ISO 20816-1: 기계 진동 – 기계 진동 측정 및 평가 – 제1부: 일반 지침

요약

ISO 20816-1은 기계 진동 측정 및 평가에 대한 일반 지침을 제공하는 최신 국제 표준입니다. 이 표준은 기존의 두 가지 기본 표준을 대체하고 그 원칙을 통합하여 중요한 업데이트입니다. ISO 10816-1 (회전하지 않는 부품의 측정을 포함함) ISO 7919-1 (회전축 측정을 포함함). 이 새로운 표준은 케이싱과 축 측정을 모두 고려하여 기계 전체의 진동을 평가하기 위한 통합 프레임워크를 제공하며, 더욱 포괄적인 평가를 위해 이를 제공합니다.

목차(개념적 구조)

이 표준은 이전 표준의 개념을 통합하고 업데이트하여 응집력 있는 구조를 갖췄습니다.

1. 1. 범위 및 측정 유형:

   이 첫 장에서는 표준의 포괄적인 적용 범위를 정의하고, 이를 통해 다양한 산업 기계의 작동 조건에서 진동을 평가하는 기본 지침으로 삼습니다. 가장 중요한 특징은 두 가지 서로 다른 측정 철학을 공식적으로 통합했다는 것입니다. 이 장에서는 두 가지 측정 방법론 모두에 대한 상세한 진동 측정 방법을 제시합니다.

   • 회전하지 않는 부품: 이는 기계의 고정 부품, 일반적으로 베어링 하우징에서 측정한 값을 말합니다. 이 표준은 이러한 유형의 측정에 선호되는 지표가 광대역임을 재확인합니다. RMS(제곱 평균 제곱근) 속도, 지진 센서로 측정 가속도계이 측정값은 기계 구조에 전달되는 파괴적인 에너지를 반영합니다.
   • 회전축: 이는 고정된 지점(일반적으로 베어링 하우징)을 기준으로 샤프트 자체의 동적 운동을 측정하는 것을 말합니다. 표준에서는 이를 비접촉 방식으로 측정해야 한다고 명시하고 있습니다. 근접 프로브, 그리고 선호하는 측정항목은 다음과 같습니다. 피크 투 피크 배수량이 측정은 베어링 간극 내에서 샤프트가 얼마나 움직이는지 직접적으로 정량화합니다.
2. 2. 계측:

   이 장에서는 지진(케이싱) 및 비접촉(갱도) 측정을 포함하여 정확성과 일관성을 보장하기 위한 전체 측정 시스템의 기술적 요건을 명시합니다. 변환기, 케이블, 분석기를 포함한 계측기는 기계 유형에 필요한 주파수 범위에서 지정된 매개변수(RMS 속도 또는 피크-피크 변위)를 정확하게 측정할 수 있어야 합니다. 이 표준은 알려져 있고 추적 가능한 표준에 따라 전체 측정 체인을 정기적으로 교정하는 것의 중요성을 강조합니다. 또한 가속도계 장착을 위한 특정 표준을 참조하여 적절한 센서 설치에 대한 중요한 지침을 제공합니다.ISO 5348) 및 근접 프로브(예: API 670)를 사용하여 측정 오류를 최소화하고 시간이 지나도 데이터가 안정적이고 반복 가능한지 확인합니다.

3. 3. 평가 기준:

   이 섹션은 평가 방법론의 핵심을 이루며, 기존 표준에서 검증된 2기준 접근법을 계승합니다. 절대값과 시간 경과에 따른 변화를 기반으로 기계 상태를 평가하기 위한 상세한 프레임워크를 제공합니다.

   • 기준 1(절대 한계): 이 기준은 절대 측정 진동 크기(케이싱 속도 또는 샤프트 변위)를 사전 정의된 한계값과 비교하는 것을 포함합니다. 이러한 한계값은 일반적으로 다수의 유사 기계에서 얻은 통계 데이터 또는 ISO 20816 시리즈의 다른 부분에서 제시된 구체적인 지침을 기반으로 설정됩니다. 이는 전반적인 기계 상태를 평가하는 기본적인 기준이 되며, 승인 시험에도 필수적입니다.
   • 기준 2(기준선으로부터의 변화): 이 기준은 알려진 안정적인 기준 또는 기준선 조건에서 진동 크기의 변화에 중점을 둡니다. 이 기준은 절대값이 기준 1에 따라 여전히 허용 가능한 것으로 간주되더라도 상당한 변화가 종종 결함 발생을 나타내는 가장 빠르고 신뢰할 수 있는 지표임을 강조합니다. 이 기준은 추세 기반 예측 유지 보수의 기반입니다.
4. 4. 평가 구역:

   기준 1의 적용을 단순화하기 위해, 본 표준은 진동의 절대적 심각도를 분류하기 위해 잘 확립된 4구역 프레임워크를 계속 사용합니다. 이러한 구역은 기계 상태를 명확하게 색상으로 구분하여 전달하는 방법을 제공합니다. 본 표준의 이 일반적인 부분은 구역의 *개념*만을 정의한다는 점에 유의해야 합니다. 구역 경계에 대한 구체적인 수치는 표준의 기계별 부분(예: ISO 20816-3)에 명시되어 있습니다. 구역은 다음과 같이 정의됩니다.

   • A구역: 새로 가동되거나 수리된 기계의 진동은 일반적으로 이 구역에 속합니다.
   • B 구역: 이 구역 내에서 진동이 발생하는 기계는 일반적으로 제한 없이 장기간 작동하기에 적합한 것으로 간주됩니다.
   • C 구역: 이 구역 내에서 진동이 발생하는 기계는 일반적으로 장기간 연속 작동에 적합하지 않은 것으로 간주됩니다. 시정 조치를 계획해야 합니다.
   • D구역: 이 구역 내의 진동 값은 일반적으로 기계에 손상을 줄 만큼 심각한 것으로 간주됩니다.
5. 5. 통합 평가 및 승인:

   이 마지막 섹션은 표준의 원칙들을 종합적으로 제시합니다. 특히 내진 및 비접촉 프로브가 모두 장착된 중요 기계류에 대해 복합적인 평가 접근법을 공식적으로 권장합니다. 이 섹션은 사용자가 케이싱 진동(구조물에 전달되는 힘을 반영)과 샤프트 진동(로터의 동적 거동을 반영)을 모두 평가하여 기계의 전반적인 상태에 대한 더욱 완전하고 신뢰할 수 있는 판단을 내릴 수 있도록 안내합니다. 또한 이 섹션은 다음 항목에 사용된 기준을 명확하게 구분합니다. 수용 테스트 (신규 또는 수리된 기계의 경우) 일반적으로 진동 수준이 더 엄격한 구역 A 또는 B 내에 있어야 하며 기준은 다음과 같습니다. 운영 모니터링 가동 중인 기계의 경우, 절대 한계와 기준선으로부터의 상당한 변화에 기반한 설정된 경보 설정점(경보 및 트립)이 일상적인 상태 평가를 위한 주요 도구입니다.

핵심 개념

• 표준의 통일: ISO 20816-1의 가장 중요한 측면은 이전에 별도로 존재했던 케이싱 진동(ISO 10816-1)과 샤프트 진동(ISO 7919-1)에 대한 표준을 대체하고 통합한다는 것입니다. 이는 기계 분석에 대한 보다 전체적인 접근 방식을 촉진합니다.
• 이중 측정 철학: 이 표준은 가능하면 케이싱 진동과 샤프트 진동 측정을 모두 사용할 것을 강력히 권장합니다. 이는 두 측정이 상호 보완적인 정보를 제공하기 때문입니다. 높은 케이싱 진동은 구조적 문제를 나타낼 수 있고, 높은 샤프트 진동은 로터 동역학 문제를 나타낼 수 있습니다.
• 현대화: 이 표준은 원래 표준이 발표된 이후 발전해 온 현대적 계측 및 데이터 분석 관행을 반영하여 일반 지침을 업데이트했습니다.
• 특정 부품의 기초: 이전 표준과 마찬가지로 이 "Part 1" 표준은 일반적인 틀을 제공합니다. 다양한 유형의 기계에 대한 평가 구역의 구체적인 수치 한계는 ISO 20816 시리즈의 다른 부분(예: 산업용 기계에 대한 ISO 20816-3)에 자세히 설명되어 있습니다.

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