Para diferentes tipos de unidades generadoras de turbinas de vapor, las formas de los componentes dinámicos y estáticos son complejas y variables, y su deformación (amplitud) no puede describirse mediante una simple función de tensión dinámica.
En consecuencia, es incorrecto determinar la fatiga de estos componentes basándose únicamente en la amplitud de la vibración.
A pesar de esto, se pueden obtener algunas ideas a partir del análisis estadístico de un gran número de experiencias operativas de unidades.
1. Significado de vibración excesiva
Con respecto a la amplitud del cojinete del generador de turbina de vapor, existen tres significados, como sigue:
1.º Más de 50 µm y menos de 120 µm.
Es común localmente que la unidad vibre excesivamente a la velocidad nominal.
2. Más de 120 μm y menos de 300 μm.
Para unidades con una velocidad nominal de 3000 RPM, el funcionamiento prolongado a la velocidad de trabajo puede causar vibración excesiva.
Algunas unidades pueden experimentar arranques y paradas frecuentes al exceder la velocidad crítica del rotor.
3. Más de 300μm.
Si la vibración es causada por una oscilación de baja frecuencia de la película de aceite y una resonancia subarmónica en el cojinete del generador, es posible que no cause daños significativos a corto plazo.
Sin embargo, si se trata de una vibración de frecuencia fundamental, puede provocar accidentes graves y perjudiciales a la velocidad nominal, como una flexión importante del eje y daños en el mismo.
Si se produce vibración a la velocidad crítica del rotor de alta presión de la turbina, también puede provocar accidentes por flexión del eje.
Además, si se produce vibración a la velocidad crítica del rotor del generador de baja velocidad, incluso si no hay daños visibles en el generador, el rotor desequilibrado puede provocar una mayor vibración del rotor de alta presión a la velocidad crítica. , provocando y exacerbando la fricción del eje y, en última instancia, induciendo un accidente por flexión del eje.
Estos tres tipos de vibraciones generalmente se denominan vibración excesiva, vibración fuerte y vibración grande, respectivamente.
En cuanto a la fatiga de los componentes causada por las vibraciones, sólo son relevantes las vibraciones excesivas y las vibraciones fuertes, ya que durante un funcionamiento prolongado del equipo no pueden producirse grandes vibraciones.
Si la vibración está en la frecuencia fundamental, incluso si solo está presente durante un corto período de tiempo, puede provocar un accidente vibratorio grave antes de que se produzca la fatiga del componente.
2. Relación entre el valor de amplitud y la fatiga del componente.
Según las estadísticas recopiladas a partir de una amplia experiencia en el funcionamiento de unidades durante un largo período de tiempo, la fatiga de los componentes debido a la vibración está directamente relacionada con el valor de amplitud. Se han establecido las siguientes reglas:
1. Para cualquier componente de la unidad, independientemente de su forma o estructura, cuando funciona a una velocidad de 3000 r/min, si la frecuencia de vibración es menor o igual a la frecuencia fundamental y la amplitud máxima de los cojinetes o componentes en tres direcciones es menos a 120 micrómetros, estos componentes no sufrirán daños por fatiga durante el funcionamiento a largo plazo.
2. Para piezas con alta rigidez, como pedestales de rodamientos, si la amplitud máxima en una dirección excede los 150 micrómetros, se producirán daños por fatiga en las uniones con otras piezas durante el funcionamiento a largo plazo, como tornillos de fijación de pedestales de rodamientos y lechada secundaria.
3. Para piezas con baja rigidez, como la cubierta del extremo de un espejo generador donde el tubo no está conectado directamente al asiento del rodamiento, si la vibración en una dirección excede los 250 micrómetros, se producirán daños por fatiga en la conexión entre estas piezas y otras. Con alta rigidez después de un funcionamiento prolongado, como la conexión entre el tubo y el asiento del rodamiento.
