ISO 20816-1: Vibrazioni meccaniche – Misurazione e valutazione delle vibrazioni delle macchine – Parte 1: Linee guida generali

Riepilogo

La norma ISO 20816-1 è l'attuale e moderna norma internazionale che fornisce le linee guida generali per la misurazione e la valutazione delle vibrazioni dei macchinari. Si tratta di un aggiornamento significativo in quanto sostituisce e combina i principi di due norme precedenti e fondamentali: Norma ISO 10816-1 (che copriva le misurazioni sulle parti non rotanti) e ISO 7919-1 (che riguardava le misurazioni sugli alberi rotanti). Questa nuova norma fornisce un quadro unificato per la valutazione delle vibrazioni di una macchina nel suo complesso, considerando sia le misurazioni della carcassa che quelle dell'albero per una valutazione più completa.

Indice (struttura concettuale)

Lo standard integra e aggiorna i concetti dei suoi predecessori in una struttura coesa:

1. 1. Ambito e tipi di misurazione:

   Questo capitolo iniziale definisce l'ambito di applicazione della norma, affermandola come guida principale per la valutazione delle vibrazioni di un'ampia gamma di macchinari industriali in condizioni operative. La sua caratteristica più significativa è l'unificazione formale di due distinte filosofie di misurazione. Fornisce metodologie dettagliate per la misurazione delle vibrazioni su entrambi i fronti:

   • Parti non rotanti: Si riferisce alle misurazioni effettuate sui componenti fissi di una macchina, in genere gli alloggiamenti dei cuscinetti. Lo standard ribadisce che la metrica preferita per questo tipo di misurazione è la banda larga. RMS (valore quadratico medio) velocità, misurato con sensori sismici come accelerometriQuesta misurazione riflette l'energia distruttiva trasmessa alla struttura della macchina.
   • Alberi rotanti: Si riferisce alla misurazione del movimento dinamico dell'albero stesso, rispetto a un punto fisso (solitamente l'alloggiamento del cuscinetto). La norma specifica che questa misurazione deve essere effettuata senza contatto. sonde di prossimità, e la metrica preferita è Da picco a picco spostamentoQuesta misurazione quantifica direttamente quanto si muove l'albero entro il gioco del cuscinetto.
2. 2. Strumentazione:

   Questo capitolo specifica i requisiti tecnici per l'intero sistema di misura al fine di garantire accuratezza e coerenza, coprendo sia le misure sismiche (involucro) che quelle senza contatto (albero). Prescrive che la strumentazione, inclusi trasduttori, cavi e analizzatori, sia in grado di misurare accuratamente i parametri specificati (velocità RMS o spostamento picco-picco) nell'intervallo di frequenza richiesto per il tipo di macchina. La norma sottolinea l'importanza della calibrazione regolare dell'intera catena di misura rispetto a uno standard noto e tracciabile. Inoltre, fornisce indicazioni fondamentali sulla corretta installazione dei sensori, facendo riferimento a standard specifici per il montaggio degli accelerometri (ISO 5348) e sonde di prossimità (ad esempio, API 670) per ridurre al minimo gli errori di misurazione e garantire che i dati siano affidabili e ripetibili nel tempo.

3. 3. Criteri di valutazione:

   Questa sezione costituisce il nucleo della metodologia di valutazione, proseguendo il collaudato approccio a due criteri degli standard precedenti. Fornisce un quadro dettagliato per la valutazione delle condizioni della macchina, basato sia sui valori assoluti che sulle variazioni nel tempo:

   • Criterio 1 (Limiti assoluti): Questo criterio prevede il confronto dell'entità assoluta delle vibrazioni misurate (velocità della carcassa o spostamento dell'albero) con limiti predefiniti. Questi limiti sono in genere stabiliti sulla base di dati statistici provenienti da un'ampia popolazione di macchine simili o sulla base di specifiche indicazioni contenute in altre parti della serie ISO 20816. Costituisce un parametro di riferimento fondamentale per la salute generale della macchina ed è fondamentale per i test di accettazione.
   • Criterio 2 (Variazione rispetto al valore iniziale): Questo criterio si concentra sulla variazione dell'entità delle vibrazioni rispetto a una condizione di riferimento o di base nota e stabile. La norma sottolinea che una variazione significativa, anche se il valore assoluto è ancora considerato accettabile secondo il Criterio 1, è spesso l'indicatore più precoce e affidabile dell'insorgenza di un guasto. Questo criterio è il fondamento della manutenzione predittiva basata sui trend.
4. 4. Zone di valutazione:

   Per semplificare l'applicazione del Criterio 1, la norma continua a utilizzare il consolidato schema a quattro zone per la classificazione della gravità assoluta delle vibrazioni. Queste zone forniscono un metodo chiaro, codificato a colori, per comunicare le condizioni della macchina. È importante notare che questa parte generale della norma definisce solo il *concetto* di zona; i valori numerici specifici per i confini delle zone sono forniti nelle parti specifiche della norma relative alle macchine (ad esempio, ISO 20816-3). Le zone sono definite come:

   • Zona A: Le vibrazioni dei macchinari appena commissionati o ricondizionati rientrano solitamente in questa zona.
   • Zona B: Le macchine con vibrazioni all'interno di questa zona sono normalmente considerate accettabili per un funzionamento a lungo termine senza restrizioni.
   • Zona C: Le macchine con vibrazioni in questa zona sono normalmente considerate inadeguate per un funzionamento continuo a lungo termine. È necessario programmare interventi correttivi.
   • Zona D: I valori di vibrazione all'interno di questa zona sono normalmente considerati sufficientemente gravi da causare danni alla macchina.
5. 5. Valutazione e accettazione combinate:

   Questa sezione finale fornisce una sintesi cruciale dei principi della norma. Raccomanda formalmente un approccio di valutazione combinato, in particolare per i macchinari critici dotati sia di sonde sismiche che senza contatto. Guida l'utente a valutare sia la vibrazione della carcassa (che riflette le forze trasmesse alla struttura) sia la vibrazione dell'albero (che riflette il comportamento dinamico del rotore) per formulare un giudizio più completo e affidabile sullo stato di salute generale della macchina. Questa sezione distingue inoltre chiaramente tra i criteri utilizzati per test di accettazione (per macchine nuove o riparate), che in genere richiede che i livelli di vibrazione rientrino nelle più severe Zone A o B e i criteri per monitoraggio operativo delle macchine in servizio, in cui i punti di regolazione degli allarmi stabiliti (Alert e Trip) basati sia sui limiti assoluti sia sulle variazioni significative rispetto alla linea di base sono gli strumenti principali per la valutazione delle condizioni quotidiane.

Concetti chiave

• Unificazione degli standard: L'aspetto più importante della norma ISO 20816-1 è che sostituisce e unifica le norme precedentemente separate per le vibrazioni della carcassa (ISO 10816-1) e dell'albero (ISO 7919-1). Ciò promuove un approccio più olistico all'analisi dei macchinari.
• Filosofia della doppia misurazione: Lo standard raccomanda vivamente di utilizzare, ove possibile, misurazioni delle vibrazioni sia della carcassa che dell'albero, in quanto forniscono informazioni complementari. Elevate vibrazioni della carcassa potrebbero indicare un problema strutturale, mentre elevate vibrazioni dell'albero potrebbero indicare un problema di dinamica del rotore.
• Modernizzazione: Aggiorna le linee guida generali per riflettere le moderne pratiche di strumentazione e analisi dei dati che si sono evolute dalla pubblicazione degli standard originali.
• Fondazione per parti specifiche: Come le precedenti, questa norma "Parte 1" fornisce il quadro generale. I limiti numerici specifici per le zone di valutazione per diverse tipologie di macchine sono dettagliati in altre parti della serie ISO 20816 (ad esempio, la ISO 20816-3 per le macchine industriali).

← Torna all'indice principale