19.2.- ¿Qué Dicen el ASME B73.1 y el API 610 Sobre Vibración?

El ASME B73.1 refiere las vibraciones a lo indicado por el Instituto de Hidráulica en la HI 1.6Centrifugal Test” y debe estar en la banda correspondiente al nivel “A”.

El API 610 11ava Edición comenta ampliamente la vibración mecánica y sus límites en la sección, 6.9.3 Vibration. Allí indica que la vibración mecánica debe estar dentro de los límites aceptables en la región preferida de operación establecido en la figura 30, “Relationship between flow and vibration”, de la norma En esta misma figura se indican los flujos. límites los cuales deben estar entre el 70 y 120% del BEP. Muy a la derecha y muy a la izquierda de la curva de rendimiento se incrementan drásticamente las vibraciones mecánicas de las bombas.

En las figuras siguientes de la norma se indican los puntos en los cojinetes donde deben ser medidas las vibraciones y los arreglos para el montaje, cubren los diferentes diseños de bombas

La norma indica que en las pruebas de aceptación de las bombas la vibración mecánica debe ser medida en un rango de frecuencias de entre 5 y 1.000 Hz (300 y 60.000 RPM) en cada punto de medición previsto para la prueba. Otro aspecto importante es la previsión para cubrir con la medición de las vibraciones hasta 2Z, donde Z es el número de álabes del impulsor. Es decir, cubrir con el análisis el doble de las frecuencias multiplicadas por el número de alabes de los impulsores.

Las vibraciones mecánicas totales no filtradas (overall) medidas en las cajeras de cojinetes deben ser medidas en velocidad RMS, mm/s (in/s). La vibración del eje se debe hacer en desplazamiento pico-pico en μm (mils). La vibración total no filtrada o “overall” es cuando se toma el valor de vibración total registrado por el equipo sin discriminar a que frecuencia está el mayor nivel de vibración, es decir la medida es tomada sumando los principales picos o magnitudes observados en el espectro de vibración.

Los límites aceptados por el API 610 para las vibraciones mecánicas en bombas de succión frontal y entre cojinetes están indicados en la Tabla Nº 8 Vibration limits for overhung and between-bearings pumps”, de la norma y en la Tabla Nº 9 Vibration limits for vertically-suspended pumps”, se indican los límites para las bombas verticales suspendidas. En la figura 34 de esta norma se indican los límites de vibración para bombas que giran a velocidades mayores a 3.600 RPM y /o absorben más de 300 kW (400 HP) por etapa.

La tabla Nº 8 establece que las lecturas de vibración no filtradas (overall) en bombas de succión frontal para velocidades menores a 3.600 RPM o potencias de 300 kW (400 HP) no debe superar los 3,0 mm/s RMS (0,12 in/s RMS). La vibración filtrada debes ser menor al 0,67 de este valor. La vibración filtrada significa que los valores son indicados de acuerdo con la frecuencia en la cual estén presentes, por lo general se toma el mayor valor observado en el espectro de vibración para indicar la magnitud de la vibración filtrada.

En bombas equipadas con cojinetes hidrodinámicos que disponen de transductores de desplazamiento la, máxima vibración aceptable es de 50μm (0,002 pulgadas) pico-pico, para valores filtrados la vibración no debe ser mayor a 0,33% del valor no filtrado.

En todos los casos la vibración en cualquier punto de operación dentro de la región de funcionamiento recomendada no debe ser mayor al 130% del máximo valor aceptado.

Las bombas centrífugas de mayor potencia para velocidades por arriba de 3.600 RPM y /o potencias mayores a 300 kW (400 HP) se debe utilizar la figura 34 de la norma que indica que el mayor valor a cualquier velocidad es de 4,5 mm/s RMS o 0,18 in/s RMS. Existen otras variantes que generan valores a menor velocidad, pero estos valores están por debajo de las antes indicados.

La tabla Nº 9 establece los valores de vibración para las bombas verticales y suspendidas. La tabla 9 indica las lecturas de vibración no filtradas (overall) no deben superar los 50 mm/s RMS (0,20 in/s RMS). La vibración filtrada debes ser menor al 0,67 de este valor.

En bombas equipadas con cojinetes hidrodinámicos que disponen de transductores de desplazamiento la máxima vibración aceptable es de 100μm (0,004 pulgadas) pico-pico, para valores filtrados la vibración no debe ser mayor a 0,75% del valor no filtrado.

En todos los casos la vibración en cualquier punto de operación dentro de la región de funcionamiento recomendada no debe ser mayor al 130% del máximo valor aceptado. Existe una recomendación general en la norma para atender los equipos que tienen sistemas de velocidad variable e indican que la vibración a una velocidad mayor a la máxima velocidad continua no puede exceder el 150% del máximo valor de vibración a la velocidad máxima continua.

Acerca del autor de este libro:

José Miguel Acosta Pérez

José Miguel Acosta Pérez, es Ingeniero Mecánico egresado de la Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1982); Especialista en Equipos Rotativos, Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1990), Especialista en Gerencia de Proyectos, Universidad Católica Andrés Bello (UCAB) (Venezuela-2001), Especialista en Equipos para Producción de Petróleo On and Offshore, Universidade de Iguazu (UNIG) (Brasil-2010). 

E-mail de contacto: jose.acosta_pumpbook.com.br

CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN

1.1.- ¿Qué es una Bomba?
1.2.- ¿Qué son las Bombas Centrífugas?

CAPÍTULO 2
PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

2.1.- Impulsores
2.2.- Eje
2.3.- Carcasa
2.4.- Anillos de Desgaste
2.5.- Cojinetes
2.6.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 3
¿CÓMO LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS TRANSMITEN LA ENERGÍA A LOS FLUIDOS?

3.1.- Cabezal Total de una Bomba Centrífuga
3.2.- Sistemas Asociados a las Bombas y sus Características
3.3.- Potencia y Eficiencia en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 4
CURVAS DE RENDIMIENTO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

4.1.- Forma de la Curva de Rendimiento
4.2.- Diseño Hidráulico de las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 5
CEBADO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

5.1.- Cebado Manual con Válvula de Pie
5.2.- Cebado con Tanque de Cámara Simple
5.3.- Cebado por Succión Positiva
5.4.- Cebado con Eyectores
5.5.- Cebado con Bombas de Vacío

CAPÍTULO 6
CARACTERÍSTICAS DE SUCCIÓN DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

6.1.- Como se Determina el NPSHA
6.2.- Como se Determina el NPSHR
6.3.- Como Mejorar el NPSHA de un Sistema de Bombeo
6.4.- Fenómeno de Cavitación

CAPÍTULO 7
OPERACIÓN CON LÍQUIDOS VISCOSOS

CAPÍTULO 8
FLUJO MÍNIMO

8.1.- Flujo Mínimo Térmico
8.2.- Flujo Mínimo Continuo

CAPÍTULO 9
LEYES DE AFINIDAD

9.1.- Aplicación de las Leyes de Afinidad
9.2.- Ajustes en los Impulsores Luego del Corte

CAPÍTULO 10
OPERACIÓN CON MÁS DE UNA BOMBA

10.1.- Bombas Operando en Paralelo
10.2.- Bombas Operando en Serie

CAPÍTULO 11
PARTES Y SISTEMAS ACCESORIOS PARA LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

CAPÍTULO 12
COJINETES

12.1.- Cojinetes Radiales
12.2.- Cojinetes de Empuje

CAPÍTULO 13
LUBRICACIÓN

13.1.- Tipos de Lubricación
13.2.- Lubricación con Grasa
13.3.- Lubricación con Aceite

CAPÍTULO 14
ACOPLAMIENTO

14.1.- Acoplamientos de Engranajes
14.2.- Acoplamientos de Rejilla de Agarre Continuo
14.3.- Acoplamientos Elastoméricos
14.4.- Acoplamiento Flexible de Láminas Metálicas

CAPÍTULO 15
SELLADO DEL EJE

15.1.- Caja de Sellos
15.2.- Empaquetaduras
15.3.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 16
MATERIALES DE FABRICACIÓN

16.1.- Materiales de Acuerdo con el ASME B73.1
16.2.- Materiales de Acuerdo con el API 610
16.3.- Otras Consideraciones

CAPÍTULO 17
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

17.1.- Control por Regulación de Flujo
17.2.- Control por Recirculación
17.3.- Control por Variación de Velocidad
17.4.- Otras Consideraciones para el Control de Flujo

CAPÍTULO 18
MOTORES ELÉCTRICOS

CAPÍTULO 19
VIBRACIÓN MECÁNICA EN BOMBAS CENTRÍFUGAS

19.1.- Como se Miden las Vibraciones y Como son Interpretadas
19.2.- Que Dicen el Asme B73.1 Y el API 610 Sobre Vibración
19.3.- Causas de las Vibraciones en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 20
PRINCIPALES TIPOS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

20.1.- Bomba de Succión Frontal
20.2.- Bomba Vertical en Línea
20.3.- Bombas Horizontales Multietapas
20.4.- Bomba Doble Succión Axialmente Partida, Entre Cojinetes
20.5.- Bomba Vertical Tipo Turbina

CAPÍTULO 21
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

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