ISO 10816-3: Ipari gépek rezgési határértékei
A gyakorlati szabvány, amely meghatározza a 15 kW-nál nagyobb teljesítményű szivattyúk, motorok, ventilátorok, kompresszorok és egyéb ipari gépek specifikus effektív sebességkorlátjait és értékelési zónáit.
Gyorsreferencia: Rezgéserősségi határértékek
Mérje meg a szélessávú effektív sebességet (mm/s) a csapágyházon. Osztályozza be a gépét, majd keresse meg a zónáját alább.
Értékelési kritériumok — RMS sebesség (mm/s)
ISO 10816-3 szabvány szerinti ipari gépek zónahatárértékei
| Gépcsoport | A / B zóna | B / C zóna | C / D zóna |
|---|---|---|---|
| 1. csoport Nagy, merev alapozás, >300 kW | 0.71 | 1.8 | 4.5 |
| 2. csoport ★ Közepes, merev alapozás, 15–300 kW | 1.12 | 2.8 | 7.1 |
| 3. csoport Nagy, rugalmas alapozás, >300 kW | 1.8 | 4.5 | 11.2 |
| 4. csoport Közepes, rugalmas alapozás, 15–300 kW | 2.8 | 7.1 | 18.0 |
Újonnan üzembe helyezett gépek. Tipikus új vagy nemrég felújított, kiváló állapotú berendezések.
Korlátozás nélküli hosszú távú üzemeltetésre alkalmas. A legtöbb jól karbantartott gép itt működik.
Nem alkalmas folyamatos üzemre. Vizsgálja meg a kiváltó okot, és tervezzen meg javító karbantartást.
Sérülésveszély. Azonnali leállítás és korrekciós intézkedések szükségesek a meghibásodás megelőzése érdekében.
Angolszász mértékegységek — RMS sebesség (hüvelyk/s)
Angolszász mértékegységrendszert használó régiók ekvivalens értékei (1 mm/s ≈ 0,03937 hüvelyk/s)
| Gépcsoport | A / B zóna | B / C zóna | C / D zóna |
|---|---|---|---|
| 1. csoport | 0.028 | 0.071 | 0.177 |
| 2. csoport ★ | 0.044 | 0.110 | 0.280 |
| 3. csoport | 0.071 | 0.177 | 0.441 |
| 4. csoport | 0.110 | 0.280 | 0.709 |
⚡ Rezgési zóna kalkulátor
Adja meg a gép paramétereit és a mért rezgést az ISO 10816-3 zóna azonnali meghatározásához
A zónahatárok vizuális összehasonlítása
Az egyes zónák arányos szélessége mutatja, hogyan terjednek a határok a rugalmasan szerelt és nagyobb gépek esetében.
Mi az ISO 10816-3 szabvány?
Az ISO 10816-3 a világ egyik legszélesebb körben hivatkozott ipari rezgésszabványa. A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet által kiadott szabvány konkrét numerikus határértékeket határoz meg a rezgés súlyosságára vonatkozóan a gyakori forgó ipari gépeken. Közvetlen, gyakorlati alkalmazását szolgálja a ...-ban létrehozott általános keretrendszernek. ISO 10816-1Míg az 1. rész a gép rezgésének mérésére és értékelésére vonatkozó általános elveket ismerteti, a 3. rész megadja a tényleges számokat – az RMS sebességértékeket mm/s-ban –, amelyek meghatározzák, hogy egy gép rezgése elfogadható vagy veszélyes-e.
A szabvány négy értékelési zónába (A-tól D-ig) osztja a rezgés súlyosságát négy különböző gépcsoport esetében, a teljesítménybesorolás és az alapozás típusa alapján. Ez az egyszerű mátrix egyértelmű, nemzetközileg elfogadott keretet biztosít a karbantartó mérnököknek, az üzem üzemeltetőinek és az állapotfelügyeleti technikusoknak a berendezések állapotával kapcsolatos döntések meghozatalához.
Az ISO 10816-3 szabványt hivatalosan felváltotta az ISO 20816-3 szabvány (közzétéve 2022-ben), amely frissíti a mérési módszertant és hozzáadja a tengelyrezgési kritériumokat. A magzóna határértékei azonban továbbra is nagyon relevánsak, és az ipari felügyeleti rendszerek, üzemi eljárások és karbantartási programok túlnyomó többsége világszerte továbbra is az ISO 10816-3 határértékeire hivatkozik. Mindkét szabvány párhuzamosan használható az átmeneti időszakban.
Hatály és alkalmazhatóság
Az ISO 10816-3 szabvány az ipari forgógépek széles skálájára vonatkozik. A zónahatár-értékek alkalmazása előtt elengedhetetlen annak megértése, hogy a berendezés a szabvány hatálya alá tartozik-e.
Gépek lefedett
A szabvány a leggyakoribb, normál, állandósult állapotú körülmények között működő ipari forgóberendezésekre készült. Ide tartoznak a centrifugálszivattyúk, a villanymotorok és generátorok (indukcionális és szinkron), a fúvók és ventilátorok (centrifugális és axiális), a centrifugális kompresszorok, valamint a gépvonatokba integrált hajtóművek. A gépek teljesítményének (vagy névleges teljesítményének) meghaladnia kell a 15 kW-ot, és 120 és 15 000 ford/perc közötti fordulatszámon kell működniük. A méréseket kizárólag a gép nem forgó részein végzik – konkrétan csapágyházakon, csapágyalapzatokon vagy olyan szerkezeti alkatrészeken, amelyek közvetlenül reagálnak a csapágyakon keresztül továbbított dinamikus erőkre.
Gépek kizárva
Számos gépkategória kívül esik az ISO 10816-3 szabvány hatályán, és külön erre a célra szolgáló szabványok vonatkoznak rájuk. A dugattyús gépek, mint például a dízelmotorok és a dugattyús kompresszorok, az ISO 10816-6 szabványt követik. Az egyedi rezgési jellemzőkkel rendelkező szerszámgépek az ISO 10816-8 szabványt követik. Az erőművekben található hidraulikus áramfejlesztők és szivattyúk az ISO 10816-5 szabványt követik. Az 50 MW-nál nagyobb teljesítményű gőzturbinák és a 3 MW-nál nagyobb gázturbinák az ISO 10816-2 szabványt követik. Az egyhengeres gépek és a forgó tömegű gépek, amelyek nincsenek mereven rögzítve a rotorhoz, szintén ki vannak zárva.
Teljesítménytartomány
15 kW-nál nagyobb teljesítményű gépekre vonatkozik. Az ezen küszöbérték alatti berendezések jellemzően eltérő rezgési jellemzőkkel rendelkeznek, és a gyártói specifikációk vagy más kritériumok alapján értékelik őket.
Sebességtartomány
120–15 000 ford/perc üzemi sebességre érvényes. Ez lefedi az ipari forgóberendezések túlnyomó többségét, a lassú fogaskerekes gépektől a nagy sebességű turbógépekig.
Mérési hely
Minden mérést nem forgó alkatrészeken kell elvégezni: csapágyházakon, talapzatokon vagy olyan szerkezeti alkatrészeken, amelyek közvetlenül reagálnak a rotor dinamikus erőire.
Mérési paraméter
Szélessávú RMS sebesség A mm/s-ban megadott érték az elsődleges értékelési paraméter. Ez az egyetlen szám a teljes rezgés erősségét fejezi ki széles frekvenciatartományban (jellemzően 10–1000 Hz).
Géposztályozás: A négy csoport
A gép helyes besorolása a legfontosabb lépés az ISO 10816-3 szabvány alkalmazásában. A szabvány az ipari gépeket négy csoportba sorolja két kulcsfontosságú tényező alapján: a teljesítménybesorolás és az alapozás típusa. A rossz csoport alkalmazása téves riasztásokhoz (egy rugalmasan rögzített gép merev rögzítésű határértékekkel szembeni értékelése) vagy hibák észleléséhez vezethet (enyhe határértékek alkalmazása egy mereven rögzített gépre, ahol alacsonyabb rezgés várható és elérhető).
| Csoport | Hatalom | Alapítvány | Tipikus gépek | Fő jellemző |
|---|---|---|---|---|
| 1 | > 300 kW | Merev | Nagy szivattyúk, kompresszorok, generátorok beton alapokon | A legszűkebb határok – hatalmas rotorok, precíziós csapágyak, nehéz alapok elnyelik a rezgéseket |
| 2 ★ | 15–300 kW | Merev | Standard motorok, közepes szivattyúk, ventilátorok, fúvók beton- vagy acél alapon | Leggyakoribb csoport – a legtöbb üzemi berendezést lefedi |
| 3 | > 300 kW | Rugalmas | Nagy gépek rugós szigetelőkön, gumibakokon vagy emelt platformokon | Szélesebb határok – a rugalmas rögzítések lehetővé teszik a gép nagyobb rezgését, miközben védik a szerkezetet |
| 4 | 15–300 kW | Rugalmas | Közepes gépek rugós vagy gumibakokkal, csőre szerelt szivattyúk | A legenyhébb korlátok – mérsékelt méret és rugalmas rögzítés kombinációja |
Hogyan határozzuk meg az alapítvány típusát
A merev és a rugalmas alapok közötti különbségtétel kritikus fontosságú, és a gyakorlatban néha nem egyértelmű. A merev alap olyan, ahol a gép-alap rendszer természetes frekvenciája jelentősen magasabb, mint a fő gerjesztési frekvencia (jellemzően a gép meneti sebessége). A gyakorlatban ez általában azt jelenti, hogy a gépet közvetlenül egy nehéz betonlaphoz, vastag acél alaplaphoz vagy szerkezeti padlóhoz csavarozzák, szigetelőelemek nélkül. Az alap tömegének legalább 3-5-szörösének kell lennie a gép tömegének ahhoz, hogy valóban merevnek tekinthető legyen.
A rugalmas alapozás olyan, amely szándékosan rezgésszigetelő elemeket tartalmaz – rugós szigetelőket, gumibetéteket, parafa rétegeket vagy rugókon lévő tehetetlenségi blokkokat –, vagy ahol a gép egy megemelt szerkezetre (például galériára vagy csőhídra) van felszerelve, amely jelentős rugalmassággal rendelkezik. A kulcsfontosságú teszt az, hogy az alapozás észrevehetően elmozdul-e vagy rezonál-e a gép működése közben. Ha rezgést érez a padlón vagy a gép körüli szerkezeten, az alapozás valószínűleg rugalmasan viselkedik.
Ha nem biztos benne, hogy egy alap merev vagy rugalmas, a rezgés mérése mind a gép csapágyházán, mind az alap felületén segíthet. Ha az alap rezgése meghaladja a csapágyház rezgésének 50%-ját üzemi sebességnél, az alap valószínűleg rugalmas, és a 3-as vagy 4-es csoportba tartozó határértékeket kell használni.
Útmutató a gyakorlati alkalmazáshoz
Az ISO 10816-3 szabvány két alapvetően eltérő felhasználási esetet különböztet meg: az új vagy javított gépek állapotának értékelését (átvételi vizsgálat), és a már üzemben lévő gépek felügyeletét (üzemeltetési felügyelet). Minden felhasználási esetnek megvan a saját módszertana és kritériumai.
Új/javított berendezések átvételi vizsgálata
Új gép üzembe helyezésekor, telepítés utáni átvételekor, vagy nagyobb felújítás utáni újbóli üzembe helyezésekor a rezgésszintnek ideális esetben az A zónán belül kell lennie. A B zóna elfogadhatónak tekinthető az újonnan üzembe helyezett berendezések esetében, de ha egy vadonatúj gép a B zónába esik, az telepítési problémára utalhat (eltérés a beállításban, puha talp, csővezeték-feszültség), amelyet érdemes kivizsgálni, mielőtt idő előtti csapágykopást okozna. A C vagy D zónás rezgést mutató új gépeket nem szabad átvenni, amíg a problémát meg nem találják és ki nem javítják. Az elfogadási kritériumokat a vételi vagy felújítási szerződésben kell dokumentálni, kifejezetten hivatkozva az ISO 10816-3 szabvány csoport- és zónakövetelményeire.
Üzemben lévő berendezések üzemfelügyelete
A már üzemben lévő gépek esetében a szabvány két kiegészítő értékelési megközelítést biztosít. Az abszolút rezgésértékelés az aktuális szélessávú RMS sebességet hasonlítja össze a gépcsoport zónahatáraival. Ha a leolvasott érték az A vagy B zónában van, a gép elfogadható. A C zóna azt jelenti, hogy a gép korlátozott ideig üzemelhet, amíg a tervezett korrekciós karbantartás megtörténik. A D zóna azonnali leállítást igényel a katasztrofális károk megelőzése érdekében.
A trendalapú értékelés ugyanilyen fontos. A rezgés hirtelen növekedése – még akkor is, ha a leolvasott érték a B zónán belül marad – jelentős változás, amely kivizsgálást indokol. Egy olyan gép, amely évek óta 1,0 mm/s sebességgel működik, és hirtelen 2,2 mm/s-ra ugrik, továbbra is a B zónában van a 2. csoportban, de az 1,2 mm/s változás egy kialakuló hibát jelent, amely folyamatosan romlik. A szabvány azt javasolja, hogy minden géphez alapértékeket határozzanak meg, és az időbeli változásokat kövessék nyomon, ne csak az abszolút határértékekhez viszonyítsák.
Mérési eljárások
A szabvány előírja, hogy minden hozzáférhető csapágyhelyen rezgésméréseket kell végezni három ortogonális irányban: vízszintesen (a tengelytengelyre merőlegesen), függőlegesen és axiálisan (a tengelytengelyre párhuzamosan). A gép teljes körű értékeléséhez bármely csapágynál bármely irányból a legmagasabb leolvasott értéket használják. Ez a "legrosszabb eset" megközelítés biztosítja, hogy az irányított rezgési mintázatok (például az elsősorban axiális irányban megnyilvánuló eltolódás) ne maradjanak figyelmen kívül.
| Irány | Rövidítés | Gyakran észlelt hibák |
|---|---|---|
| Vízszintes (a tengelyre merőlegesen) | H | Kiegyensúlyozatlanság, lazaság, csapágykopás |
| Függőleges | V | Kiegyensúlyozatlanság, szerkezeti rezonancia |
| Axiális (párhuzamos a tengellyel) | A | Eltolási hiba, görbült tengely, axiális csapágy hibák |
Az ISO 10816-3 egy szélessávú szűrőeszköz. Megmutatja, hogy probléma van (a gép C vagy D zónába helyezésével), de nem jelzi ki Mi a probléma az. A konkrét hiba diagnosztizálásához – legyen az kiegyensúlyozatlanság, hibás beállítás, csapágykárosodás vagy valami más – szüksége van rá frekvenciaspektrum-elemzés rezgéselemző vagy hordozható kiegyensúlyozó rendszer segítségével.
Gyakorlati példák
Lépésről lépésre történő értékelések az ISO 10816-3 zónakritériumok alapján.
Gép: 75 kW-os villanymotorral hajtott centrifugális szivattyú
Alapítvány: Beton alaphoz csavarozva (merev alap)
Osztályozás: 2. csoport (15–300 kW, merev alapozás)
Mért rezgés: 3,5 mm/s RMS a szivattyú hajtásoldali csapágyán, vízszintes irányban
2. csoport határai: A/B = 1,12 mm/s · B/C = 2,8 mm/s · C/D = 7,1 mm/s
3,5 mm/s esik a B/C határ (2,8) és a C/D határ (7,1) közé. Ez a gép nem alkalmas folyamatos hosszú távú üzemeltetésre. Ütemezzen be rezgéselemzést a kiváltó ok azonosítására – az ezen a szinten előforduló gyakori hibák közé tartozik az egyensúlyhiány, a hibás beállítás vagy a csapágy korai kopása.
Gép: Centrifugális ventilátor, 500 kW-os motor, 1480 ford/perc
Alapítvány: Acélváz rugós szigetelőkön (rugalmas alapozás)
Osztályozás: 3. csoport (>300 kW, rugalmas alapozás)
Mért rezgés: 2,0 mm/s RMS (legmagasabb leolvasott érték, axiális a hajtásoldali csapágyon)
3. csoport határai: A/B = 1,8 mm/s · B/C = 4,5 mm/s · C/D = 11,2 mm/s
A 2,0 mm/s éppen csak meghaladja az A/B határt (1,8). Egy újonnan üzembe helyezett gép esetében ez elfogadható, de nem ideális. A kismértékű túllépés a beállítás vagy az egyensúly vizsgálatát javasolja – egy gyors kiegyensúlyozás az A zónába hozhatja a gépet, és jelentősen meghosszabbíthatja a csapágy élettartamát.
Gép: 45 kW-os villanymotor, amely egy kis ventilátort hajt
Alapítvány: Gumi rezgéscsillapító tartók (rugalmas alap)
Osztályozás: 4. csoport (15–300 kW, rugalmas alapozás)
Alapszintű rezgés: 3,0 mm/s RMS (6 hónappal ezelőtt megállapított)
Aktuális rezgés: 6,8 mm/s RMS
4. csoport határai: A/B = 2,8 mm/s · B/C = 7,1 mm/s · C/D = 18,0 mm/s
Bár a 6,8 mm/s technikailag még mindig a B zónában van a 4. csoportban, a rezgés több mint kétszeresére nőtt a 3,0 mm/s alapértékhez képest. Ez a változás mértéke – még ugyanazon a zónán belül is – kialakulóban lévő hibára utal, és azonnali vizsgálatot indokolt spektrális analízissel. Ne várja meg, amíg a leolvasás átlépi a C zónát.
Kulcsfontosságú fogalmak és bevált gyakorlatok
Cselekvési korlátok
Az ISO 10816-3 szabvány az 1. rész elméleti keretrendszerét konkrét megfelelési/nem megfelelési számokká alakítja. Ezek az értékek képezik az alapját az online felügyeleti rendszerek riasztási küszöbértékeinek beállításához, valamint az elfogadási kritériumok beszerzési szerződésekbe és felújítási specifikációkba való beírásához.
Alapítványi ügyek
Egy nagyméretű, rugalmasan rögzített ventilátor (3. csoport) esetében tökéletesen elfogadható rezgési szint egy közepes méretű, mereven rögzített motor (2. csoport) közvetlen meghibásodását jelezheti. Az alapozás típusának helytelen besorolása a leggyakoribb hiba e szabvány alkalmazása során.
Trend a küszöbérték felett
A tapasztalt szakemberek tudják, hogy a trend gyakran fontosabb, mint az abszolút érték. Egy 2,5 mm/s sebességgel folyamatosan működő gép alacsonyabb prioritású, mint egy olyan, amelyik két hét alatt 1,0-ről 2,5 mm/s-ra ugrott – még akkor is, ha mindkettő ugyanazt az értéket mutatja ma.
Szűrés, nem diagnózis
Ez a szabvány egy szélessávú szűrőeszköz. Azonosítja hogy probléma létezik, de nem Mi A probléma a következő. A kiváltó ok diagnosztizálásához használja spektrális analízis, időbeli hullámforma-elemzés és fázismérések rezgésanalizátorral.
Riasztási szintek beállítása monitorozó rendszerekhez
A folyamatos vagy periodikus rezgésfigyelő rendszerek riasztási szintjeinek konfigurálásakor az ISO 10816-3 szabvány szerinti zónahatárok természetes keretet biztosítanak. Bevett ipari gyakorlat, hogy a "Figyelmeztetés" (vagy "Riasztás") riasztást a B/C zóna határán, a "Veszély" (vagy "Kioldás") riasztást pedig a C/D zóna határán állítják be. Egyes szakemberek alacsonyabb "Figyelmeztetés" szintet állítanak be az A/B zóna határán a korai változások jelzésére. A meghatározott alapértékekkel rendelkező gépek esetében a további változásalapú riasztások (pl. "riasztás, ha a rezgés az alapértékhez képest több mint 25%-val nő") a kialakuló hibák korábbi észlelését biztosítják, mint az abszolút küszöbérték-riasztások önmagukban.
Kapcsolat más szabványokkal
Az ISO 10816-3 szabvány a rezgésértékelési szabványok átfogó családjának része. Az ISO 10816-1 szabvány az általános elveket tartalmazza. Az ISO 10816-7 szabvány kifejezetten a rotodinamikus szivattyúkkal foglalkozik. Az ISO 7919 szabvány a tengelyrezgéssel foglalkozik (amelyet a forgó alkatrészeken közelségérzékelőkkel mérnek), nem pedig a csapágyház rezgésével, és elsősorban folyadékfilmes csapágyakkal rendelkező gépekhez, például turbinákhoz használják. Az ezt követő ISO 20816-3 (2022) szabvány egyetlen egységes keretrendszerbe harmonizálja a 10816-os szabvány házrezgés-megközelítését a 7919-es szabvány tengelyrezgés-megközelítésével. Fontos megérteni, hogy az ISO 10816-3 hol helyezkedik el ebben a családban, hogy kiválasszuk a megfelelő szabványt minden egyes géphez és mérési típushoz.
Gyakran ismételt kérdések
Egy tipikus közepes méretű szivattyú (15–300 kW) merev alapon (2. csoport) esetén az 1,12 mm/s RMS rezgés kiválónak tekinthető (A zóna), a 2,8 mm/s-ig terjedő rezgés hosszú távú üzemeltetéshez elfogadható (B zóna), a 7,1 mm/s-ig terjedő rezgés vizsgálatot és korrekciós karbantartást igényel (C zóna), a 7,1 mm/s feletti rezgés pedig azonnali leállítást jelent (D zóna). Rugalmas alapozású szivattyúk esetén a 4. csoportba tartozó határértékeket kell alkalmazni, amelyek enyhébbek.
Egy merev alap (beton alap, acélszerkezeti alap) közvetlenül továbbítja a rezgést a környező szerkezetnek, és alacsonyabb rezgési határértékeket igényel. Egy rugalmas alap (rugós rezgéscsillapítók, gumibakok, elasztomer betétek) nagyobb rezgést tesz lehetővé a gépnél, mivel elszigeteli a rezgést a szerkezettől. A szabvány magasabb rezgési határértékeket engedélyez a rugalmasan rögzített gépek esetében, mivel a szigetelés megakadályozza, hogy a rezgés kárt tegyen a környező berendezésekben és szerkezetekben.
Igen, az ISO 10816-3 szabványt hivatalosan felváltotta az ISO 20816-3 szabvány (amelyet 2022-ben publikáltak). A központi zóna határértékei azonban továbbra is nagyon relevánsak, és továbbra is az iparági szabványt jelentik, amelyet világszerte több ezer üzemben használnak. Számos meglévő felügyeleti rendszer, szerződéses specifikáció és karbantartási program továbbra is az ISO 10816-3 szabvány határértékeire hivatkozik. Az ISO 20816-3 szabványra való áttérés fokozatos, és mindkét szabvány használható ebben az időszakban.
Az ISO 10816-3 szabvány hivatalosan nem vonatkozik a 15 kW alatti gépekre. A gyakorlatban azonban sok szerelő a 2. csoportba tartozó határértékeket használja durva iránymutatásként a kisebb berendezésekhez. Kritikus kisgépek esetében jobb, ha a telepítés és üzembe helyezés után meghatározunk egy alap rezgési szintet, majd figyelemmel kísérjük a változásokat ehhez az alapértékhez képest, ahelyett, hogy a szabvány abszolút határértékeit alkalmaznánk.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 