ISO 20816-1: Vibración mecánica – Medición y evaluación de la vibración de la máquina – Parte 1: Directrices generales

Resumen

La norma ISO 20816-1 es la norma internacional actual y moderna que proporciona las directrices generales para la medición y evaluación de las vibraciones en maquinaria. Representa una actualización significativa, ya que sustituye y combina los principios de dos normas fundamentales más antiguas: ISO 10816-1 (que cubría mediciones en piezas no giratorias) y ISO 7919-1 (que abarcaba las mediciones en ejes rotatorios). Esta nueva norma proporciona un marco unificado para evaluar la vibración de una máquina en su conjunto, considerando conjuntamente las mediciones de la carcasa y del eje para una evaluación más completa.

Tabla de Contenidos (Estructura Conceptual)

La norma integra y actualiza los conceptos de sus predecesores en una estructura cohesiva:

1. 1. Alcance y tipos de medición:

   Este capítulo inicial define el alcance integral de la norma, estableciéndola como la guía principal para evaluar la vibración de una amplia gama de maquinaria industrial en condiciones operativas. Su característica más significativa es la unificación formal de dos filosofías de medición distintas. Proporciona metodologías detalladas para medir la vibración en ambos:

   • Partes no giratorias: Se refiere a las mediciones realizadas en los componentes estacionarios de una máquina, generalmente las carcasas de los cojinetes. La norma reafirma que la métrica preferida para este tipo de medición es la banda ancha. RMS (raíz cuadrada media) velocidad, medido con sensores sísmicos como acelerómetrosEsta medida refleja la energía destructiva que se transmite a la estructura de la máquina.
   • Ejes giratorios: Se refiere a las mediciones del movimiento dinámico del propio eje, con respecto a un punto fijo (normalmente la carcasa del rodamiento). La norma especifica que esto debe medirse sin contacto. sondas de proximidad, y la métrica preferida es De pico a pico desplazamientoEsta medida cuantifica directamente cuánto se mueve el eje dentro del espacio libre del cojinete.
2. 2. Instrumentación:

   Este capítulo especifica los requisitos técnicos de todo el sistema de medición para garantizar la precisión y la consistencia, abarcando tanto las mediciones sísmicas (entubado) como las mediciones sin contacto (eje). Exige que la instrumentación, incluyendo el transductor, el cableado y el analizador, sea capaz de medir con precisión los parámetros especificados (velocidad RMS o desplazamiento pico a pico) en el rango de frecuencia requerido para el tipo de máquina. La norma enfatiza la importancia de la calibración regular de toda la cadena de medición con un estándar conocido y trazable. Además, proporciona orientación esencial para la correcta instalación de sensores, haciendo referencia a normas específicas para el montaje de acelerómetros.ISO 5348) y sondas de proximidad (por ejemplo, API 670) para minimizar el error de medición y garantizar que los datos sean confiables y repetibles a lo largo del tiempo.

3. 3. Criterios de evaluación:

   Esta sección constituye el núcleo de la metodología de evaluación, retomando el enfoque de dos criterios, ya probado en normas anteriores. Proporciona un marco detallado para evaluar el estado de la máquina basándose tanto en valores absolutos como en cambios a lo largo del tiempo:

   • Criterio 1 (Límites absolutos): Este criterio implica comparar la magnitud absoluta de la vibración medida (ya sea la velocidad de la carcasa o el desplazamiento del eje) con límites predefinidos. Estos límites suelen establecerse con base en datos estadísticos de una amplia muestra de máquinas similares o en directrices específicas de otras partes de la serie ISO 20816. Sirve como referencia fundamental para el estado general de la máquina y es crucial para las pruebas de aceptación.
   • Criterio 2 (Cambio respecto al valor inicial): Este criterio se centra en el cambio en la magnitud de la vibración con respecto a una condición de referencia o línea base conocida y estable. La norma enfatiza que un cambio significativo, incluso si el valor absoluto aún se considera aceptable según el Criterio 1, suele ser el indicador más temprano y fiable de una falla en desarrollo. Este criterio es la base del mantenimiento predictivo basado en tendencias.
4. 4. Zonas de evaluación:

   Para simplificar la aplicación del Criterio 1, la norma sigue utilizando el consolidado marco de cuatro zonas para clasificar la severidad absoluta de la vibración. Estas zonas proporcionan un método claro, codificado por colores, para comunicar 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 se proporcionan en las secciones específicas de la norma para cada máquina (p. ej., ISO 20816-3). Las zonas se definen como:

   • Zona A: La vibración de la maquinaria recién puesta en servicio o renovada 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. Se deben programar medidas correctivas.
   • Zona D: Los valores de vibración dentro de esta zona normalmente se consideran lo suficientemente graves como para provocar daños a la máquina.
5. 5. Evaluación y aceptación combinadas:

   Esta sección final ofrece una síntesis crucial de los principios de la norma. Recomienda formalmente un enfoque de evaluación combinado, especialmente para maquinaria crítica equipada con sondas sísmicas y sin contacto. Guía al usuario para evaluar tanto la vibración de la carcasa (que refleja las fuerzas transmitidas a la estructura) como la vibración del eje (que refleja el comportamiento dinámico del rotor) para obtener una evaluación más completa y fiable del estado general de la máquina. Esta sección también distingue claramente entre los criterios utilizados para pruebas de aceptación (para máquinas nuevas o reparadas), que normalmente exige que los niveles de vibración se encuentren dentro de las zonas A o B más estrictas, y los criterios para monitoreo operativo de máquinas en servicio, donde los puntos de alarma establecidos (alerta y disparo) basados tanto en límites absolutos como en cambios significativos desde la línea base son las herramientas principales para la evaluación diaria de las condiciones.

Conceptos clave

• Unificación de Normas: El aspecto más importante de la norma ISO 20816-1 es que sustituye y unifica las normas, previamente independientes, para la vibración de la carcasa (ISO 10816-1) y del eje (ISO 7919-1). Esto promueve un enfoque más integral para el análisis de maquinaria.
• Filosofía de la medición dual: La norma recomienda encarecidamente el uso de mediciones de vibración tanto de la carcasa como del eje siempre que sea posible, ya que proporcionan información complementaria. Una vibración alta de la carcasa podría indicar un problema estructural, mientras que una vibración alta del eje podría indicar un problema en la dinámica del rotor.
• Modernización: Actualiza las directrices generales para reflejar las prácticas modernas de instrumentación y análisis de datos que han evolucionado desde que se publicaron las normas originales.
• Fundación para piezas específicas: Al igual que sus predecesoras, esta norma "Parte 1" proporciona el marco general. Los límites numéricos específicos para las zonas de evaluación de los diferentes tipos de máquinas se detallan en otras partes de la serie ISO 20816 (p. ej., ISO 20816-3 para máquinas industriales).

← Volver al índice principal