ISO 10816-1: Vibración mecánica – Evaluación de la vibración de la máquina mediante mediciones en piezas no giratorias – Parte 1: Directrices generales

Resumen

La norma ISO 10816-1 es una norma fundamental para la monitorización del estado de la maquinaria. Establece los principios generales para la medición y evaluación de la vibración en las partes fijas o estacionarias de las máquinas, como las carcasas de los rodamientos. Esta norma es el sustituto moderno de la norma histórica. ISO 2372 y sirve como documento base para una serie de otras normas (p. ej., la ISO 10816-3 para máquinas industriales) que establecen límites de vibración específicos para diferentes clases de maquinaria. Su objetivo principal es proporcionar una base estandarizada y fiable para evaluar el estado operativo de las máquinas y establecer criterios de aceptación.

Nota: Esta norma está siendo reemplazada gradualmente por la serie ISO 20816, cuyo objetivo es combinar los principios de medición de tuberías de revestimiento (ISO 10816) y de pozos (ISO 7919) en un marco único e integral. Sin embargo, los principios y las definiciones de zona de la norma ISO 10816-1 siguen siendo de uso generalizado.

Tabla de Contenidos (Estructura Conceptual)

La norma está estructurada para proporcionar un marco completo para establecer y ejecutar un programa de evaluación de vibraciones de maquinaria:

1. 1. Alcance y medición:

   Esta sección inicial define el alcance de la norma, aclarando que se aplica a la medición de la vibración estructural en las partes fijas y no giratorias de la maquinaria, principalmente las carcasas de los rodamientos. Establece que el parámetro de medición preferido para la monitorización de la condición es banda ancha raíz cuadrada media (RMS) velocidad, ya que proporciona una medida estable y representativa de la energía destructiva de la vibración en un amplio rango de velocidades de la máquina. La norma especifica un rango de frecuencia predeterminado para esta medición, típicamente de 10 Hz a 1000 Hz, que resulta eficaz para detectar las fallas más comunes de la máquina, como el desequilibrio y la desalineación. También proporciona una guía básica sobre dónde tomar mediciones (en los rodamientos en dirección horizontal, vertical y axial) para garantizar una visión completa del estado dinámico de la máquina.

2. 2. Instrumentación:

   Este capítulo establece los requisitos de rendimiento de los instrumentos utilizados para realizar las mediciones. Especifica que todo el sistema de medición, incluyendo el sensor, el cableado y el medidor, debe ser capaz de medir con precisión la velocidad RMS dentro del rango de frecuencia especificado. Exige que el instrumento tenga un rango dinámico suficiente para medir sin distorsión tanto máquinas con funcionamiento suave como irregular. La norma también hace especial hincapié en el correcto montaje del sensor para garantizar la precisión y repetibilidad de los datos, y hace referencia directa a... ISO 5348 como estándar rector para el montaje de acelerómetros. Finalmente, exige que la instrumentación se calibre periódicamente según un estándar trazable para garantizar su precisión continua.

3. 3. Criterios de evaluación:

   Esta sección central establece las dos filosofías fundamentales para evaluar la severidad de las vibraciones. Explica que una evaluación integral no debe basarse en un solo método, sino en una combinación de ambos:

   • Criterio 1: Magnitud de la vibración. Se trata de una evaluación del valor absoluto de la vibración medida en un momento específico, comparándola con límites predefinidos (las "zonas" descritas en la siguiente sección). Este criterio se utiliza para evaluar el estado absoluto de la máquina y es esencial para las pruebas de aceptación y para establecer límites superiores que eviten daños.
   • Criterio 2: Cambio en la magnitud de la vibración. Este criterio se centra en la tendencia de la vibración a lo largo del tiempo, comparando el valor actual con el valor de referencia normal establecido de la máquina. La norma enfatiza que un *cambio* significativo en la vibración, como la duplicación de la velocidad RMS, puede ser un indicador mucho más sensible de una falla en desarrollo que el valor absoluto por sí solo. La vibración de una máquina podría duplicarse, pero aún estar en la zona "Buena" o "Satisfactoria", pero este cambio seguiría siendo una clara señal de alerta que requiere investigación.
4. 4. Zonas de evaluación:

   Para proporcionar un marco sencillo y práctico para el Criterio 1 (magnitud absoluta), la norma introduce un sistema de cuatro zonas de evaluación. Estas zonas sirven como "calificaciones" universales para el estado de la máquina. Es importante destacar que esta parte general de la norma solo define el *concepto* de las zonas; los valores numéricos específicos para los límites de las zonas (en mm/s) se proporcionan en las secciones específicas de la norma para cada máquina (p. ej., ISO 10816-3). Las zonas se definen como:

   • Zona A: La vibración de la maquinaria recién puesta en funcionamiento normalmente caería dentro de esta zona.
   • Zona B: Las máquinas con vibraciones dentro de esta zona normalmente se consideran aceptables para un funcionamiento a largo plazo sin restricciones.
   • Zona C: Las máquinas con vibración en esta zona normalmente se consideran insatisfactorias para un funcionamiento continuo a largo plazo. La máquina puede funcionar en estas condiciones durante un período limitado hasta que se pueda tomar una medida correctiva.
   • Zona D: Los valores de vibración dentro de esta zona normalmente se consideran de suficiente gravedad como para provocar daños a la máquina.
5. 5. Límites operativos (alarmas):

   Esta sección final proporciona una metodología práctica para implementar los criterios de evaluación en un programa de monitoreo real. Recomienda configurar dos niveles distintos de alarmas operativas para gestionar eficazmente el riesgo de las máquinas:

   • Alerta: Este es un nivel de alerta, establecido para indicar que la vibración ha superado su valor de referencia normal y estable. Una alerta no indica necesariamente un peligro inmediato, pero sirve como desencadenante para intensificar la vigilancia o programar una investigación para determinar la causa del cambio. Este límite suele basarse en el Criterio 2 (un cambio significativo con respecto al valor de referencia).
   • Viaje: Este es un nivel de parada, establecido en un valor absoluto superior que representa el límite superior de funcionamiento aceptable. Si se supera este nivel, indica que la máquina corre riesgo de sufrir daños graves e inminentes. La respuesta debe ser inmediata, lo que puede incluir la parada de la máquina. Este límite suele basarse en el Criterio 1 (una magnitud absoluta, a menudo el límite de la Zona C/D).

Conceptos clave

• Velocidad RMS: La norma reafirma la velocidad RMS como la mejor métrica individual para la salud general de la maquinaria en el rango de frecuencia especificado, ya que está directamente relacionada con la energía destructiva de la vibración.
• Medición de banda ancha: La norma se basa en un único valor de vibración “general”, no en un valor detallado. espectroEs una herramienta de detección, no de diagnóstico. Un valor alto indica *que* hay un problema, pero no *cuál* es.
• General vs. Específico: La Parte 1 constituye el marco general. Para conocer los límites de vibración específicos y aplicables a una máquina en particular, consulte las demás partes de las series ISO 10816 e ISO 20816.

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