Herramienta de ingeniería gratuita #020
Límites de vibración — Turbinas de vapor y generadores >40 MW
Evalúe la intensidad de la vibración en turbinas y generadores de vapor según la norma ISO 20816-2. Permite medir la velocidad de la carcasa del cojinete y el desplazamiento relativo del eje.
Resultados
| Zona | Límite | Descripción |
|---|
Alcance de la norma ISO 20816-2
La norma ISO 20816-2 especifica los criterios de evaluación de vibraciones para turbinas y generadores de vapor con una potencia superior a 40 MW, que operan a velocidades entre 1500 y 3600 RPM (generación de energía de 50/60 Hz). Abarca tanto la vibración de la carcasa del cojinete como la vibración relativa del eje.
Vibración de la carcasa del cojinete
La velocidad de vibración de banda ancha se mide en el soporte del cojinete (pedestal) en mm/s RMS, típicamente en el rango de frecuencias de 10–1000 Hz. Los valores límite siguientes 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 superiores (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 y se expresa como desplazamiento de pico a pico en μm. Estos valores se han simplificado para su aplicación general.
| Límite de zona | Desplazamiento (μm pp) |
|---|---|
| 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 se han simplificado para uso general. Para conocer los límites exactos en función de la velocidad, consulte la norma ISO 20816-2 completa.
⚠️ Importante: Se debe monitorear la vibración tanto de la carcasa del cojinete como del eje. Una máquina puede mostrar baja vibración en la carcasa del cojinete pero alta en el eje, o viceversa. La peor de las dos evaluaciones determina 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 equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.
Analizadores de vibraciones profesionales y sistemas de balanceo de campo para turbomáquinas. Evaluación in situ conforme a la norma ISO 20816. Utilizados en más de 50 países.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero de análisis de vibraciones y fundador y director ejecutivo de Vibromera. Desde hace más de 15 años equilibra equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrifugadoras, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y utilizar solo, in situ, 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 montaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el equilibrado en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos de equilibrado difíciles y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
