Kas yra ISO 20816-1?

ISO 20816-1:2016 (pilnas pavadinimas: "Mechaninė vibracija. Mašinų vibracijos matavimas ir vertinimas. 1 dalis. Bendrosios gairės") yra dabartinis tarptautinis standartas, nustatantis mašinų vibracijos matavimo ir vertinimo sistemą. Jis buvo paskelbtas 2016 m. ir pakeičia du senesnius pagrindinius standartus, kurie buvo naudojami nuo 1990 m.

Reikšmingiausias pokytis yra tas, suvienijimas dviejų anksčiau atskirų matavimo filosofijų sujungimas į vieną darnų dokumentą:

• ISO 10816-1 — uždengta vibracija, išmatuota ant nesisukančios dalys (guolių korpusai, mašinos korpusas) naudojant seisminius jutiklius (akselerometrus).
• ISO 7919-1 — uždengta vibracija, išmatuota ant besisukantys velenai naudojant bekontakčius artumo zondus.

ISO 20816-1 sujungia abu metodus į vieną sistemą, pripažįstant, kad išsamus mašinos įvertinimas dažnai reikalauja abiejų tipų matavimų. Mašinos korpuso vibracija gali būti priimtina, tačiau velenas gali judėti pavojingai (rodantis rotoriaus dinamikos problemą), arba atvirkščiai (rodantis konstrukcijos / pamato problemą). Tik įvertinus abu metodus galima susidaryti išsamų vaizdą.

Ką apima standartas

1. Taikymo sritis ir matavimo tipai — apibrėžia korpuso ir veleno vibracijos matavimo metodikas
2. Instrumentacijos reikalavimai — jutiklių tipai, dažnių diapazonai, kalibravimas, tvirtinimo standartai
3. Vertinimo kriterijai — dviejų kriterijų metodas (absoliučios ribos + pokytis nuo pradinės vertės)
4. Vertinimo zonos — keturių zonų klasifikavimo sistema (A, B, C, D)
5. Kombinuotas vertinimas ir priėmimas — kaip naudoti abu matavimo tipus kartu, priėmimo testavimą ir veiklos stebėseną

Visa ISO 20816 serija

ISO 20816 yra daugialypis standartas. 1 dalyje pateikiama bendroji sistema; kitose dalyse pateikiamos konkrečios skaitinės ribos skirtingoms mašinų kategorijoms.

Matavimo tipai

ISO 20816-1 formaliai sujungia du iš esmės skirtingus matavimo metodus. Šio skirtumo supratimas yra labai svarbus norint teisingai jį taikyti.

Korpuso vibracija (nesisukančios dalys)

• Kas: Stacionarios mašinos konstrukcijos – guolių korpusų, atramų, rėmų, korpuso – vibracija.
• Jutiklis: Seisminiai keitikliai – pjezoelektriniai akselerometrai (dažniausiai) arba greičio keitikliai – montuojami ant guolio korpuso ISO 5348.
• Parametras: Plačiajuosčio ryšio RMS greitis į mm/s (arba kai kuriuose regionuose).
• Dažnių diapazonas: Standartinis 10–1000 Hz; 2–1000 Hz lėtaeigėms mašinoms (<120 aps./min.).
• Ką tai jums sako: Vibracijos energija, perduodama į mašinos konstrukciją. Atspindi guolius veikiančias jėgas ir konstrukcijos atsaką. Tiesiogiai koreliuoja su guolių nuovargiu ir konstrukcijos pažeidimo rizika.
• Įranga: Svetainė Balanset-1A matuoja plačiajuosčio RMS greitį vibrometro režimu (F5), todėl jį galima tiesiogiai naudoti korpusų vertinimui pagal ISO 20816.

Veleno vibracija (besisukančios dalys)

• Kas: Dinaminis veleno poslinkis guolio korpuso atžvilgiu – kiek velenas iš tikrųjų pasislenka guolio laisvumo ribose.
• Jutiklis: Bekontakčiai sūkurinių srovių artumo zondai, paprastai montuojami ortogonaliomis poromis (XY) prie kiekvieno guolio pagal API 670.
• Parametras: Piko iki piko poslinkis į μm (mikrometrai) arba miliai (1 milis = 25,4 μm).
• Dažnių diapazonas: Pirmiausia veleno sinchroniniai (1×) ir subsinchroniniai komponentai.
• Ką tai jums sako: Tikrasis rotoriaus dinaminis elgesys – orbitos forma, sūkurio kryptis, trinties kontaktas. Labai svarbu aptikti veleno išlinkimą, alyvos sūkurius, sandariklio kontaktą ir nesuderinamumą, kuris gali neefektyviai persiduoti korpusui.
• Įranga: Stacionariai montuojami artumo jutikliai (paprastai ne nešiojami prietaisai). Dažniausiai naudojami dideliuose turbokompresoriuose su skysčio plėvelės (slankiojančiais) guoliais.

Instrumentacijos reikalavimai

Standartas nurodo, kad visa matavimo grandinė – keitiklis, kabeliai, signalo apdorojimas ir analizatorius – turi būti sukalibruota ir gebėti tiksliai matuoti reikiamame dažnių diapazone. Pagrindinės nuorodos:

• Akselerometro tvirtinimas: Už ISO 5348 — pageidautinas tvirtinimas smeigėmis, magnetinis tvirtinimas įprastam stebėjimui, lipnus tvirtinimas nuolatiniam montavimui.
• Artumo zondo įrengimas: Pagal API 670 – zondo tarpo, taikinio paviršiaus apdailos, ortogonalios poros orientacijos ir kabelių tiesimo reikalavimai.
• Kalibravimas: Reguliarus visos grandinės kalibravimas pagal atsekamus standartus. „Balanset-1A“ tiekiamas gamykloje kalibruotas ir gali būti patikrintas pagal žinomus vibracijos šaltinius.

Vertinimo zonos A, B, C, D

Keturių zonų sistema yra labiausiai atpažįstamas ISO vibracijos standartų bruožas. Ji suteikia universalią, spalvomis koduotą sistemą vibracijos sunkumui klasifikuoti ir tinkamiems veiksmams nustatyti.

Zonos ribinės vertės. Korpuso vibracija (ISO 20816-3)

Tai yra konkrečios skaitinės ribos plačiajuosčio RMS greičio guolių korpusuose, taikoma pramoninėms mašinoms, kurių galia didesnė nei 15 kW, o greitis nuo 120 iki 15 000 aps./min. Šios vertės iš pradžių buvo nustatytos standarte ISO 10816-3 ir su nedideliais atnaujinimais perkeltos į standartą ISO 20816-3:2022.

Zonos ribinės vertės. Veleno poslinkis (ISO 20816-2)

Turbininiams mechanizmams su artumo jutikliais veleno poslinkio ribos priklauso nuo greičio. Standarte naudojama formulė, pagrįsta greičio santykio kvadratine šaknimi.

Du vertinimo kriterijai

ISO 20816-1 reikalauja, kad vibracijos vertinime būtų atsižvelgta į abu kriterijus vienu metu. Naudojant tik vieną, vaizdas nepilnas.

1 kriterijus. Absoliutus dydis

Palyginkite išmatuotą vibracijos vertę su fiksuotomis zonos ribomis, nurodytomis atitinkamoje ISO 20816 dalyje. Tai parodo mašinos būklę, palyginti su bendra panašių mašinų populiacija.

• Naudojimas: Naujų/suremontuotų mašinų priėmimo bandymai, pradinės būklės vertinimas, suveikimo signalizacijų nustatymas, mašinų palyginimas visame parke.
• Apribojimas: Įrenginys, kuris visada veikė 4,0 mm/s greičiu (B zona 1 grupei), gali būti visiškai sveikas – tai yra jo įprastas veikimo lygis. Vien 1 kriterijus nepasako, ar kas nors pasikeitė.

2 kriterijus. Pokytis nuo pradinio lygio

Palyginkite dabartinę vibraciją su nustatyta etalonine (bazine) verte. Bazinė vertė paprastai matuojama po paleidimo, po techninės priežiūros arba kaip statistinis vidurkis per stabilų eksploatavimo laikotarpį.

• Naudojimas: Tendencijomis pagrįsta prognozinė priežiūra, ankstyvas gedimų aptikimas, nusidėvėjimo aptikimas nepriklausomai nuo absoliutaus lygio.
• Svarbiausia įžvalga: Reikšmingas pokytis vibracijos atveju – net jei absoliuti vertė vis dar yra A arba B zonoje – dažnai yra Ankstyviausias ir patikimiausias rodiklis besivystančio gedimo.

Mašinų grupės (ISO 20816-3)

ISO 20816-3 (ir jo pirmtakas ISO 10816-3) klasifikuoja mašinas į keturias grupes pagal galios įvertinimas ir pamatų tipas. Kiekvienos grupės zonų ribos skiriasi, nes didesnės mašinos ant lanksčių pamatų natūraliai vibruoja labiau nei mažos mašinos ant standžių pamatų.

Aliarmo ir išjungimo nustatytosios vertės

Praktinis ISO 20816 taikymas stebėjimo sistemose reikalauja nustatyti Įspėjimas (signalizacija) ir Pavojus (išjungimo) nustatytosios vertės. Standarte pateikiamos gairės tiek absoliučioms, tiek santykinėms nustatytoms vertėms.

Absoliučios nustatytosios vertės (pagal 1 kriterijų)

• Įspėjimas = B/C zonos ribinė vertė. Kai vibracija viršija šią vertę, reikia sustiprinti stebėseną, ištirti pagrindinę priežastį ir suplanuoti taisomuosius veiksmus.
• Kelionė = C/D zonos ribinė vertė. Kai vibracija viršija šią vertę, atliekamas automatinis išsijungimas (jei yra) arba nedelsiant imamasi rankinių veiksmų, kad būtų išvengta žalos.

Santykinės nustatytosios vertės (pagal 2 kriterijų)

• Santykinis budrumas = Bazinė vertė × daugiklis (paprastai 2,0–2,5×). Vibracijos padvigubėjimas ar daugiau, palyginti su bazine verte, rodo besivystantį gedimą.
• Svetainė efektyvus įspėjimo nustatymas turėtų būti bet kuris mažesnis tarp absoliutaus ir santykinio pavojaus signalo. Tai užtikrina, kad pirmas pažeistas kriterijus sukels signalizaciją.

Priėmimo testavimas ir veiklos stebėjimas

ISO 20816-1 aiškiai išskiria du vertinimo kontekstus:

Priėmimo testavimas

Naudojama paleidžiant naujas mašinas arba priimant mašinas po kapitalinio remonto. Paprastai reikalavimas yra, kad vibracija atitiktų A zona arba B zona. Tai griežtas patvirtinimo/neatlikimo kriterijus – C zonoje pristatyta nauja mašina paprastai būtų atmesta.

• Matavimo sąlygos turi būti griežtai kontroliuojamos (stabilus greitis, pilna apkrova, terminė pusiausvyra).
• Keli rodmenys kiekviename matavimo taške.
• Rezultatai dokumentuojami oficialioje priėmimo ataskaitoje.

Veiklos stebėsena

Naudojamas nuolatiniam eksploatuojamų mašinų būklės vertinimui. Dėmesys perkeliamas nuo patvirtinimo/neleidimo į tendencijų ir pokyčių aptikimas (2 kriterijus). Pagrindinės priemonės yra įspėjimo ir išjungimo nustatytosios vertės.

• Nešiojamas maršrutais pagrįstas duomenų rinkimas („Balanset-1A“) arba nuolatinis stebėjimas internetu.
• Nuoseklūs matavimo taškai, sąlygos ir procedūros tinkamam tendencijų palyginimui.
• Veiksmų sprendimai, pagrįsti tiek absoliučia zona, tiek tendencijos kryptimi.

Migracija iš ISO 10816 į ISO 20816

Daugelis įstaigų savo procedūrose, stebėsenos duomenų bazėse ir specifikacijose vis dar naudoja ISO 10816 standartą. Štai ką reikia žinoti apie perėjimą.

Praktinis pritaikymas su Balanset-1A

Svetainė Balanset-1A Nešiojamasis vibracijos analizatorius tiesiogiai palaiko ISO 20816 korpuso vibracijos vertinimą per integruotus matavimo režimus.

Vibrometro režimas (F5)

Priemonės plačiajuosčio ryšio RMS greitis — tikslus korpuso vibracijos parametras, nurodytas ISO 20816 standarte. Ekrane rodoma:

• V1 (bendroji vibracija) – tiesiogiai palyginkite su zonos ribomis
• V1o (1 × aps./min. komponentas) – nurodo, kiek bendros vibracijos atsiranda dėl disbalanso
• Abu kanalai vienu metu – artimas ir tolimas pelekas viename matavime

Spektro analizatorius (F1 / F8)

Rodo FFT dažnių spektrą, leidžiantį identifikuoti šaltinis didelės vibracijos (disbalansas ties 1×, nesutapimas ties 2×, guolių defektai būdingais dažniais). Žr. Vibracijos analizės vadovas spektro interpretavimui.

Balansavimo režimas

Jei vibracija diagnozuojama kaip disbalansas (dominuojantis 1× RPM pikas), „Balanset-1A“ gali nedelsdamas pereiti prie lauko balansavimo, kad ją ištaisytų – sumažindamas vibraciją iš C arba D zonos atgal į A arba B zoną. Žr. Lauko dinaminio balansavimo vadovas už visą procedūrą.

Dažnai užduodami klausimai

Kuo skiriasi ISO 20816 ir ISO 10816?

ISO 20816 pakeičia ISO 10816, sujungdamas korpuso vibraciją (anksčiau ISO 10816) ir veleno vibraciją (anksčiau ISO 7919) į vieningą standartą. Korpuso vibracijos zonos ribinės vertės ISO 20816-3 yra labai panašios į ISO 10816-3. Pagrindinis patobulinimas yra abiejų matavimo filosofijų integravimas į vieną dokumentą.

Ar ISO 10816 vis dar galioja?

ISO 10816 dalys buvo oficialiai atšauktos, nes jas pakeitė atitinkamos ISO 20816 dalys. Tačiau vibracijos ribos yra plačiai įtrauktos į esamas stebėjimo sistemas ir sutartis. Korpuso vibracijos skaitinės vertės iš esmės nepasikeitė, todėl esamos ISO 10816 pagrįstos programos praktiškai išlieka techniškai galiojančios.

Kurį parametrą turėčiau matuoti – greitį ar poslinkį?

Bendrosios paskirties pramoninėms mašinoms su išoriškai matuojamais riedėjimo guoliais (nešiojamosios priemonės): RMS greitis mm/s. Didelėms turbininėms mašinoms su slankiojančiais guoliais ir įmontuotais artumo jutikliais: veleno poslinkis nuo piko iki piko, μm. Jei abu yra prieinami, įvertinkite abu – jie suteikia papildomos informacijos.

Kaip nustatyti mašinų grupę?

Du veiksniai: galios įvertinimas (daugiau arba mažiau nei 300 kW) ir pagrindo tipas (standus arba lankstus). 75 kW variklis, pritvirtintas prie betoninio pagrindo = 2 grupė. 500 kW kompresorius ant plieninės platformos = 3 grupė. Žr. aukščiau pateiktą skyrių „Mašinų grupės“.

Ar B zonoje esančiame įrenginyje vis dar gali atsirasti besivystantis gedimas?

Taip – būtent todėl egzistuoja 2 kriterijus. Jei aparato pradinis greitis buvo 0,8 mm/s ir padidėja iki 2,2 mm/s, jis vis dar priklauso 2 grupės B zonai (žemiau 2,8 mm/s), tačiau 2,75 karto padidėjimas nuo pradinio lygio rodo reikšmingą besivystančią problemą.

Kokį vibracijos lygį turėčiau siekti po balansavimo?

Po lauko balansavimo siekite A zona (žemiau jūsų mašinų grupės A/B ribos). 2 grupės mašinoms tai reiškia mažesnį nei 1,4 mm/s greitį. Balansavimo vadovas išsamiai aprašo procedūrą.

Kokį dažnių diapazoną apima plačiajuosčio ryšio RMS greitis?

Standartinis diapazonas pagal ISO 20816-1 yra 10–1000 Hz. Tai fiksuoja dažniausiai pasitaikančius gedimų signalus: nuo 1× iki ~60×, jei įrenginys veikia 1000 aps./min. (~17 Hz), arba nuo 1× iki ~20×, jei įrenginys veikia 3000 aps./min. (50 Hz). Mažo greičio įrenginiai (<120 aps./min.) naudoja išplėstinį 2–1000 Hz diapazoną.

Ar norint naudoti zonos vertes, reikia įsigyti ISO 20816-1 dokumentą?

Pačiame ISO 20816-1 standarte nėra konkrečių zonų verčių – jame apibrėžiama tik metodika. Zonų ribų numeriai yra pateikti ISO 20816-3 (skirta bendroms pramoninėms mašinoms). Norėdami gauti išsamius oficialius dokumentus su visomis procedūromis ir priedais, įsigykite iš ISO parduotuvė. Šiame vadove paskelbtos zonų vertės yra iš viešai prieinamų šaltinių ir plačiai naudojamos pramonėje.

Susiję straipsniai

← Grįžti į žodyno rodyklę