ISO 13373-1：機械の状態監視と診断 — 振動状態監視、第1部：一般手順
ISO 13373-1 を実施するための体系的で再現性のある手順を定めている 振動 測定および解析を 状態監視 プログラムの基礎となる実践的な計測手順の “ハウツー” ガイドです。計測点とパラメータの選定方法、データの取得方法、および第一次評価の実施方法を解説しています。その目的は、収集した振動データが一貫性と信頼性を持ち、機械の状態変化を経時的に検出するのに適したものであることを保証することです。 ISO 17359 監視プログラムの全体的な戦略を定めるにあたり、ISO 13373-1 は振動チャンネルの手続き上の詳細を補完し、背後にあるベストプラクティスを形式化します。 ルートベースのデータ収集.
1. 適用範囲と目的
この基礎的な章では、規格の目的を定義しています。すなわち、振動状態監視のプロセス全体をカバーする、汎用的・体系的かつ再現性のある手順セットを確立することです。主な目的は、データが一貫して信頼性高く取得され、意図した用途、すなわち機械の動的挙動の変化を発展段階で検出することに適合していることを確保することです。本文書は、新規プログラムの構築または既存プログラムの監査のための手続き上の基盤として設計されています。
本規格が伝える根本的なメッセージは、これらの手順に従うことで、組織が機械振動の高品質な履歴データベースを構築できるということです。その履歴は、効果的な 障害検出, トレンド分析 そして 診断学の不可欠な前提条件です。本規格は、第1部が一般的な方法論をカバーし、後続の部、特に ISO 13373-2 が、データが正しく収集された後にそのデータを解釈するより詳細な診断技術を提供することを明示しています。
2. 計測およびセンサの選定
この章は、あらゆる計測の基盤を形成する意思決定を規定しています。計測点の選定に対して体系的なアプローチを義務付け、ロータから伝達される力を忠実に捉えるために、計測点は機械の軸受にできる限り近い位置に設けるべきであることを強調しています。また、水平方向、垂直方向および 軸方向 の計測方向について詳細なガイダンスを提供し、機械の動きに関する完全な三次元的な描像を構築します。
本節の重要な部分では、センサの選定と各種トランスデューサの間のトレードオフについて扱っています。 加速度計 は、広い周波数範囲と堅牢性により最も一般的な選択肢として特定されていますが、本規格では 速度変換器 および非接触 近接プローブ 流体膜軸受機械などの特定の用途についても論じています。特に重要なのは、データ品質がセンサの取り付け方に直接依存することを強調している点であり、最も再現性の高い結果を得るためにスタッドによる固定取り付けを強く推奨し、詳細な取り付けガイドラインを参照するよう求めています。 ISO 5348.
3. 測定パラメータ
これはおそらく最も技術的な節であり、 データコレクター 内部の設定を規定するものです。その設定がスペクトルおよび波形データの品質と有用性を決定します。本節では、特定の機械および監視対象の故障に応じてこれらの設定を選定するための方法論を提示しています。
- 周波数範囲（F最大): 計測の最大周波数は、関心のある特徴的な信号、すなわち ベアリングの欠陥 または ギアメッシュ の高周波成分を捉えるのに十分高くなければなりませんが、不要なノイズによって分解能を低下させるほど高くなってはなりません。
- 分解能： スペクトルのライン数 FFT スペクトル。密接に近接した成分を分離するために十分な分解能が必要であり、これは サイドバンド 歯車かみ合い周波数周辺の成分を識別したり、多軸機械においてほぼ同一の回転速度を区別したりするうえで重要です。
- 平均化: シグナル平均化により信号対雑音比が向上し、より安定した再現性の高い測定が得られます。本規格では、RMS平均化をはじめとするさまざまな平均化手法を説明し、 ピークホールド それぞれの適用場面についても解説しています。
- ウィンドウ処理: また、 ウィンドウ関数 such as a ハニングウィンドウ は、FFT処理前の時間データに適用する必要があります。これはレイクオフ（リーケージ）と呼ばれる誤差を最小化するためです。 スペクトル漏れ.
Choosing F最大 とライン数の組み合わせによって各スペクトルビンの周波数スパンが決定されるため、この2つの設定は対として決定するのが最善です。 FFT分解能計算機 ルートを設定する前に、そのトレードオフを明示的に示します。
4. データ取得手順
本章では、設定から実施へと移り、収集作業そのものの厳密な手順を提供します。中心的な関心事は比較可能性です。すなわち、すべての測定値は同一測定点における過去および将来のすべての測定値と直接比較できなければなりません。そのため本規格では、試験時点における機械の運転状態（回転数、負荷、温度、その他の関連プロセス変数）を記録することを強く推奨しています。運転条件の変化により機械の振動特性が大きく変わる可能性があるため、このコンテキスト情報は重要です。条件が記録されていない場合、無害な変化を発展しつつある故障と誤読するおそれがあります。本章ではさらに、記録前に測定チェーンの完全性を確認するためのチェックリストも提供しています。センサーが適切に取り付けられていること、ケーブルが正常であること、コレクターの設定が正しいことを確認します。
5. データ分析と評価
高品質なデータが得られた後、本章ではその解釈の枠組みを示します。これは次のような規格で最初に導入された二段構えのアプローチを形式化するものです。 ISO 20816-1 （ISO 10816-1の現代的後継規格）:
- 絶対値制限の比較: 測定した広帯域値を、あらかじめ定義された 深刻度 チャート（例： ISO 20816 シリーズのゾーン）と照合し、機械を「良好」「許容範囲内」「不良」に分類します。
- トレンド分析： より強力な手法として、値を時系列でプロットして安定した ベースライン を確立し、そこからの大きな逸脱を監視します。本規格では、 変化 を検出することが絶対値よりも重要である場合が多いと強調しています。
データ駆動型のアラームしきい値を設定するための方法論も提供しています。 警告 振動が2倍（ベースラインから100%上昇）になった場合に「警告アラーム」が発令され、 トリップ 振動が5倍（400%上昇）になった場合に「危険アラーム」が発令されることがあります。これは絶対値がまだ許容範囲内に収まっている場合でも同様です。この変化ベースのロジックにより、固定された上限値だけでは見逃してしまう故障をはるかに早期に検出できます。
6. 基本的な故障診断
最終章は診断プロセスの入門です。第1部が収集と検出に集中しているのに対し、本節では診断へと橋渡しをします。すなわち、機械的・電気的な異なる故障が振動データ上に固有の認識可能なパターンを生成するという基本原理を説明します。また、振動データ中の特定の周波数を相関付ける手法の実践を紹介し、 FFTスペクトル それらの機械における物理的な発生源との対応付けです。回転速度のちょうど1倍（1X）に現れる支配的なピークは、通常 アンバランスを示しており、2Xに強いピークが現れる場合は多くの場合 ずれを指し、高周波で非同期のピークは一般的に ベアリングの欠陥と関連しています。この基礎知識こそが、ISO 13373シリーズのより高度な規格が対象とする、より深い根本原因分析に取り組む際に分析担当者が必要とするものです。
7. 現場での手順の実践
ISO 13373-1を実際に適用するには、規格のパラメータ規則に従ってスペクトルを取得し、各測定値とともに運転条件を記録できる計器を携行する必要があります。 バランセット-1A は、規格が要求するブロードバンドレベルとFFTスペクトルを測定し、アンバランスとミスアライメントを区別する同期1X振幅および 位相 を取得し、後の比較が有効となるよう技術者が各測定点で回転速度と負荷を記録できます。第5節の分析でアンバランス不具合が確認された場合、同じ機器で フィールドバランシング を現地で修正できるため、検出から修正までのサイクルを一か所で完結させることができます。
8. 覚えておくべき重要概念
- 一貫性と再現性： 規格の中心テーマです。データ収集に一貫性がなければ監視プログラムは意味をなさず、ISO 13373-1はそれを一貫したものにするための規則を定めています。
- データ品質： 規格は品質を左右する要因、とりわけトランスデューサの取り付け方法と、周波数範囲や分解能といった測定設定の適切な選択について詳細に述べています。
- 診断マニュアルではなく、プログラムの基盤： あらゆる特定の故障を識別する方法を指示するものではなく、 collect ISO 13373-2および-3が対象とする診断において後に解釈されるデータを収集するための、不可欠な第一段階です。
完全な公式テキストはISOから規格参照番号21831として発行されており、ISOストアで購入できます。上記の要約は手続き上の論理を捉えたものです。完全な規範的詳細、正確な能力基準、およびすべての技術仕様を必要とする組織は、規格そのものを入手してください。
