¿Pueden los usuarios aceptar una desviación a los límites de desalineación?
La desalineación puede introducir muchos problemas tales como altos niveles de vibración y daño a los cojinetes o sellos como también alto desgaste y frecuentes reparaciones. Han habido muchos reportes de alta vibración, problemas operacionales y fallas de bombas debido a la desalineación. Considerando todos estos efectos, ¿Pueden los usuarios aceptar una desviación a los límites de desalineación para una bomba?
Desalineación
Si la alineación no es conseguida, ocurre una desalineación de eje, que puede ser paralela, angular o ambas. La desalineación puede causar una incrementada vibración y altas cargas en partes y componentes claves de la bomba. Esto lleva a operaciones impropias y problemas. A mayor desalineación mayor será el ritmo de desgaste y la probabilidad de falla prematura y perdida de eficiencia de la bomba – además, las bombas con desalineación consumen más energía.
Desalineación paralela y angular
Existen dos tipos de desalineación: paralela y angular. Con la desalineación paralela, las líneas centrales de ambos ejes están paralelos pero anulados. Con desalineación angular, los ejes están a un ángulo, uno con respecto al otro. La desalineación paralela puede ser dividida aún más en dos direcciones perpendiculares tal como horizontal y vertical.
La desalineación debería ser reducida al mínimo valor posible – prácticamente y económicamente. Por otro lado, una perfección absoluta en el alineamiento de los ejes no es realísticamente posible, así como tampoco es necesario. Un tema crítico la cuantificación de la calidad de alineamiento y la determinación de la desviación permisible a la tolerancia de alineamiento.
¿Puede una desviación ser aceptable?
El hecho es que la alineación de bombas, particularmente las grandes y críticas, han sido una difícil tarea de prueba y error, y a veces los valores de alineación objetivo no pueden ser alcanzados, incluso después de muchos intentos. En esos casos, los valores de desalineación medidos para la alineación final son valores (específicos) más que admisibles. Una desviación podría ser temporalmente aceptadas en espera de exhaustivas verificaciones, provisiones y mediciones de operación y vibración satisfactorias durante el arranque y operaciones actuales, incluyendo varios casos de condiciones operativas. Firmas de vibración han sido fomentadas para estudiar fallas de bomba, tales como desalineación. Esto puede ser usado para tal verificación para asegurarse de que la desviación aceptadas no causará ningún problema.
En esos casos de desviaciones, se debería hacer una investigación primero para asegurarse de que no existe problema o daño con los componentes de la bomba involucrados. Han existido casos en los que el límite de la desalineación no pudo ser alcanzado y más tarde se determinó de que existieron serios daños durante la instalación de la bomba. Muchas bombas son piezas de equipo susceptibles y si el procedimiento de instalación paso-por-paso no es estrictamente seguida y el sitio de instalación es realizado sin cuidado, entonces daños y problemas pueden ser esperados. Una buena inspección del sitio es clave para el éxito.
De todas maneras, siempre existe la posibilidad de daño. Por ejemplo, un cojinete podría estar dañado o el eje podría estar permanentemente desviado o arqueado. Existe una posibilidad de que tal problema o daño causen dificultades en la alineación. En otras palabras, si una apropiada alineación no puede ser alcanzada en muchos intentos, el contratado o fabricante debería explicar por qué tal desviación ocurrió y cómo podría afectar operaciones a largo plazo y la fiabilidad de la bomba. Un reporte comprensivo sobre todos estos temas es necesario en caso de desviación.
Trucos, opciones y soluciones
En el momento de un alineamiento incorrecto, algunos vendedores o contratistas podrían intentar modificar el criterio de alineamiento, limitar o nivelar el procedimiento de alineación. Una nueva interpretación o manipulación de procedimientos de alineación, criterio o límites podría también ser intentado por algunos vendedores o contratistas. El hecho es que, cualquier caso de desviación debería ser tratado con gran cuidado. Una desviación puede ser aceptada si la seguridad y la fiabilidad están aseguradas y adicionales provisiones y medidas son consideradas. De todas maneras, esta no es una buena práctica el intentar modificar el criterio de alineación o el límite especificado en caso de una desviación. La modificación de límites o criterio es usualmente no aceptable.
La buena noticia es que un exceso de desalineación durante la operación puede ser encontrada por un preciso análisis de vibración. Por lo tanto, en caso de una desviación a causa de desalineación, la situación puede ser re-evaluada o verificada por una medición precisa de vibración durante el arranque y el periodo inicial de operación. En tal caso, un ejercicio de medición de vibración comprehensivo debería realizarse y reportado usando todos los sensores vibracionales disponibles. El ejercicio debería probar que no existe ninguna señal de problemas pendientes o problemas desarrollándose para todos los casos posibles de operación. A pesar de que una medición de vibración comprehensiva es requerida y todos los aspectos deberían ser considerados y evaluados, “2 x armónicos” y “medición axial” necesitan más cuidado debido a que estos son generalmente indicadores de un problema de alineación.
Acoplamientos flexibles y desalineación
Acoplamientos flexibles son proveídos para permitir que diferentes ejes o bombas (y maquinaria en general) sean conectadas con poca desalineación. En otras palabras, los acoplamientos flexibles utilizan uno o dos miembros flexibles o un inserto elastomérico para permitir un pequeño grado de desalineación. Existen muchos tipos acoplamientos flexibles. Algunos acoplamientos, llamados acoplamientos de disco, utilizan Shim Packs. Siempre existen algunos límites con respecto a la tolerancia permitida por los acoplamientos flexibles.
Cuando los ejes de dos máquinas están acoplados por un acoplamiento flexible, una desalineación mayor que el límite entre sus líneas centrales de rotación puede resultar en vibración y cargas adicionales que, dependiendo de la severidad, puede causar problemas. Los acoplamientos flexibles de alta calidad están diseñados para tolerar más desalineación que otros previos. Cuando una desviación o angularidad existe, habrá movimiento de adelante-hacia-atrás por cada revolución. En otras palabras, los elementos flexibles se flexionan hacia y desde sus formas originales. Esta acción sobre un largo periodo de tiempo puede causar fatiga u otros problemas en los acoplamientos. Por lo tanto, incluso cuando un acoplamiento flexible de alta calidad es utilizado, sigue siendo benéfico reducir la desalineación.
Estudio de Caso
Para una bomba vertical grande de 3.5 megawatt (MW) para un servicio crítico, el límite de alineamiento que puede ser alcanzado después de 32 intentos fue de 64 micrones. Esto fue más que el valor de alineamiento permisible de 50 micrones que fue inicialmente especificado y acordado. La bomba era esencial para la planta, por lo que el arranque fue atrasado y una decisión apropiada fue necesaria para facilitar la operación. El alineamiento fue temporalmente aceptado, pendientes aún verificaciones, mediciones de operación y vibración satisfactorias.
Las mediciones de operación y vibración fueron satisfactorias y después de un mes de varias verificaciones operacionales y exhaustivas mediciones de vibración, la final aceptación del valor de desalineación fue enviado al vendedor y al contratista.
