ISO 13373-1: مراقبة حالة الآلات وتشخيصها - مراقبة حالة الاهتزاز - الجزء 1: الإجراءات العامة

ملخص

تُرسي ISO 13373-1 إجراءً منهجيًا وقابلًا للتكرار لإجراء قياسات الاهتزاز وتحليلها كجزء من برنامج مراقبة الحالة. وتُعدّ هذه المواصفة دليلاً إرشاديًا أساسيًا لإعداد برنامج مراقبة، حيث تُفصّل كل شيء بدءًا من اختيار نقاط القياس والمعلمات وصولًا إلى جمع البيانات وتحليلها الأساسي. والهدف هو ضمان اتساق بيانات الاهتزاز المُجمعة وموثوقيتها ومناسبتها لاكتشاف التغيرات في حالة الآلة بمرور الوقت. وتُرسّخ هذه المواصفة بشكل أساسي أفضل الممارسات لـ جمع البيانات القائمة على المسار.

جدول المحتويات (البنية المفاهيمية)

يوفر المعيار دليلاً خطوة بخطوة لإنشاء روتين قوي لمراقبة الاهتزاز:

1. 1. النطاق والأهداف:

   يُعرّف هذا الفصل التأسيسي بوضوح غرض المعيار، وهو وضع مجموعة إجراءات عامة ومنهجية وقابلة للتكرار لكامل عملية مراقبة حالة الاهتزاز. الهدف الرئيسي هو ضمان الحصول على بيانات الاهتزاز بطريقة متسقة وموثوقة، مما يجعلها مناسبة للغرض المقصود منها: اكتشاف التغيرات في السلوك الديناميكي للآلة بمرور الوقت. صُمم المعيار ليكون العمود الفقري الإجرائي لإعداد برنامج جديد لمراقبة الاهتزاز أو لتدقيق برنامج قائم. ويؤكد على أنه باتباع هذه الإجراءات، يمكن للمؤسسة إنشاء قاعدة بيانات عالية الجودة لسجل اهتزاز الآلة، وهو شرط أساسي للكشف الفعال عن الأعطال وتحليل الاتجاهات والتشخيص. ويوضح أن هذا الجزء من المعيار يغطي المنهجية العامة، بينما توفر الأجزاء اللاحقة (مثل ISO 13373-2) تقنيات تشخيص أكثر تفصيلاً.

2. 2. القياس واختيار المستشعر:

   يتعمق هذا الفصل في القرارات الحاسمة التي تُشكل أساس أي قياس للاهتزازات. وينص على اتباع نهج منظم لاختيار نقاط القياس، مع التأكيد على ضرورة أن تكون قريبة قدر الإمكان من محامل الآلة لالتقاط القوى المنقولة من الدوار بدقة. ويقدم إرشادات مفصلة حول اتجاه القياسات (أفقيًا، رأسيًا، محوريًا) لضمان صورة ثلاثية الأبعاد كاملة لحركة الآلة. ويُخصص جزء كبير من هذا القسم لاختيار المستشعر، موضحًا أوجه الاختلاف بين أنواع المحولات المختلفة. ويُسلط الضوء على أن مقياس التسارع هو الخيار الأكثر شيوعًا نظرًا لنطاق تردده الواسع ومتانته، ولكنه يناقش أيضًا استخدام مجسات السرعة وعدم التلامس مجسات القرب لتطبيقات محددة. والأهم من ذلك، يؤكد هذا الدليل على أن جودة البيانات تعتمد بشكل مباشر على طريقة تركيب المستشعر، موصيًا بشدة باستخدام حوامل تثبيت دائمة للحصول على بيانات عالية الجودة وأكثر قابلية للتكرار، مع الإشارة إلى الإرشادات التفصيلية في ايزو 5348.

3. 3. معلمات القياس:

   يُعد هذا القسم الأكثر تقنيةً بلا شك، إذ يُحدد الإعدادات داخل مُجمِّع البيانات التي تُحدد جودة وفائدة البيانات الطيفية والموجية. ويُقدم منهجيةً مُفصَّلةً لاختيار هذه المعلمات بناءً على الجهاز المُحدد والأعطال المُحتملة التي تتم مراقبتها. تشمل المعلمات الرئيسية التي يغطيها ما يلي:

   • نطاق التردد (Fmax): يشرح المعيار كيفية اختيار أقصى تردد للقياس. يجب أن يكون هذا التردد عاليًا بما يكفي لالتقاط الإشارات المهمة، مثل النغمات عالية التردد من عيوب المحمل أو شبكة التروس، دون أن يكون مرتفعًا جدًا بحيث يسبب ضوضاء غير ضرورية.
   • Resolution: يشير هذا إلى عدد الأسطر في تحويل فورييه السريع الطيف. يوفر المعيار إرشادات حول اختيار دقة كافية لفصل مكونات التردد المتقاربة، وهو أمر بالغ الأهمية لتحديد النطاقات الجانبية حول تردد شبكة التروس أو التمييز بين سرعات التشغيل المتقاربة في آلة متعددة الأعمدة.
   • المتوسط: يشرح هذا المعيار استخدام متوسط الإشارة لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء وتوفير قياس أكثر استقرارًا وقابلية للتكرار. ويصف أنواعًا مختلفة من المتوسطات، مثل متوسط التربيع التربيعي (RMS) وتثبيت الذروة، ومتى يُطبّق.
   • النوافذ: وهذا يوضح ضرورة تطبيق وظيفة النوافذ (مثل نافذة هانينج) إلى بيانات الوقت قبل إجراء تحويل فورييه السريع لتقليل الخطأ المعروف باسم تسرب طيفي.
4. 4. إجراءات الحصول على البيانات:

   ينتقل هذا الفصل من الإعداد إلى التنفيذ، مقدمًا إجراءات دقيقة لعملية جمع البيانات نفسها. ينصب التركيز الأساسي على ضمان أن تكون كل قياسات المأخوذة قابلة للمقارنة مع جميع القياسات السابقة والمستقبلية. ويولي أهمية بالغة لتوثيق ظروف تشغيل الآلة وقت الاختبار، بما في ذلك سرعة دورانها، وحملها، ودرجة حرارتها، وأي متغيرات عملية أخرى ذات صلة. يُعد هذا أمرًا بالغ الأهمية لأن أي تغيير في هذه الظروف قد يُغير بشكل كبير من بصمة اهتزاز الآلة، وبدون هذا السياق، قد يُساء تفسير أي تغيير في الاهتزاز على أنه عطل ناشئ. يوفر المعيار أيضًا قائمة مرجعية للتحقق من سلامة سلسلة القياس قبل جمع البيانات، مع التأكد من تركيب المستشعر بشكل صحيح، وحالة الكابل، ودقة إعدادات جامع البيانات.

5. 5. تحليل البيانات وتقييمها:

   بعد جمع بيانات عالية الجودة، يُقدّم هذا الفصل إطارًا لتفسيرها. ويُضفي طابعًا رسميًا على النهج ثنائي الشقّ للتقييم، الذي طُرح لأول مرة في معايير مثل ISO 10816-1الطريقة الأولى هي **مقارنة الحد المطلق**، حيث تُقارن قيمة اهتزاز النطاق العريض المقاسة بمخططات الشدة المحددة مسبقًا (على سبيل المثال، من سلسلة ISO 10816) لتحديد ما إذا كانت الآلة في حالة "جيدة" أو "مرضية" أو "غير مرضية". الطريقة الثانية والأكثر قوة هي **تحليل الاتجاه**. تتضمن هذه الطريقة رسم قيم القياس بمرور الوقت لإنشاء خط أساس مستقر ثم البحث عن انحرافات كبيرة عن هذا الخط الأساسي. يؤكد المعيار على أن اكتشاف التغيير غالبًا ما يكون أكثر أهمية من القيمة المطلقة. يوفر منهجية لتحديد مستويات إنذار "التنبيه" و"الرحلة" المستندة إلى البيانات - على سبيل المثال، تعيين تنبيه إذا تضاعف الاهتزاز (زيادة 100%) ورحلة إذا تضاعف خمسة أضعاف (زيادة 400%) عن خط الأساس الطبيعي، حتى لو كانت القيم المطلقة لا تزال ضمن نطاق مقبول.

6. 6. تحديد الخطأ الأساسي:

   يُعد هذا الفصل الأخير بمثابة مقدمة لعملية التشخيص. بينما ينصب التركيز الأساسي للجزء الأول على جمع البيانات والكشف عنها، يُسهّل هذا القسم عملية التشخيص من خلال شرح المبدأ الأساسي القائل بأن الأعطال الميكانيكية والكهربائية المختلفة تُولّد أنماطًا فريدة ومميزة في بيانات الاهتزاز. ويُقدّم مفهوم ربط ترددات محددة في FFT spectrum إلى مصادرها المادية على الآلة. على سبيل المثال، يوضح أن الذروة العالية عند سرعة تشغيل تساوي بالضبط ضعف سرعة التشغيل (1X) عادةً ما تشير إلى عدم التوازنفي حين أن الذروة العالية عند سرعة تشغيل 2X غالبًا ما تشير إلى عدم المحاذاة. كما يصف أيضًا كيف يمكن ربط القمم غير المتزامنة عالية التردد بـ عيوب المحمليقدم هذا الفصل المعرفة الأساسية اللازمة للمحلل لبدء عملية تحليل السبب الجذري، وهو موضوع المعايير الأكثر تقدمًا في سلسلة ISO 13373.

المفاهيم الرئيسية

• الاتساق والقدرة على التكرار: الموضوع الرئيسي للمعيار هو أن برنامج المراقبة لا جدوى منه إذا لم تُجمع البيانات بشكل متسق. يوفر المعيار ISO 13373-1 القواعد اللازمة لتحقيق ذلك.
• جودة البيانات: تضع المعايير التركيز القوي على العوامل التي تؤثر على جودة البيانات، وخاصة تركيب المحول واختيار إعدادات القياس المناسبة (على سبيل المثال، نطاق التردد، والدقة).
• الأساس للبرنامج: هذا المعيار ليس دليلاً تشخيصياً يُرشدك إلى كيفية تحديد أعطال مُحددة، بل هو الخطوة الأولى الأساسية التي تُرشدك إلى كيفية جمع البيانات اللازمة للتشخيص بشكل صحيح (وهو ما تتناوله معايير أخرى، مثل ISO 13373-2 و-3).

← العودة إلى الفهرس الرئيسي