振動チェックの頻度と、そのチェックをバランス作業にすべきタイミング

適切な監視間隔の設定

普遍的なスケジュールはありません。「毎月」が常に正しいとは限りません。「四半期ごと」が常に間違っているとは限りません。適切な間隔は次の1つの要素によって決まります。 最初の検出可能な症状から機能障害に至るまで、障害はどのくらいの速さで進行するのでしょうか? ISO 17359 では、これを「故障までのリードタイム」と呼びます。

ルールはシンプルです。故障までのリードタイムの半分よりも短い間隔で測定しましょう。ベアリングが最初の剥離から焼付きまで通常2ヶ月かかる場合、少なくとも月に1回は測定しましょう。ファンのインペラに3週間で振動が変化するほどの埃が蓄積する場合は、10日ごとに点検しましょう。「半分間隔ルール」により、故障発生期間内に少なくとも2つのデータポイントが得られます。これは、故障の傾向を把握し、故障前に対策を計画するのに十分な時間です。

リスクに基づく間隔選択

ISO 17359では、間隔を決める前に重要度とリスクの評価を要求していますが、具体的な数値は定めていません。以下の間隔はその枠組みに基づく当社の現場での初期設定です。まずはこれを目安にし、独自のトレンドデータで故障の進行速度が分かってきたら調整してください。

これらは出発点です。振動レベルの上昇やスペクトルに新しい周波数の出現など、変化を検知した瞬間から、測定頻度を直ちに上げてください。機械に不具合が生じ始めた瞬間、「四半期ごと」だった測定頻度も、「週ごと」に変わります。

継続的 vs 周期的：2つのアプローチ、1つの目標

ほとんどの発電所では両方を使用しています。重要な設備にはオンラインシステムを導入し、それ以外の設備には携帯型計測器による定期的なルートを導入します。重要なのは、発電所全体に一つの方法を採用するのではなく、重要度と障害の進行速度に合わせてアプローチを合わせることです。

定期巡回では、Balanset-1Aの内蔵「ルート点検」モード（ソフトウェアのF9）が使えます。測定点を一度登録して巡回すれば、ソフトウェアがすべての測定値を保存し、ISO 10816のゾーン帯とともに日付ごとの全体RMSトレンドを表示します。さらに1×と2×の高調波も個別にトレンド表示します。基準値や前回までの巡回結果との比較は、紙ではなくチャート上で行えます。

振動トレンド：何をどのように追跡すべきか

経時的な変化を追跡せずにデータを収集しても意味がありません。振動の傾向分析とは、各測定値を基準値や過去の測定値と比較することで、機械の状態が改善しているのか、悪化しているのか、それとも現状維持なのかを確認することを意味します。

ベースラインの確立

すべての機械には基準点が必要です。安定した記録された条件（一定速度、通常負荷、安定した温度）で、基準振動を記録します。新しい機械の場合は、試運転後に測定してください。オーバーホール後は、基準振動を固定する前に、短い慣らし運転期間（24～72時間）を設けてください。ベアリングが固定され、部品が落ち着くまでの馴染期間に振動が変化する可能性があります。

振動データとともに動作条件を記録してください。回転数、負荷、温度に関する情報がない振動測定値はほとんど役に立ちません。60%負荷時の測定値と100%負荷時の測定値を比較することはできません。

追跡対象: 3つのレイヤー

レイヤー 1 — 全体の RMS 速度 (mm/s)。 最も簡単で迅速な確認方法です。比較対象は ISO 10816のゾーン境界 （下表参照。ISO 10816シリーズはISO 20816シリーズに置き換えられましたが、ゾーン値は変わっていません）。「良好」「許容」「要調査」「即時対応」のいずれかを一つの数値で判断できます。巡回の効率化に最適で、測定点ごとに30秒しかかかりません。

レイヤー 2 — 主要な周波数コンポーネント。 全体レベルが上昇したときは、その 理由を把握する必要があります。1× RPM成分（アンバランス、緩み、堆積）と2× RPM成分（ミスアライメント、カップリング）を追跡します。Balanset-1Aは5～1,000 Hz帯の振動速度を測定します（センサー応答はおよそ550 Hzを超えると低下します）。そのため、FFTスペクトルで1×成分、その高調波、1,000 Hz未満のベアリング音を分解できます。転がり軸受の初期損傷ははるかに高い周波数帯に発生するため、通常はBalanset-1Aでは提供していないエンベロープ解析（復調解析）が必要です。Balanset-1Aはアンバランス、ミスアライメント、緩みの検出に使い、早期の軸受診断には専用の軸受解析器を使用してください。

レイヤー 3 — 変化率。 増加率は絶対値と同じくらい重要です。12ヶ月間安定して4.5mm/sで稼働している機械と、3週間前は2.0mm/sだった機械では、速度は異なります。急激な増加は、故障が急速に進行していることを意味します。間隔を短くし、すぐに対策を講じてください。緩やかな直線的な増加は、次回の適切なタイミングで計画的なメンテナンスを行うのに役立ちます。

リバランスのタイミング：4つの条件ベースのトリガー

バランス調整はカレンダー上の作業ではありません。根拠もなく「6ヶ月ごと」や「1年ごと」といったスケジュールを立ててはいけません。データに示されたタイミングでバランス調整を行い、アンバランスが主な原因であることが確認できた場合にのみバランス調整を実施してください。

バランス調整後すぐに振動が戻る理由

バランス調整後、数日または数週間以内に振動が再発した場合は、再度バランス調整を行うのではなく、原因究明を行ってください。振動が再発する場合は、バランス調整は症状の緩和であり、根本原因の解決ではありません。

汚れたローター。 堆積物が移動したり剥がれたりしてバランスが崩れます。汚れたインペラのバランス調整を行った場合、補正ウェイトが汚れを補正します。汚れが移動すると、ウェイトが新たなアンバランスの原因となります。解決策：バランス調整を行う前に、金属が露出するまで洗浄してください。

熱による変形。 ローターは高温になると不均一に反ったり膨張したりし、質量分布が変化します。巻線温度が20℃の冷間時にバランスが取れているモーターでも、80℃になると振動がひどくなる可能性があります。解決策：運転温度でバランスを取ってください。

緩いはめあい。 始動と停止中に、ローターがシャフト上でずれたり、ハブが滑ったり、キーが緩んだりすることがあります。始動するたびに位置がわずかに変化するため、バランスも変化します。解決策：バランス調整を行う前に、機械的なフィット感を修正してください。

共振。 構造物の固有振動数付近の運転速度は、小さな残留アンバランスを増幅します。微小な質量変化（熱膨張、堆積物の移動）が増幅されるため、機械は常に「バランス調整が必要」であるように見えます。解決策：速度を変えるか、構造を改造して固有振動数を変化させます。詳しくは、こちらをご覧ください。 振動絶縁ガイド.

現場レポート：14か月間、再バランス調整なし

中央ヨーロッパのある食品加工工場では、乾燥ラインで同一の30 kW遠心ファン4台をそれぞれ2,920 RPMで運転していました。保全チームは3か月ごとに4台すべてを再バランス調整しており、技術者が丸一日かけて各ファンをバランス調整していました。年4回の作業で、毎回4台、合計すると年間16件の予定バランス調整です。

Balanset-1Aを振動計モードで用いる月次の監視ルートを設定しました。最初の3か月のデータでは、ファン1と3は全体振動が1.8～2.2 mm/sで安定していました（ゾーンB：長期運転に許容され、対応不要）。ファン2は2.4 → 3.1 → 3.8 mm/sと徐々に上昇し、インペラ翼への製品堆積によるアンバランスを示す1×成分も増加していました。ファン4には強い2×成分があり、アンバランスではなくカップリングのミスアライメントが疑われました。

結果：ファン2（洗浄後）のバランス調整を行い、ファン4のカップリングを調整しました。ファン1と3はそのままにしました。14ヶ月経った今でも、ファン1と3のバランス調整は不要で、回転速度はそれぞれ2.0 mm/sと2.3 mm/sです。

不要な作業をやめたことでコストを削減できました。2台のファンにはバランス調整がまったく不要でした。1台にはバランス調整ではなく芯出しが必要でした。実際にアンバランスの問題があったのは1台だけです。携帯型計測器による月次監視は1回30分で済み、どの機械に何をいつ行うべきかをデータが正確に示しました。

ISO 10816 重大度基準

ISO 10816-3は、定格出力15 kW超、定格運転速度120～15,000 RPMの産業機械に適用されます（よく引用される「最大50 MW」はグループ1カテゴリーの上限であり、規格の適用範囲ではありません）。下表は剛基礎上のグループ2機械（15～300 kW）のゾーン境界を示します。トレンドプログラムの参考閾値として使用してください。経験に基づき、工場独自のより厳しい上限を設定することもできます。

注：ISO 10816シリーズはISO 20816シリーズに置き換えられましたが、ISO 20816-3でも下記の数値によるゾーン境界は変わっていません。

これらの上限値は、軸受ハウジングまたは機械構造で測定した10～1,000 Hz帯の広帯域RMS速度に適用されます（600 RPM以下で運転する機械では2～1,000 Hz）。例えば1×ピークのような単一の狭帯域成分を、これらのゾーン境界と比較してはいけません。これらは全体値です。

これらの値は、剛基礎上のグループ2（15～300kW）の機械に適用されます。グループ1（300kW超）および柔基礎の場合、閾値は異なりますので、規格全文をご参照ください。重要なポイント：ゾーンA/Bは通常通り監視。ゾーンCは調査と計画。ゾーンDは即時対応。

注：Balanset-1Aの「ルート点検」トレンドチャートは、上表のISO 10816-3グループ区分ではなく、ISO 10816-1の機械クラス（I～IV）に基づいてゾーン帯を表示します。そのため、画面に表示されるゾーンとこの表から得られるゾーンは、同じ測定値でも異なる場合があります。工場標準では、どちらか一方の区分を選び、一貫して使用してください。

よくある質問