ISO 20816-3: Vibración mecánica – Medición y evaluación de la vibración de las máquinas – Parte 3: Máquinas industriales

Resumen

La norma ISO 20816-3 es la norma actual y moderna que proporciona valores numéricos específicos para la vibración aceptable de máquinas industriales comunes. Es la aplicación directa y práctica del marco general establecido en ISO 20816-1 y sirve como reemplazo oficial del ampliamente utilizado ISO 10816-3Esta norma es un documento crítico, de uso diario, para ingenieros de confiabilidad y técnicos de mantenimiento para evaluar la condición de la máquina basándose en mediciones de vibración tomadas en partes no giratorias (por ejemplo, carcasas de cojinetes).

Tabla de Contenidos (Estructura Conceptual)

La norma sigue la estructura de su predecesora pero con criterios actualizados, proporcionando una guía clara para su aplicación práctica:

1. 1. Alcance:

   Este capítulo inicial define claramente los límites de aplicación de la norma. Especifica que estas directrices están destinadas a máquinas industriales con potencias superiores a 15 kW y velocidades de funcionamiento entre 120 y 15 000 RPM. El alcance se centra en maquinaria industrial común, como bombas, motores eléctricos, compresores y ventiladores. Fundamentalmente, aclara que los criterios de evaluación proporcionados se refieren a mediciones in situ de banda ancha realizadas en las partes no giratorias de la máquina (p. ej., carcasas de cojinetes) en condiciones normales de funcionamiento en estado estacionario. Esta sección sienta las bases, garantizando que el usuario conozca con precisión en qué máquinas y bajo qué condiciones se pueden aplicar de forma fiable los valiosos límites numéricos de esta norma.

2. 2. Clasificación de máquinas (Grupos):

   Este capítulo es el más crítico para la correcta aplicación de la norma, ya que los límites de vibración dependen completamente de la clasificación de la máquina. La norma agrupa las máquinas según su tamaño (potencia nominal), el tipo de motor (motor, turbina, etc.) y la flexibilidad de su cimentación. Los grupos principales son:

   • Grupo 1: Maquinaria de gran tamaño, generalmente con potencias superiores a 300 kW, montada sobre cimientos rígidos y pesados (p. ej., grandes bloques de hormigón). Algunos ejemplos son las grandes turbinas de generación de energía y las grandes bombas de proceso.
   • Grupo 2: Máquinas de tamaño mediano, con potencias entre 15 kW y 300 kW, también montadas sobre cimentaciones rígidas. Esta es la categoría más común, que abarca la mayoría de las bombas, ventiladores y motores eléctricos industriales estándar.
   • Grupo 3 y 4: Estos grupos abarcan máquinas grandes (Grupo 3) y medianas (Grupo 4) montadas sobre estructuras de soporte ligeras y flexibles (p. ej., patines de acero o aisladores de vibraciones). La norma proporciona una definición técnica de cimentación flexible en función de si la primera frecuencia natural de la máquina es superior o inferior a su velocidad de funcionamiento principal.

   Identificar correctamente a qué grupo pertenece una máquina es el primer paso esencial antes de poder utilizar las tablas de severidad de vibraciones.

3. 3. Valores de la zona de severidad de la vibración (Tabla):

   Este es el núcleo práctico de la norma, que proporciona los valores numéricos definitivos para la evaluación de vibraciones. La sección contiene tablas que enumeran claramente los valores específicos. Velocidad RMS Niveles (en mm/s y pulgadas/s) que delimitan las cuatro zonas de evaluación (A/B, B/C y C/D). Estos valores se proporcionan para cada grupo de máquinas definido en el capítulo anterior. Por ejemplo, un usuario puede buscar el "Grupo 2" para máquinas medianas sobre cimientos rígidos y encontrar los valores exactos de velocidad. La tabla podría especificar que, para este grupo, el límite entre la Zona B (operación a largo plazo sin restricciones) y la Zona C (no apta para operación a largo plazo) es de 4,5 mm/s. Esto permite al técnico tomar una medición, compararla directamente con la tabla y emitir un juicio inmediato, basado en estándares, sobre el estado de la máquina.

4. Orientación sobre la configuración de la alarma:

   Esta sección final ofrece consejos prácticos sobre cómo traducir los límites de la zona de evaluación en alarmas operativas eficaces para la monitorización continua o periódica. Refuerza la estrategia de alarma de dos niveles recomendada en la norma ISO 20816-1. El primer nivel, el Alerta La alarma se establece generalmente a un nivel que indica que la vibración de la máquina ha aumentado significativamente con respecto a su valor normal o ha entrado en la zona C. Esto sirve como una alerta temprana que justifica investigación y análisis. El segundo nivel, más alto, es el Viaje o Peligro La alarma es un límite absoluto que no debe sobrepasarse. Suele establecerse en el límite entre la Zona C y la Zona D. Superar este límite indica una alta probabilidad de daños graves y debería desencadenar una acción inmediata, que podría incluir el apagado automático de la máquina para evitar una falla catastrófica. Esta guía permite a los operadores pasar de una simple evaluación a una protección proactiva y automatizada de la máquina.

Conceptos clave y actualizaciones

• Reemplazo directo de ISO 10816-3: Esta norma es la sucesora oficial de la ISO 10816-3. Si bien el enfoque fundamental es el mismo, los límites numéricos y algunas clasificaciones se han revisado y actualizado con base en nuevos datos y experiencias del sector.
• Límites prácticos y viables: El objetivo principal de este documento es proporcionar cifras claras y prácticas. Un técnico puede medir la vibración de una bomba, clasificarla en el grupo correcto (p. ej., Grupo 2, cimentación rígida) y comparar la lectura con la tabla para evaluar inmediatamente su estado.
• El tipo de fundación es crítico: La norma continúa enfatizando la diferencia crucial entre cimentaciones rígidas y flexibles. Una máquina sobre una estructura de soporte flexible puede soportar un mayor nivel de vibración que la misma máquina sobre una base sólida y rígida.
• Centrarse en las piezas no giratorias: Es importante recordar que esta norma (al igual que su predecesora) se aplica a las mediciones realizadas en la estructura estacionaria de la máquina, como sus alojamientos de cojinetes. Se utiliza junto con otras partes de la serie ISO 20816 para mediciones de vibración de ejes cuando corresponde.

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