ISO 10816-3: Batas Getaran untuk Mesin Industri
Standar praktis yang memberikan batas kecepatan RMS spesifik dan zona evaluasi untuk pompa, motor, kipas angin, kompresor, dan mesin industri lainnya yang memiliki rating 15 kW ke atas.
Referensi Cepat: Batas Tingkat Keparahan Getaran
Ukur kecepatan RMS broadband (mm/s) pada rumah bantalan. Klasifikasikan mesin Anda, lalu temukan zona Anda di bawah ini.
Kriteria Evaluasi - Kecepatan RMS (mm/s)
Nilai batas zona ISO 10816-3 untuk mesin industri
| Grup Mesin | Zona A / B | Zona B / C | Zona C / D |
|---|---|---|---|
| Kelompok 1 Fondasi yang besar dan kaku, >300 kW | 0.71 | 1.8 | 4.5 |
| Kelompok 2 ★ Fondasi sedang dan kaku, 15-300 kW | 1.12 | 2.8 | 7.1 |
| Kelompok 3 Fondasi yang besar dan fleksibel, >300 kW | 1.8 | 4.5 | 11.2 |
| Kelompok 4 Fondasi sedang dan fleksibel, 15-300 kW | 2.8 | 7.1 | 18.0 |
Mesin yang baru saja ditugaskan. Tipikal peralatan baru atau yang baru saja dirombak dalam kondisi sangat baik.
Dapat diterima untuk operasi jangka panjang yang tidak terbatas. Sebagian besar alat berat yang terpelihara dengan baik beroperasi di sini.
Tidak cocok untuk operasi berkelanjutan. Selidiki akar penyebab dan rencanakan pemeliharaan korektif.
Bahaya kerusakan. Pematian segera dan tindakan korektif yang diperlukan untuk mencegah kegagalan.
Satuan Imperial - Kecepatan RMS (dalam/s)
Nilai ekuivalen untuk wilayah yang menggunakan sistem pengukuran imperial (1 mm/dtk ≈ 0,03937 in/dtk)
| Grup Mesin | Zona A / B | Zona B / C | Zona C / D |
|---|---|---|---|
| Kelompok 1 | 0.028 | 0.071 | 0.177 |
| Kelompok 2 ★ | 0.044 | 0.110 | 0.280 |
| Kelompok 3 | 0.071 | 0.177 | 0.441 |
| Kelompok 4 | 0.110 | 0.280 | 0.709 |
⚡ Kalkulator Zona Getaran
Masukkan parameter mesin Anda dan getaran yang diukur untuk langsung menentukan zona ISO 10816-3
Perbandingan Visual Batas Zona
Lebar proporsional dari setiap zona menunjukkan bagaimana batas-batas meluas untuk alat berat yang dipasang secara fleksibel dan lebih besar.
Apa yang dimaksud dengan ISO 10816-3?
ISO 10816-3 adalah salah satu standar getaran industri yang paling banyak dirujuk di dunia. Diterbitkan oleh Organisasi Internasional untuk Standardisasi, standar ini memberikan batasan numerik spesifik untuk tingkat keparahan getaran pada mesin industri yang berputar secara umum. Standar ini berfungsi sebagai aplikasi langsung dan praktis dari kerangka kerja umum yang ditetapkan dalam Standar ISO10816-1sementara Bagian 1 menjelaskan prinsip-prinsip umum tentang cara mengukur dan mengevaluasi getaran mesin, Bagian 3 memberi Anda angka aktual - nilai kecepatan RMS dalam mm/s - yang menentukan apakah getaran mesin dapat diterima atau berbahaya.
Standar ini membagi tingkat keparahan getaran menjadi empat zona evaluasi (A hingga D) untuk empat kelompok alat berat yang berbeda, berdasarkan peringkat daya dan jenis pondasi. Matriks sederhana ini memberikan teknisi pemeliharaan, operator pabrik, dan teknisi pemantau kondisi kerangka kerja yang jelas dan disepakati secara internasional untuk membuat keputusan tentang kesehatan peralatan.
ISO 10816-3 telah secara resmi digantikan oleh ISO 20816-3 (diterbitkan pada tahun 2022), yang memperbarui metodologi pengukuran dan menambahkan kriteria getaran poros. Namun, nilai batas zona inti tetap sangat relevan, dan sebagian besar sistem pemantauan industri, prosedur pabrik, dan program pemeliharaan di seluruh dunia terus mengacu pada batas ISO 10816-3. Kedua standar tersebut dapat digunakan secara paralel selama masa transisi.
Ruang Lingkup dan Penerapan
ISO 10816-3 berlaku untuk berbagai macam mesin industri yang berputar. Memahami apakah peralatan Anda termasuk dalam cakupan standar ini sangat penting sebelum menerapkan nilai batas zona.
Mesin yang Tercakup
Standar ini dirancang untuk jenis peralatan berputar industri yang paling umum yang beroperasi dalam kondisi tunak normal. Ini termasuk pompa sentrifugal, motor listrik dan generator (baik induksi maupun sinkron), blower dan kipas angin (sentrifugal dan aksial), kompresor sentrifugal, dan unit roda gigi yang diintegrasikan ke dalam rangkaian alat berat. Mesin harus memiliki output daya (atau daya nominal) di atas 15 kW, dan harus beroperasi pada kecepatan antara 120 RPM dan 15.000 RPM. Pengukuran dilakukan secara eksklusif pada bagian mesin yang tidak berputar - khususnya rumah bantalan, alas bantalan, atau bagian struktural yang merespons secara langsung terhadap gaya dinamis yang disalurkan melalui bantalan.
Mesin yang Dikecualikan
Beberapa kategori mesin berada di luar cakupan ISO 10816-3 dan dicakup oleh standar khusus mereka sendiri. Mesin bolak-balik seperti mesin diesel dan kompresor bolak-balik mengikuti ISO 10816-6. Peralatan mesin dengan karakteristik getarannya yang unik mengikuti ISO 10816-8. Perangkat pembangkit tenaga hidrolik dan pompa di pembangkit listrik mengikuti ISO 10816-5. Turbin uap dengan output di atas 50 MW dan turbin gas di atas 3 MW mengikuti ISO 10816-2. Mesin silinder tunggal dan mesin dengan massa berputar yang tidak terhubung secara kaku ke rotor juga dikecualikan.
Rentang Daya
Berlaku untuk mesin dengan daya di atas 15 kW. Peralatan di bawah ambang batas ini biasanya memiliki karakteristik getaran yang berbeda dan dievaluasi dengan menggunakan spesifikasi pabrikan atau kriteria lainnya.
Rentang Kecepatan
Berlaku untuk kecepatan operasi 120 hingga 15.000 RPM. Ini mencakup sebagian besar peralatan industri yang berputar, mulai dari mesin yang digerakkan oleh roda gigi lambat hingga mesin turbin berkecepatan tinggi.
Lokasi Pengukuran
Semua pengukuran harus dilakukan pada bagian yang tidak berputar: rumah bantalan, alas, atau bagian struktural yang secara langsung merespons gaya dinamis rotor.
Parameter Pengukuran
pita lebar Kecepatan RMS dalam mm/s adalah parameter evaluasi utama. Angka tunggal ini menangkap tingkat keparahan getaran secara keseluruhan pada rentang frekuensi yang luas (biasanya 10-1000 Hz).
Klasifikasi Mesin: Empat Kelompok
Mengklasifikasikan mesin Anda dengan benar adalah langkah paling penting dalam menerapkan ISO 10816-3. Standar ini membagi mesin industri ke dalam empat kelompok berdasarkan dua faktor utama: peringkat daya dan jenis pondasi. Menerapkan kelompok yang salah dapat menyebabkan alarm palsu (mengevaluasi mesin yang dipasang secara fleksibel terhadap batas pemasangan yang kaku) atau cacat yang terlewatkan (menerapkan batas yang lebih lunak pada mesin yang dipasang secara kaku di mana getaran yang lebih rendah diharapkan dan dapat dicapai).
| Kelompok | Daya | Fondasi | Mesin-mesin Tipikal | Karakteristik Utama |
|---|---|---|---|---|
| 1 | > 300 kW | Kaku | Pompa besar, kompresor, generator di atas bantalan beton | Batas terketat - rotor besar, bantalan presisi, fondasi berat menyerap getaran |
| 2 ★ | 15-300 kW | Kaku | Motor standar, pompa sedang, kipas angin, blower di atas dasar beton atau baja | Kelompok yang paling umum - mencakup sebagian besar peralatan pabrik |
| 3 | > 300 kW | Fleksibel | Mesin besar pada isolator pegas, dudukan karet, atau platform yang ditinggikan | Batas yang lebih luas - dudukan yang fleksibel memungkinkan getaran alat berat yang lebih tinggi sekaligus melindungi struktur |
| 4 | 15-300 kW | Fleksibel | Mesin sedang dengan dudukan pegas atau karet, pompa yang dipasang di pipa | Batas paling lunak - kombinasi ukuran sedang dan pemasangan yang fleksibel |
Cara Menentukan Jenis Alas Bedak
Perbedaan antara fondasi kaku dan fleksibel sangat penting dan terkadang bisa menjadi ambigu dalam praktiknya. Pondasi kaku adalah pondasi yang frekuensi alami sistem pondasi mesin secara signifikan lebih tinggi daripada frekuensi eksitasi utama (biasanya kecepatan mesin). Secara praktis, ini biasanya berarti mesin dibaut langsung ke bantalan beton yang berat, pelat dasar baja tebal, atau lantai struktural tanpa elemen isolasi apa pun. Massa pondasi harus setidaknya 3-5 kali massa mesin agar dapat dianggap benar-benar kaku.
Pondasi fleksibel adalah pondasi yang memiliki elemen isolasi getaran yang disengaja - isolator pegas, bantalan karet, lapisan gabus, atau blok inersia pada pegas - atau di mana mesin dipasang pada struktur yang ditinggikan (seperti mezanin atau jembatan pipa) yang memiliki fleksibilitas yang signifikan. Pengujian utama adalah apakah fondasi terasa bergerak atau beresonansi ketika mesin berjalan. Jika Anda dapat merasakan getaran pada lantai atau struktur di sekitar mesin, kemungkinan besar fondasi berperilaku fleksibel.
Jika Anda tidak yakin apakah sebuah pondasi kaku atau fleksibel, mengukur getaran pada rumah bantalan mesin dan permukaan pondasi dapat membantu. Jika getaran pondasi lebih dari 50% dari getaran rumah bantalan pada kecepatan putaran, pondasi kemungkinan besar fleksibel dan batas Grup 3 atau Grup 4 harus digunakan.
Panduan tentang Aplikasi Praktis
ISO 10816-3 membedakan antara dua kasus penggunaan yang berbeda secara fundamental: mengevaluasi kondisi mesin baru atau yang diperbaiki (pengujian penerimaan), dan memantau mesin yang sudah beroperasi (pemantauan operasional). Setiap kasus penggunaan memiliki metodologi dan kriterianya sendiri.
Pengujian Penerimaan Peralatan Baru/Perbaikan
Saat menugaskan mesin baru, menerima mesin setelah pemasangan, atau mengembalikan mesin ke servis setelah perbaikan besar, tingkat getaran idealnya harus berada di dalam Zona A. Zona B dianggap dapat diterima untuk peralatan yang baru ditugaskan, tetapi jika mesin baru membaca Zona B, ini mungkin mengindikasikan masalah pemasangan (ketidaksejajaran, kaki lunak, regangan perpipaan) yang perlu diselidiki sebelum menyebabkan keausan bantalan dini. Setiap mesin baru yang menunjukkan getaran Zona C atau Zona D tidak boleh diterima sampai masalahnya ditemukan dan diperbaiki. Kriteria penerimaan harus didokumentasikan dalam kontrak pembelian atau perbaikan, yang secara eksplisit merujuk pada persyaratan kelompok dan zona ISO 10816-3.
Pemantauan Operasional Peralatan Dalam-Layanan
Untuk alat berat yang sudah beroperasi, standar ini menyediakan dua pendekatan evaluasi yang saling melengkapi. Penilaian getaran absolut membandingkan kecepatan RMS broadband saat ini dengan batas zona untuk kelompok alat berat. Jika pembacaan berada di Zona A atau B, alat berat dapat diterima. Zona C berarti alat berat dapat dijalankan dalam jangka waktu terbatas sementara pemeliharaan korektif direncanakan. Zona D memerlukan pematian segera untuk mencegah kerusakan besar.
Penilaian berbasis tren juga sama pentingnya. Peningkatan getaran secara tiba-tiba - meskipun pembacaan tetap berada di dalam Zona B - merupakan perubahan signifikan yang perlu diselidiki. Mesin yang telah berjalan pada 1,0 mm/s selama bertahun-tahun dan tiba-tiba melonjak menjadi 2,2 mm/s masih berada di Zona B untuk Grup 2, tetapi perubahan 1,2 mm/s menunjukkan adanya kerusakan yang akan terus memburuk. Standar ini merekomendasikan untuk menetapkan garis dasar untuk setiap mesin dan melacak perubahan dari waktu ke waktu, tidak hanya memeriksa batas absolut.
Prosedur Pengukuran
Standar ini menetapkan bahwa pengukuran getaran harus dilakukan pada setiap lokasi bearing yang dapat diakses dalam tiga arah ortogonal: horizontal (tegak lurus terhadap sumbu poros), vertikal, dan aksial (sejajar dengan sumbu poros). Pembacaan tertinggi dari arah mana pun pada setiap bantalan digunakan untuk evaluasi mesin secara keseluruhan. Pendekatan "kasus terburuk" ini memastikan bahwa pola getaran terarah (seperti ketidaksejajaran yang terutama bermanifestasi dalam arah aksial) tidak terlewatkan.
| Arah | Singkatan | Cacat Umum yang Terdeteksi |
|---|---|---|
| Horisontal (tegak lurus terhadap poros) | H | Ketidakseimbangan, kelonggaran, keausan bantalan |
| Vertikal | V | Ketidakseimbangan, resonansi struktural |
| Aksial (sejajar dengan poros) | A | Ketidaksejajaran, poros bengkok, kesalahan bantalan dorong |
ISO 10816-3 adalah alat penyaringan broadband. Alat ini memberi tahu Anda bahwa ada masalah (dengan menempatkan mesin di Zona C atau D), tetapi tidak memberi tahu Anda apa masalahnya. Untuk mendiagnosis kesalahan spesifik - apakah itu ketidakseimbangan, ketidaksejajaran, kerusakan bantalan, atau hal lainnya - Anda memerlukan analisis spektrum frekuensi menggunakan penganalisis getaran atau sistem penyeimbang portabel.
Contoh Praktis
Evaluasi langkah demi langkah menggunakan kriteria zona ISO 10816-3.
Mesin: Pompa sentrifugal yang digerakkan oleh motor listrik 75 kW
Dasar: Dibaut ke bantalan beton (fondasi kaku)
Klasifikasi: Grup 2 (15-300 kW, fondasi kaku)
Getaran terukur: 3,5 mm/dtk RMS pada bantalan ujung penggerak pompa, arah horizontal
Batas-batas kelompok 2: A/B = 1,12 mm/s - B/C = 2,8 mm/s - C/D = 7,1 mm/s
3,5 mm/s berada di antara batas B/C (2,8) dan batas C/D (7,1). Mesin ini tidak cocok untuk operasi jangka panjang yang berkelanjutan. Jadwalkan analisis getaran untuk mengidentifikasi akar penyebabnya - kesalahan umum pada tingkat ini termasuk ketidakseimbangan, ketidaksejajaran, atau kerusakan bantalan awal.
Mesin: Kipas sentrifugal, motor 500 kW, 1480 RPM
Dasar: Rangka baja pada isolator pegas (fondasi fleksibel)
Klasifikasi: Grup 3 (>300 kW, fondasi fleksibel)
Getaran terukur: 2,0 mm/dtk RMS (pembacaan tertinggi, aksial pada bantalan ujung penggerak)
Batas-batas kelompok 3: A/B = 1,8 mm/s - B/C = 4,5 mm/s - C/D = 11,2 mm/s
2,0 mm/s hanya melebihi batas A/B (1,8). Untuk mesin yang baru beroperasi, hal ini dapat diterima tetapi tidak ideal. Sedikit kelebihan ini menyarankan untuk menyelidiki keselarasan atau keseimbangan - keseimbangan trim yang cepat dapat membawanya ke Zona A dan memperpanjang usia bearing secara signifikan.
Mesin: Motor listrik, 45 kW, menggerakkan blower kecil
Dasar: Dudukan anti getaran dari karet (fondasi fleksibel)
Klasifikasi: Grup 4 (15-300 kW, fondasi fleksibel)
Getaran dasar: 3,0 mm/dtk RMS (ditetapkan 6 bulan yang lalu)
Getaran saat ini: 6,8 mm/s RMS
Batas-batas kelompok 4: A/B = 2,8 mm/s - B/C = 7,1 mm/s - C/D = 18,0 mm/s
Meskipun 6,8 mm/s secara teknis masih berada di Zona B untuk Grup 4, getarannya telah meningkat lebih dari dua kali lipat dari garis dasar 3,0 mm/s. Perubahan yang sangat besar ini - bahkan di dalam zona yang sama - mengindikasikan adanya sesar yang sedang berkembang dan perlu segera diselidiki melalui analisis spektral. Jangan menunggu sampai pembacaan menyeberang ke Zona C.
Konsep Utama dan Praktik Terbaik
Batas yang Dapat Ditindaklanjuti
ISO 10816-3 menerjemahkan kerangka kerja teoretis Bagian 1 ke dalam angka lulus/gagal yang konkret. Nilai-nilai ini adalah dasar untuk menetapkan ambang batas alarm pada sistem pemantauan online dan untuk menulis kriteria penerimaan ke dalam kontrak pengadaan dan spesifikasi perbaikan.
Hal-hal yang Penting
Tingkat getaran yang dapat diterima dengan baik untuk kipas yang besar dan dipasang secara fleksibel (Grup 3) dapat menandakan kegagalan yang akan segera terjadi pada motor berukuran sedang yang dipasang secara kaku (Grup 2). Salah mengklasifikasikan jenis pondasi adalah kesalahan yang paling sering terjadi dalam menerapkan standar ini.
Tren di Atas Ambang Batas
Praktisi yang berpengalaman tahu bahwa tren sering kali lebih penting daripada nilai absolut. Mesin yang berjalan dengan stabil pada 2,5 mm/s adalah prioritas yang lebih rendah daripada mesin yang melonjak dari 1,0 ke 2,5 mm/s dalam dua minggu - meskipun keduanya membaca angka yang sama hari ini.
Skrining, Bukan Diagnosis
Standar ini adalah alat penyaringan broadband. Standar ini mengidentifikasi bahwa ada masalah tetapi tidak apa masalahnya. Untuk diagnosis akar masalah, gunakan analisis spektral, analisis bentuk gelombang waktu, dan pengukuran fase dengan penganalisis getaran.
Mengatur Tingkat Alarm untuk Sistem Pemantauan
Saat mengonfigurasi tingkat alarm pada sistem pemantauan getaran kontinu atau periodik, batas zona dari ISO 10816-3 memberikan kerangka kerja yang alami. Praktik industri yang umum dilakukan adalah menyetel alarm "Waspada" (atau "Peringatan") pada batas Zona B/C dan alarm "Bahaya" (atau "Perjalanan") pada batas Zona C/D. Beberapa praktisi menetapkan tingkat "Perhatian" yang lebih rendah pada batas Zona A/B untuk menandai perubahan awal. Untuk mesin dengan garis dasar yang telah ditetapkan, alarm berbasis perubahan tambahan (misalnya, "alarm jika getaran meningkat lebih dari 25% dari garis dasar") memberikan deteksi lebih awal terhadap gangguan yang terjadi dibandingkan dengan alarm ambang batas absolut saja.
Hubungan dengan Standar Lainnya
ISO 10816-3 adalah bagian dari rangkaian standar evaluasi getaran yang komprehensif. ISO 10816-1 memberikan prinsip-prinsip umum. ISO 10816-7 secara khusus membahas pompa rotodinamis. ISO 7919 membahas getaran poros (diukur pada bagian yang berputar dengan probe kedekatan) daripada getaran rumah bantalan, dan terutama digunakan untuk mesin dengan bantalan film fluida seperti turbin. Standar penerus ISO 20816-3 (2022) menyelaraskan pendekatan getaran rumah 10816 dengan pendekatan getaran poros 7919 ke dalam satu kerangka kerja terpadu. Memahami di mana ISO 10816-3 cocok dalam keluarga ini penting untuk memilih standar yang tepat untuk setiap mesin dan jenis pengukuran tertentu.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Untuk pompa berukuran sedang (15-300 kW) di atas fondasi yang kaku (Grup 2), getaran hingga 1,12 mm/dtk RMS sangat baik (Zona A), hingga 2,8 mm/dtk dapat diterima untuk operasi jangka panjang (Zona B), hingga 7,1 mm/dtk memerlukan investigasi dan pemeliharaan korektif (Zona C), dan di atas 7,1 mm/dtk berarti harus segera dimatikan (Zona D). Untuk pompa dengan dudukan fleksibel, gunakan batas Grup 4 yang lebih ringan.
Fondasi yang kaku (bantalan beton, dasar baja struktural) mentransmisikan getaran secara langsung ke struktur di sekitarnya dan membutuhkan batas getaran yang lebih rendah. Fondasi yang fleksibel (isolator pegas, dudukan karet, bantalan elastomer) memungkinkan getaran yang lebih tinggi pada alat berat karena mengisolasi getaran dari struktur. Standar ini mengizinkan batas getaran yang lebih tinggi untuk alat berat yang dipasang secara fleksibel karena isolasi mencegah getaran menyebabkan kerusakan pada peralatan dan struktur di sekitarnya.
Ya, ISO 10816-3 telah secara resmi digantikan oleh ISO 20816-3 (diterbitkan pada tahun 2022). Namun, nilai batas zona inti tetap sangat relevan dan masih menjadi standar industri yang digunakan di ribuan pabrik di seluruh dunia. Banyak sistem pemantauan, spesifikasi kontrak, dan program pemeliharaan yang ada saat ini masih mengacu pada batas ISO 10816-3. Transisi ke ISO 20816-3 dilakukan secara bertahap, dan kedua standar tersebut dapat digunakan selama periode ini.
ISO 10816-3 tidak secara resmi berlaku untuk mesin di bawah 15 kW. Namun, dalam praktiknya, banyak teknisi menggunakan batas Grup 2 sebagai pedoman kasar untuk peralatan yang lebih kecil. Untuk mesin kecil yang kritis, lebih baik menetapkan tingkat getaran dasar setelah pemasangan dan commissioning, kemudian memantau perubahan relatif terhadap garis dasar tersebut daripada menerapkan batas absolut dari standar ini.
