ISO 20816-1: 機械振動 – 機械振動の測定と評価 – パート1: 一般ガイドライン

まとめ

ISO 20816-1は、機械の振動の測定と評価に関する一般的なガイドラインを提供する最新の国際規格です。これは、以下の2つの古い基礎規格の原則を統合し、置き換えた重要な改訂版です。 ISO 10816-1 （非回転部品の測定を含む）および ISO 7919-1 （回転軸の測定をカバーしていました）。この新しい規格は、機械全体の振動を評価するための統一された枠組みを提供し、ケーシングとシャフトの両方の測定を総合的に考慮することで、より包括的な評価を実現します。

目次（概念構造）

この標準では、以前の標準の概念を統合し、一貫性のある構造に更新しています。

1. 1. 測定範囲と測定タイプ:

   この最初の章では、本規格の包括的な適用範囲を定義し、幅広い産業機械の運転条件下における振動評価のための主要なガイドとしての地位を確立しています。最も重要な特徴は、2つの異なる測定原理を正式に統合していることです。本規格は、以下の両方の振動測定に関する詳細な方法論を提供しています。

   • 非回転部品: これは、機械の固定部品、典型的にはベアリングハウジングの測定を指します。この規格では、この種の測定には広帯域測定が推奨されることが改めて示されています。 RMS（二乗平均平方根） 速度、地震センサーで測定 加速度センサーこの測定値は、機械の構造に伝達される破壊的なエネルギーを反映しています。
   • 回転軸: これは、固定点（通常はベアリングハウジング）に対するシャフト自体の動的運動の測定を指します。規格では、非接触で測定する必要があると規定されています。 近接プローブ、そして推奨される指標は ピークツーピーク 変位この測定は、シャフトがベアリングクリアランス内でどれだけ動いているかを直接定量化します。
2. 2. 計装：

   この章では、地震（ケーシング）測定と非接触（シャフト）測定の両方を網羅し、精度と一貫性を確保するための計測システム全体の技術要件を規定しています。トランスデューサー、ケーブル、アナライザーを含む計測機器は、機械の種類に応じて必要な周波数範囲において、指定されたパラメータ（RMS速度またはピークツーピーク変位）を正確に測定できなければなりません。この規格は、既知のトレーサブルな標準に対する計測チェーン全体の定期的な校正の重要性を強調しています。さらに、加速度計の取り付けに関する具体的な規格を参照しながら、適切なセンサー設置に関する重要なガイダンスを提供しています（ISO 5348) および近接プローブ (API 670 など) を使用することで、測定誤差を最小限に抑え、長期にわたってデータの信頼性と再現性を確保できます。

3. 3. 評価基準：

   このセクションは評価方法の中核を成すものであり、以前の規格で実証された2基準アプローチを継承しています。絶対値と経時変化の両方に基づいて機械の状態を評価するための詳細な枠組みを提供します。

   • 基準1（絶対限界）: この基準は、測定された振動の絶対値（ケーシング速度または軸変位）を事前に定義された限度と比較するものです。これらの限度は通常、多数の類似機械の統計データに基づいて、またはISO 20816シリーズの他の規格における具体的なガイダンスに基づいて設定されます。これは機械全体の健全性を示す基本的なベンチマークとして機能し、受入試験において非常に重要です。
   • 基準2（ベースラインからの変化）: この基準は、既知の安定した基準またはベースライン状態からの振動振幅の変化に焦点を当てています。この規格では、たとえ基準1において絶対値が許容範囲内と判断されたとしても、大きな変化は、しばしば発生しつつある故障の最も早期かつ最も信頼性の高い指標となることを強調しています。この基準は、傾向に基づく予知保全の基礎となります。
4. 4. 評価ゾーン:

   基準1の適用を簡素化するため、本規格では、振動の絶対的な重大度を分類するための確立された4ゾーンの枠組みを引き続き採用しています。これらのゾーンは、機械の状態を色分けして明確に伝える手段を提供します。本規格のこの一般規定では、ゾーンの*概念*のみを定義しており、ゾーン境界の具体的な数値は、規格の機械固有の規定（例：ISO 20816-3）で規定されている点に留意することが重要です。ゾーンは以下のように定義されます。

   • ゾーンA： 新しく稼働した機械や改修された機械の振動は、通常このゾーンに該当します。
   • ゾーンB: このゾーン内の振動を持つ機械は、通常、制限のない長期操作に適していると見なされます。
   • ゾーンC: この範囲内の振動を示す機械は、通常、長期連続運転には適さないと判断されます。是正措置を計画する必要があります。
   • ゾーンD: このゾーン内の振動値は通常、機械に損傷を与えるほど深刻であると見なされます。
5. 5. 総合的な評価と承認：

   この最終セクションでは、規格の原則を包括的にまとめています。特に、地震探知プローブと非接触探知プローブの両方を備えた重要な機械については、複合的な評価アプローチを正式に推奨しています。機械全体の健全性について、より完全かつ信頼性の高い判断を下すために、ケーシング振動（構造に伝達される力を反映）とシャフト振動（ローターの動的挙動を反映）の両方を評価するようユーザーを導きます。また、このセクションでは、以下の基準を明確に区別しています。 受け入れテスト （新品または修理された機械の場合）振動レベルが通常、より厳しいゾーンAまたはB内に収まることを要求し、 運用監視 稼働中の機械では、絶対限界とベースラインからの大幅な変化の両方に基づいて確立されたアラーム設定ポイント（アラートとトリップ）が、日々の状態評価の主なツールとなります。

重要な概念

• 標準の統一: ISO 20816-1の最も重要な点は、これまで別々だったケーシング（ISO 10816-1）とシャフト（ISO 7919-1）の振動に関する規格を置き換え、統合したことです。これにより、機械解析に対するより包括的なアプローチが促進されます。
• 二重測定哲学： この規格では、ケーシングとシャフトの振動測定は相互補完的な情報を提供するため、可能な限り両方の測定を行うことを強く推奨しています。ケーシングの振動が大きい場合は構造上の問題が示唆される可能性があり、シャフトの振動が大きい場合はローターの力学的な問題が示唆される可能性があります。
• 近代化： この標準では、元の標準が公開されて以降に進化した最新の計測機器およびデータ分析の実践を反映するように、一般的なガイドラインが更新されています。
• 特定部品の基礎: この「パート1」規格は、先行規格と同様に、一般的な枠組みを提供します。様々な種類の機械の評価ゾーンの具体的な数値制限については、ISO 20816シリーズの他のパート（例えば、産業機械用のISO 20816-3）で詳細に規定されています。

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