Para diferentes tipos de unidades geradoras de turbina a vapor, as formas dos componentes dinâmicos e estáticos são complexas e variáveis, e sua deformação (amplitude) não pode ser descrita por uma simples função de tensão dinâmica.
Consequentemente, é incorreto determinar a fadiga destes componentes apenas com base na amplitude de vibração.
Apesar disso, alguns insights podem ser obtidos a partir da análise estatística de um grande número de experiências operacionais de unidades.
1. Significado de vibração excessiva
No que diz respeito à amplitude do mancal do gerador de turbina a vapor, existem três significados, como segue:
1. Mais de 50 μm e menos de 120 μm.
É comum no local que a unidade vibre excessivamente na velocidade nominal.
2. Mais de 120 μm e menos de 300 μm.
Para unidades com velocidade nominal de 3.000 RPM, a operação prolongada na velocidade de trabalho pode causar vibração excessiva.
Algumas unidades podem sofrer partidas e paradas frequentes ao ultrapassar a velocidade crítica do rotor.
3. Mais de 300 μm.
Se a vibração for causada pela oscilação da película de óleo de baixa frequência e pela ressonância subharmônica no rolamento do gerador, ela poderá não causar danos significativos a curto prazo.
Porém, se for uma vibração de frequência fundamental, pode causar acidentes graves e prejudiciais na velocidade nominal, como flexão significativa do eixo e danos ao eixo.
Se a vibração ocorrer na velocidade crítica do rotor de alta pressão da turbina, também poderá resultar em acidentes de flexão do eixo.
Além disso, se a vibração ocorrer na velocidade crítica do rotor do gerador de baixa velocidade, mesmo que não haja danos visíveis ao gerador, o rotor desequilibrado pode levar a um aumento na vibração do rotor de alta pressão na velocidade crítica. , causando e exacerbando a fricção do eixo e, por fim, induzindo um acidente de flexão do eixo.
Esses três tipos de vibrações são geralmente chamados de vibração excessiva, vibração forte e vibração grande, respectivamente.
Em termos de fadiga dos componentes causada pela vibração, apenas vibrações excessivas e vibrações fortes são relevantes, uma vez que grandes vibrações não podem ocorrer durante a operação prolongada da unidade.
Se a vibração for a frequência fundamental, mesmo que esteja presente apenas por um curto período de tempo, pode resultar em um acidente vibratório grave antes que ocorra a fadiga do componente.
2. Relação entre valor de amplitude e fadiga do componente
De acordo com estatísticas coletadas a partir de uma extensa experiência em operação de unidades durante um longo período de tempo, a fadiga dos componentes devido à vibração está diretamente relacionada ao valor da amplitude. As seguintes regras foram estabelecidas:
1. Para qualquer componente da unidade, independentemente da forma ou estrutura, ao operar a uma velocidade de 3.000 r/min, se a frequência de vibração for menor ou igual à frequência fundamental e à amplitude máxima dos rolamentos ou componentes em três direções for inferior a 120 micrômetros, esses componentes não sofrerão danos por fadiga durante a operação de longo prazo.
2. Para peças com alta rigidez, como pedestais de rolamento, se a amplitude máxima em uma direção exceder 150 micrômetros, ocorrerão danos por fadiga nas juntas com outras peças durante a operação de longo prazo, como os parafusos de fixação do pedestal de rolamento e secundário rejuntamento.
3. Para peças com baixa rigidez, como a tampa final de um espelho de gerador onde o tubo não está diretamente conectado ao assento do rolamento, se a vibração em uma direção exceder 250 micrômetros, ocorrerão danos por fadiga na conexão entre essas peças e peças com alta rigidez após operação de longo prazo, como a conexão entre o tubo e o assento do rolamento.
