ISO 20816-1 とは何ですか?

ISO 20816-1:2016 （正式名称：「機械振動 ― 機械振動の測定および評価 ― パート1：一般ガイドライン」）は、機械振動の測定および評価方法の枠組みを示す現在の国際規格です。2016年に発行され、1990年代から使用されていた2つの旧基本規格に取って代わります。.

最も大きな変化は 統一 これまで別々だった 2 つの測定哲学を 1 つのまとまりのある文書にまとめました。

• ISO 10816-1 — 覆われた振動を測定した 非回転部品 （ベアリングハウジング、機械ケース）に地震センサー（加速度計）を使用します。.
• ISO 7919-1 — 覆われた振動を測定した 回転軸 非接触近接プローブを使用します。.

ISO 20816-1は、包括的な機械評価には多くの場合両方の測定方法が必要であることを認識し、両方のアプローチを1つのフレームワークに統合しています。機械のケーシング振動は許容範囲内であるものの、シャフトの動きが危険である場合（ローターダイナミクスの問題を示唆）、あるいはその逆の場合（構造／基礎の問題を示唆）があります。両方を評価することによってのみ、全体像を把握することができます。.

規格がカバーするもの

1. 測定範囲と測定の種類 — ケーシングとシャフトの振動測定方法論を定義します
2. 計装要件 — センサーの種類、周波数範囲、校正、取り付け基準
3. 評価基準 — 2基準アプローチ（絶対限界＋ベースラインからの変化）
4. 評価ゾーン — 4つのゾーン分類システム（A、B、C、D）
5. 評価と受け入れの組み合わせ — 両方の測定タイプを併用する方法、受け入れテストと運用監視

ISO 20816シリーズ全集

ISO 20816は複数のパートからなる規格です。パート1では一般的な枠組みが規定され、その他のパートでは様々な機械カテゴリーごとに具体的な数値制限が規定されています。.

測定の種類

ISO 20816-1は、根本的に異なる2つの測定アプローチを正式に統合しています。この違いを理解することは、正しい適用に不可欠です。.

ケーシング振動（非回転部）

• 何： 固定された機械構造（ベアリングハウジング、台座、フレーム、ケーシング）の振動。.
• センサー： 地震トランスデューサー（圧電式加速度計（最も一般的）または速度トランスデューサー）は、ベアリングハウジングに取り付けられます。 ISO 5348.
• パラメータ: 広帯域RMS速度 で mm/秒 （地域によっては in/s）。.
• 周波数範囲: 10～1000 Hz 標準; 低速機械の場合は 2～1000 Hz (<120 RPM)。.
• 何がわかるか: 機械構造に伝達される振動エネルギー。軸受に作用する力と構造応答を反映します。軸受疲労および構造損傷のリスクと直接相関します。.
• 装置： について バランセット-1A 振動計モード (F5) で広帯域 RMS 速度を測定するため、ISO 20816 ケーシング評価に直接適合します。.

シャフト振動（回転部品）

• 何： ベアリング ハウジングに対するシャフトの動的変位、つまりシャフトがベアリングのクリアランス内で実際にどれだけ移動するか。.
• センサー： 非接触型渦電流近接プローブ。通常は API 670 に従って各ベアリングに直交ペア (XY) で設置されます。.
• パラメータ: ピークツーピーク変位 で μm （マイクロメートル）またはミル（1 ミル = 25.4 μm）。.
• 周波数範囲: 主にシャフト同期 (1×) およびサブ同期コンポーネント。.
• 何がわかるか: ローターの実際の動的挙動（軌道形状、旋回方向、摩擦接触）。シャフトの曲がり、オイル旋回、シール接触、そしてケーシングに効率的に伝達されない可能性のあるミスアライメントを検出するために重要です。.
• 装置： 恒久的に設置される近接プローブ（通常はポータブル機器ではありません）。主に流体膜（ジャーナル）軸受を備えた大型ターボ機械に使用されます。.

計測要件

この規格では、測定チェーン全体（トランスデューサー、ケーブル、信号調整、アナライザ）が校正され、必要な周波数範囲で正確に測定できる必要があると規定されています。主な参考文献：

• 加速度計の取り付け: あたり ISO 5348 — スタッドマウントが推奨されますが、日常的な監視には磁気式が適しており、恒久的な設置には接着剤が適しています。.
• 近接プローブの取り付け: API 670 に従って、プローブ ギャップ、ターゲット表面仕上げ、直交ペアの方向、およびケーブル ルーティングの要件が決まります。.
• 較正： トレーサブルな標準規格に基づいてチェーン全体を定期的に校正します。Balanset-1Aは工場で校正された状態で出荷され、既知の振動源に対して検証可能です。.

評価ゾーンA、B、C、D

4ゾーンシステムは、ISO振動規格の中で最も広く認知されている特徴です。振動の重大性を分類し、適切な対策を決定するための、普遍的な色分けされた枠組みを提供します。.

ゾーン境界値 - ケーシング振動（ISO 20816-3）

これらは具体的な数値制限であり、 ベアリングハウジング上の広帯域RMS速度, 15kWを超える出力、120～15,000rpmの回転速度を持つ産業用機械に適用されます。これらの値は元々ISO 10816-3で設定され、ISO 20816-3:2022に若干の改訂を加えて引き継がれています。.

ゾーン境界値 - 軸変位（ISO 20816-2）

近接プローブを備えたターボ機械の場合、軸変位限界は速度に依存します。この規格では、速度比の平方根に基づく式が用いられています。.

2つの評価基準

ISO 20816-1では、振動評価では以下を考慮する必要があると規定されている。 両方 複数の基準を同時に使用しないでください。1つだけを使用すると、全体像が不完全になります。.

基準1 — 絶対的な大きさ

測定された振動値を、ISO 20816 の該当部分の固定ゾーン境界と比較します。これにより、類似の機械の一般的な集団と比較した機械の状態がわかります。.

• 用途: 新しい機械や修理された機械の受け入れテスト、ベースライン評価、トリップアラームの設定、フリート全体での機械の比較。.
• 制限： 常に4.0 mm/s（グループ1のゾーンB）で動作していた機械は、全く問題ないかもしれません。これは通常の動作レベルです。基準1だけでは、何か変化があったかどうかはわかりません。.

基準2 - ベースラインからの変化

現在の振動を、確立された基準値（ベースライン）と比較します。ベースラインは通常、試運転後、メンテナンス後、または安定した運転期間における統計的な平均値として測定されます。.

• 用途: 傾向に基づく予測メンテナンス、早期障害検出、絶対レベルに関係なく劣化を検出します。.
• 重要な洞察: 重要な 変化 振動の絶対値がゾーンAまたはBにある場合でも、 最も古く、最も信頼できる指標 発達中の断層の。.

機械グループ（ISO 20816-3）

ISO 20816-3（およびその前身であるISO 10816-3）は、機械を以下の基準に基づいて4つのグループに分類しています。 出力定格 そして 基礎タイプ. 柔軟な基礎に設置された大型の機械は、剛性の基礎に設置された小型の機械よりも当然振動が大きいため、ゾーンの境界はグループごとに異なります。.

アラームとトリップ設定点

ISO 20816を監視システムに実際に適用するには、 警告 （警報）と 危険 （トリップ）設定点。この規格では、絶対設定点と相対設定点の両方についてガイダンスを提供しています。.

絶対設定点（基準1より）

• 警告 = B/Cゾーン境界値。振動がこれを超える場合は、監視を強化し、根本原因を調査し、是正措置を計画してください。.
• 旅行 = C/Dゾーン境界値。振動がこの値を超えると、損傷を防ぐために自動シャットダウン（利用可能な場合）または即時の手動操作が実行されます。.

相対的な設定点（基準2より）

• 相対的な警戒 = ベースライン × 乗数（通常は2.0～2.5倍）。ベースラインからの振動が2倍以上になると、故障が発生していることを示します。.
• について 有効な警報設定点 どちらでも より低い 絶対アラートと相対アラートの間の差。これにより、最初に違反した基準がアラームを発動することを保証します。.

受け入れテストと運用監視

ISO 20816-1 では、2 つの評価コンテキストを明確に区別しています。

受け入れテスト

新しい機械の試運転時やオーバーホール後の機械の受け入れ時に使用されます。通常、振動は ゾーンAまたはゾーンB. これは厳格な合否基準であり、ゾーン C に納品された新しい機械は通常は拒否されます。.

• 測定条件は厳密に制御する必要があります (安定した速度、全負荷、熱平衡)。.
• 各測定ポイントで複数の読み取りが行われます。.
• 結果は正式な受入レポートに記録されます。.

運用監視

稼働中の機械の継続的な状態評価に使用されます。焦点は合否判定から トレンドと変化の検出 （基準2）。アラートとトリップ設定点が主要なツールである。.

• ポータブルルートベースのデータ収集（Balanset-1A）または永続的なオンライン監視。.
• 有効な傾向比較のための一貫した測定ポイント、条件、および手順。.
• 絶対ゾーンとトレンド方向の両方に基づいたアクション決定。.

ISO 10816からISO 20816への移行

多くの施設では、手順、監視データベース、仕様において依然としてISO 10816を参照しています。移行について知っておくべきことをご紹介します。.

Balanset-1Aの実用化

について バランセット-1A ポータブル振動アナライザーは、内蔵の測定モードを通じて ISO 20816 ケーシング振動評価を直接サポートします。.

振動計モード（F5）

対策 広帯域RMS速度 — ISO 20816で規定されているケーシング振動の正確なパラメータ。ディスプレイには以下が表示されます。

• V1s （全体振動）—ゾーン境界と直接比較する
• V1o （1×RPM成分）—全体の振動のうち、アンバランスによる振動の割合を示します。
• 両チャンネル同時測定 - 1回の測定で近方位と遠方位を測定

スペクトラムアナライザー（F1 / F8）

FFT周波数スペクトルを表示し、 ソース 高振動（1倍のアンバランス、2倍のミスアライメント、特性周波数でのベアリング欠陥）の 振動解析ガイド スペクトルの解釈用。.

バランスモード

振動がアンバランス（支配的な1×RPMピーク）と診断された場合、Balanset-1Aは直ちに現場でのバランス調整を行って修正し、ゾーンCまたはDからゾーンAまたはBへの振動を低減します。 フィールドダイナミックバランシングガイド 完全な手順については、こちらをご覧ください。.

よくある質問

ISO 20816 と ISO 10816 の違いは何ですか?

ISO 20816は、ケーシング振動（旧ISO 10816）と軸振動（旧ISO 7919）を統合し、ISO 10816に代わる規格です。ISO 20816-3におけるケーシング振動の領域境界値は、ISO 10816-3のものと非常に類似しています。主な改良点は、両方の測定原理を1つの文書に統合したことです。.

ISO 10816はまだ有効ですか?

ISO 10816規格は、対応するISO 20816規格に置き換えられたため、正式に廃止されました。しかしながら、振動制限値は既存の監視システムや契約に広く組み込まれています。ケーシング振動の数値は基本的に変更されていないため、既存のISO 10816ベースのプログラムは技術的に有効であり、実用上は依然として有効です。.

速度と変位のどちらのパラメータを測定すればよいですか?

外部で測定される転がり軸受を備えた一般産業機械（ポータブル機器）の場合： RMS速度（mm/s）. ジャーナルベアリングと近接プローブを備えた大型ターボ機械の場合： ピークツーピーク軸変位（μm）. 両方が利用可能な場合は、両方を評価します。これらは補完的な情報を提供します。.

マシングループをどのように決定しますか?

2つの要素：定格出力（300kW以上か以下か）と基礎の種類（固定式かフレキシブル式か）。コンクリート製の土台にボルトで固定された75kWモーターはグループ2、スチール製のプラットフォームに設置された500kWコンプレッサーはグループ3です。上記の「機械グループ」セクションを参照してください。.

ゾーン B のマシンにはまだ障害が発生している可能性がありますか?

はい。まさにこれが基準2が存在する理由です。機械の基準速度が0.8 mm/sで、それが2.2 mm/sに上昇した場合、グループ2のゾーンB（2.8 mm/s未満）にはまだ入りますが、基準速度から2.75倍に上昇したことは、重大な問題の発生を示唆しています。.

バランス調整後、どの振動レベルを目標にすればよいですか?

フィールドバランス調整後、 ゾーンA （機械グループのA/B境界以下）。グループ2の機械の場合、これは1.4 mm/s以下を意味します。 バランス調整ガイド 手順を詳細に説明します。.

広帯域 RMS 速度はどの周波数範囲をカバーしますか?

標準範囲はISO 20816-1に基づき10～1000Hzです。これは最も一般的な故障サインを捉えます。1000 RPM（約17 Hz）で稼働する機械では1倍～約60倍、3000 RPM（50 Hz）で稼働する機械では1倍～約20倍です。低速機械（120 RPM未満）では、2～1000 Hzの拡張範囲を使用します。.

ゾーン値を使用するには、ISO 20816-1 ドキュメントを購入する必要がありますか?

ISO 20816-1自体には具体的なゾーン値は含まれておらず、方法論のみが定義されている。ゾーン境界番号は ISO 20816-3 （一般産業機械用）。すべての手順と付録を含む完全な公式文書については、以下からご購入ください。 ISOストア. このガイドで公開されているゾーン値は、公開されている参照資料からのものであり、業界で広く使用されています。.

関連記事

← 用語集目次へ戻る