ISO 7919-1: Mašinų vibracijos vertinimas matuojant besisukančius velenus
ISO 7919-1 — „Mechaniniai virpesiai. Mašinų virpesių vertinimas matuojant besisukančius velenus. 1 dalis. Bendrosios gairės“ — yra pagrindinis tarptautinis standartas, skirtas virpesių matavimui ir vertinimui ant rotating shaft mašinos. Tai yra tiesioginis atitikmuo ISO 10816 (dabar modernizuotas kaip ISO 20816 (serija), kurioje nagrinėjami ant nesisukančio korpuso matuojami virpesiai. Tuo tarpu korpuso standartas orientuotas į konstrukciją, o ISO 7919 stebi patį veleną, naudodamas bekontaktį artumo zondai siekiant įvertinti rotoriaus judėjimą jo guolių atžvilgiu. Šis skirtumas yra ypač svarbus dideliuose, kritinės svarbos įrenginiuose su skysčio plėvelės guoliais – turbinose, kompresoriuose ir dideliuose siurbliuose –, kur tikrasis rotoriaus dinaminis elgesys lemia skirtumą tarp saugaus veikimo ir sugadinto guolio.
1. Taikymo sritis ir matavimo principas
Šiame standarte nustatytos bendrosios besisukančių velenų vibracijos matavimo ir vertinimo procedūros. Pagrindinis jo principas yra tas, kad tiriamasis dydis yra paties veleno vibracinis judesys, kuris paprastai matuojamas santykinis prie stacionaraus guolio korpuso. Tai yra esminis nukrypimas nuo korpuso matavimų, numatytų standarte ISO 20816. Veleno vibracija yra tinkamiausias matavimo rodiklis mašinose, kurių rotorius yra masyvus, palyginti su santykinai lanksčiu korpusu, ir kurios veikia skysčio plėvelėje slankiojantys guoliai. Tokiais atvejais didelis veleno judesys gali vykti pačiame guolio tarpe, niekada nepasiekdamas korpuso išorės – todėl ant korpuso sumontuotas akselerometras jo tiesiog nepastebėtų. Tikslas – įvertinti šio dinaminio veleno judesio intensyvumą ir taip apsaugoti mašiną nuo guolio pažeidimų arba rotoriaus ir statoriaus sąlytis.
2. Matavimo dydžiai
Standarte nurodyta, kokius parametrus reikia matuoti ir vertinti. Pagrindinis rodiklis, apibūdinantis bendrą vibracijos sunkumas yra . Sp., nuo piko iki piko vibratory poslinkis veleno. Tai atspindi bendrą veleno ašies poslinkį jam judant guolyje, o kadangi šis dydis išreiškiamas mikrometrais, jį galima tiesiogiai palyginti su fiziniu guolio tarpu – tai ypač naudinga savybė, užtikrinanti įrangos apsaugą.
Standarte taip pat nurodomos kitos diagnostikai reikalingos charakteristikos. Jame rekomenduojama, kad matavimo sistema galėtų užtikrinti:
- Svetainė veleno orbita — veleno ašies brėžiamas trajektorija, kuri yra būtina diagnozuojant tokias problemas kaip naftos sūkurys arba nesuderinimas.
- The average veleno ašies padėtis — tokio poslinkio atsiradimas gali signalizuoti apie apkrovos ar išlyginimo pokyčius.
- Filtruotos reikšmės — kai kuriose sistemose vibracija esant 1× darbinis greitis yra vertinama atskirai, siekiant išskirti disbalansas atsakymą.
3. Prietaisai ir montavimas
Šioje dalyje pateikiamos praktinės rekomendacijos dėl įrangos. Čia aprašoma bekontaktė jutiklių sistema, sudaryta iš trijų komponentų, kurie kalibruojami kartu ir yra ne interchangeable:
- Jutiklis - ... eddy-current sensing tip.
- Pailginimo laidas nustatyto ilgio.
- Vairuotojas (proximitor) kuris apdoroja signalą.
Jutikliai montuojami poromis prie kiekvieno guolio, išdėstyti 90° kampu vienas nuo kito X–Y konfigūracijoje. Tai leidžia sistemai užfiksuoti visą dvimatį veleno ašies judėjimą ir atkurti jo trajektoriją. Standarte pabrėžiama, kad montavimo kokybė yra itin svarbi: tvirti tvirtinimo laikikliai, teisingas jutiklių tarpas ir lygus „jutiklių takas“ ant veleno, be mechaninių ar elektrinių muЕЎimas kuris priešingu atveju sugadintų signalą. Kadangi mechaninis ir elektrinis mušimas sukelia vieną kartą per apsisukimą pasikartojančią paklaidą, kuri imituoja vibraciją, prieš pradedant pasitikėti duomenimis paprastai taikoma lėto sukimosi kompensacija esant mažam greičiui.
4. Vertinimo kriterijai ir zonos
Standarte siūlomi du vienas kitą papildantys sunkumo vertinimo būdai. Pirmasis yra absoliutus kriterijus: išmatuotas Sp. yra lyginama su iš anksto nustatytais ribiniais dydžiais, taikant keturių zonų modelį.
- A zona (gerai): vibracijos lygis, kurio tikimasi iš naujai paleistų mašinų.
- B zona (patenkinamai): tinkamas neribotam ilgalaikiam eksploatavimui.
- C zona (nepatenkinama): galima problema; reikia patikrinti įrenginį, kad būtų nustatyta priežastis.
- D zona (nepriimtina): lygiai, laikomi žalingais ir reikalaujantys nedelsiant imtis veiksmų.
Antrasis yra kriterijaus pakeitimas: žymiai padidėjęs vibracijos lygis, kurį sukelia žinomas pradinė vertė gali būti ankstyvas įspėjimas apie besiformuojantį gedimą, net jei absoliutus lygis vis dar yra „Patenkinamos“ zonos ribose. 1 dalyje pateikiama tik ši bendra sistema – konkrečios skaitmeninės zonų ribos nurodytos ISO 7919 serijos dalyse, skirtose konkrečioms mašinoms, nes didelės lėtos turbinos leistinas poslinkis labai skiriasi nuo mažo greitaeigio kompresoriaus leistino poslinkio. Paprastai ribos nustatomos atsižvelgiant į maksimalų veleno greitį ir, galiausiai, į turimą guolio tarpą.
5. Žadintuvų nustatymas: įspėjimas ir išjungimas
Paskutiniame skyriuje vertinimo kriterijai paverčiami praktiniu mašinų apsauga sistemą, rekomenduodama dviejų pakopų pavojaus signalizacijos strategiją:
- Įspėjimas (signalo) nustatymo vertė: nustatytas šiek tiek aukščiau įprastos, stabilios mašinos veikimo ribos. Jos viršijimas įspėja operatorius, kad sąlygos pasikeitė ir reikia atlikti patikrinimą.
- Kelionė (išjungimo) nustatymo vertė: absoliuti riba, kurią pasiekus tolesnis veikimas greičiausiai sukeltų rimtą žalą. Jos viršijimas turėtų sukelti automatinį išjungimą, siekiant išvengti katastrofiško gedimo.
Standarte rekomenduojama šiuos nustatytus dydžius nustatyti remiantis abu absoliučios zonos ribos – kelionė neturėtų būti nustatoma virš C/D zonų ribos – ir esant reikšmingam nukrypimui nuo bazinės vertės; įspėjimas gali būti suaktyvintas, jei vibracija padvigubėja, net jei ji tebėra B zonoje. Šis absoliučiosios ir santykinės logikos derinys yra būtent tai, ko reikia nuolatinės apsaugos sistemai, kad ji galėtų užfiksuoti tiek didelius nukrypimus, tiek lėtai vykstantį nukrypimą.
6. Pagrindinės sąvokos praktikoje
- Veleno ir korpuso vibracija: Mašinose su masyviais, standžiais rotoriais ir lanksčiais korpusais veleno judesys yra kur kas tiesioginis ir patikimesnis dinaminės būklės rodiklis nei bet kokie išoriniai korpuso pokyčiai.
- Svarbiausia – mašinų apsauga: nors šie duomenys taip pat naudojami diagnostikai, pagrindinė ISO 7919 sistemos paskirtis yra užtikrinti apsaugą nuo katastrofiškų gedimų realiuoju laiku.
- Santykinio judėjimo reikšmė: Palyginus veleną su guoliu, analitikas gali tiesiogiai įvertinti, kokia guolio tarpo dalis yra išnaudota, ir nustatyti tokias problemas kaip alyvos sūkuriai ar per didelis išankstinė apkrova.
Ten, kur šis standartas taikomas nuolat prietaisais aprūpintoms kritinėms mašinoms, nešiojamieji prietaisai atlieka papildomą funkciją – diagnostiką vietoje ir gedimų šalinimą vietoje. Dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A matuoja 1× amplitudę ir fazė patiems mašinos guoliams esant darbinio greičio sąlygomis, todėl inžinierius gali įsitikinti, kad pagal veleno vibracijos tendenciją nustatytas disbalansas iš tiesų yra disbalansas, o tada subalansuoti rotorių ir patikrinti rezultatą netrikdydamas įrengtos artumo jutiklių sistemos.
7. „Standard“ ir jo šeima
ISO 7919-1 yra bendrasis „bendrųjų gairių“ dokumentas; toliau pateiktos numeruotos dalys (apimančios konkrečias mašinų klases, pavyzdžiui, garo turbinas, dujų turbinas ir sujungtas pramonines mašinas) nustato konkrečias skaičiais išreikštas ribas. Kartu su korpuso pagrindu parengta ISO 20816 serija šis standartas sudaro išsamų mašinų vibracijos vaizdą – iš vienos pusės veleno judesiai, iš kitos – konstrukcijos reakcija – kurį būtina atsižvelgti į bet kokią griežtą stebėjimo programą svarbios mašinos kuriuo remiamasi. Visas teisiškai privalomas tekstas yra išleistas Tarptautinės standartizacijos organizacijos (ISO) ir jį būtina įsigyti iš oficialaus ISO katalogo; šiame straipsnyje apibendrinama jo struktūra ir tikslas, kad šias sąvokas būtų galima taikyti neturint paties dokumento.
