ISO 13373-1: Мониторинг на състоянието и диагностика на машини — Мониторинг на състоянието чрез вибрации, Част 1: Общи процедури
ISO 13373-1 установява систематична и повторяема процедура за извършване на вибрация измервания и анализ като част от мониторинг на състоянието програма. Това е основното практическо ръководство за механизмите на измерването: как да изберете точки и параметри за измерване, как да събирате данните и как да проведете първоначална оценка. Целта му е да гарантира, че събраните от вас данни за вибрациите са последователни, надеждни и подходящи за откриване на промени в състоянието на машината с течение на времето. Където ISO 17359 определя общата стратегия за програма за мониторинг, а ISO 13373-1 допълва процедурните подробности за канала за вибрации и формализира най-добрите практики, на които се основава събиране на данни въз основа на маршрут.
1. Обхват и цели
В тази въвеждаща глава се определя целта на стандарта: да се създаде универсален, систематичен и повторяем набор от процедури, обхващащ целия процес на мониторинг на състоянието чрез вибрации. Основната цел е да се гарантира, че данните се събират последователно и надеждно, така че да са подходящи за предвидената им употреба — откриване на промени в динамичното поведение на машината в момента на тяхното възникване. Документът е замислен като процедурна основа за създаване на нова програма или за одит на съществуваща такава.
Основното послание е, че спазването на тези процедури позволява на дадена организация да създаде висококачествена база данни с историята на вибрациите на машините. Тази история е основната предпоставка за ефективно откриване на повреди, анализ на тенденциите и диагностика. В стандарта изрично се посочва, че част 1 обхваща общата методология, докато следващите части — по-специално ISO 13373-2 — представят по-подробни диагностични методи за интерпретиране на данните след тяхното правилно събиране.
2. Измерване и избор на сензори
Тази глава урежда решенията, които съставляват основата на всяко измерване. Тя изисква структуриран подход при избора на измервателни точки, като подчертава, че те трябва да бъдат разположени възможно най-близо до лагерите на машината, за да отразяват точно силите, предавани от ротора. Тя дава подробни указания относно ориентацията на измерването — хоризонтална, вертикална и аксиален — за да се изгради цялостна триизмерна представа за това как се движи машината.
Значителна част от раздела е посветена на избора на сензори и компромисите между различните видове преобразуватели. акселерометър се счита за най-често срещания избор поради широкия си честотен диапазон и надеждността си, но в стандарта се разглежда също така датчици за скорост и безконтактен сонди за близост за конкретни приложения, като например машини с лагери с течен филм. Най-важното е, че в документа се подчертава, че качеството на данните зависи пряко от начина на монтаж на сензора, като се препоръчва категорично постоянен монтаж с болтове за постигане на най-повторяеми резултати и се препраща към подробните указания за монтаж в ISO 5348.
3. Параметри на измерване
Това е може би най-техническата част, тъй като определя настройките вътре в колектор на данни които определят качеството и полезността на данните за спектъра и формата на вълната. Тя предлага методология за избор на тези настройки в зависимост от конкретната машина и наблюдаваните неизправности:
- Честотен диапазон (Fмакс): максималната честота на измерването трябва да е достатъчно висока, за да улови интересуващите ни характеристики — високочестотните тонове на дефекти на лагерите или зъбна мрежа — но не толкова висока, че да влоши качеството на изображението с ненужен шум.
- Резолюция: броят на редовете в Бързо преобразуване (FFT) спектър. Необходима е достатъчна разделителна способност, за да се разграничат компонентите, разположени на малки разстояния един от друг, което е от решаващо значение за разграничаването на странични ленти около честотата на зацепване на зъбните колела или при различаване на почти еднакви работни скорости в машина с няколко вала.
- Осредняване: усредняването на сигнала подобрява съотношението сигнал-шум и осигурява по-стабилни и възпроизводими измервания. Стандартът описва различните форми — усредняване по средноквадратичната стойност и задържане на пика сред тях — и кога коя от тях е подходяща.
- Прозорец: това обяснява защо функция за прозорци such as a Прозорец Ханинг трябва да се приложи към времевите данни преди FFT, за да се сведе до минимум грешката, известна като спектрално изтичане.
Choosing Fмакс а броят на редовете и честотният обхват на всеки спектрален интервал се определят съвместно, затова тези две настройки е най-добре да се избират заедно; Калкулатор за разделителна способност на FFT показва този компромис още преди конфигурирането на маршрута.
4. Процедури за събиране на данни
В тази глава се преминава от подготовката към изпълнението, като се предоставя строга процедура за самия процес на събиране на данни. Основният акцент е върху съпоставимостта: всяко измерване трябва да бъде пряко съпоставимо с всички минали и бъдещи измервания, извършени в същата точка. Поради това стандартът поставя силен акцент върху документирането на работните условия на машината в момента на изпитването — скорост на въртене, натоварване, температура и всякакви други значими технологични променливи. Този контекст е важен, защото промяна в работните условия може значително да промени вибрационния отпечатък на машината, а без това една безобидна промяна може да бъде погрешно интерпретирана като развиваща се повреда. Главата също така предоставя контролен списък за проверка на целостта на веригата за измерване преди записване: потвърждаване, че сензорът е правилно монтиран, кабелът е в изправност и настройките на колектора са правилни.
5. Анализ и оценка на данните
След като разполагаме с висококачествени данни, в тази глава се очертава рамката за тяхното тълкуване, като се формализира двустранният подход, въведен за първи път в стандарти като ISO 20816-1 (съвременният наследник на ISO 10816-1):
- Сравнение на абсолютни граници: измерената стойност за широколентовата връзка се сравнява с предварително зададените тежест графики — например зоните на ISO 20816 серия — за да се класифицира машината като „Добра“, „Задоволителна“ или „Незадоволителна“.
- Анализ на тенденциите: по-ефективният метод, при който стойностите се нанасят във времевата ос, за да се установи стабилна базова линия и след това да се следи за значителни отклонения от него. Стандартът подчертава, че откриването на промяна често е по-важно от абсолютната стойност.
Тя предоставя методология за определяне на прагове за аларми въз основа на данни: Сигнал може да се увеличи, когато вибрациите се удвоят (100% увеличение спрямо базовото ниво) и Пътуване когато стойността се увеличи петкратно (ръст от 400 %), дори ако абсолютните стойности все още се намират в иначе приемлива граница. Тази логика, основана на промените, улавя грешки, които при използване само на фиксирана граница биха останали незабелязани до много по-късно.
6. Основни методи за откриване на неизправности
Последната глава представлява въведение в диагностичния процес. Докато част 1 се фокусира върху събирането и откриването на данни, тази част прави преход към диагностиката, като обяснява основния принцип, че различните механични и електрически неизправности генерират уникални, разпознаваеми модели във вибрационните данни. Тя представя практиката на съпоставяне на конкретни честоти в FFT спектър с техните физически източници на машината. Доминиращ пик точно при една пъти работната скорост (1X) обикновено показва дисбаланс; силен пик при 2X често сочи към несъответствие; а високочестотните, несинхронни пикове обикновено се свързват с дефекти на лагерите. Именно тази основа е необходима на анализатора, преди да се заеме с по-задълбочения анализ на основните причини, обхванат от по-напредналите стандарти от серията ISO 13373.
7. Прилагане на процедурата на практика
Прилагането на стандарта ISO 13373-1 на практика означава да се разполага с уред, който може както да измерва спектри в съответствие с параметрите на стандарта, така и да документира работните условия при всяко измерване. Преносим двуканален анализатор като Балансет-1а измерва нивата на широколентовата честота и FFT спектрите, предвидени в стандарта, записва амплитудата на синхронния 1X и фаза които разграничават дисбаланса от несъосността и позволяват на техника да запише скоростта и натоварването за всяка точка, за да може по-късните сравнения да останат валидни. Когато анализът в раздел 5 потвърди наличието на дисбаланс, същият инструмент извършва балансиране на полето корекция на място, като цикълът „откриване и коригиране“ се извършва на едно място.
8. Основни понятия, които трябва да запомните
- Постоянство и повторяемост: Основната идея на стандарта е, че една програма за мониторинг е безполезна, ако данните по нея се събират непоследователно, а ISO 13373-1 предоставя правилата, които осигуряват тази последователност.
- Качество на данните: Стандартът се спира на факторите, които определят качеството, и преди всичко на монтажа на датчиците и правилния избор на измервателни параметри, като честотен диапазон и разделителна способност.
- Основа за програма, а не за диагностично ръководство: тя не ви обяснява как да откриете всяка конкретна повреда; това е основната първа стъпка, която ви показва как да collect данните, които диагностичните системи — описани в стандартите ISO 13373-2 и -3 — ще интерпретират впоследствие.
Пълният официален текст е публикуван от ISO като стандарт 21831 и може да бъде закупен от магазина на ISO. Горното резюме отразява процедурната логика на стандарта; организациите, които се нуждаят от пълната нормативна информация, точните критерии за компетентност и всички технически спецификации, трябва да се снабдят със самия стандарт.
