Hvilke maskiner dækker ISO 20816-5?

ISO 20816-5 gælder for hydrauliske maskiner, herunder vertikale Kaplan-turbiner, vertikale Francis-turbiner, vertikale pumpeturbiner, horisontale Pelton-turbiner og vertikale pumper, der opererer i vandkraftværker. Den dækker maskiner med nominelle hastigheder typisk fra 60 til 1000 o/min.

Hvorfor er vibrationsgrænserne for vandkraftturbiner forskellige fra dampturbiner?

Hydrauliske maskiner opererer ved meget lavere hastigheder end dampturbiner (ofte 60-500 o/min vs. 1500-3600 o/min). De oplever også hydrauliske excitationskræfter fra vandstrøm, stød i trækrøret og kavitation, som genererer forskellige vibrationsmønstre. Vertikale maskiner har yderligere overvejelser i forhold til vibrationer i axiallejer.

Hvad er måling af akselforskydning i vandturbiner?

Akselforskydning i vandturbiner måles ved hjælp af nærhedssonder monteret nær styrelejerne, typisk målende peak-to-peak-forskydning i mikrometer (μm pp). Dette er kritisk for vertikale maskiner, hvor overvågning af akselomløb afslører ubalance, forskydning og hydraulisk ustabilitet.

Hvorfor har horisontale Pelton-turbiner forskellige grænser?

Horisontale Pelton-turbiner har lavere vibrationsgrænser end vertikale maskiner, fordi horisontale lejearrangementer er mere følsomme over for dynamiske kræfter. Impulsegenskaberne ved Pelton-hjulstrålepåvirkning producerer også andre vibrationskarakteristika sammenlignet med reaktionsturbiner som Francis og Kaplan.

Hvad skal jeg gøre, hvis vibrationerne når Zone C på en vandkraftturbine?

Zone C angiver, at maskinen ikke er egnet til kontinuerlig langvarig drift. Undersøg de grundlæggende årsager, herunder kavitation i løberen, stød i trækrøret, slid på styrelejer, akselforskydning eller hydraulisk resonans. Øg overvågningsfrekvensen, planlæg korrigerende vedligeholdelse under det næste planlagte udfald, og overvej belastningsrestriktioner.

Gratis ingeniørværktøj #023

Vibrationsgrænser — Vandturbiner og pumpeenheder

Evaluer vibrationsstyrken for hydrauliske turbiner, pumpeturbiner og pumper i henhold til ISO 20816-5. Understøtter målinger af lejehushastighed og akselforskydning.

ISO 20816-5 Zoner A/B/C/D Hydromaskiner

Resultater

Vibrationszone

—

Målt værdi

—

Henstilling

—

Zone	Grænse	Beskrivelse

ISO 20816-5 Anvendelsesområde

ISO 20816-5 specificerer kriterier for vibrationsevaluering af hydrauliske maskiner, herunder Kaplan-, Francis- og Pelton-turbiner, pumpeturbiner og pumper, der anvendes i vandkraftværker. Den dækker både vertikale og horisontale maskinkonfigurationer.

Lejehusvibrationer — Vertikale maskiner

Bredbåndsvibrationshastighed målt på lejehuset i mm/s RMS, typisk 10-1000 Hz. Gælder for vertikale Kaplan-, Francis-, pumpe-turbine- og pumpeenheder.

Zonegrænse	Hastighed (mm/s RMS)
A/B	2.8
B/C	5.3
C/D	8.5

Lejehusvibrationer — Horisontal Pelton

Horisontale Pelton-turbiner har lavere tilladte grænser på grund af lejearrangementet og impulsbelastningsegenskaberne.

Zonegrænse	Hastighed (mm/s RMS)
A/B	2.3
B/C	4.5
C/D	7.1

Akselforskydning — Vertikale maskiner

Akselrelativ forskydning måles med nærhedsprober, udtrykt som peak-to-peak-forskydning i μm.

Zonegrænse	Forskydning (μm pp)
A/B	80
B/C	160
C/D	260

Bemærk: Vertikale hydromaskiner har unikke vibrationsegenskaber på grund af tyngdekraften, der virker langs akselaksen. Akselejernes tilstand og hydrauliske kræfter (trækrørets stød, kavitation) påvirker vibrationsadfærden betydeligt.

⚠️ Vigtigt: Både lejehus- og akselvibrationer bør overvåges. Den værste af de to vurderinger styrer den samlede evaluering. Driftsforhold (belastning, løftehøjde, udløbsvandstand) påvirker vibrationsniveauerne i hydromotorer i høj grad.

Vibrationsgrænser for vandturbiner i henhold til ISO 20816-5 | Vibromera

Udgivet af Nikolai Shelkovenko på 15. februar 2026 5. marts 2026