Quali macchine sono coperte dalla norma ISO 20816-5?

La norma ISO 20816-5 si applica alle macchine idrauliche, tra cui turbine Kaplan verticali, turbine Francis verticali, turbine a pompa verticale, turbine Pelton orizzontali e pompe verticali utilizzate nelle centrali idroelettriche. Copre macchine con velocità nominali tipicamente comprese tra 60 e 1000 giri/min.

Perché i limiti di vibrazione delle turbine idrauliche sono diversi da quelli delle turbine a vapore?

Le macchine idrauliche operano a velocità molto inferiori rispetto alle turbine a vapore (spesso 60-500 giri/min contro 1500-3600 giri/min). Sono inoltre soggette a forze di eccitazione idraulica dovute al flusso d'acqua, alle oscillazioni del tubo di tiraggio e alla cavitazione, che generano modelli di vibrazione diversi. Le macchine verticali devono tenere conto anche delle vibrazioni dei cuscinetti reggispinta.

Che cosa è la misurazione dello spostamento dell'albero nelle turbine idrauliche?

Lo spostamento dell'albero nelle turbine idrauliche viene misurato utilizzando sonde di prossimità montate vicino ai cuscinetti di guida, che in genere misurano lo spostamento picco-picco in micrometri (μm pp). Questo è fondamentale per le macchine verticali, dove il monitoraggio dell'orbita dell'albero rivela squilibri, disallineamenti e instabilità idrauliche.

Perché le turbine Pelton orizzontali hanno limiti diversi?

Le turbine Pelton orizzontali presentano limiti di vibrazione inferiori rispetto alle turbine verticali, poiché i cuscinetti orizzontali sono più sensibili alle forze dinamiche. La natura impulsiva dell'impatto del getto della turbina Pelton produce inoltre caratteristiche di vibrazione diverse rispetto alle turbine a reazione come Francis e Kaplan.

Cosa devo fare se le vibrazioni raggiungono la Zona C su una turbina idraulica?

La zona C indica che la macchina non è adatta al funzionamento continuo a lungo termine. Indagare sulle cause principali, tra cui cavitazione del rotore, sovratensione del tubo di aspirazione, usura dei cuscinetti di guida, disallineamento dell'albero o risonanza idraulica. Aumentare la frequenza di monitoraggio, pianificare la manutenzione correttiva durante la successiva interruzione programmata e considerare le limitazioni di carico.

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Limiti di vibrazione — Turbine idrauliche e unità di pompaggio

Valuta l'intensità delle vibrazioni per turbine idrauliche, turbine-pompa e pompe secondo la norma ISO 20816-5. Supporta le misurazioni della velocità dell'alloggiamento dei cuscinetti e dello spostamento dell'albero.

Norma ISO 20816-5 Zone A/B/C/D Macchine idrauliche

Tipo di macchina

Misurazione

Valore misurato (mm/s RMS)

Preimpostazioni rapide

Risultati

Zona di vibrazione

—

Valore misurato

—

Raccomandazione

—

Zona	Confine	Descrizione

Ambito di applicazione ISO 20816-5

La norma ISO 20816-5 specifica i criteri di valutazione delle vibrazioni per macchine idrauliche, tra cui turbine Kaplan, Francis e Pelton, turbine-pompa e pompe utilizzate nelle centrali idroelettriche. Copre sia configurazioni di macchine verticali che orizzontali.

Vibrazione dell'alloggiamento del cuscinetto - Macchine verticali

Velocità di vibrazione a banda larga misurata sull'alloggiamento del cuscinetto in mm/s RMS, in genere nell'intervallo 10–1000 Hz. Si applica alle unità verticali Kaplan, Francis, pompa-turbina e pompa.

Confine della zona	Velocità (mm/s RMS)
A/B	2.8
A.C	5.3
CD	8.5

Vibrazione dell'alloggiamento del cuscinetto — Pelton orizzontale

Le turbine Pelton orizzontali presentano limiti ammissibili inferiori a causa della disposizione dei cuscinetti e delle caratteristiche di carico impulsivo.

Confine della zona	Velocità (mm/s RMS)
A/B	2.3
A.C	4.5
CD	7.1

Spostamento dell'albero — Macchine verticali

Lo spostamento relativo dell'albero viene misurato con sonde di prossimità ed è espresso come spostamento picco-picco in μm.

Confine della zona	Spostamento (μm pp)
A/B	80
A.C	160
CD	260

ℹ️ Nota: Le macchine idrauliche verticali presentano caratteristiche di vibrazione uniche dovute alla gravità che agisce lungo l'asse dell'albero. Le condizioni dei cuscinetti reggispinta e le forze idrauliche (sovrapressione del tubo di tiraggio, cavitazione) influenzano significativamente il comportamento delle vibrazioni.

⚠️ Importante: È necessario monitorare sia le vibrazioni dell'alloggiamento dei cuscinetti che quelle dell'albero. La valutazione complessiva è determinata dal valore peggiore tra i due. Le condizioni operative (carico, prevalenza, livello dell'acqua di coda) influenzano notevolmente i livelli di vibrazione nelle macchine idrauliche.

Limiti di vibrazione per turbine idrauliche secondo ISO 20816-5 | Vibromera

Pubblicato da Nikolai Shelkovenko su 15 febbraio 2026 5 marzo 2026

Risultati

Ambito di applicazione ISO 20816-5

Vibrazione dell'alloggiamento del cuscinetto - Macchine verticali

Vibrazione dell'alloggiamento del cuscinetto — Pelton orizzontale

Spostamento dell'albero — Macchine verticali