ISO 13373-1: Monitorování stavu a diagnostika strojů – Monitorování vibrací – Část 1: Obecné postupy

Shrnutí

Norma ISO 13373-1 zavádí systematický a opakovatelný postup pro provádění měření a analýzy vibrací jako součásti programu monitorování stavu. Slouží jako základní návod pro nastavení monitorovacího programu a podrobně popisuje vše od výběru měřicích bodů a parametrů až po sběr dat a základní analýzu. Cílem je zajistit, aby shromážděná data o vibracích byla konzistentní, spolehlivá a vhodná pro detekci změn stavu stroje v čase. Tato norma v podstatě formalizuje osvědčené postupy pro... sběr dat na základě trasy.

Obsah (koncepční struktura)

Norma poskytuje podrobný návod pro zavedení robustního postupu monitorování vibrací:

1. 1. Rozsah a cíle:

   Tato základní kapitola výslovně definuje účel normy, kterým je stanovit obecný, systematický a opakovatelný soubor postupů pro celý proces monitorování vibračních podmínek. Primárním cílem je zajistit, aby vibrační data byla získávána konzistentním a spolehlivým způsobem, aby byla vhodná pro zamýšlený účel: detekci změn dynamického chování stroje v čase. Norma je navržena jako procedurální základna pro nastavení nového programu monitorování vibrací nebo pro audit stávajícího. Zdůrazňuje, že dodržováním těchto postupů může organizace vytvořit vysoce kvalitní databázi historie vibrací strojů, což je nezbytným předpokladem pro efektivní detekci poruch, analýzu trendů a diagnostiku. Objasňuje, že tato část normy se zabývá obecnou metodologií, zatímco následující části (např. ISO 13373-2) poskytují podrobnější diagnostické techniky.

2. 2. Měření a výběr senzoru:

   Tato kapitola se ponoří do kritických rozhodnutí, která tvoří základ jakéhokoli měření vibrací. Nařizuje strukturovaný přístup k výběru měřicích bodů s důrazem na to, aby byly co nejblíže ložiskům stroje, aby bylo možné přesně zachytit síly přenášené z rotoru. Poskytuje podrobné pokyny k orientaci měření (horizontální, vertikální, axiální), aby byl zajištěn úplný trojrozměrný obraz pohybu stroje. Významná část této části je věnována výběru senzorů a vysvětluje kompromisy mezi různými typy snímačů. Zdůrazňuje, že akcelerometr je nejběžnější volbou díky svému širokému frekvenčnímu rozsahu a robustnosti, ale také se zabývá použitím rychlostních sond a bezkontaktních sondy přiblížení pro specifické aplikace. Důležité je zdůraznit, že kvalita dat přímo závisí na způsobu montáže senzoru, a proto se důrazně doporučuje používat permanentní úchyty pro dosažení nejvyšší kvality a nejreprodukovatelnějších dat, přičemž se odkazuje na podrobné pokyny v ISO 5348.

3. 3. Parametry měření:

   Tato část je pravděpodobně nejtechničtější, protože určuje nastavení v rámci datového kolektoru, která určují kvalitu a užitečnost spektrálních a vlnových dat. Poskytuje podrobnou metodologii pro výběr těchto parametrů na základě konkrétního stroje a potenciálních monitorovaných poruch. Mezi klíčové zahrnuté parametry patří:

   • Frekvenční rozsah (Fmax): Norma vysvětluje, jak zvolit maximální frekvenci pro měření. Ta musí být dostatečně vysoká, aby zachytila sledované charakteristiky, jako jsou například vysokofrekvenční tóny z vady ložisek nebo ozubené kolo, aniž by byla tak vysoká, že by způsobovala zbytečný hluk.
   • Usnesení: To se týká počtu řádků v Rychlá převodní funkce (FFT) spektrum. Norma poskytuje pokyny pro volbu rozlišení dostatečného k oddělení blízko sebe ležících frekvenčních složek, což je zásadní pro identifikaci postranních pásem kolem frekvence záběru ozubených kol nebo pro rozlišení mezi blízko sebe ležícími rychlostmi chodu u vícehřídelového stroje.
   • Průměrování: Norma vysvětluje použití průměrování signálu ke zlepšení poměru signálu k šumu a zajištění stabilnějšího a opakovatelnějšího měření. Popisuje různé typy průměrování, jako je průměrování efektivní hodnoty (RMS) a udržení vrcholu (peak hold), a kdy je použít.
   • Okna: To vysvětluje nutnost použití funkce pro zobrazování oken (jako Hanningovo okno) k časovým datům před provedením FFT, aby se minimalizovala chyba známá jako spektrální únik.
4. 4. Postupy sběru dat:

   Tato kapitola přechází od nastavení k provedení a poskytuje důkladný postup pro samotný sběr dat. Primární zaměření je na zajištění toho, aby každé provedené měření bylo srovnatelné se všemi minulými i budoucími měřeními. Klade velký důraz na dokumentaci provozních podmínek stroje v době testu, včetně jeho otáček, zatížení, teploty a všech dalších relevantních procesních proměnných. To je zásadní, protože změna těchto podmínek může významně změnit vibrační charakteristiku stroje a bez tohoto kontextu by změna vibrací mohla být chybně interpretována jako rozvíjející se závada. Norma také poskytuje kontrolní seznam pro ověření integrity měřicího řetězce před sběrem dat, který zajišťuje, že je senzor správně namontován, kabel je v dobrém stavu a nastavení sběrače dat je správné.

5. 5. Analýza a vyhodnocení dat:

   Jakmile jsou shromážděna vysoce kvalitní data, tato kapitola poskytuje rámec pro jejich interpretaci. Formalizuje dvoustranný přístup k hodnocení, který byl poprvé představen ve standardech, jako je ISO 10816-1První metodou je **absolutní porovnání limitů**, kde se naměřená hodnota širokopásmových vibrací porovnává s předem definovanými grafy závažnosti (např. z řady ISO 10816), aby se určilo, zda je stroj v „dobrém“, „uspokojivém“ nebo „neuspokojivém“ stavu. Druhou a účinnější metodou je **analýza trendů**. Ta zahrnuje vykreslování naměřených hodnot v čase za účelem stanovení stabilní základní hodnoty a následné hledání významných odchylek od této základní hodnoty. Norma zdůrazňuje, že detekce změny je často důležitější než absolutní hodnota. Poskytuje metodologii pro nastavení úrovní alarmů „Výstraha“ a „Vypnutí“ řízených daty – například nastavení výstrahy, pokud se vibrace zdvojnásobí (nárůst o 100%), a vypnutí, pokud se pětinásobně zvýší (nárůst o 400%) od své normální základní hodnoty, i když absolutní hodnoty jsou stále v přijatelném pásmu.

6. 6. Základní identifikace poruch:

   Tato závěrečná kapitola slouží jako úvod do diagnostického procesu. Zatímco primární zaměření první části je na sběr a detekci dat, tato část překlenuje mezeru s diagnostikou vysvětlením základního principu, že různé mechanické a elektrické závady generují jedinečné, rozpoznatelné vzory v vibračních datech. Zavádí koncept korelace specifických frekvencí v Spektrum FFT k jejich fyzickým zdrojům na stroji. Například vysvětluje, že vysoký vrchol přesně na úrovni jednonásobku provozní rychlosti (1X) obvykle svědčí o nevyváženost, zatímco vysoký vrchol při 2X rychlosti běhu často ukazuje na nesouosostTaké popisuje, jak mohou být vysokofrekvenční, nesynchronní vrcholy spojeny s vady ložisekTato kapitola poskytuje základní znalosti potřebné pro analytika k zahájení procesu analýzy hlavních příčin, která je předmětem pokročilejších norem v řadě ISO 13373.

Klíčové koncepty

• Konzistence a opakovatelnost: Ústřední téma normy. Monitorovací program je zbytečný, pokud data nejsou shromažďována konzistentním způsobem. Norma ISO 13373-1 poskytuje pravidla pro dosažení tohoto cíle.
• Kvalita dat: Norma klade velký důraz na faktory, které ovlivňují kvalitu dat, zejména na montáž převodníku a výběr vhodného nastavení měření (např. frekvenční rozsah, rozlišení).
• Nadace pro program: Tato norma není diagnostickou příručkou, která by vám říkala, jak identifikovat konkrétní závady. Místo toho je to nezbytný první krok, který vám řekne, jak správně *shromažďovat data*, která budou použita pro diagnostiku (která je pokryta jinými normami, jako je ISO 13373-2 a -3).

← Zpět na hlavní index