Пълно ръководство за ISO 20816-3: Изчерпателен технически анализ

Въведение

Този стандарт установява насоки за оценка на вибрационното състояние на промишлено оборудване въз основа на измервания на:

1. Вибрации върху лагери, лагерни пиедестали и лагерни корпуси на мястото, където е инсталирано оборудването;
2. Радиални вибрации на валове на машинни комплекти.

Въз основа на експлоатационния опит с промишлено оборудване, два критерия за оценка на вибрационните условия са установени:

• Критерий I: Абсолютна стойност на наблюдавания параметър на широколентовата вибрация
• Критерий II: Промяна в тази стойност (спрямо базовата линия)

Еволюция на стандартите за вибрации: Сближаване на ISO 10816 и ISO 7919

Историята на стандартизацията на вибрациите представлява постепенно движение от фрагментирани, специфични за компонентите насоки към цялостна оценка на машините. В исторически план оценката на машините е била разделена на:

• Серия ISO 10816: Фокусирано върху измерване на невъртящи се части (корпуси на лагери, пиедестали) с помощта на акселерометри или датчици за скорост
• Серия ISO 7919: Адресирана вибрация на въртящи се валове спрямо лагери, предимно с помощта на безконтактни сонди за вихрови токове

Това разделяне често е водило до диагностична неяснота. Машина може да показва приемливи вибрации на корпуса (зона А съгласно ISO 10816), като едновременно с това страда от опасно биене на вала или нестабилност (зона C/D съгласно ISO 7919), особено в сценарии, включващи тежки корпуси или лагери с флуиден филм, където предаването на вибрационна енергия е намалено.

Раздел 1 — Обхват

Този стандарт установява общи изисквания за оценка на вибрационното състояние на промишлено оборудване (наричано по-долу "машини") с мощност над 15 kW и скорости на въртене от 120 до 30 000 об/мин, базирани на измервания на вибрациите на невъртящи се части и на въртящи се валове при нормални условия на работа на машината на мястото на монтаж.

Оценката се извършва въз основа на наблюдавания параметър на вибрациите и на промени в този параметър при работа на машината в стационарен режим. Числовите стойности на критериите за оценка на състоянието отразяват експлоатационния опит с машини от този тип; те обаче може да са неприложими в специфични случаи, свързани с конкретните условия на работа и конструкцията на дадена машина.

Този стандарт се прилага за:

1. Парни турбини и генератори с мощност до 40 MW (вижте Бележки 1 и 2)
2. Парни турбини и генератори с изходна мощност над 40 MW и скорости на въртене освен 1500, 1800, 3000 и 3600 об/мин (вижте Забележка 1)
3. Роторни компресори (центробежен, аксиален)
4. Промишлени газови турбини с мощност до 3 MW (вижте Забележка 2)
5. Турбовентилаторни двигатели
6. Електродвигатели от всякакъв вид с гъвкава връзка на вала. (Когато роторът на двигателя е здраво свързан с машина, обхваната от друг стандарт от серията ISO 20816, вибрациите на двигателя могат да бъдат оценени или съгласно този стандарт, или съгласно този стандарт)
7. Валцови станове и валцови клети
8. Конвейери
9. Съединители с променлива скорост
10. Вентилатори и вентилатори (вижте Забележка 3)

Този стандарт НЕ се прилага за:

11. Парни турбини, газови турбини и генератори с мощност над 40 MW и скорости от 1500, 1800, 3000 и 3600 об/мин → употреба ISO 20816-2
12. Газови турбини с мощност над 3 MW → употреба ISO 20816-4
13. Машинни агрегати във водноелектрически централи и помпено-акумулиращи електроцентрали → употреба ISO 20816-5
14. Бутални машини и машини, здраво свързани с бутални машини → употреба ISO 10816-6
15. Ротодинамични помпи с вградени или твърдо свързани задвижващи двигатели с работно колело на вала на двигателя или твърдо свързано с него → употреба ISO 10816-7
16. Инсталации с бутални компресори → употреба ISO 20816-8
17. Обемни компресори (напр. винтови компресори)
18. Потопяеми помпи
19. Вятърни турбини → употреба ISO 10816-21

Подробности за обхвата на приложение

Изискванията на този стандарт се прилагат за измервания на широколентова вибрация върху валове, лагери, корпуси и лагерни опори при работа на машината в стационарен режим в диапазона на номиналните скорости на въртене. Тези изисквания се отнасят за измервания както на мястото на монтаж, така и по време на приемателни изпитвания. Установените критерии за вибрационни условия са приложими както в системи за непрекъснат, така и в периодичен мониторинг.

Този стандарт се прилага за машини, които могат да включват зъбни предавки и търкалящи лагери; обаче, това е не е предназначено за оценка на вибрационното състояние на тези специфични компоненти (вижте ISO 20816-9 за редуктори).

Раздел 2 — Нормативни препратки

Този стандарт използва нормативни препратки към следните стандарти. За датирани препратки се прилага само цитираното издание. За недатирани препратки се прилага последното издание (включително всички изменения):

Тези стандарти осигуряват основата за терминологията, методите за измерване и общата философия за оценяване, прилагани в ISO 20816-3.

Раздел 3 — Термини и определения

За целите на този стандарт, термините и определенията, дадени в ISO 2041 прилагам.

Ключови термини (от ISO 2041)

• Вибрация: Промяна във времето на величината на величина, която описва движението или положението на механична система
• RMS (средноквадратична стойност): Квадратен корен от средната стойност на квадратите на стойностите на дадено количество за определен интервал от време
• Широколентова вибрация: Вибрация, съдържаща енергия, разпределена в определен честотен диапазон
• Собствена честота: Честота на свободните вибрации на системата
• Работа в стационарен режим: Работно състояние, при което съответните параметри (скорост, натоварване, температура) остават практически постоянни
• Стойност от пик до пик: Алгебрична разлика между екстремни стойности (максимална и минимална)
• Преобразувател: Устройство, което осигурява изходно количество, имащо определена връзка с входното количество

Раздел 5 — Класификация на машините

5.1 Общи положения

В съответствие с критериите, установени от този стандарт, вибрационното състояние на машините се оценява в зависимост от:

1. Тип машина
2. Номинална мощност или височина на вала (вижте също ISO 496)
3. Степен на твърдост на основата

5.2 Класификация по тип машина, номинална мощност или височина на вала

Различията в типовете машини и конструкциите на лагерите изискват разделяне на всички машини на две групи въз основа на номиналната мощност или височината на вала.

Валовете на машините и в двете групи могат да бъдат разположени хоризонтално, вертикално или под наклон, а опорите могат да имат различна степен на твърдост.

Група 1 — Големи машини

• Номинална мощност > 300 kW
• ИЛИ електрически машини с височина на вала В > 315 мм
• Обикновено оборудван с втулкови лагери
• Работни скорости от 120 до 30 000 об/мин

Група 2 — Средни машини

• Номинална мощност 15 – 300 kW
• ИЛИ електрически машини с височина на вала 160 мм < В ≤ 315 мм
• Обикновено оборудван с търкалящи лагери
• Работни скорости обикновено > 600 об/мин

5.3 Класификация по коравина на фундамента

Машинните основи се класифицират по степен на твърдост в определената посока на измерване на:

1. Твърди основи
2. Гъвкави основи

Основата за тази класификация е връзката между коравината на машината и основата. Ако най-ниската естествена честота на системата "машина-фундамент" в посоката на измерване на вибрациите надвишава основната честота на възбуждане (в повечето случаи това е честотата на въртене на ротора) с поне 25%, тогава такава основа в тази посока се счита твърд. Всички останали фондации се разглеждат гъвкав.

Типични примери

Машини върху твърди основи обикновено са големи и средни електрически двигатели, обикновено с ниски скорости на въртене.

Машини върху гъвкави основи обикновено включват турбогенератори или компресори с мощност над 10 MW, както и машини с вертикална ориентация на вала.

Ако характеристиките на системата "машина-фундамент" не могат да бъдат определени чрез изчисление, това може да се направи експериментално (изпитване за удар, оперативен модален анализ или анализ на вибрациите при стартиране).

Приложение А (Нормативно) — Граници на зоните на вибрационни условия за невъртящи се части в определени режими на работа

Опитът показва че за оценка на вибрационното състояние на различни видове машини с различни скорости на въртене, измерванията на само скоростта е достатъчна. Следователно, основният наблюдаван параметър е средноквадратичната стойност на скоростта.

Използването на критерия за постоянна скорост без отчитане на честотата на вибрациите обаче може да доведе до неприемливо големи стойности на изместване. Това се случва особено при нискоскоростни машини с честоти на въртене на ротора под 600 об/мин, когато компонентът на скоростта на работа доминира в широколентовия вибрационен сигнал (виж Приложение D).

По подобен начин, критерият за постоянна скорост може да доведе до неприемливо големи стойности на ускорение за високоскоростни машини с честоти на въртене на ротора над 10 000 об/мин или когато енергията на вибрациите, произведени от машината, е концентрирана предимно във високочестотния диапазон. Следователно, критериите за вибрационно състояние могат да бъдат формулирани в единици за преместване, скорост и ускорение в зависимост от честотния диапазон на въртене на ротора и типа на машината.

Таблици A.1 и A.2 представят стойностите на границите на зоните за различните групи машини, обхванати от този стандарт. Понастоящем тези граници са формулирани само в единици от скорост и преместване.

Границите на зоните за вибрационни условия в честотния диапазон от 10 до 1000 Hz се изразяват чрез средноквадратични стойности на скоростта и преместването. За машини с честота на въртене на ротора под 600 об/мин, широколентовият диапазон на измерване на вибрациите е 2 до 1000 Hz. В повечето случаи оценката на вибрационното състояние е достатъчна само въз основа на критерия за скоростта; ако обаче се очаква вибрационният спектър да съдържа значителни нискочестотни компоненти, оценката се извършва въз основа на измервания както на скоростта, така и на преместването.

Машините от всички разглеждани групи могат да бъдат монтирани върху твърди или гъвкави опори (вижте раздел 5), за които в таблици А.1 и А.2 са установени различни граници на зоните.

Таблица А.1 — Машини от група 1 (Големи: >300 kW или H > 315 mm)

Таблица A.2 — Машини от група 2 (средни: 15–300 kW или H = 160–315 mm)

Приложение Б (Нормативно) — Граници на зоните на вибрационни условия за въртящи се валове в определени режими на работа

Б.1 Общи положения

Границите на зоните за вибрационни условия са изградени въз основа на експлоатационния опит от различни индустрии, който показва, че приемливата относителна вибрация на вала намалява с увеличаване на честотата на въртене. Освен това, при оценката на вибрационното състояние, трябва да се вземе предвид възможността за контакт между въртящия се вал и неподвижните машинни части. За машини с плъзгащи лагери, минимално допустима хлабина в лагера също трябва да се вземе предвид (вижте Приложение В).

Б.2 Вибрации при номинална честота на въртене при работа в стационарен режим

Б.2.1 Общи положения

Критерий I е свързан с:

1. Ограничаване на изместванията на вала от условието за допустими динамични натоварвания върху лагерите
2. Допустими стойности на радиалния хлабина в лагера
3. Приемлива вибрация предава се на опори и фундамент

Максималното изместване на вала във всеки лагер се сравнява с границите на четири зони (вижте Фигура Б.1 в стандарта), определени въз основа на експлоатационния опит с машини.

Б.2.2 Граници на зоната

Опитът в измерването на вибрациите на валовете за широк клас машини позволява установяването на граници на зоните на вибрационно състояние, изразени чрез изместване от пик до пик S(pp) в микрометри, обратно пропорционална на корен квадратен от честотата на въртене на ротора n в об/мин.

За относителни вибрации на вала, измерени с индукционни сонди, границите на зоните се изразяват като изместване от пик до пик S(pp) в микрометри, което варира в зависимост от скоростта на движение:

Къде n е максималната работна скорост в об/мин, и S(pp) е в μm.

Примерно изчисление

За машина, работеща с 3000 об/мин:

• √3000 ≈ 54,77
• A/B = 4800 / 54.77 ≈ 87,6 μm
• Б/С = 9000 / 54.77 ≈ 164,3 μm
• C/D = 13200 / 54.77 ≈ 241,0 μm

Важно: Границите на зоните не трябва да се използват като критерии за приемане, които трябва да бъдат предмет на споразумение между доставчика и клиента. Въпреки това, ръководейки се от числови гранични стойности, е възможно както да се предотврати използването на машина в очевидно лошо състояние, така и да се избегне налагането на прекомерно строги изисквания към нейните вибрации.

В някои случаи, конструктивните характеристики на специфични машини може да изискват прилагането на различни граници на зоните — по-високи или по-ниски (например за самонагаждащи се лагери с накланящи се подложки), а за машини с елиптични лагери могат да се прилагат различни граници на зоните за различни посоки на измерване (към максимална и минимална хлабина).

Допустимите вибрации могат да бъдат свързани с диаметъра на лагера, тъй като като правило лагерите с по-голям диаметър имат и по-големи хлабини. Съответно, за различните лагери на един валов механизъм могат да бъдат установени различни гранични стойности на зоните. В такива случаи производителят обикновено трябва да обясни причината за промяната на граничните стойности и по-специално да потвърди, че увеличените вибрации, разрешени в съответствие с тези промени, няма да доведат до намаляване на надеждността на машината.

Ако измерванията не се извършват в непосредствена близост до лагера, а също и по време на работа на машината в преходни режими, като например разгръщане и движение по инерция (включително преминаване през критични скорости), допустимите вибрации може да са по-високи.

За вертикални машини с лагери на плъзгащи се ротори, при определяне на граничните стойности на вибрациите, трябва да се вземат предвид възможните измествания на вала в рамките на хлабините без стабилизираща сила, свързана с теглото на ротора.

Раздел 4 — Измервания на вибрации

4.1 Общи изисквания

Методите за измерване и инструментите трябва да отговарят на общите изисквания на ISO 20816-1, със специфични съображения за промишлените машини. Следните фактори не трябва да влияят значително върху измервателното оборудване:

• Температурни промени — Дрейф на чувствителността на сензора
• Електромагнитни полета — Включително ефекти на намагнитване на вала
• Акустични полета — Вълни от налягане в среда с висок шум
• Вариации на захранването — Колебания на напрежението
• Дължина на кабела — Някои конструкции на сонди за близост изискват съответстваща дължина на кабела
• Повреда на кабела — Прекъснати връзки или прекъсвания на екранировката
• Ориентация на преобразувателя — Подравняване на осите на чувствителност

4.2 Точки и посоки на измерване

За целите на мониторинга на състоянието, измерванията се извършват на невъртящи се части или на шахти, или и двете заедно. В този стандарт, освен ако не е изрично посочено друго, вибрацията на вала се отнася до нейната изместване спрямо лагера.

Невъртящи се части — Измервания на корпусите на лагерите

Измерванията на вибрациите на невъртящи се части характеризират вибрациите на лагера, корпуса на лагера или друг структурен елемент, предаващ динамични сили от вибрациите на вала в мястото на лагера.

Типична конфигурация на измерването: Измерванията се извършват с помощта на два преобразувателя в две взаимно перпендикулярни радиални посоки върху капаците или корпусите на лагерите. За хоризонтални машини едната посока обикновено е вертикална. Ако валът е вертикален или наклонен, изберете посоки, които да улавят максималните вибрации.

Едноточково измерване: Може да се използва един преобразувател, ако е известно, че резултатите ще бъдат представителни за общите вибрации. Избраната посока трябва да осигурява показания, близки до максималните.

Измервания на вибрациите на вала

Вибрацията на вала (както е дефинирана в ISO 20816-1) се отнася до изместването на вала спрямо лагера. Предпочитаният метод използва чифт безконтактни сонди за близост монтирани перпендикулярно един на друг, което позволява определяне на траекторията (орбитата) на вала в равнината на измерване.

4.3 Инструментална екипировка (измервателно оборудване)

За мониторинг на състоянието, измервателната система трябва да измерва широколентова RMS вибрация в честотен диапазон от поне 10 Hz до 1000 Hz. За машини с въртящи се скорости, ненадвишаващи 600 об/мин, долната граница на честотата не трябва да надвишава 2 Hz.

За измервания на вибрациите на вала: Горната граница на честотния диапазон трябва да надвишава максималната честота на въртене на вала с поне 3,5 пъти. Измервателното оборудване трябва да отговаря на изискванията на ISO 10817-1.

За измервания на невъртящи се части: Оборудването трябва да отговаря на ISO 2954. В зависимост от установения критерий, измерваната величина може да бъде преместване, скорост или и двете (вижте ISO 20816-1).

Ако измерванията се извършват с помощта на акселерометри (което е обичайно на практика), изходният сигнал трябва да бъде интегриран за получаване на сигнал за скорост. Получаването на сигнал за изместване изисква двойна интеграция, но трябва да се обърне внимание на възможността за повишена шумова интерференция. За намаляване на шума може да се приложи високочестотен филтър или друг метод за цифрова обработка на сигнала.

Ако вибрационният сигнал е предназначен и за диагностични цели, обхватът на измерване трябва да обхваща честоти от поне 0,2 пъти долната граница на скоростта на вала до 2,5 пъти максималната честота на възбуждане на вибрациите (обикновено не надвишаваща 10 000 Hz). Допълнителна информация е предоставена в ISO 13373-1, ISO 13373-2 и ISO 13373-3.

Изисквания за честотен диапазон

Параметри на измерване

Измерваният параметър може да бъде изместване, скорост, или и двете, в зависимост от критерия за оценка (вижте ISO 20816-1).

• Измервания на акселерометъра: Ако измерванията използват акселерометри (най-често срещаните), интегрирайте изходния сигнал, за да получите скорост. Двойното интегриране води до изместване, но внимавайте за повишен нискочестотен шум. Приложете високочестотно филтриране или цифрова обработка на сигнала, за да намалите шума.
• Вибрация на вала: Горната граница на честотата трябва да бъде поне 3,5 пъти максималната скорост на вала. Инструментацията трябва да отговаря на ISO 10817-1.
• Невъртящи се части: Инструментацията трябва да отговаря на ISO 2954.

4.4 Непрекъснат и периодичен мониторинг

Непрекъснато наблюдение: Обикновено, за големи или критично важни машини, се използват непрекъснати измервания на контролирани вибрационни индикатори с постоянно инсталирани преобразуватели в най-важните точки, както за целите на мониторинг на състоянието, така и за защита на оборудването. В някои случаи измервателната система, използвана за това, е интегрирана в общата система за управление на оборудването на инсталацията.

Периодичен мониторинг: За много машини непрекъснатото наблюдение е ненужно. Адекватна информация за развитието на повреди (дисбаланс, износване на лагери, несъосност, хлабина) може да се получи чрез периодични измервания. Числовите стойности в този стандарт могат да се използват за периодично наблюдение, при условие че точките на измерване и инструментите отговарят на изискванията на стандарта.

Вибрация на вала: Инструментите обикновено са инсталирани постоянно, но измерванията могат да се извършват на периодични интервали.

Невъртящи се части: Преобразувателите обикновено се монтират само по време на измерване. За машини с труден достъп могат да се използват постоянно монтирани преобразуватели с насочване на сигнала към достъпни места.

4.5 Режими на работа на машината

Измерванията на вибрациите се извършват след като роторът и лагерите достигнат равновесна температура в стационарен, определен работен режим, определен от характеристики като:

• Номинална скорост на вала
• Захранващо напрежение
• Дебит
• Налягане на работната течност
• Зареждане

Машини с променлива скорост или променливо натоварване: Провеждайте измервания във всички режими на работа, характерни за дългосрочна работа. Използвайте максимална стойност получени във всички режими за оценка на вибрационните условия.

4.6 Фонови вибрации

Ако стойността на наблюдавания параметър, получена по време на измерванията, надвишава критерия за приемане и има основание да се смята, че фоновите вибрации на машината може да са високи, е необходимо да се извършат измервания на спряла машина за оценка на вибрациите, предизвикани от външни източници.

4.7 Избор на тип измерване

Този стандарт предвижда възможността за провеждане на измервания както върху невъртящи се части, така и върху въртящи се валове на машини. Изборът на това кой от тези два вида измерване е за предпочитане зависи от характеристиките на машината и очакваните видове повреди.

Ако е необходимо да се избере един от двата възможни вида измерване, трябва да се вземе предвид следното:

Съображения при избора на тип измерване:

• Скорост на вала: Измерванията на невъртящи се части са по-чувствителни към високочестотни вибрации в сравнение с измерванията на валове.
• Тип лагер: Търкалящите се лагери имат много малки хлабини; вибрациите на вала се предават ефективно към корпуса. Измерванията на корпуса обикновено са достатъчни. Търкалящите лагери имат по-големи хлабини и демпфиране; вибрациите на вала често предоставят допълнителна диагностична информация.
• Тип машина: Машини, при които хлабината на лагерите е сравнима с амплитудата на вибрациите на вала, изискват измервания на вала, за да се предотврати контакт. Машини с висок порядък на хармоници (преминаване на лопатката, зацепване на зъбното колело, преминаване на пръта) се наблюдават чрез високочестотни измервания на корпуса.
• Съотношение маса на ротора/маса на пиедестала: Машините, при които масата на вала е малка в сравнение с масата на пиедестала, предават малко вибрации на пиедестала. Измерването на вала е по-ефективно.
• Гъвкавост на ротора: Гъвкави ротори: относителната вибрация на вала предоставя повече информация за поведението на ротора.
• Съответствие на пиедестала: Гъвкавите пиедестали осигуряват по-голяма вибрационна реакция върху невъртящите се части.
• Опит в измерванията: Ако имате богат опит с определен тип измерване на подобни машини, продължете да използвате този тип.

Подробни препоръки за избор на метод за измерване са дадени в ISO 13373-1. Окончателните решения трябва да вземат предвид достъпността, експлоатационния живот на преобразувателя и разходите за монтаж.

Места и посоки за измерване

• Измерете на корпуси или пиедестали на лагери — не върху тънкостенни капаци или гъвкави повърхности
• Използвайте две взаимно перпендикулярни радиални посоки на всяко място на лагера
• При хоризонталните машини едната посока обикновено е вертикална
• За вертикални или наклонени машини изберете посоки, за да уловите максимално вибрациите
• Аксиална вибрация включена аксиални лагери използва същите ограничения като радиалните вибрации
• Избягвайте места с локални резонанси — потвърдете чрез сравняване на измервания в близки точки

Условия на работа

• Измерете в работа в стационарен режим при номинална скорост и натоварване
• Оставете ротора и лагерите да достигнат термично равновесие
• За машини с променлива скорост/натоварване, измервайте във всички характерни работни точки и използвайте максималната
• Документирайте условията: скорост, натоварване, температури, налягания, дебити

Раздел 6 — Критерии за оценка на вибрационните условия

6.1 Общи положения

ISO 20816-1 предоставя общо описание на два критерия за оценка на вибрационното състояние на различни класове машини. Единият критерий се прилага към абсолютна стойност на наблюдавания параметър на вибрациите в широка честотна лента; другият се прилага към промени в тази стойност (независимо дали промените са увеличения или намаления).

Обичайно е вибрационното състояние на машините да се оценява въз основа на средноквадратичната стойност на скоростта на вибрациите върху невъртящите се части, което до голяма степен се дължи на простотата на извършване на съответните измервания. Въпреки това, за редица машини е препоръчително да се измерват и относителните премествания на вала от пик до пик, а когато такива данни от измерванията са налични, те могат да се използват и за оценка на вибрационното състояние на машините.

6.2 Критерий I — Оценка по абсолютна величина

6.2.1 Общи изисквания

За измервания на въртящ се вал: Вибрационното състояние се оценява чрез максималната стойност на широколентовото вибрационно изместване от връх до връх. Този наблюдаван параметър се получава от измервания на изместванията в две определени ортогонални посоки.

За измервания на невъртящи се части: Вибрационното състояние се оценява по максималната средноквадратична стойност на широколентовата скорост на вибрациите върху повърхността на лагера или в непосредствена близост до нея.

В съответствие с този критерий се определят гранични стойности на наблюдавания параметър, които могат да се считат за приемливи от гледна точка на:

• Динамични натоварвания върху лагерите
• Радиални хлабини в лагерите
• Вибрации, предавани от машината към носещата конструкция и фундамента

Максималната стойност на наблюдавания параметър, получена при всеки лагер или лагерна основа, се сравнява с граничната стойност за дадената група машини и тип опора. Богатият опит в наблюдението на вибрациите на машините, посочени в Раздел 1, позволява установяване на граници на зоните на вибрационно състояние, чието ръководство в повечето случаи може да осигури надеждна дългосрочна работа на машините.

Установените зони за вибрационни условия са предназначени за оценка на вибрациите на машината в определен стационарен режим на работа с номинална скорост на вала и номинално натоварване. Концепцията за стационарен режим позволява бавни промени в натоварването. Оценката е... не е изпълнено ако режимът на работа се различава от посочения или по време на преходни режими, като например ускорение, движение по инерция или преминаване през резонансни зони (вижте 6.4).

Общи заключения за вибрационното състояние често се правят въз основа на измервания на вибрациите както на невъртящи се, така и на въртящи се машинни части.

Аксиална вибрация вибрационните условия на плъзгащите се лагери обикновено не се измерват по време на непрекъснато наблюдение на вибрационните условия. Такива измервания обикновено се извършват по време на периодично наблюдение или за диагностични цели, тъй като аксиалните вибрации могат да бъдат по-чувствителни към определени видове повреди. Този стандарт предоставя критерии за оценка само за аксиални вибрации на аксиални лагери, където корелира с аксиални пулсации, способни да причинят повреда на машината.

6.2.2 Зони на вибрационни условия

6.2.2.1 Общо описание

За качествена оценка на вибрациите на машините и вземане на решения за необходимите мерки са установени следните зони на вибрационно състояние:

Зона А — Нововъведените в експлоатация машини обикновено попадат в тази зона.

Зона Б — Машините, попадащи в тази зона, обикновено се считат за подходящи за продължителна работа без ограничения във времето.

Зона В — Машините, попадащи в тази зона, обикновено се считат за неподходящи за продължителна непрекъсната работа. Обикновено такива машини могат да функционират за ограничен период от време, докато се появи подходяща възможност за извършване на ремонтни дейности.

Зона D — Нивата на вибрации в тази зона обикновено се считат за достатъчно сериозни, за да причинят повреда на машината.

6.2.2.2 Числови стойности на границите на зоната

Установените числени стойности на границите на зоните за вибрационно състояние са не е предназначено за използване като критерии за приемане, което следва да бъде предмет на споразумение между доставчика и клиента на машината. Тези граници обаче могат да се използват като общо ръководство, позволявайки избягване на ненужни разходи за намаляване на вибрациите и предотвратяване на прекомерно строги изисквания.

Понякога конструктивните характеристики на машините или експлоатационният опит могат да изискват установяване на други гранични стойности (по-високи или по-ниски). В такива случаи производителят обикновено предоставя обосновка за промяна на границите и по-специално потвърждава, че увеличените вибрации, допустими в съответствие с тези промени, няма да доведат до намаляване на надеждността на машината.

6.2.2.3 Критерии за приемане

Критериите за приемане на вибрации на машини са винаги е предмет на споразумение между доставчик и клиент, което трябва да бъде документирано преди или по време на доставката (първият вариант е за предпочитане). В случай на доставка на нова машина или връщане на машина от основен ремонт, границите на зоните за вибрационни условия могат да се използват като основа за установяване на такива критерии. Въпреки това, числените стойности на границите на зоните трябва не да се прилагат по подразбиране като критерии за приемане.

Типична препоръка: Контролираният параметър на вибрациите на нова машина трябва да попада в зона А или Б, но не трябва да надвишава границата между тези зони с повече от 1,25 пъти. Тази препоръка може да не се взема предвид при определяне на критериите за приемане, ако основата за това са конструктивните характеристики на машината или натрупаният експлоатационен опит с подобни типове машини.

Приемателните изпитвания се извършват при строго определени условия на работа на машината (капацитет, скорост на въртене, дебит, температура, налягане и др.) за определен интервал от време. Ако машината е пристигнала след подмяна на един от основните възли или поддръжка, при установяване на критериите за приемане се вземат предвид видът на извършената работа и стойностите на контролираните параметри преди изваждането на машината от производствения процес.

6.3 Критерий II — Оценка по промяна в величината

Този критерий се основава на сравняване на текущата стойност на наблюдавания параметър на широколентова вибрация при работа на машината в стационарен режим (допускайки някои незначителни вариации в работните характеристики) с предварително установена стойност. базова (референтна) стойност.

Значителните промени може да изискват предприемането на подходящи мерки дори ако границата на зоната B/C все още не е достигната. Тези промени могат да се развиват постепенно или да имат внезапен характер, като са последствия от начални повреди или други смущения в работата на машината.

Сравненият параметър на вибрациите трябва да се получи с помощта на една и съща позиция и ориентация на преобразувателя за един и същ режим на работа на машината. Когато се открият значителни промени, се разследват възможните им причини с цел предотвратяване на опасни ситуации.

6.4 Оценка на вибрационните условия в преходни режими

Границите на зоните за вибрационни условия, дадени в приложения А и Б, се прилагат за вибрациите в работа на машина в стационарен режим. Преходните режими на работа обикновено могат да бъдат съпроводени с по-високи вибрации. Пример за това са вибрациите на машина върху гъвкава опора по време на разгръщане или движение по инерция, когато нарастването на вибрациите е свързано с преминаване през критични скорости на ротора. Освен това, може да се наблюдава увеличение на вибрациите поради несъосност на свързващите се въртящи се части или дъгата на ротора по време на нагряване.

При анализ на вибрационното състояние на машината е необходимо да се обърне внимание на това как вибрациите реагират на промените в режима на работа и външните условия на работа. Въпреки че този стандарт не разглежда оценката на вибрациите в преходни режими на работа на машината, като общо ръководство може да се приеме, че вибрациите са приемливи, ако по време на преходни режими с ограничена продължителност не надвишават горна граница на зона C.

Критерий II — Промяна спрямо изходното ниво

Дори ако вибрациите останат в зона Б, значителна промяна спрямо изходното ниво показва развиващи се проблеми:

6.5 Гранични нива на вибрации при работа в стационарен режим

6.5.1 Общи положения

Като правило, за машини, предназначени за продължителна работа, се установяват гранични нива на вибрации, превишаването на които при установена работа на машината води до появата на уведомителни сигнали от тип ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ или ПЪТУВАНЕ.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — известие, което обръща внимание на факта, че стойността на наблюдавания параметър на вибрациите или неговата промяна е достигнала ниво, след което може да се изискват коригиращи мерки. Като правило, когато се появи известие „ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ“, машината може да работи известно време, докато се разследват причините за промяната на вибрациите и се определят какви коригиращи мерки трябва да се предприемат.

ПЪТУВАНЕ — известие, показващо, че параметърът на вибрациите е достигнал ниво, при което по-нататъшната работа на машината може да доведе до нейната повреда. Когато се достигне нивото TRIP, трябва да се вземат незабавни мерки за намаляване на вибрациите или спиране на машината.

Поради разликите в динамичните натоварвания и коравината на опорите на машината, могат да бъдат установени различни гранични нива на вибрации за различните точки на измерване и посоки.

6.5.2 Настройка на ниво на ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Нивото на ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ може да варира значително (като се увеличава или намалява) от машина до машина. Обикновено това ниво се определя спрямо определена базово ниво получени за всеки конкретен екземпляр на машината за определена точка и определена посока на измерване въз основа на експлоатационния опит.

Препоръчително е нивото на ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ да се настрои така, че да надвишава базовата стойност с 25% на горната гранична стойност на зона Б. Ако базовото ниво е ниско, нивото на ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ може да е под Зона C.

Ако базовото ниво не е дефинирано (напр. за нова машина), нивото на ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ се определя или от експлоатационния опит с подобни машини, или спрямо договорените приемливи стойности на наблюдавания параметър на вибрациите. След известно време, въз основа на наблюденията на вибрациите на машината, се установява базово ниво и нивото на ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ се коригира съответно.

Обикновено нивото на ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ е настроено така, че не превишава горната граница на зона Б с повече от 1,25 пъти.

Ако настъпи промяна в базовото ниво (напр. след ремонт на машината), нивото ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ също трябва да се коригира съответно.

6.5.3 Настройка на нивото на изключване

Нивото TRIP обикновено се свързва със запазването на механичната цялост на машината, която от своя страна се определя от нейните конструктивни характеристики и способността ѝ да издържа на необичайни динамични сили. Следователно, нивото TRIP обикновено е същото важи и за машини с подобен дизайн и е не е свързано с базовата линия.

Поради разнообразието от конструкции на машини, не е възможно да се предоставят универсални насоки за настройване на нивото на изключване. Обикновено нивото на изключване се задава в зона C или D, но не по-високо от границата между тези зони с повече от 25%.

6.6 Допълнителни процедури и критерии

Има няма прост метод за изчисляване вибрация на лагерната основа от вибрация на вала (или обратно, вибрация на вала от вибрация на основата). Разликата между абсолютна и относителна вибрация на вала е свързана с вибрацията на лагерната основа, но като правило е не е равно на него.

Практическо значение: Ако вибрациите на корпуса показват Зона B (приемливо), но вибрациите на вала показват Зона C (ограничено), класифицирайте машината като Зона C и планирайте коригиращи действия. Винаги използвайте оценката за най-лошия случай, когато са налични двойни измервания.

6.7 Оценка, базирана на векторно представяне на информацията

Промяна в амплитудата на отделен честотен компонент на вибрацията, дори и значителна, е не е задължително да е придружено чрез съществена промяна в широколентовия вибрационен сигнал. Например, развитието на пукнатина в ротора може да причини появата на значителни хармоници на честотата на въртене, но техните амплитуди могат да останат малки в сравнение с компонента при скорост на работа. Това не позволява надеждно проследяване на ефектите от развитието на пукнатини само чрез промени в широколентовите вибрации.

Мониторингът на промените в амплитудата на отделните вибрационни компоненти за получаване на данни за последващи диагностични процедури изисква използването на специално оборудване за измерване и анализ, обикновено по-сложна и изискваща специална квалификация за нейното приложение (виж ISO 18436-2).

Методите, установени от този стандарт, са ограничено до измерване на широколентови вибрации без оценка на амплитудите и фазите на отделните честотни компоненти. В повечето случаи това е достатъчно за приемателни тестове на машината и мониторинг на състоянието на мястото на монтаж.

Въпреки това, употребата в програми за дългосрочно наблюдение на състоянието и диагностика на векторна информация относно честотните компоненти (особено при скорост на движение и нейната втора хармонична) позволява оценка на промените в динамичното поведение на машината, които са неразличими при наблюдение само на широколентови вибрации. Анализът на връзките между отделните честотни компоненти и техните фази намира все по-голямо приложение в системите за мониторинг на състоянието и диагностика.

Забележка: Този стандарт не предоставя критерии за оценка на вибрационните условия, базирани на промени във векторните компоненти. По-подробна информация по този въпрос е дадена в ISO 13373-1, ISO 13373-2, ISO 13373-3 (виж също ISO 20816-1).

8. Преходна работа

По време на разгръщане, движение по инерция или работа над номиналната скорост се очакват по-високи вибрации, особено при преминаване през критични скорости.

9. Фонови вибрации

Ако измерените вибрации надвишават допустимите граници и има съмнение за фонови вибрации, измерването се извършва при спряна машина. Необходими са корекции, ако фоновите вибрации надвишават едно от следните:

• 25% на измерената стойност по време на работа, ИЛИ
• 25% на границата B/C за този клас машини

Приложение В (Информативно) — Граници на зоните и разстояние между пеленгите

За машини с плъзгащи (флуидно-филмови) лагери, основното условие за безопасна работа е изискването преместванията на вала върху масления клин да не позволяват контакт с лагерната обвивка. Следователно, границите на зоните за относителни премествания на вала, дадени в Приложение Б, трябва да бъдат съгласувани с това изискване.

По-специално, за лагери с малка хлабина може да се наложи намаляване на граничните стойности на зоната. Степента на намаляване зависи от вида на лагера и ъгъла между посоката на измерване и посоката на минималния хлабина.

Пример: Голяма парна турбина (3000 об/мин, плъзгащ се лагер)

• Изчислено B/C (Приложение Б): S(pp) = 9000/√3000 ≈ 164 μm
• Действителен диаметър на лагера: 150 μm
• Тъй като 164 > 150, използвайте ограничения, базирани на клирънс:
• A/B = 0,4 × 150 = 60 μm
• B/C = 0,6 × 150 = 90 μm
• C/D = 0,7 × 150 = 105 μm

Бележка за приложението: Тези коригирани стойности се прилагат при измерване на вибрациите на вала в или близо до лагера. При други местоположения на валовете с по-големи радиални хлабини могат да се прилагат стандартните формули от Приложение Б.

Приложение Г (Информативно) — Приложимост на критерия за постоянна скорост за машини с ниска скорост

Това приложение предоставя обосновка за нежелателността от прилагане на критерии, базирани на измерване на скоростта, за машини с нискочестотни вибрации (под 120 об/мин). За машини с ниска скорост, критериите, базирани на измерване на изместване Използването на подходящо измервателно оборудване може да е по-подходящо. Такива критерии обаче не са разгледани в този стандарт.

Историческа основа на критерия за скорост

Предложението за използване на вибрации скорост измерени върху невъртящи се машинни части като основа за описание на вибрационните условия, са формулирани въз основа на обобщение на множество резултати от тестове (виж например пионерската работа на Rathbone TC, 1939), като се вземат предвид определени физически съображения.

Във връзка с това, в продължение на много години се смяташе, че машините са еквивалентни от гледна точка на състоянието и вибрационното въздействие върху тях, ако резултатите от измерването на средноквадратичната скорост в честотния диапазон от 10 до 1000 Hz съвпадат. Предимството на този подход беше възможността да се използват едни и същи критерии за вибрационно състояние, независимо от честотния състав на вибрациите или честотата на въртене на машината.

Обратно, използването на преместване или ускорение като основа за оценка на вибрационните условия би довело до необходимостта от конструиране на честотно-зависими критерии, тъй като съотношението преместване/скорост е обратно пропорционално на честотата на вибрациите, а съотношението ускорение/скорост е право пропорционално на нея.

Парадигмата за константата на скоростта

Използването на вибрации скорост тъй като основният параметър се основава на обширни тестове и наблюдението, че машините са "еквивалентни" по отношение на състоянието, ако показват една и съща RMS скорост в диапазона 10–1000 Hz, независимо от честотното съдържание.

Предимство: Простота. Един набор от ограничения на скоростта се прилага в широк диапазон на скоростта без честотно-зависими корекции.

Проблем при ниски честоти: Съотношението на преместването към скоростта е обратно пропорционално на честотата:

При много ниски честоти (< 10 Hz), приемането на постоянна скорост (напр. 4,5 mm/s) може да позволи прекомерно големи изместване, което може да натовари свързани компоненти (тръби, съединители) или да покаже груби структурни проблеми.

Графична илюстрация (от приложение Г)

Да разгледаме постоянна скорост от 4,5 mm/s при различни скорости на движение:

Наблюдение: С намаляване на скоростта, изместването нараства драстично. Изместване от 358 μm при 120 оборота в минута може да претовари съединителите или да причини разрушаване на масления филм в лагерите, въпреки че скоростта е "приемлива"."

Фигура D.1 отразява проста математическа връзка между постоянна скорост и променливо преместване при различни честоти на въртене. Но в същото време тя показва как използването на критерия за постоянна скорост може да доведе до увеличаване на преместването на лагерната основа с намаляване на честотата на въртене. Въпреки че динамичните сили, действащи върху лагера, остават в приемливи граници, значителните премествания на лагерния корпус могат да имат отрицателен ефект върху свързаните машинни елементи, като например маслопроводи.

Конфигурация Balanset-1A за нискоскоростни машини

При измервателни машини ≤600 оборота в минута:

• Задайте долната граница на честотния диапазон на 2 Hz (не 10 Hz)
• Показване и на двете Скорост (мм/с) и Изместване (μm) показатели
• Сравнете двата параметъра с праговете от вашия стандарт/процедура (въведете ги в калкулатора)
• Ако се измерва само скоростта и тя преминава, но преместването е неизвестно, оценката е непълен
• Уверете се, че преобразувателят има линейна характеристика до 2 Hz (проверете сертификата за калибриране)

12. Преходен режим на работа: ускорение, движение по инерция и превишаване на скоростта

Границите на зоните в приложения А и Б се прилагат за работа в стационарен режим при номинална скорост и натоварване. По време на преходни условия (стартиране, спиране, промени в скоростта) се очакват по-високи вибрации, особено при преминаване през критични скорости (резонанси).

Таблица 1 — Препоръчителни граници по време на преходни процеси

Забележка за скорост <20%: При много ниски скорости критериите за скорост може да не се прилагат (вижте Приложение D). Изместването става критично.

Практическо тълкуване

• Машината може за кратко да превиши границите на стационарно състояние по време на ускорение/забавяне
• Допуска се вибрацията на вала да достигне 1,5 пъти границата C/D (до скорост 90%), за да се позволи преминаване през критични скорости.
• Ако вибрациите останат високи след достигане на работна скорост, това показва постоянна повреда, а не преходен резонанс

Анализ на Balanset-1A Run-Down

Balanset-1A включва функция за диаграма "RunDown" (експериментална), която записва амплитудата на вибрациите спрямо оборотите по време на движение по инерция:

• Идентифицира критични скорости: Острите пикове в амплитудата показват резонанси
• Проверява бързото преминаване: Тесните върхове потвърждават, че машината преминава бързо (добро)
• Открива повреди, зависещи от скоростта: Непрекъснато нарастващата амплитуда със скоростта предполага аеродинамични или технологични проблеми

Тези данни са безценни за разграничаване на преходни пикове (приемливи съгласно Таблица 1) от прекомерни вибрации в стационарно състояние (неприемливи).

13. Практически работен процес за съответствие с ISO 20816-3

14. Тема за напреднали: Теория за балансиране на коефициентите на влияние

Когато машината е диагностицирана с дисбаланс (висока 1× вибрация, стабилна фаза), Balanset-1A използва Метод на коефициента на влияние за изчисляване на точни корекционни тегла.

Математически фонд

Вибрационният отговор на ротора се моделира като линейна система където добавянето на маса променя вектора на вибрациите:

Процедура за балансиране в три прохода (една равнина)

1. Първоначално изпълнение (Изпълнение 0):
   • Измерване на вибрациите: A₀ = 6,2 мм/с, φ₀ = 45°
   • Вектор: V₀ = 6,2∠45°
2. Пробно бягане с тежести (Бягане 1):
   • Добавете пробна маса: M_процес = 20 g под ъгъл θ_процес = 0°
   • Измерване на вибрациите: A₁ = 4,1 мм/с, φ₁ = 110°
   • Вектор: V₁ = 4,1∠110°
3. Изчислете коефициента на влияние:
   • ΔV = V₁ − V₀ = (изваждане на вектор)
   • α = ΔV / (20 g ∠ 0°)
   • α ни казва "колко вибрациите се променят на грам добавена маса"
4. Изчислете корекцията:
   • M_кор = −V₀ / α
   • Резултат: М_кор = 28,5 g под ъгъл θ_кор = 215°
5. Приложете корекцията и проверете:
   • Премахнете пробното тегло
   • Добавете 28,5 g при 215° (измерено от референтна маркировка на ротора)
   • Измерете крайната вибрация: A_{окончателен} = 1,1 мм/с (цел: <1,4 мм/с за Зона А)

Защо това работи

Дисбалансът създава центробежна сила F = m × e × ω², където m е небалансираната маса, e е нейната ексцентричност, а ω е ъгловата скорост. Тази сила генерира вибрации. Чрез добавяне на точно изчислена маса под определен ъгъл, ние създаваме равни и противоположни центробежна сила, елиминираща първоначалния дисбаланс. Софтуерът Balanset-1A извършва сложните векторни изчисления автоматично, насочвайки техника през процеса.

11. Справочник по физика и формули

Основи на обработката на сигнали

Връзка между изместване, скорост и ускорение

За синусоидална вибрация При честота f (Hz), зависимостите между преместването (d), скоростта (v) и ускорението (a) се определят от математическия анализ:

Ключова информация: Скоростта е пропорционална на честотата × изместване. Ускорението е пропорционално на честотата² × изместване. Ето защо:

• В ниски честоти (< 10 Hz), изместването е критичният параметър
• В средни честоти (10–1000 Hz), скоростта корелира добре с енергията и е независима от честотата
• В високи честоти (> 1000 Hz), ускорението става доминиращо

RMS спрямо пикови стойности

Сайтът Средноквадратична стойност (RMS) стойността представлява ефективната енергия на сигнала. За чиста синусоида:

Защо RMS? RMS корелира директно с мощност и стрес от умора наложени върху машинните компоненти. Вибрационен сигнал с V_RMS = 4,5 mm/s доставя една и съща механична енергия, независимо от сложността на формата на вълната.

Изчисляване на RMS на широколентовия сигнал

За сложен сигнал, съдържащ множество честотни компоненти (както в реални машини):

Където всяко V_RMS,i представлява RMS амплитудата при определена честота (1×, 2×, 3× и т.н.). Това е "общата" стойност, показвана от вибрационните анализатори и използвана за оценка на зоната по ISO 20816-3.

Архитектура за обработка на сигнали Balanset-1A

Практически пример: Диагностична обходка

Сценарий: Центробежна помпа с мощност 75 kW, работеща при 1480 об/мин (24,67 Hz) върху твърда бетонна основа.

Стъпка 1: Класификация

• Мощност: 75 kW → Група 2 (15–300 kW)
• Фундамент: Твърд (проверен чрез ударен тест)
• Определете праговете A/B, B/C, C/D от вашето стандартно копие/спецификация и ги въведете в калкулатора.

Стъпка 2: Измерване с Balanset-1A

• Монтирайте акселерометри върху корпусите на лагерите на помпите (външни и вътрешни)
• Влезте в режим "Виброметър" (F5)
• Зададен честотен диапазон: 10–1000 Hz
• Запис на обща RMS скорост: 6,2 мм/с

Стъпка 3: Оценка на зоната

Сравнете измерената стойност (напр. 6,2 mm/s RMS) с въведените от вас прагове: над C/D → ЗОНА D; между B/C и C/D → ЗОНА C, и др.

Стъпка 4: Спектрална диагностика

Превключете в режим FFT. Спектърът показва:

• 1× компонент (24,67 Hz): 5,8 мм/с — Доминиращ
• 2× компонент (49,34 Hz): 1,2 мм/с — Незначителен
• Други честоти: Незначителен

Диагноза: Висока 1× вибрация със стабилна фаза → Дисбаланс

Стъпка 5: Балансиране с Balanset-1A

Влезте в режим "Балансиране в една равнина":

• Първоначално изпълнение: A₀ = 6,2 мм/с, φ₀ = 45°
• Тегло за проба: Добавете 20 грама под 0° (произволен ъгъл)
• Пробен период: A₁ = 4,1 мм/с, φ₁ = 110°
• Софтуерът изчислява: Корекционна маса = 28,5 грама при ъгъл = 215°
• Приложена корекция: Отстранете пробната тежест, добавете 28,5 г при 215°
• Изпълнение на проверка: A_{окончателен} = 1,1 мм/с

Стъпка 6: Проверка на съответствието

1,1 мм/с < 1,4 мм/с (граница A/B) → ЗОНА А — Отлично състояние!

Помпата вече е съвместима с ISO 20816-3 за неограничена дългосрочна работа. Генерирайте отчет, документиращ преди (6,2 mm/s, Зона D) и след (1,1 mm/s, Зона A) със спектрални графики.

Защо скоростта е основният критерий

Скоростта на вибрациите корелира добре с интензивността на вибрациите в широк честотен диапазон, защото:

• Скоростта е свързана с енергия предава се на основата и околностите
• Скоростта е относителна независимо от честотата за типично промишлено оборудване
• При много ниски честоти (<10 Hz), изместването се превръща в ограничаващ фактор
• При много високи честоти (>1000 Hz), ускорението става важно (особено за диагностика на лагери)

Статично отклонение и естествена честота

За да се прецени дали дадена основа е твърда или гъвкава:

Оценка на критичната скорост

Първа критична скорост на обикновен ротор:

15. Често срещани грешки и капани при прилагането на ISO 20816-3

16. Интеграция с по-широка стратегия за мониторинг на състоянието

Границите на вибрациите по ISO 20816-3 са необходимо, но не достатъчно за цялостно управление на състоянието на машините. Интегрирайте данни за вибрациите с:

• Анализ на маслото: Частици от износване, разрушаване на вискозитета, замърсяване
• Термография: Температури на лагерите, прегряващи точки на намотките на двигателя, нагряване, причинено от несъосност
• Ултразвук: Ранно откриване на повреди в смазването на лагери, електрическа дъга
• Анализ на токовите характеристики на двигателя (MCSA): Дефекти на роторния прът, ексцентричност, вариации на натоварването
• Параметри на процеса: Дебит, налягане, консумация на енергия — съпоставете пиковете на вибрациите с технологичните смущения

Balanset-1A осигурява вибрационен стълб на тази стратегия. Използвайте функциите за архивиране и проследяване на тенденции, за да изградите база данни с исторически данни. Свържете вибрационни събития със записи за поддръжка, дати на вземане на проби от масло и оперативни дневници.

17. Регулаторни и договорни съображения

Приемни тестове (нови машини)

Важно: Границите на зоните обикновено са насока за оценка на състоянието, докато критерии за приемане за нова машина се определят от договор/спецификация и се съгласуват между доставчика и клиента.

Роля на Balanset-1A: По време на фабрични приемо-предавателни тестове (FAT) или приемо-предавателни тестове на обекта (SAT), Balanset-1A проверява декларираните от доставчика нива на вибрации. Генерирайте документирани отчети, показващи съответствие с договорните ограничения.

Застраховка и отговорност

В някои юрисдикции, работата с машини в Зона D може да анулира застрахователното покритие, ако възникне катастрофална повреда. Документираните оценки по ISO 20816-3 демонстрират дължимата грижа за машините.

18. Бъдещи разработки: Разширяване на серията ISO 20816

Серията ISO 20816 продължава да се развива. Предстоящите части и ревизии включват:

• ISO 20816-6: Бутални машини (заменящи ISO 10816-6)
• ISO 20816-7: Ротодинамични помпи (заменящи ISO 10816-7)
• ISO 20816-8: Бутални компресорни системи (нови)
• ISO 20816-21: Вятърни турбини (заменящи ISO 10816-21)

Тези стандарти ще възприемат подобни философии за зонови граници, но със специфични за машините корекции. Balanset-1A, със своята гъвкава конфигурация и широк честотен/амплитуден диапазон, ще остане съвместим с публикуването на тези стандарти.

19. Казуси

Казус 1: Избягване на погрешна диагноза чрез двойно измерване

Машина: Парна турбина 5 MW, 3000 об/мин, лагери на плъзгащи се лагери

Ситуация: Вибрация на корпуса на лагера = 3,0 mm/s (зона B, приемливо). Операторите обаче съобщиха за необичаен шум.

Разследване: Balanset-1A, свързан към съществуващи сонди за близост. Вибрация на вала = 180 μm pp. Изчислена граница B/C (Приложение B) = 164 μm. Вал в Зона В!

Основна причина: Нестабилност на масления филм (маслен вихър). Вибрациите на корпуса бяха ниски поради движението на вала, причинено от тежката маса на пиедестала. Ако се разчиташе само на измерванията на корпуса, това опасно състояние би било пропуснато.

Действие: Регулирано налягане на подаване на масло към лагерите, намалена хлабина чрез повторно поставяне на подложки. Вибрациите на вала са намалени до 90 μm (зона A).

Казус 2: Балансирането спасява критичен вентилатор

Машина: Вентилатор с индукционно захранване 200 kW, 980 об/мин, гъвкава връзка

Първоначално условие: Вибрация = 7,8 мм/с (Зона D). Заводът обмисля аварийно спиране и подмяна на лагери ($50 000, 3-дневен престой).

Диагноза Balanset-1A: FFT показва 1× = 7,5 mm/s, 2× = 0,8 mm/s. Фазова стабилност. Дисбаланс, без да носи щети.

Балансиране на полето: Двуравнинно балансиране, извършено на място за 4 часа. Крайна вибрация = 1,6 mm/s (зона A).

Резултат: Избегнато спиране, спестени $50,000. Основна причина: ерозия на водещите ръбове на лопатките от абразивен прах. Коригирано чрез балансиране; планирано обновяване на лопатките при следващия планиран престой.

20. Заключение и най-добри практики

Преходът към ISO 20816-3:2022 представлява съзряване в анализа на вибрациите, изискващо базиран на физиката, двуперспективен подход към състоянието на машините. Ключови изводи:

Сайтът Система Balanset-1A демонстрира силно съответствие с изискванията на ISO 20816-3. Неговите технически спецификации – честотен диапазон, точност, гъвкавост на сензорите и софтуерен работен процес – позволяват на екипите по поддръжка не само да диагностицират несъответствия, но и активно да ги коригират чрез прецизно балансиране. Чрез комбиниране на диагностичен спектрален анализ с възможност за коригиращо балансиране, Balanset-1A дава възможност на инженерите по надеждност да поддържат промишлените активи в зона A/B, осигурявайки дълготрайност, безопасност и непрекъснато производство.

Референтни стандарти и библиография

Нормативни препратки (Раздел 2 от ISO 20816-3)

Свързани стандарти в серията ISO 20816

Допълнителни стандарти

Исторически контекст (Заменени стандарти)

ISO 20816-3:2022 замества следните стандарти:

• ISO 10816-3:2009 — Оценка на вибрациите на машините чрез измервания върху невъртящи се части — Част 3: Индустриални машини с номинална мощност над 15 kW и номинални скорости между 120 об/мин и 15 000 об/мин
• ISO 7919-3:2009 — Механични вибрации — Оценка на вибрациите на машините чрез измервания върху въртящи се валове — Част 3: Свързани промишлени машини

Интегрирането на вибрациите на корпуса (10816) и вибрациите на вала (7919) в унифициран стандарт елиминира предишните неясноти и осигурява сплотена рамка за оценка.

Приложение DA (Информативно) — Съответствие на цитираните международни стандарти с националните и междудържавните стандарти

При прилагането на този стандарт се препоръчва използването на съответните национални и междудържавни стандарти вместо посочените международни стандарти. Следната таблица показва връзката между ISO стандартите, посочени в Раздел 2, и техните национални еквиваленти.

Забележка: В тази таблица се използва следното конвенционално обозначение на степента на съответствие:

• Международно търговско време — Идентични стандарти

Националните стандарти може да имат различни дати на публикуване, но запазват техническа еквивалентност с посочените ISO стандарти. Винаги се консултирайте с най-новите издания на националните стандарти за най-актуалните изисквания.

Библиография

Следните документи са цитирани в ISO 20816-3 за информационни цели:

Историческа бележка: Препратката [16] (Rathbone, 1939) представлява пионерската работа, която е поставила основите за използване на скоростта като основен критерий за вибрации.