/D | 8.5 |
Desplazamiento relativo del eje
La vibración del eje se mide con sondas de proximidad, expresada como desplazamiento pico a pico en μm. Estos valores están simplificados para aplicación general.
| Límite de zona | Desplazamiento (μm p-p) |
|---|---|
| A/B | 50 |
| B/C | 100 |
| C/D | 165 |
ℹ️ Nota: Los límites de desplazamiento del eje pueden variar con la velocidad de operación. Los valores anteriores están simplificados para uso general. Para límites exactos dependientes de la velocidad, consulte la norma completa ISO 20816-2.
⚠️ Importante: Se deben monitorear tanto la vibración del soporte del rodamiento como la del eje. Una máquina puede mostrar baja vibración en el soporte del rodamiento pero alta vibración en el eje, o viceversa. La peor de las dos evaluaciones rige la evaluación general.
La norma ISO 20816-2 se aplica a turbinas de vapor y generadores con una potencia de salida superior a 40 MW, que operan a velocidades entre 1500 y 3600 RPM (para generación eléctrica a 50/60 Hz). Esto incluye:
- Grandes grupos turbogeneradores de centrales eléctricas
- Turbinas de vapor industriales que accionan generadores
- Turbinas de vapor de centrales de ciclo combinado
- Turbogeneradores de centrales nucleares
La vibración en el soporte del cojinete se mide con sensores montados en el pedestal del cojinete, expresada en mm/s RMS. Refleja la vibración transmitida a través del cojinete hacia la estructura de soporte.
La vibración relativa del eje se mide con sondas de proximidad dentro del cojinete, expresada en μm pico a pico. Mide la órbita real del eje en relación con la holgura del cojinete.
Ambas mediciones son esenciales: la vibración en el soporte del cojinete por sí sola puede pasar por alto problemas internos del rotor sobre cimentaciones rígidas.
Las turbinas de vapor utilizan cojinetes de película fluida (de deslizamiento) en los que el soporte del cojinete puede mostrar una baja vibración incluso cuando el eje presenta un movimiento significativo. La medición relativa del eje captura:
- Desequilibrio del rotor y arqueamiento térmico
- Inestabilidades por remolino de aceite (oil whirl) y latigazo de aceite (oil whip)
- Grietas y roces en el rotor
- Desalineación entre rotores acoplados
La monitorización de la vibración del eje es crítica para la detección temprana de fallos incipientes.
En caso de Zona C en una turbina de vapor o generador:
- Notifique inmediatamente a la dirección de la planta y al departamento de operaciones
- Investigue la causa raíz: compruebe el estado de equilibrado, la alineación, el estado de los cojinetes, la cimentación y el estado térmico
- Aumente la frecuencia de monitorización a continua si aún no lo es
- Planifique acciones correctivas para la próxima parada disponible
- Supervise la tendencia; si se acerca a la Zona D, considere una reducción de carga o una parada planificada
La norma ISO 20816-2 consolida las anteriores ISO 10816-2 (vibración en el soporte del cojinete) e ISO 7919-2 (vibración del eje) para turbinas de vapor en una única norma unificada. Los límites de zona son esencialmente los mismos, pero la nueva norma proporciona directrices actualizadas sobre la evaluación combinada utilizando ambos tipos de medición.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un balanceador portátil de doble canal y analizador de vibraciones para el balanceo de rotores en sitio.
Analizadores de vibración profesionales y sistemas de balanceo en campo para turbomáquinas. Evaluación en sitio conforme a ISO 20816. Utilizado en más de 50 países.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero en análisis de vibraciones y fundador y director general de Vibromera. Desde hace más de 15 años balancea equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrífugas, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y usar solo, en sitio, y no como equipo de laboratorio. Vibromera se fundó en 2017 y desde 2023 tiene su sede en Oporto, Portugal. Aquí se realizan el desarrollo, el ensamblaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el balanceo en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos difíciles de balanceo y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
