ISO 20816-8 محدودیت‌های ارتعاش برای کمپرسورهای رفت و برگشتی

ISO 20816-8 چیست و چرا برای کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی اهمیت دارد؟

ISO 20816-8 استاندارد بین‌المللی‌ای است که معیارهای ارزیابی شدت ارتعاش را به‌طور خاص برای کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی، از جمله انواع گاز فرایندی، هوا و تبرید، تعریف می‌کند. این استاندارد چهار ناحیه ارتعاشی (A، B، C، D) را بر اساس سرعت اندازه‌گیری‌شده بر حسب mm/s RMS تعریف می‌کند و به مهندسان کمک می‌کند تشخیص دهند آیا کمپرسور در حدود قابل‌قبول کار می‌کند یا به اقدام اصلاحی نیاز دارد.

کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی از نظر بنیادی با ماشین‌های دوار مانند کمپرسورهای گریز از مرکز یا محوری تفاوت دارند. مکانیزم پیستون-میل‌لنگ و نیروهای گاز ضربانیِ ذاتی در طراحی‌های رفت‌وبرگشتی، در حین کار عادی سطوح ارتعاشی به‌مراتب بالاتری ایجاد می‌کنند. به همین دلیل ISO 20816-8 به‌عنوان بخشی جداگانه از خانواده ISO 20816 وجود دارد—به‌کارگیری حدود استانداردهای ماشین‌های دوار (مانند ISO 20816-3) برای کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی، به ارزیابی‌های گمراه‌کننده و بیش‌ازحد محافظه‌کارانه منجر می‌شود.

دامنه کاربرد ISO 20816-8 مشخص است: این استاندارد برای سامانه‌های کمپرسور رفت‌وبرگشتی نصب‌شده روی فونداسیون‌های صلب، با سرعت‌های کاری معمول از 120 r/min تا 1800 r/min به کار می‌رود. ارتعاش چرخشی و پیچشی شفت، همچنین ارتعاش محرک‌ها (موتورهای الکتریکی، موتورها) و تجهیزات کمکی رانده‌شده، خارج از دامنه آن هستند و باید با استانداردهای قابل کاربرد دیگر برای آن نوع ماشین‌ها ارزیابی شوند.

محدودیت‌های ارتعاش - کمپرسورهای رفت و برگشتی این ابزار آنلاین رایگان از این مجموعه ابزار مهندسی، طبقه‌بندی ناحیه‌ای ISO 20816-8 را در یک محاسبه‌گر مبتنی بر مرورگر پیاده‌سازی می‌کند. مهندسان می‌توانند سرعت ارتعاش اندازه‌گیری‌شده خود را وارد کنند، نوع کمپرسور و نوع فونداسیون را انتخاب کنند و فوراً ناحیه ارتعاش مربوطه را همراه با توصیه‌های عملیاتی دریافت کنند—بدون نیاز به صفحه‌گسترده یا جست‌وجوی دستی در جداول.

مرزهای ناحیه ارتعاش ISO 20816-8 برای فونداسیون‌های صلب چیست؟

برای کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی نصب‌شده روی فونداسیون‌های بتنی صلب یا بلوک‌های فولادی که مستقیماً به سازه ساختمان کوپل شده‌اند، ISO 20816-8 سه مرز ناحیه را تعریف می‌کند: A/B در 7.1 mm/s RMS، B/C در 14.0 mm/s RMS و C/D در 28.0 mm/s RMS. ناحیه A نشان‌دهنده وضعیت تازه راه‌اندازی‌شده یا عالی است، در حالی که ناحیه D نشان می‌دهد ارتعاش آن‌قدر شدید است که می‌تواند باعث آسیب شود.

مرز منطقه	حد سرعت (mm/s RMS)	تفسیر عملیاتی
الف/ب	7.1	گذار از وضعیت تازه راه‌اندازی‌شده (عالی) به وضعیت قابل‌قبول برای بهره‌برداری بلندمدت
B/C	14.0	گذار از وضعیت قابل‌قبول به بهره‌برداری محدود—انجام بررسی توصیه می‌شود
C/D	28.0	گذار از بهره‌برداری محدود به وضعیت خطرناک—در صورت ادامه کار، خطر آسیب وجود دارد

فونداسیون‌های صلب رایج‌ترین روش نصب برای کمپرسورهای بزرگ گاز فرایندی در پالایشگاه‌ها و مجتمع‌های شیمیایی هستند. جرم و سختی فونداسیون حرکت فریم را محدود می‌کند، به همین دلیل مرزهای ناحیه در مقایسه با نصب‌های انعطاف‌پذیر (عایق فنری) پایین‌تر هستند. برای مثال، مقدار 12 mm/s RMS در یک کمپرسور گاز فرایندی با فونداسیون صلب در ناحیه B قرار می‌گیرد—و برای بهره‌برداری بلندمدت بدون محدودیت قابل‌قبول است.

آیا ISO 20816-8 فونداسیون‌های انعطاف‌پذیر (ایزوله‌شده با فنر) را پوشش می‌دهد؟

خیر — ISO 20816-8 برای کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی نصب‌شده روی فونداسیون‌های صلب به کار می‌رود و جدول ناحیه جداگانه‌ای برای نصب‌های انعطاف‌پذیر (ایزوله‌شده با فنر) تعریف نمی‌کند. برای ماشین‌های ایزوله‌شده با فنر، ابزار مرزهای راهنمای مهندسی اختیاری ارائه می‌کند — A/B در 9.0 mm/s RMS، B/C در 18.0 mm/s RMS و C/D در 36.0 mm/s RMS — که از مقادیر فونداسیون صلب برون‌یابی شده‌اند تا حرکت اضافی قاب را که ایزولاسیون فنری مجاز می‌کند بازتاب دهند. این مقادیر راهنما بخشی از ISO 20816-8 نیستند و ارزیابی مبتنی بر آنها نباید به عنوان طبقه‌بندی ناحیه ISO 20816-8 گزارش شود.

مرز منطقه	فونداسیون صلب — ISO 20816-8 (mm/s RMS)	فونداسیون انعطاف‌پذیر — راهنمای برون‌یابی‌شده، خارج از ISO 20816-8 (mm/s RMS)	افزایش ضریب
الف/ب	7.1	9.0	×۱٫۲۷
B/C	14.0	18.0	×۱٫۲۹
C/D	28.0	36.0	×۱٫۲۹

نصب‌های ایزوله‌شده با فنر برای کمپرسورهای هوا و کمپرسورهای تبرید در ساختمان‌هایی که ارتعاش منتقل‌شده به سازه باید به حداقل برسد، رایج هستند. فونداسیون انعطاف‌پذیر به قاب کمپرسور اجازه می‌دهد در فرکانس‌های پایین آزادانه‌تر حرکت کند و نیروهای اینرسی را به‌جای انتقال جذب کند. مهندسان باید پیش از استفاده از محدودیت‌های ارتعاش - کمپرسورهای رفت و برگشتی ابزار؛ انتخاب نوع فونداسیون نادرست می‌تواند طبقه‌بندی ناحیه را به اندازه یک ناحیه کامل جابه‌جا کند و به تصمیم‌های تعمیر و نگهداری اشتباه منجر شود. به خاطر داشته باشید که فقط ارزیابی فونداسیون صلب یک طبقه‌بندی واقعی ISO 20816-8 است — گزینه فونداسیون انعطاف‌پذیر مقادیر راهنمای برون‌یابی‌شده‌ای را که در بالا شرح داده شد اعمال می‌کند و این مقادیر خارج از دامنه استاندارد هستند.

محدودیت‌های ارتعاش کمپرسور رفت و برگشتی چگونه با محدودیت‌های ماشین‌های دوار مقایسه می‌شوند؟

کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی نسبت به ماشین‌های دوار سطوح ارتعاش قابل قبول بسیار بالاتری دارند. حد بالایی ناحیه A برای کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی روی فونداسیون‌های صلب 7.1 mm/s RMS است — تقریباً پنج برابر مرز ناحیه A/B برابر با 1.4 mm/s RMS برای یک ماشین دوار اندازه متوسط (ISO 20816-3، قبلاً ISO 10816-3، گروه 2 روی تکیه‌گاه صلب). این تفاوت وجود دارد زیرا مکانیزم رفت‌وبرگشتی ذاتاً ارتعاش بیشتری تولید می‌کند که در بهره‌برداری عادی محسوب می‌شود.

پارامتر	کمپرسورهای رفت و برگشتی (ISO 20816-8، صلب)	ماشین‌های دوار (ISO 20816-3، گروه 2، تکیه‌گاه صلب)	نسبت
مرز منطقه A/B	۷.۱ میلی‌متر بر ثانیه RMS	1.4 میلی‌متر بر ثانیه RMS	5.1×
مرز منطقه B/C	۱۴.۰ میلی‌متر بر ثانیه RMS	۲.۸ میلی‌متر بر ثانیه RMS	5.0×
مرز ناحیه C/D	۲۸.۰ میلی‌متر بر ثانیه RMS	4.5 میلی‌متر بر ثانیه RMS	6.2×
منبع ارتعاش اولیه	نیروهای اینرسی پیستون-لنگ، ضربان گاز	عدم تعادل و ناهمراستایی روتور	—
محتوای فرکانس غالب	۱×، ۲× و مرتبه‌های بالاترِ سرعت چرخش	عمدتاً ۱× سرعت چرخش	—

این مقایسه یک اصل مهندسی حیاتی را برجسته می‌کند: محدودیت‌های ارتعاش مختص نوع ماشین هستند. اعمال محدودیت‌های ماشین دوار بر روی یک کمپرسور رفت و برگشتی باعث می‌شود تقریباً هر واحد به دلیل ارتعاش بیش از حد علامت‌گذاری شود و منجر به خاموشی‌های غیرضروری و هدر رفتن منابع تعمیر و نگهداری شود. برعکس، اعمال محدودیت‌های رفت و برگشتی بر روی یک کمپرسور گریز از مرکز می‌تواند باعث شود ارتعاشات واقعاً خطرناک شناسایی نشوند. محدودیت‌های ارتعاش - کمپرسورهای رفت و برگشتی این ابزار تضمین می‌کند که استاندارد صحیح به طور خودکار بر اساس انتخاب دستگاه کاربر اعمال می‌شود.

چهار ناحیه ارتعاش (A، B، C، D) در استاندارد ISO 20816-8 به چه معناست؟

چهار ناحیه در استاندارد ISO 20816-8 شدت ارتعاش را به دسته‌های قابل اقدام طبقه‌بندی می‌کنند: ناحیه A نشان‌دهنده شرایط عالی معمول برای ماشین‌های تازه راه‌اندازی شده است، ناحیه B نشان‌دهنده عملکرد طولانی‌مدت قابل قبول است، ناحیه C به این معنی است که ارتعاش به سطحی رسیده است که نیاز به بررسی و عملکرد محدود دارد، و ناحیه D نشان‌دهنده خطر آسیب قریب‌الوقوع است که نیاز به اقدام فوری دارد.

منطقه الف — میزان ارتعاش معمول کمپرسورهای رفت و برگشتی تازه راه اندازی شده یا اخیراً تعمیر اساسی شده. هیچ اقدامی لازم نیست. این هدف پایه برای آزمایش پذیرش است.
منطقه ب — سطح ارتعاش برای کارکرد طولانی مدت و نامحدود قابل قبول است. اکثر کمپرسورهای در حال سرویس روتین در این منطقه کار می‌کنند. نظارت باید در فواصل زمانی معمول ادامه یابد.
منطقه ج — سطوح ارتعاشی که برای عملکرد پایدار قابل قبول نیستند. کمپرسور ممکن است برای مدت محدودی کار کند تا زمانی که اقدامات اصلاحی برنامه‌ریزی شده باشد، اما بررسی علت اصلی باید فوراً آغاز شود. علل رایج شامل گایدهای فرسوده کراس هد، پیچ‌های شل فونداسیون یا رزونانس پالس گاز است.
منطقه د — سطح لرزش به اندازه‌ای شدید است که می‌تواند باعث آسیب سریع به کمپرسور، لوله‌کشی یا فونداسیون شود. خاموش کردن فوری یا کاهش بار توصیه می‌شود. ادامه کار در منطقه D خطر خرابی فاجعه‌بار یاتاقان‌ها، میل‌لنگ یا اجزای حاوی فشار را به همراه دارد.

سیستم منطقه‌ای یک چارچوب ارتباطی جهانی بین تیم‌های مهندسی عملیات، تعمیر و نگهداری و قابلیت اطمینان فراهم می‌کند. به جای بحث در مورد اینکه آیا یک عدد ارتعاش خاص “زیاد” یا “کم” است، تیم‌ها می‌توانند به طبقه‌بندی منطقه‌ای ISO 20816-8 مراجعه کنند تا تصمیمات منسجمی در مورد انواع و نصب‌های مختلف کمپرسور بگیرند.

استاندارد ISO 20816-8 کدام نوع کمپرسورها را پوشش می‌دهد؟

ISO 20816-8 همه دسته‌های اصلی کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی را پوشش می‌دهد: کمپرسورهای گاز فرایندی مورد استفاده در پالایشگاه‌ها و کارخانه‌های شیمیایی، کمپرسورهای هوای صنعتی برای تأسیسات کارخانه و کمپرسورهای تبرید مورد استفاده در سامانه‌های HVAC و سرمایش صنعتی. همان ساختار مرز ناحیه ISO 20816-8 برای هر سه نوع زمانی که روی فونداسیون‌های صلب نصب شده باشند اعمال می‌شود؛ برای نصب‌های ایزوله‌شده با فنر، ابزار مقادیر راهنمای غیر ISO برون‌یابی‌شده‌ای را که در بالا شرح داده شد اعمال می‌کند.

کمپرسورهای گاز فرآیندی — معمولاً دستگاه‌های بزرگ، چند مرحله‌ای و با سرعت پایین (300 تا 600 دور در دقیقه) که هیدروژن، گاز طبیعی، اتیلن و سایر گازهای فرآیندی را جابجا می‌کنند. معمولاً روی پایه‌های بتن مسلح صلب نصب می‌شوند. این دستگاه‌ها به دلیل قابلیت اشتعال یا سمی بودن، کاربردهای پرخطری دارند.
کمپرسورهای هوا — کمپرسورهای هوای رفت و برگشتی متوسط تا بزرگ (معمولاً ۵۰۰ تا ۱۸۰۰ دور در دقیقه) که برای تأمین هوای کارخانه استفاده می‌شوند. اغلب بسته به نیاز نصب، روی فونداسیون‌های صلب یا انعطاف‌پذیر نصب می‌شوند. مشکلات ارتعاش کمپرسور هوا اغلب ناشی از تخریب شیر یا نقص عملکرد تخلیه‌کننده است.
کمپرسورهای برودتی — کمپرسورهای رفت و برگشتی با درایو باز یا نیمه بسته که در سیستم‌های تبرید آمونیاک، چیلرهای صنعتی و تأسیسات ذخیره‌سازی سرد استفاده می‌شوند. این کمپرسورها ممکن است با سرعت‌های بالاتر (۹۰۰ تا ۱۷۵۰ دور در دقیقه) کار کنند و اغلب برای به حداقل رساندن انتقال صدا و لرزش به فضاهای اشغال شده، توسط فنر ایزوله می‌شوند.

محدودیت‌های ارتعاش - کمپرسورهای رفت و برگشتی ابزار از هر سه نوع کمپرسور با مقادیر پیش‌تنظیم سریع مناسب پشتیبانی می‌کند. برای مثال، ابزار شامل پیش‌تنظیم‌های 12 mm/s برای کمپرسور فرایندی روی فونداسیون صلب (ناحیه B)، 20 mm/s برای کمپرسور هوا (ناحیه C روی صلب؛ همچنین ناحیه C تحت مقادیر راهنمای فونداسیون انعطاف‌پذیر) و 8 mm/s برای کمپرسور تبرید (ناحیه B روی صلب؛ ناحیه A تحت مقادیر راهنمای فونداسیون انعطاف‌پذیر) است.

چرا ارتعاشات لوله‌کشی ناشی از پالس تحت پوشش استاندارد ISO 20816-8 قرار نمی‌گیرد؟

استاندارد ISO 20816-8 فقط به ارتعاشات قاب و محفظه یاتاقان در خود کمپرسور می‌پردازد. ارتعاشات لوله‌کشی ناشی از ضربان - که اغلب مهم‌ترین نگرانی ارتعاشی برای نصب کمپرسورهای رفت و برگشتی است - باید به‌طور جداگانه با استفاده از استانداردهایی مانند دستورالعمل‌های موسسه انرژی برای جلوگیری از شکست خستگی ناشی از ارتعاش در لوله‌کشی فرآیند یا الزامات مطالعه ضربان API 618 ارزیابی شوند.

کمپرسورهای رفت و برگشتی نوسان‌های فشار گاز را در مضرب‌های سرعت چرخش و تعداد سیلندرها ایجاد می‌کنند. این نوسان‌ها در سیستم لوله‌کشی متصل منتشر می‌شوند و می‌توانند فرکانس‌های طبیعی مکانیکی دهانه‌های لوله، اتصالات کوچک‌قطر و لوله‌کشی ابزار دقیق را تحریک کنند. طبق پیمایش مؤسسه انرژی در سال 2019، خستگی ارتعاشی لوله‌کشی حدود 20% از کل نشت‌های هیدروکربنی در صنعت بالادستی نفت و گاز را تشکیل می‌دهد و آن را به یکی از علل اصلی حوادث از دست رفتن مهار تبدیل می‌کند.

این تمایز مهم است: یک کمپرسور می‌تواند ارتعاش قاب کاملاً قابل قبولی (ناحیه A یا B طبق استاندارد ISO 20816-8) داشته باشد، در حالی که همزمان ارتعاش لوله‌کشی آن به اندازه‌ای شدید باشد که در عرض چند هفته باعث خرابی ناشی از خستگی شود. مهندسانی که ارزیابی ارتعاش را در مورد نصب کمپرسورهای رفت و برگشتی انجام می‌دهند، باید همیشه هم ارتعاش قاب کمپرسور را طبق استاندارد ISO 20816-8 و هم ارتعاش لوله‌کشی مربوطه را طبق استانداردهای ارتعاش لوله‌کشی مربوطه ارزیابی کنند.

چگونه از ابزار ارزیابی ارتعاش ISO 20816-8 آنلاین و رایگان استفاده می‌کنید؟

محدودیت‌های ارتعاش - کمپرسورهای رفت و برگشتی ابزار آنلاین رایگان به سه ورودی نیاز دارد: نوع کمپرسور (گاز فرایندی، هوا یا تبرید)، نوع فونداسیون (صلب یا انعطاف‌پذیر) و سرعت ارتعاش اندازه‌گیری‌شده بر حسب mm/s RMS. ابزار فوراً ناحیه ارتعاش قابل کاربرد، مقادیر مرزی ناحیه و توصیه عملیاتی را برمی‌گرداند — بر اساس معیارهای ISO 20816-8 برای فونداسیون‌های صلب، یا بر اساس مقادیر راهنمای برون‌یابی‌شده ابزار’ برای فونداسیون‌های انعطاف‌پذیر.

انتخاب نوع کمپرسور — از بین کمپرسور گاز فرآیندی، کمپرسور هوا یا کمپرسور تبرید یکی را انتخاب کنید. اگرچه مرزهای ناحیه در حال حاضر برای هر سه نوع یکسان هستند، این انتخاب زمینه مناسبی را برای متن توصیه فراهم می‌کند و از اصلاحات استاندارد آینده که ممکن است بر اساس نوع کمپرسور متفاوت باشند، پشتیبانی می‌کند.
انتخاب نوع فونداسیون — فونداسیون صلب یا انعطاف‌پذیر (ایزوله‌شده با فنر) را انتخاب کنید. این انتخاب تعیین می‌کند کدام مجموعه از مرزهای ناحیه اعمال شود؛ توجه داشته باشید که فقط مرزهای فونداسیون صلب از ISO 20816-8 می‌آیند، در حالی که گزینه انعطاف‌پذیر از مقادیر راهنمای غیر ISO برون‌یابی‌شده ابزار’ استفاده می‌کند. اگر مطمئن نیستید، نحوه نصب کمپرسور را بررسی کنید: در فونداسیون‌های صلب، قاب مستقیماً به بتن یا فولاد پیچ شده است؛ در فونداسیون‌های انعطاف‌پذیر، عناصر ایزولاسیون فنری یا لاستیکی قابل مشاهده بین قاب و سازه تکیه‌گاه قرار دارند.
سرعت اندازه‌گیری شده را وارد کنید — سرعت کلی ارتعاش را بر حسب میلی‌متر بر ثانیه RMS همانطور که روی قاب کمپرسور یا محفظه یاتاقان اندازه‌گیری شده است، وارد کنید. اندازه‌گیری‌ها باید در جهت حداکثر ارتعاش، معمولاً افقی عمود بر محور میل‌لنگ، انجام شوند.
نتایج بررسی — این ابزار یک نشانگر منطقه با کد رنگی (A = سبز، B = زرد، C = نارنجی، D = قرمز)، مقدار اندازه‌گیری شده نسبت به مرزهای منطقه و یک توصیه عملیاتی خاص را نمایش می‌دهد.

تنظیمات از پیش تعیین‌شده سریع برای سناریوهای رایج در دسترس هستند: یک کمپرسور فرآیندی روی یک فونداسیون صلب با سرعت ۱۲ میلی‌متر بر ثانیه، یک کمپرسور هوا با سرعت ۲۰ میلی‌متر بر ثانیه و یک کمپرسور تبرید با سرعت ۸ میلی‌متر بر ثانیه. این تنظیمات از پیش تعیین‌شده به مهندسان این امکان را می‌دهد که قبل از وارد کردن داده‌های اندازه‌گیری خود، به سرعت عملکرد ابزار را بررسی کرده و نحوه عملکرد طبقه‌بندی‌های منطقه‌ای را درک کنند.

چه شیوه‌های اندازه‌گیری برای ارزیابی‌های ISO 20816-8 توصیه می‌شود؟

ارزیابی‌های ISO 20816-8 به اندازه‌گیری سرعت ارتعاش بر حسب mm/s RMS روی قاب کمپرسور یا محفظه‌های یاتاقان اصلی نیاز دارند. اندازه‌گیری‌ها باید در شرایط کاری پایدار در هر سه محور (افقی، عمودی، محوری) انجام شوند و بالاترین مقدار برای طبقه‌بندی ناحیه استفاده شود. اندازه‌گیری‌های پهن‌باند که دست‌کم 2–1000 Hz را پوشش دهند توصیه می‌شوند.

پارامتر اندازه‌گیری: سرعت، میلی‌متر بر ثانیه RMS (ریشه میانگین مربعات). از مقادیر پیک یا پیک تا پیک استفاده نکنید - این مقادیر بسته به ویژگی‌های شکل موج، شدت را ۴۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از مقدار واقعی تخمین می‌زنند.
مکان‌های اندازه‌گیری: محفظه‌های یاتاقان اصلی، محفظه‌های راهنمای کراس هد و سطوح شاسی نزدیک خط مرکزی میل لنگ. از اندازه‌گیری روی پوشش‌های نازک، درپوش‌های سوپاپ یا لوله‌کشی خودداری کنید - این مکان‌ها تقویت رزونانس موضعی را نشان می‌دهند که نشان‌دهنده ارتعاش شاسی نیست.
محدوده فرکانس: اندازه‌گیری پهنای باند که حداقل از ۲ هرتز تا ۱۰۰۰ هرتز را پوشش می‌دهد. کمپرسورهای رفت و برگشتی انرژی قابل توجهی در فرکانس‌های پایین (۱× و ۲× سرعت کارکرد) تولید می‌کنند، بنابراین ابزارهایی با پاسخ فرکانس پایین کافی ضروری هستند. شتاب‌سنج‌های استاندارد با فیلترهای بالاگذر تنظیم شده بالای ۱۰ هرتز ممکن است محتوای فرکانس پایین بحرانی را از دست بدهند.
شرایط عملیاتی: اندازه‌گیری‌ها باید در بار عملیاتی عادی و در حالت پایدار انجام شوند. ارتعاش در هنگام راه‌اندازی، خاموش شدن یا عملیات بدون بار، نشان‌دهنده‌ی وضعیت کلی نیست و نباید برای طبقه‌بندی ناحیه‌ای استفاده شود.
تعداد قرائت‌ها: برای تأیید تکرارپذیری، حداقل سه اندازه‌گیری متوالی در هر نقطه انجام دهید. ارتعاش کمپرسور رفت و برگشتی می‌تواند با بار گاز، وضعیت شیر و وضعیت حرارتی متفاوت باشد.

استاندارد ISO 20816-8 چگونه در خانواده استاندارد ISO 20816 قرار می‌گیرد؟

استاندارد ISO 20816-8 یکی از چندین بخش مخصوص ماشین‌آلات در خانواده استانداردهای ارزیابی ارتعاش ISO 20816 است. هر بخش به یک دسته ماشین‌آلات متفاوت می‌پردازد که مرزهای منطقه‌ای آن با ویژگی‌های ارتعاشی آن نوع تجهیزات خاص کالیبره شده است. این خانواده جایگزین و تلفیقی از سری‌های قدیمی‌تر ISO 10816 و ISO 7919 است.

قسمت استاندارد	نوع دستگاه	تفاوت کلیدی با ISO 20816-8
ISO 20816-1	دستورالعمل‌های کلی	استاندارد چارچوب؛ مرزهای منطقه‌ای خاصی را ارائه نمی‌دهد
ISO 20816-3	ماشین‌های صنعتی (پمپ‌ها، موتورها، فن‌ها، کمپرسورها > 15 کیلووات)	فقط برای ماشین‌های دوار؛ محدودیت‌های ارتعاش به طور قابل توجهی پایین‌تر
ISO 20816-5	توربین‌های هیدرولیک و پمپ-توربین‌ها	ارتعاشات شفت و سازه را در ژنراتورهای آبی پوشش می‌دهد.
ISO 20816-8	کمپرسورهای رفت و برگشتی	مرزهای بالاترین ناحیه که نیروهای مکانیزم رفت و برگشتی را منعکس می‌کنند
ISO 20816-9	واحدهای دنده	محاسبه فرکانس‌های درگیری چرخ‌دنده‌ها و نیروهای درگیری دندانه‌ها
ISO 20816-21	توربین‌های بادی	ارتعاشات ناسل و برج را تحت بارهای باد متغیر برطرف می‌کند.

درک جایگاه استاندارد ISO 20816-8 در این خانواده به مهندسان کمک می‌کند تا از یک اشتباه رایج جلوگیری کنند: استفاده از بخش اشتباه استاندارد برای دستگاه خاص خود. به عنوان مثال، یک مهندس قابلیت اطمینان که در یک پالایشگاه کار می‌کند، ممکن است برای پمپ‌ها و موتورهای گریز از مرکز به استاندارد ISO 20816-3، برای کمپرسورهای رفت و برگشتی به استاندارد ISO 20816-8 و برای گیربکس‌ها به استاندارد ISO 20816-9 نیاز داشته باشد - همه اینها در یک کارخانه انجام می‌شود.

سوالات متداول

چه سطح ارتعاشی برای یک کمپرسور رفت و برگشتی قابل قبول است؟

برای کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی روی فونداسیون‌های صلب، سرعت ارتعاش تا 7.1 mm/s RMS عالی در نظر گرفته می‌شود (ناحیه A)، و تا 14.0 mm/s RMS طبق ISO 20816-8 برای بهره‌برداری بلندمدت بدون محدودیت قابل قبول است (ناحیه B). برای فونداسیون‌های انعطاف‌پذیر (ایزوله‌شده با فنر)، ISO 20816-8 حدی تعریف نمی‌کند؛ راهنمای مهندسی برون‌یابی‌شده ابزار’ به ترتیب از 9.0 و 18.0 mm/s RMS استفاده می‌کند.

آیا می‌توانم از محدودیت‌های ISO 20816-3 برای کمپرسور پیستونی استفاده کنم؟

خیر. ISO 20816-3 فقط برای ماشین‌های دوار به کار می‌رود. کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی به دلیل مکانیزم پیستون-میل‌لنگ ذاتاً ارتعاش بیشتری تولید می‌کنند و سطوح قابل قبول آنها چندین برابر بالاتر از حدود معمول ماشین‌های دوار است. برای کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی همیشه از ISO 20816-8 استفاده کنید تا از آلارم‌های کاذب و توقف‌های غیرضروری جلوگیری شود.

آیا ISO 20816-8 برای فونداسیون‌های انعطاف‌پذیر (ایزوله‌شده با فنر) حد تعریف می‌کند؟

خیر. ISO 20816-8 برای کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی روی فونداسیون‌های صلب به کار می‌رود و مرزهای ناحیه را فقط برای نصب‌های صلب تعریف می‌کند. مقادیر فونداسیون انعطاف‌پذیر که ابزار ارائه می‌کند (برای مثال 9.0 mm/s در مرز A/B در برابر 7.1 mm/s برای صلب) راهنمای مهندسی برون‌یابی‌شده هستند — تقریباً 27–29% بالاتر از مرزهای صلب، که حرکت اضافی قاب مجاز توسط سامانه ایزولاسیون را بازتاب می‌دهند — و حدود ISO 20816-8 نیستند.

آیا استاندارد ISO 20816-8 ارتعاش لوله‌کشی در کمپرسورهای رفت و برگشتی را پوشش می‌دهد؟

شماره ISO 20816-8 فقط ارتعاش قاب کمپرسور و محفظه یاتاقان را پوشش می‌دهد. ارتعاش لوله‌کشی ناشی از ضربان - که اغلب مهمترین نگرانی است - باید به طور جداگانه با استفاده از استانداردهایی مانند دستورالعمل‌های موسسه انرژی یا با انجام مطالعه پاسخ مکانیکی و ضربان API 618 در طول مرحله طراحی ارزیابی شود.

آیا باید ارتعاش را بر اساس جابجایی، سرعت یا شتاب برای استاندارد ISO 20816-8 اندازه‌گیری کنم؟

مرزهای ناحیه ISO 20816-8 بر اساس سرعت، به طور خاص mm/s RMS تعریف می‌شوند. از اندازه‌گیری‌های سرعت با پهنای باند وسیع که حداقل 2 تا 1000 هرتز را پوشش می‌دهند، استفاده کنید. اگر دستگاه شما شتاب را اندازه‌گیری می‌کند، مطمئن شوید که دارای یکپارچه‌سازی مبتنی بر نرم‌افزار برای تبدیل به سرعت با پاسخ فرکانس پایین کافی است، زیرا کمپرسورهای رفت و برگشتی انرژی قابل توجهی را در سرعت‌های 1x و 2x (اغلب کمتر از 20 هرتز) تولید می‌کنند.

لرزش کمپرسورهای رفت و برگشتی هر چند وقت یکبار باید اندازه‌گیری شود؟

اگرچه استاندارد ISO 20816-8 فاصله زمانی مشخصی را برای پایش تعیین نمی‌کند، اما بهترین شیوه‌های صنعتی، اندازه‌گیری‌های ماهانه مبتنی بر مسیر را برای کمپرسورهای غیر بحرانی و پایش آنلاین مداوم را برای کمپرسورهای گاز فرآیند بحرانی توصیه می‌کنند. دستگاه‌هایی که در منطقه C کار می‌کنند باید تا زمان تکمیل اقدامات اصلاحی، با فرکانس افزایش یافته (هفتگی یا مداوم) پایش شوند.

علل رایج ارتعاش زیاد در کمپرسورهای رفت و برگشتی چیست؟

علل رایج شامل فرسودگی پکینگ کراس هد یا میله پیستون، شل بودن پیچ‌های فونداسیون، نامتعادل بودن سیلندرهای روبرو، خرابی یا نشتی شیرهای کمپرسور، تشدید ضربان گاز در سیستم لوله‌کشی، عدم هم‌ترازی بین کمپرسور و درایور و فرسودگی میل‌لنگ یا یاتاقان است. محتوای فرکانسی ارتعاش خاص (تحلیل طیفی) به تمایز بین این علل ریشه‌ای کمک می‌کند.

آیا ابزار Vibration Limits — Reciprocating Compressors رایگان است؟

بله. ابزار محدودیت‌های ارتعاش - کمپرسورهای رفت و برگشتی یک ماشین حساب مهندسی رایگان مبتنی بر مرورگر (ابزار مهندسی رایگان #024) است که طبقه‌بندی منطقه‌ای ISO 20816-8 را پیاده‌سازی می‌کند. نیازی به ثبت نام، نصب نرم‌افزار یا پرداخت هزینه نیست. مهندسان می‌توانند مقادیر ارتعاش اندازه‌گیری شده خود را وارد کرده و طبقه‌بندی منطقه‌ای فوری را به همراه توصیه‌های عملیاتی دریافت کنند.