Como a tensão do tubo afeta o desempenho, o alinhamento e a vida útil da vedação da bomba centrífuga

A instalação adequada da tubulação é uma parte essencial da operação confiável da bomba centrífuga. Em muitos sistemas industriais, a vibração excessiva da bomba, os danos no acoplamento, o desgaste do rolamento e a falha do selo mecânico não são causados ​​pela bomba em si, mas por forças transferidas de tubulações instaladas ou suportadas incorretamente.

Esta condição é comumente conhecida comotensão do tubooutensão na tubulação.

A tensão na tubulação ocorre quando a tubulação conectada exerce forças ou momentos excessivos nos bicos ou na carcaça da bomba. Isso pode distorcer a carcaça da bomba, alterar o alinhamento do eixo, aumentar a vibração e reduzir significativamente a vida útil do selo mecânico.

Compreender a relação entre a tubulação e o desempenho da bomba é, portanto, essencial ao instalar e manter bombas centrífugas industriais.

 

 

1. O que é tensão no tubo?

A tensão do tubo é a força ou tensão transferida do sistema de tubulação para a bomba porque o tubo está alinhado, apoiado ou movido incorretamente.

Normalmente, o sistema de tubulação deve suportar o seu próprio peso e acomodar o movimento térmico independentemente da bomba.

Problemas ocorrem quando o tubo:

• É forçado na posição durante a instalação
• É inadequadamente apoiado
• Expande devido às mudanças de temperatura
• Afunda sob seu próprio peso
• Está ancorado ou guiado incorretamente
• Usa parafusos de flange para unir tubos desalinhados

A bomba não deve ser usada para compensar tubulações posicionadas incorretamente.

Uma regra simples é:

A tubulação deve caber na bomba-e não a bomba deve ser forçada a encaixar na tubulação.

A instalação inadequada da tubulação pode introduzir cargas externas constantes na carcaça e nos bicos da bomba.

 

2. O que causa tensão no tubo?

Várias condições comuns de instalação e operação podem criar tensão excessiva no tubo.

Instalação inadequada

Durante a instalação, os trabalhadores podem usar parafusos de flange para forçar a união de dois flanges desalinhados. Embora a ligação possa parecer aceitável, pode permanecer uma tensão residual significativa na tubagem e na bomba.

Suporte de tubo inadequado

Tubos longos requerem ganchos, suportes, guias ou âncoras adequados. Sem suporte adequado, o peso do tubo e do fluido pode ser transferido para a bomba.

Expansão Térmica

Tubulações que transportam água quente, água de alimentação de caldeira, hidrocarbonetos ou outros fluidos de processo quentes se expandem e contraem com as mudanças de temperatura.

Se este movimento não for adequadamente acomodado, forças térmicas podem ser transmitidas à bomba.

Alinhamento incorreto da tubulação

Um tubo que não se alinhe naturalmente com o flange da bomba pode exercer forças contínuas de puxar, empurrar ou torcer após a conexão.

 

3. Como a tensão do tubo afeta o alinhamento da bomba

Uma das consequências mais graves da tensão na tubulação é a perda de alinhamento da bomba e do motor.

Uma bomba e um motor podem ser alinhados com precisão antes da conexão da tubulação. Contudo, apertar os flanges do tubo pode mover a carcaça da bomba ou a placa de base e alterar a linha central do eixo.

Isso pode criar:

Desalinhamento paralelo

Desalinhamento angular

Sobrecarga de acoplamento

Carregamento de rolamento

Maior vibração

Em casos graves, a tensão do tubo pode até distorcer a placa de base, dificultando a manutenção do alinhamento estável.

É por isso que o alinhamento final do eixo deve ser verificadodepois que a tubulação conectada tiver sido instalada e devidamente apoiada.

 

4. Tensão do tubo e vibração da bomba

O desalinhamento causado pela tensão na tubulação geralmente leva ao aumento da vibração.

A cadeia típica de falha é:

Tensão do tubo → Deformação da carcaça → Desalinhamento do eixo → Vibração → Danos no rolamento e na vedação

Contudo, a vibração nem sempre é causada apenas por problemas de alinhamento mecânico. Cavitação, instabilidade hidráulica, desequilíbrio do rotor, defeitos nos rolamentos e operação fora da faixa recomendada também devem ser considerados.

Portanto, a vibração excessiva deve ser diagnosticada sistematicamente, em vez de assumir que a tensão no tubo é sempre a única causa.

 

5. Como a tensão do tubo reduz a vida útil do selo mecânico

As vedações mecânicas dependem do contato controlado entre as faces de vedação altamente acabadas e uma película fluida muito fina.

Quando o eixo da bomba sofre movimento, deflexão ou vibração excessivos, as faces da vedação podem não funcionar mais em condições estáveis.

Os resultados possíveis incluem:

Vedação irregular-desgaste facial

Aumento do atrito e do calor

Movimento ou desgaste do anel O-

Vazamento de vedação

Danos ao eixo ou luva

Substituição prematura da vedação

A tensão na tubulação pode, portanto, criar uma cadeia de falha na qual um problema na tubulação eventualmente aparece como um problema.problema de selo mecânico.

É importante lembrar que a substituição repetida de um selo mecânico sem corrigir a vibração subjacente, o alinhamento ou o problema da tubulação pode fornecer apenas uma solução temporária.

 

6. Como identificar possíveis tensões no tubo

Vários sintomas de campo podem indicar tensão excessiva na tubulação.

Conexão de flange difícil

Se os flanges do tubo não se alinharem naturalmente e for necessária uma força significativa para instalar os parafusos, a tubulação deverá ser verificada antes da montagem final.

Mudanças de alinhamento após tubulação

Se o alinhamento do-motor da bomba mudar significativamente depois de apertar as conexões da tubulação, forças externas na tubulação poderão estar presentes.

Alta vibração após inicialização

A vibração inesperada imediatamente após o comissionamento pode indicar problemas de alinhamento, tensão no tubo, cavitação ou outros problemas de instalação.

Vedação repetida ou falha de rolamento

Se a mesma bomba apresentar repetidamente falhas no selo mecânico ou nos rolamentos, toda a instalação deverá ser inspecionada em vez de substituir os componentes repetidamente.

Movimento visível ou flacidez do tubo

A deformação do tubo, o espaçamento excessivo entre suportes ou o movimento térmico também podem indicar problemas no sistema de tubulação.

 

7. Melhores práticas para prevenir tensão nos tubos

Prevenir a tensão do tubo durante a instalação é muito mais eficaz do que corrigi-la após uma falha da bomba.

7.1 Alinhe a bomba e a tubulação separadamente

Primeiro estabeleça a posição correta da bomba e do motor. Em seguida, instale a tubulação de forma que ela se alinhe naturalmente com os bicos da bomba.

Não mova a bomba forçando a tubulação na posição.

7.2 Fornecer suporte de tubulação independente

As tubulações de sucção e descarga deverão ter suporte independente adequado.

O sistema de suporte do tubo deve suportar o peso de:

Cano

Válvulas

Acessórios

Fluido

sem transferir carga excessiva para a bomba.

7.3 Permitir Movimento Térmico

Para aplicações com-fluidos quentes, a expansão térmica deve ser considerada durante o projeto da tubulação.

Podem ser necessários laços de expansão, guias, âncoras ou conexões flexíveis adequados, dependendo do sistema.

7.4 Use conexões flexíveis corretamente

Conectores flexíveis podem ajudar a acomodar movimentos limitados e reduzir a transmissão de vibrações quando devidamente especificados.

No entanto, eles não devem ser usados ​​para compensar mau suporte do tubo ou alinhamento forçado.

7.5 Verifique novamente o alinhamento após a instalação da tubulação

O alinhamento final deve ser verificado após a instalação da tubulação e ajuste do suporte.

Essa etapa simples pode identificar o movimento induzido-da tubulação antes que a bomba entre em serviço-de longo prazo.

 

8. Verificação da tensão do tubo durante o comissionamento

Uma verificação prática da instalação é comparar o alinhamento do eixo antes e depois de conectar a tubulação.

O procedimento geral é:

1. Alinhe a bomba e o motor.

2. Registre as leituras iniciais de alinhamento.

3. Conecte a tubulação de sucção e descarga sem forçar os flanges.

4. Aperte as conexões da tubulação de acordo com o procedimento aplicável.

5. Verifique se todos os suportes de tubos estão instalados corretamente.

6. Verifique novamente o alinhamento do motor-da bomba.

Se o alinhamento mudar visivelmente após a conexão da tubulação, investigue o sistema de tubulação quanto a cargas externas excessivas.

Esta abordagem é particularmente útil durante o comissionamento de grandes bombas centrífugas industriais.

 

9. Como reduzir a vibração da bomba e prolongar a vida útil da vedação

Uma instalação confiável de bomba centrífuga deve abordar vários fatores em conjunto:

Seleção Correta da Bomba

A bomba deve ser selecionada de acordo com o fluxo real, altura manométrica, propriedades do fluido, temperatura e condições operacionais.

Fundação Estável

A fundação e a placa de base devem fornecer rigidez e suporte suficientes.

Alinhamento Preciso

O alinhamento da bomba e do motor deve atender aos requisitos do fabricante.

Estresse-Tubulação livre

A tubulação conectada deve estar corretamente alinhada, adequadamente apoiada e projetada para movimento térmico.

Condições Operacionais Adequadas

Evite operação prolongada fora da faixa de operação recomendada da bomba.

Monitoramento Regular

Monitore a vibração, a temperatura do rolamento, o vazamento da vedação, a pressão, o fluxo e outros parâmetros importantes para identificar antecipadamente tendências anormais.

 

A tensão na tubulação é uma causa-frequentemente negligenciada de problemas em bombas centrífugas. Forças excessivas provenientes de tubulações mal alinhadas, sem suporte ou com restrições térmicas podem afetar o alinhamento da bomba, aumentar a vibração e reduzir a vida útil dos selos mecânicos e dos rolamentos.

A estratégia de prevenção mais eficaz é simples:

Fundação Adequada + Alinhamento Preciso + Suporte de Tubo Independente + Expansão Térmica Controlada + Tensão-Tubulação Livre

Uma bomba nunca deve ser forçada a posicionar-se pela tubulação conectada.

A instalação correta protege a bomba, reduz a vibração, prolonga a vida útil do selo mecânico e ajuda a garantir uma operação confiável-de longo prazo.

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