Que máquinas são abrangidas pela norma ISO 20816-5?

A norma ISO 20816-5 aplica-se a máquinas hidráulicas, incluindo turbinas Kaplan verticais, turbinas Francis verticais, turbinas-bomba verticais, turbinas Pelton horizontais e bombas verticais que operam em usinas hidrelétricas. Abrange máquinas com velocidades nominais tipicamente de 60 a 1000 RPM.

Por que os limites de vibração das turbinas hidráulicas são diferentes dos das turbinas a vapor?

As máquinas hidráulicas operam em velocidades muito mais baixas do que as turbinas a vapor (geralmente de 60 a 500 RPM contra 1500 a 3600 RPM). Elas também sofrem forças de excitação hidráulica provenientes do fluxo de água, oscilações no tubo de sucção e cavitação, que geram padrões de vibração diferentes. As máquinas verticais apresentam considerações adicionais em relação à vibração do mancal de encosto.

O que é a medição do deslocamento do eixo em turbinas hidráulicas?

O deslocamento do eixo em turbinas hidráulicas é medido usando sensores de proximidade montados perto dos mancais guia, geralmente medindo o deslocamento pico a pico em micrômetros (μm pp). Isso é crucial para máquinas verticais, onde o monitoramento da órbita do eixo revela desbalanceamento, desalinhamento e instabilidades hidráulicas.

Por que as turbinas Pelton horizontais têm limites diferentes?

As turbinas Pelton horizontais têm limites de vibração mais baixos do que as máquinas verticais, porque os arranjos de mancais horizontais são mais sensíveis às forças dinâmicas. A natureza impulsiva do impacto do jato na roda Pelton também produz características de vibração diferentes em comparação com turbinas de reação, como as Francis e Kaplan.

O que devo fazer se a vibração atingir a Zona C em uma turbina hidráulica?

A Zona C indica que a máquina não é adequada para operação contínua a longo prazo. Investigue as causas principais, incluindo cavitação do rotor, oscilação do tubo de sucção, desgaste do rolamento guia, desalinhamento do eixo ou ressonância hidráulica. Aumente a frequência de monitoramento, planeje a manutenção corretiva durante a próxima parada programada e considere restrições de carga.

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Limites de vibração — Turbinas hidráulicas e unidades de bombeamento

Avalia a severidade da vibração em turbinas hidráulicas, turbinas-bomba e bombas de acordo com a norma ISO 20816-5. Suporta medições de velocidade na caixa de rolamentos e deslocamento do eixo.

ISO 20816-5 Zonas A/B/C/D Máquinas Hidráulicas

Resultados

Zona de vibração

—

Valor medido

—

Recomendação

—

Zona	Limite	Descrição

Escopo da norma ISO 20816-5

A norma ISO 20816-5 especifica os critérios de avaliação de vibração para máquinas hidráulicas, incluindo turbinas Kaplan, Francis e Pelton, turbinas-bombas e bombas utilizadas em usinas hidrelétricas. Ela abrange configurações de máquinas tanto verticais quanto horizontais.

Vibração da caixa de rolamentos — Máquinas verticais

Velocidade de vibração de banda larga medida na caixa de rolamentos em mm/s RMS, tipicamente na faixa de 10 a 1000 Hz. Aplica-se a unidades verticais Kaplan, Francis, bomba-turbina e bomba.

Limite da zona	Velocidade (mm/s RMS)
A/B	2.8
B/C	5.3
CD	8.5

Vibração da caixa de rolamentos — Pelton horizontal

As turbinas Pelton horizontais têm limites admissíveis mais baixos devido à disposição dos mancais e às características de carregamento por impulso.

Limite da zona	Velocidade (mm/s RMS)
A/B	2.3
B/C	4.5
CD	7.1

Deslocamento do eixo — Máquinas verticais

O deslocamento relativo do eixo é medido com sondas de proximidade, expresso como deslocamento pico a pico em μm.

Limite da zona	Deslocamento (μm pp)
A/B	80
B/C	160
CD	260

ℹ️ Nota: As máquinas hidráulicas verticais apresentam características de vibração únicas devido à ação da gravidade ao longo do eixo. A condição do mancal de encosto e as forças hidráulicas (oscilação do tubo de sucção, cavitação) afetam significativamente o comportamento vibratório.

⚠️ Importante: A vibração tanto da caixa de rolamentos quanto do eixo deve ser monitorada. O pior dos dois valores determina a avaliação geral. As condições de operação (carga, altura da queda d'água, nível da água a jusante) influenciam fortemente os níveis de vibração em máquinas hidráulicas.

Limites de vibração para turbinas hidráulicas de acordo com a ISO 20816-5 | Vibromera

Publicado por Nikolai Shelkovenko sobre 15 de fevereiro de 2026 5 de março de 2026

Resultados

Escopo da norma ISO 20816-5

Vibração da caixa de rolamentos — Máquinas verticais

Vibração da caixa de rolamentos — Pelton horizontal

Deslocamento do eixo — Máquinas verticais