ISO 7919-1: Mekanisk vibration – Evaluering af maskinvibrationer ved målinger på roterende aksler – Del 1: Generelle retningslinjer

Oversigt

ISO 7919-1 er en vigtig international standard, der giver generelle retningslinjer for måling og evaluering af vibrationer på roterende aksler i maskiner. Denne standard er modstykket til ISO 10816, som omhandler vibrationer på ikke-roterende dele. ISO 7919 fokuserer på brugen af berøringsfri nærhedsprober til direkte at måle akslens bevægelse i forhold til dens lejer. Denne type måling er især vigtig for store, kritiske maskiner med væskefilmslejer, såsom turbiner, kompressorer og store pumper, hvor forståelse af rotorens dynamiske adfærd er afgørende for sikker drift.

Indholdsfortegnelse (konceptuel struktur)

Standarden giver en ramme for opsætning af et program til måling af akselvibrationer og fortolkning af resultaterne:

1. 1. Omfang og måleprincip:

   Dette indledende afsnit definerer standardens anvendelsesområde og præciserer, at den beskriver de generelle procedurer for måling og evaluering af vibrationer på roterende aksler. Den fastlægger det grundlæggende princip: Denne type måling fokuserer på selve akslens vibrationsbevægelse, typisk i forhold til det stationære lejehus. Dette er en afgørende forskel fra husmålinger (dækket af ISO 10816). Akselvibrationer er den foretrukne måling for maskiner, hvor rotoren er massiv i forhold til huset og er understøttet i fluidfilmlejer. I disse tilfælde kan der forekomme betydelig akselbevægelse inden for lejets spillerum, som ikke overføres til det eksterne hus. Det primære mål er at vurdere sværhedsgraden af denne dynamiske akselbevægelse for at beskytte maskinen mod lejeskader eller rotor-stator-kontakt.

2. 2. Målestørrelser:

   Dette kapitel specificerer de parametre, der skal måles og evalueres. Den primære størrelse til den samlede vurdering af vibrationsstyrken er S_sider værdi, hvilket er top-til-top vibrationsforskydning af akslen. Dette repræsenterer den samlede udsving af akslens centerlinje, når den bevæger sig inden i lejet, og er en afgørende måleenhed for maskinbeskyttelse, da den kan sammenlignes direkte med de fysiske lejespillerum. Standarden anerkender dog også værdien af andre størrelser til diagnostiske formål. Den anbefaler, at målesystemet også skal være i stand til at levere akselkredsløb (akslens midterlinjes bane), hvilket er afgørende for at diagnosticere problemer som oliehvirvel eller forkert justering, og gennemsnitlig akselcenterlinjeposition, hvis ændring kan indikere ændringer i belastning eller justering. For nogle applikationer bruges filtrerede vibrationsværdier (f.eks. ved 1X kørehastighed) også til evaluering.

3. 3. Instrumentering og montering:

   Dette kapitel giver vejledning i den nødvendige hardware til måling af akselvibrationer. Det specificerer brugen af berøringsfri probesystemer, som består af tre hovedkomponenter: sonde (sensor), en forlængerkabel, og en fører (eller nærpassager)Disse komponenter er kalibreret som et system og er ikke udskiftelige. Standarden anbefaler montering af proberne parvis ved hvert leje, arrangeret 90 grader i forhold til hinanden (en XY-konfiguration). Dette gør det muligt for målesystemet at registrere den fulde todimensionelle bevægelse af akselens centerlinje og konstruere akselens bane. Korrekt installation understreges som afgørende, da det kræver stive monteringsbeslag, korrekt probeafstand og sikring af, at akselens "probebane"-overflade er glat og fri for elektrisk eller mekanisk kast, der kan ødelægge signalet.

4. 4. Evalueringskriterier og zoner:

   Dette afsnit præsenterer rammerne for vurdering af den målte vibrations sværhedsgrad. Det foreslår to primære kriterier. Det første er et absolut kriterium, som involverer sammenligning af den målte akselvibration (S_sider) mod foruddefinerede grænser. Standarden foreslår en model med fire zoner til dette:

   • Zone A (God): Vibrationsniveauer på nyligt idriftsatte maskiner.
   • Zone B (Tilfredsstillende): Acceptabel til ubegrænset langvarig drift.
   • Zone C (Utilfredsstillende): Indikerer et potentielt problem; maskinen bør undersøges for at fastslå årsagen.
   • Zone D (Uacceptabel): Vibrationsniveauer anses for at være skadelige; øjeblikkelig handling er påkrævet.

   Det andet kriterium er baseret på en ændring i vibrationsstørrelsen fra en kendt basislinje. En betydelig stigning i vibration, selvom den stadig er inden for den "tilfredsstillende" zone, kan være en tidlig indikator for en udviklende fejl. Denne del af standarden (del 1) giver den generelle ramme; de specifikke numeriske værdier for zonegrænserne findes i de maskinspecifikke dele af ISO 7919-serien.

5. 5. Vejledning til indstilling af alarmer (Alarm og Trip):

   Dette sidste afsnit giver en praktisk ramme for implementering af evalueringskriterierne i et automatiseret maskinbeskyttelsessystem. Det anbefaler en todelt alarmstrategi. Det første niveau er en Alert (eller "alarm") sætpunkt. Dette er typisk indstillet over maskinens normale, stabile driftsgrundlinje. Hvis dette niveau overskrides, bør det udløse en advarsel til operatøren om, at maskinens tilstand har ændret sig, og at en undersøgelse er berettiget. Det andet, højere niveau er et Rejse (eller "nedluknings") sætpunkt. Dette er en absolut grænse, der er indstillet på et niveau, hvor fortsat drift sandsynligvis vil forårsage alvorlig skade. Hvis dette niveau overskrides, skal systemet udløse en automatisk nedlukning af maskinen for at forhindre en katastrofal fejl. Standarden anbefaler, at disse sætpunkter skal være baseret på både de absolutte zonegrænser (en Trip bør ikke indstilles over zone C/D-grænsen) og på betydelige ændringer fra den etablerede basislinje (f.eks. kan en alarm udløses, hvis vibrationen fordobles, selvom den stadig er i zone B).

Nøglebegreber

• Aksel vs. husvibration: Kerneprincippet er, at for visse maskiner (især dem med massive, stive rotorer og relativt fleksible huse) er selve akslens bevægelse en langt mere direkte og pålidelig indikator for maskinens dynamiske tilstand end den vibration, der overføres til ydersiden af lejehuset.
• Maskinbeskyttelse: Selvom dataene også bruges til diagnosticering, er den primære anvendelse af ISO 7919-rammen i realtids maskinbeskyttelsessystemer designet til at forhindre katastrofale fejl.
• Betydningen af relativ bevægelse: Ved at måle akslens bevægelse i forhold til lejet kan analytikere direkte vurdere udnyttelsen af lejets spillerum og diagnosticere specifikke problemer som f.eks. oliehvirvel eller overdreven forbelastning.

← Tilbage til hovedindekset