ISO 10816-3: 産業機械の振動限界
定格出力 15kW 以上のポンプ、モーター、ファン、コンプレッサー、その他の産業機械の特定の RMS 速度制限と評価ゾーンを規定する実用的な規格です。.
クイックリファレンス: 振動の厳しさの限界
ベアリングハウジングの広帯域RMS速度（mm/s）を測定します。機械を分類し、以下のゾーンをご確認ください。.
評価基準 - RMS速度（mm/s）
ISO 10816-3 産業機械のゾーン境界値
| 機械グループ | ゾーンA / B | ゾーンB / C | ゾーンC / D |
|---|---|---|---|
| グループ1 大規模で堅牢な基礎、300kW以上 | 0.71 | 1.8 | 4.5 |
| グループ2 ★ 中程度の剛性基礎、15～300kW | 1.12 | 2.8 | 7.1 |
| グループ3 大規模で柔軟な基礎、>300 kW | 1.8 | 4.5 | 11.2 |
| グループ4 中型、フレキシブル基礎、15～300kW | 2.8 | 7.1 | 18.0 |
新しく稼働を開始した機械。新品または最近オーバーホールされた機器の典型的な例で、良好な状態です。.
制限のない長期運用に適しています。メンテナンスの行き届いた機械のほとんどがここで稼働しています。.
連続運転には適していません。根本原因を調査し、是正メンテナンスを計画してください。.
損傷の危険があります。故障を防ぐには、直ちにシャットダウンして是正措置を講じる必要があります。.
インペリアル単位 — RMS速度（in/s）
ヤードポンド法を用いた地域における同等の値（1 mm/s ≈ 0.03937 in/s）
| 機械グループ | ゾーンA / B | ゾーンB / C | ゾーンC / D |
|---|---|---|---|
| グループ1 | 0.028 | 0.071 | 0.177 |
| グループ2 ★ | 0.044 | 0.110 | 0.280 |
| グループ3 | 0.071 | 0.177 | 0.441 |
| グループ4 | 0.110 | 0.280 | 0.709 |
⚡ 振動ゾーン計算機
機械パラメータと測定された振動を入力すると、ISO 10816-3ゾーンが即座に判定されます。
ゾーン境界の視覚的な比較
各ゾーンの比例した幅は、柔軟に取り付けられた大型のマシンの制限がどのように拡大するかを示します。.
ISO 10816-3 とは何ですか?
ISO 10816-3は、世界で最も広く参照されている産業用振動規格の一つです。国際標準化機構（ISO）が発行するこの規格は、一般的な回転産業機械の振動の厳しさに関する具体的な数値的限界を規定しています。ISO 10816-3は、ISO 10816-3で確立された一般的な枠組みを直接的かつ実践的に適用する規格です。 ISO 10816-1パート 1 では、機械の振動を測定および評価する方法の一般原則について説明します。パート 3 では、機械の振動が許容範囲内か危険かを定義する実際の数値 (mm/s 単位の RMS 速度値) を示します。.
この規格は、出力定格と基礎の種類に基づき、4つの異なる機械グループについて、振動の深刻度を4つの評価ゾーン（AからD）に分類しています。このシンプルなマトリックスは、保守エンジニア、プラントオペレーター、および状態監視技術者に、機器の健全性に関する運転可否の判断を行うための、明確で国際的に合意された枠組みを提供します。.
ISO 10816-3は、測定方法を更新し、軸振動の基準を追加したISO 20816-3（2022年発行）に正式に置き換えられました。しかし、コアゾーン境界値は依然として重要な意味を持ち、世界中の産業用監視システム、プラント手順、保守プログラムの大部分は、引き続きISO 10816-3の限度値を参照しています。移行期間中は、両方の規格を並行して使用することができます。.
範囲と適用範囲
ISO 10816-3は、幅広い産業用回転機械に適用されます。ゾーン境界値を適用する前に、機器がこの規格の適用範囲に該当するかどうかを理解することが不可欠です。.
対象となる機械
この規格は、通常の定常条件下で稼働する最も一般的な産業用回転機器を対象としています。これには、遠心ポンプ、電動モーターおよび発電機（誘導および同期）、送風機およびファン（遠心および軸流）、遠心コンプレッサー、機械列に組み込まれたギアユニットが含まれます。これらの機械は、15kWを超える出力（または公称電力）を持ち、120 RPMから15,000 RPMの速度で稼働する必要があります。測定は、機械の非回転部品、具体的にはベアリングハウジング、ベアリング台座、またはベアリングを介して伝達される動的な力に直接応答する構造部品のみに対して行われます。.
除外されたマシン
いくつかの種類の機械はISO 10816-3の適用範囲外であり、それぞれ専用の規格でカバーされています。ディーゼルエンジンや往復動圧縮機などの往復動機械はISO 10816-6に準拠します。独特の振動特性を持つ工作機械はISO 10816-8に準拠します。発電所の水力発電装置およびポンプはISO 10816-5に準拠します。出力50MWを超える蒸気タービンおよび3MWを超えるガスタービンはISO 10816-2に準拠します。単気筒機械および回転子に剛結されていない回転質量を持つ機械も対象外です。.
パワーレンジ
15kWを超える定格の機械に適用されます。この閾値を下回る機器は通常、異なる振動特性を持ち、メーカーの仕様またはその他の基準に基づいて評価されます。.
速度範囲
120～15,000 RPMの運転速度に有効です。低速ギア駆動機械から高速ターボ機械まで、ほとんどの産業用回転機器をカバーします。.
測定場所
すべての測定は、回転しない部品（ベアリングハウジング、台座、またはローターの動的力に直接反応する構造部品）に対して行う必要があります。.
測定パラメータ
ブロードバンド RMS速度 mm/s単位の振動速度が主要な評価パラメータです。この単一の数値は、広い周波数範囲（通常10～1000 Hz）にわたる全体的な振動の深刻度を表します。.
機械分類：4つのグループ
ISO 10816-3を適用する上で、機械を正しく分類することは最も重要なステップです。この規格では、定格出力と基礎の種類という2つの重要な要素に基づいて、産業用機械を4つのグループに分類しています。誤ったグループを適用すると、誤報（フレキシブルマウントの機械をリジッドマウントの制限値と比較評価する）や欠陥の見逃し（リジッドマウントの機械で、振動が少ないことが期待され、かつ達成可能な場合に、緩い制限値を適用する）につながる可能性があります。.
| グループ | 力 | 財団 | 典型的な機械 | 主な特徴 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 300kW以上 | 硬い | コンクリート製の土台に設置された大型ポンプ、コンプレッサー、発電機 | 最も厳しい制限 - 巨大なローター、精密ベアリング、重い基礎が振動を吸収します |
| 2 ★ | 15～300kW | 硬い | コンクリートまたはスチールベースの標準モーター、中型ポンプ、ファン、ブロワー | 最も一般的なグループ - プラント設備の大部分をカバー |
| 3 | 300kW以上 | フレキシブル | スプリングアイソレータ、ゴムマウント、または高架プラットフォーム上の大型機械 | より広い制限 - フレキシブルマウントは、構造を保護しながら、機械のより高い振動を許容します |
| 4 | 15～300kW | フレキシブル | スプリングマウントまたはゴムマウントの中型機械、パイプマウントポンプ | 最も緩い制限 - 適度なサイズと柔軟な取り付けの組み合わせ |
基礎の種類を判断する方法
剛基礎と柔基礎の区別は重要であり、実際には曖昧になることがあります。剛基礎とは、機械基礎システムの固有振動数が主励振振動数（通常は機械の運転速度）よりも大幅に高い基礎のことです。実用的には、これは通常、機械が防振要素を一切使用せずに、重いコンクリート製の土台、厚い鋼板製のベースプレート、または構造床に直接ボルトで固定されていることを意味します。真に剛基礎とみなされるためには、基礎質量は機械質量の少なくとも3～5倍である必要があります。.
柔軟な基礎とは、意図的な振動絶縁要素（スプリングアイソレーター、ゴムパッド、コルク層、スプリング上の慣性ブロックなど）が組み込まれている基礎、または機械がそれ自体で十分な柔軟性を持つ高架構造（中二階やパイプブリッジなど）に設置されている基礎を指します。重要な基準は、機械の稼働中に基礎が顕著に動いたり共振したりするかどうかです。機械の周囲の床や構造物で振動を感じることができる場合、基礎は柔軟な挙動をしている可能性が高いです。.
基礎が剛体か柔体か不明な場合は、機械のベアリングハウジングと基礎表面の両方の振動を測定すると役立ちます。運転速度における基礎振動がベアリングハウジングの振動の50%を超える場合、基礎は柔体である可能性が高いため、グループ3またはグループ4の限度値を使用する必要があります。.
実践的な応用に関するガイダンス
ISO 10816-3は、根本的に異なる2つのユースケースを区別しています。それは、新品または修理された機械の状態評価（受入試験）と、既に稼働中の機械の監視（運用監視）です。それぞれのユースケースには、独自の方法論と基準があります。.
新規/修理済み機器の受入試験
新規機械の試運転時、設置後の機械の受入れ時、または大規模なオーバーホール後の機械の稼働再開時には、振動レベルが理想的にはゾーンA内に収まっている必要があります。ゾーンBは新規試運転時の許容範囲とされていますが、新品の機械がゾーンBを示した場合は、設置上の問題（位置ずれ、ソフトフット、配管の歪みなど）を示している可能性があります。ベアリングの早期摩耗につながる前に調査することをお勧めします。ゾーンCまたはゾーンDの振動を示す新規機械は、問題が特定され修正されるまで受入れるべきではありません。受入れ基準は、購入契約またはオーバーホール契約書に文書化し、ISO 10816-3のグループおよびゾーン要件を明示的に参照する必要があります。.
稼働中の機器の運用監視
既に稼働中の機械については、この規格では2つの補完的な評価手法が規定されています。絶対振動評価では、現在の広帯域RMS速度を、その機械グループのゾーン制限と比較します。測定値がゾーンAまたはBの範囲内であれば、機械は許容範囲内です。ゾーンCは、是正保守が計画されている間、機械を一定期間稼働させることができることを意味します。ゾーンDでは、壊滅的な損傷を防ぐため、直ちに停止する必要があります。.
傾向に基づく評価も同様に重要です。振動の突然の増加は、測定値がゾーンBの範囲内に留まっている場合でも、調査を必要とする重大な変化です。長年1.0 mm/sで稼働していた機械が突然2.2 mm/sに急上昇した場合、グループ2では依然としてゾーンBに該当しますが、1.2 mm/sの変化は、今後悪化していく可能性のある発生中の不具合を示しています。規格では、絶対的な限界値を確認するだけでなく、各機械の基準値を設定し、経時的な変化を追跡することを推奨しています。.
測定手順
この規格では、アクセス可能な各ベアリング位置において、水平方向（シャフト軸に垂直）、垂直方向、軸方向（シャフト軸に平行）の3つの直交方向で振動測定を行うことが規定されています。あらゆる方向において、あらゆるベアリングにおいて最も高い測定値が機械全体の評価に使用されます。この「最悪ケース」アプローチにより、方向性のある振動パターン（主に軸方向に現れる位置ずれなど）を見逃すことがなくなります。.
| 方向 | 略語 | 検出された一般的な欠陥 |
|---|---|---|
| 水平（シャフトに垂直） | H | アンバランス、緩み、ベアリングの摩耗 |
| 垂直 | V | アンバランス、構造共鳴 |
| 軸方向（シャフトに平行） | A | ずれ、シャフトの曲がり、スラストベアリングの不具合 |
ISO 10816-3は広帯域スクリーニングツールです。 それ 問題が存在する（マシンをゾーンCまたはDに配置することによって）が、それが通知されない 何 問題は、アンバランス、ミスアライメント、ベアリングの損傷など、特定の故障を診断するには、 周波数スペクトル解析 振動分析装置またはポータブルバランスシステムを使用します。.
実例
ISO 10816-3 ゾーン基準を使用した段階的な評価。.
機械： 75kWの電動モーターで駆動する遠心ポンプ
財団： コンクリートパッド（剛性基礎）にボルトで固定
分類： グループ2（15～300kW、剛性基礎）
測定された振動: ポンプ駆動側ベアリングの水平方向における3.5 mm/s RMS
グループ2の境界: A/B = 1.12 mm/秒 · B/C = 2.8 mm/秒 · C/D = 7.1 mm/秒
3.5 mm/sは、B/C境界（2.8）とC/D境界（7.1）の間にあります。この機械は連続した長期運転には適していません。根本原因を特定するために振動解析を実施してください。このレベルでの一般的な障害には、アンバランス、ミスアライメント、ベアリングの早期劣化などがあります。.
機械： 遠心ファン、500kWモーター、1480RPM
財団： スプリングアイソレータ上のスチールフレーム（フレキシブル基礎）
分類： グループ3（>300kW、フレキシブル基礎）
測定された振動: 2.0 mm/s RMS（最高読み取り値、駆動側ベアリングの軸方向）
グループ3の境界: A/B = 1.8 mm/秒 · B/C = 4.5 mm/秒 · C/D = 11.2 mm/秒
2.0 mm/s は A/B 境界（1.8）をわずかに超えています。新規に稼働を開始した機械では許容範囲内ですが、理想的とは言えません。このわずかな超過は、アライメントまたはバランス調整の見直しを示唆しています。迅速なトリムバランス調整により、ゾーン A に収まり、ベアリング寿命を大幅に延ばすことができます。.
機械： 小型送風機を駆動する45kWの電動モーター
財団： ゴム製防振マウント（フレキシブル基礎）
分類： グループ4（15～300kW、フレキシブル基礎）
ベースライン振動: 3.0 mm/s RMS（6か月前に確立）
現在の振動: 6.8 mm/s RMS
グループ4の境界: A/B = 2.8 mm/秒 · B/C = 7.1 mm/秒 · C/D = 18.0 mm/秒
6.8 mm/sはグループ4のゾーンBにまだ入っていますが、振動は基準値である3.0 mm/sから2倍以上に増加しています。同じゾーン内であっても、これほど大きな変化は障害の発生を示唆しており、スペクトル解析による迅速な調査が必要です。測定値がゾーンCを超えるまで待つ必要はありません。.
主要な概念とベストプラクティス
実行可能な制限
ISO 10816-3は、パート1の理論的枠組みを具体的な合否判定値に翻訳したものです。これらの値は、オンライン監視システムの警報閾値の設定や、調達契約およびオーバーホール仕様書への受入基準の記載の基礎となります。.
財団の重要性
大型で柔軟に設置されたファン（グループ3）には全く問題のない振動レベルでも、中型で固定設置されたモーター（グループ2）では差し迫った故障の兆候となる可能性があります。この規格の適用において最もよくある誤りは、基礎タイプの誤分類です。.
閾値を超えるトレンド
経験豊富な実務家は、絶対値よりも傾向の方が重要であることを知っています。たとえ今日の数値が同じであっても、2.5mm/sで安定して稼働している機械は、2週間で1.0mm/sから2.5mm/sに急上昇した機械よりも優先度が低くなります。.
診断ではなくスクリーニング
この規格はブロードバンドスクリーニングツールであり、以下を識別します。 それ 問題は存在するが 何 問題は、根本原因の診断には スペクトル分析, 振動アナライザーによる時間波形解析および位相測定が行えます。.
監視システムの警報レベルの設定
連続または周期的な振動監視システムのアラームレベルを設定する場合、ISO 10816-3のゾーン境界は自然な枠組みとなります。一般的な産業界では、ゾーンB/C境界に「アラート」（または「警告」）アラームを設定し、ゾーンC/D境界に「危険」（または「トリップ」）アラームを設定するのが一般的です。早期の変化を警告するために、ゾーンA/B境界に低い「注意」レベルを設定する専門家もいます。ベースラインが確立されている機械の場合、変化に基づくアラーム（例：「振動がベースラインから25%以上増加した場合にアラームを発する」）を追加することで、絶対閾値アラームのみよりも発生しつつある障害を早期に検出できます。.
他の規格との関係
ISO 10816-3は、包括的な振動評価規格群の一部です。ISO 10816-1は一般原則を規定し、ISO 10816-7は特にロータリーポンプを対象としています。ISO 7919は、軸受ハウジングの振動ではなく、シャフト振動（近接プローブを用いて回転部品上で測定）を対象としており、主にタービンなどの流体膜軸受を備えた機械に使用されます。後継規格であるISO 20816-3（2022）は、10816のハウジング振動評価手法と7919のシャフト振動評価手法を統合し、単一の統一フレームワークとして統合しています。ISO 10816-3がこの規格群のどこに位置づけられるかを理解することは、それぞれの機械や測定タイプに適した規格を選択する上で重要です。.
よくある質問
一般的な中型ポンプ（15～300 kW）を剛性基礎（グループ2）に設置する場合、振動が1.12 mm/s RMSまでであれば良好（ゾーンA）、2.8 mm/sまでであれば長期運転に許容（ゾーンB）、7.1 mm/sまでであれば調査と是正保守が必要（ゾーンC）、7.1 mm/sを超える場合は即時停止が推奨（ゾーンD）となります。フレキシブルマウントに設置されたポンプの場合は、より緩やかなグループ4の制限値を適用してください。.
剛性基礎（コンクリートパッド、構造用鋼製ベース）は振動を周囲の構造物に直接伝達するため、低い振動限度が求められます。一方、フレキシブル基礎（スプリングアイソレーター、ゴムマウント、エラストマーパッド）は、振動を構造物から遮断するため、機械本体の振動を高くすることができます。この規格では、フレキシブルに設置された機械に対して、振動による周囲の機器や構造物への損傷を防ぐため、より高い振動限度が認められています。.
はい、ISO 10816-3は正式にISO 20816-3（2022年発行）に置き換えられました。しかし、コアゾーン境界値は依然として重要な意味を持ち、世界中の何千ものプラントで使用されている業界標準です。多くの既存の監視システム、契約仕様、および保守プログラムは、引き続きISO 10816-3の制限値を参照しています。ISO 20816-3への移行は段階的に行われ、移行期間中は両方の規格を併用できます。.
ISO 10816-3は、15kW未満の機械には正式には適用されません。しかしながら、実際には多くの技術者がグループ2の限度値を小型機器の大まかなガイドラインとして使用しています。重要な小型機械については、この規格の絶対的な限度値を適用するのではなく、設置および試運転後に基準となる振動レベルを設定し、その基準値に対する変化を監視する方が適切です。.
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