ISO 13373-1: 機械の状態監視および診断 – 振動状態監視 – パート1: 一般手順

まとめ

ISO 13373-1は、状態監視プログラムの一環として振動測定と分析を実施するための体系的かつ反復可能な手順を規定しています。これは、監視プログラムを構築するための基本的な「ハウツー」ガイドとして機能し、測定点とパラメータの選択からデータ収集、基本的な分析まで、あらゆる事項を詳細に説明しています。収集された振動データの一貫性、信頼性、そして機械の状態の経時変化の検出に適したものを確保することが目標です。この規格は、基本的に、状態監視プログラムにおける振動測定と分析のベストプラクティスを公式化しています。 ルートベースのデータ収集.

目次（概念構造）

この規格では、堅牢な振動監視ルーチンを確立するためのステップバイステップのガイドが提供されています。

1. 1. 範囲と目的:

   この基礎章では、規格の目的を明確に定義しています。それは、振動状態監視の全プロセスにおいて、汎用的かつ体系的かつ反復可能な一連の手順を確立することです。主な目的は、振動データが一貫性と信頼性をもって取得され、機械の動的挙動の経時的変化の検出という本来の目的に適したものとなるようにすることです。この規格は、新しい振動監視プログラムを立ち上げたり、既存のプログラムを監査したりするための手順のバックボーンとなるように設計されています。これらの手順に従うことで、組織は効果的な故障検出、傾向分析、および診断に不可欠な前提条件である、機械振動履歴の高品質なデータベースを作成できることを強調しています。規格のこの部分では一般的な方法論をカバーし、後続の部分（例：ISO 13373-2）ではより詳細な診断手法を提供することを明確にしています。

2. 2. 測定とセンサーの選択:

   この章では、あらゆる振動測定の基礎となる重要な決定事項について詳細に解説します。測定点の選択には体系的なアプローチが求められ、ローターから伝達される力を正確に捉えるためには、測定点を機械のベアリングにできるだけ近づける必要があることを強調します。機械の動きの完全な3次元画像を確保するために、測定方向（水平、垂直、軸方向）に関する詳細なガイダンスを提供します。このセクションの大部分はセンサーの選択に費やされ、異なる種類のトランスデューサー間のトレードオフについて説明します。 加速度計 広い周波数範囲と堅牢性のため最も一般的な選択肢ですが、速度プローブと非接触の使用についても説明します。 近接プローブ 特定の用途向けです。特に重要なのは、データの品質はセンサーの取り付け方法に直接依存することを強調し、最高品質で最も再現性の高いデータを得るためには永久スタッドマウントを使用することを強く推奨し、詳細なガイドラインを参照しています。 ISO 5348.

3. 3. 測定パラメータ：

   このセクションは、スペクトルデータと波形データの品質と有用性を決定するデータコレクタの設定を規定するため、おそらく最も技術的な内容となっています。特定の機械と監視対象となる潜在的な障害に基づいて、これらのパラメータを選択するための詳細な方法論を提供します。主なパラメータは次のとおりです。

   • 周波数範囲（Fmax）： この規格では、測定における最大周波数の選択方法が規定されています。この周波数は、例えば高周波音などの関心のある特徴を捉えるのに十分な高さでなければなりません。 ベアリングの欠陥 または ギアメッシュただし、高くなりすぎて不要なノイズが発生することはありません。
   • 解決： これは、 FFT スペクトル。この規格は、近接した周波数成分を分離するのに十分な分解能を選択するためのガイダンスを提供します。これは、ギアの噛み合い周波数付近のサイドバンドを識別したり、多軸機械における近接した動作速度を区別したりするために重要です。
   • 平均化: この規格は、信号平均化を用いて信号対雑音比を改善し、より安定した再現性の高い測定を実現する方法について説明しています。RMS平均化やピークホールドなど、様々な平均化の種類と、それらをいつ適用すべきかについても説明しています。
   • ウィンドウ処理: これは、 ウィンドウ関数 FFTを実行する前に時間データにハニング窓のような関数を適用して、誤差を最小化する。 スペクトル漏れ.
4. 4. データ収集手順:

   この章では、セットアップから実行までを解説し、データ収集そのものの厳格な手順を示します。主な焦点は、取得したすべての測定値が過去および将来のすべての測定値と比較可能であることを保証することです。回転速度、負荷、温度、その他の関連するプロセス変数を含む、試験時の機械の動作条件の記録が特に重要です。これらの条件の変化は機械の振動特性を大きく変える可能性があり、この状況記録がなければ、振動の変化が故障の発生と誤って解釈される可能性があるため、これは非常に重要です。この規格では、データ収集前に測定チェーンの整合性を検証するためのチェックリストも提供されており、センサーが正しく取り付けられていること、ケーブルが良好な状態にあること、データ収集装置の設定が正しいことを確認する必要があります。

5. 5. データ分析と評価：

   高品質なデータが収集された後、本章ではその解釈の枠組みを示します。本章では、例えば以下のような標準規格で初めて導入された評価の二本柱アプローチを形式化します。 ISO 10816-1最初の方法は**絶対限界比較**で、測定された広帯域振動値を定義済みの重大度チャート（ISO 10816シリーズなど）と比較して、機械が「良好」、「良好」、「不良」のいずれの状態にあるかを判断します。2番目でより強力な方法は**傾向分析**です。これは、測定値を時間とともにプロットして安定したベースラインを確立し、そのベースラインからの大きな偏差を探すことを意味します。この規格では、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されています。この規格は、データに基づいて「アラート」および「トリップ」アラームレベルを設定するための方法論を提供します。たとえば、絶対値がまだ許容範囲内であっても、通常のベースラインから振動が2倍（100%の増加）になった場合はアラートを設定し、5倍（400%の増加）になった場合はトリップを設定します。

6. 6. 基本的な障害の特定:

   この最終章は、診断プロセスの入門編です。パート1の主な焦点はデータの取得と検出ですが、本章では、様々な機械的および電気的故障が振動データにおいて独自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することで、診断とのギャップを埋めます。振動データにおける特定の周波数の相関関係の概念を紹介します。 FFTスペクトル マシン上の物理的なソースに依存します。例えば、走行速度のちょうど1倍（1X）で高いピークが見られる場合、通常は アンバランス一方、2倍の速度で高いピークに達すると、 ずれまた、高周波の非同期ピークがどのように関連するかについても説明します。 ベアリングの欠陥この章では、ISO 13373 シリーズのより高度な規格の主題である根本原因分析のプロセスを開始するためにアナリストに必要な基礎知識を提供します。

重要な概念

• 一貫性と再現性: 規格の中心テーマ。データが一貫した方法で収集されなければ、監視プログラムは役に立ちません。ISO 13373-1は、これを達成するための規則を規定しています。
• データ品質: この規格では、データ品質に影響を与える要素、特にトランスデューサの取り付けと適切な測定設定の選択（周波数範囲、解像度など）に重点を置いています。
• プログラムの基盤: この規格は、特定の障害を特定する方法を示す診断ガイドではありません。むしろ、診断に使用するデータを適切に収集する方法（ISO 13373-2やISO 13373-3などの他の規格で規定されています）を示す、重要な最初のステップです。

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