ISO 13373-1: Tilstandsovervåking og diagnostikk av maskiner – Vibrasjonstilstandsovervåking – Del 1: Generelle prosedyrer

Sammendrag

ISO 13373-1 etablerer en systematisk og repeterbar prosedyre for å utføre vibrasjonsmålinger og -analyser som en del av et tilstandsovervåkingsprogram. Den fungerer som en grunnleggende veiledning for å sette opp et overvåkingsprogram, og beskriver alt fra valg av målepunkter og parametere til datainnsamling og grunnleggende analyse. Målet er å sikre at de innsamlede vibrasjonsdataene er konsistente, pålitelige og egnet for å oppdage endringer i en maskins tilstand over tid. Denne standarden formaliserer i hovedsak beste praksis for rutebasert datainnsamling.

Innholdsfortegnelse (konseptuell struktur)

Standarden gir en trinnvis veiledning for å etablere en robust rutine for vibrasjonsovervåking:

1. 1. Omfang og mål:

   Dette grunnleggende kapittelet definerer eksplisitt standardens formål, som er å etablere et generisk, systematisk og repeterbart sett med prosedyrer for hele prosessen med vibrasjonstilstandsovervåking. Hovedmålet er å sikre at vibrasjonsdata innhentes på en konsistent og pålitelig måte, slik at de er egnet for det tiltenkte formålet: å oppdage endringer i en maskins dynamiske oppførsel over tid. Standarden er utformet for å være den prosedyremessige ryggraden for å sette opp et nytt vibrasjonsovervåkingsprogram eller for å revidere et eksisterende. Den understreker at ved å følge disse prosedyrene kan en organisasjon opprette en database av høy kvalitet med maskinens vibrasjonshistorikk, som er den essensielle forutsetningen for effektiv feildeteksjon, trendanalyse og diagnostikk. Den klargjør at denne delen av standarden dekker den generelle metodikken, mens påfølgende deler (f.eks. ISO 13373-2) gir mer detaljerte diagnostiske teknikker.

2. 2. Måling og sensorvalg:

   Dette kapittelet fordyper seg i de kritiske beslutningene som danner grunnlaget for enhver vibrasjonsmåling. Det krever en strukturert tilnærming til valg av målepunkter, og legger vekt på at de bør være så nær maskinens lagre som mulig for å fange opp kreftene som overføres fra rotoren nøyaktig. Det gir detaljert veiledning om orienteringen av målingene (horisontal, vertikal, aksial) for å sikre et komplett tredimensjonalt bilde av maskinens bevegelse. En betydelig del av denne delen er dedikert til valg av sensor, og forklarer avveiningene mellom ulike transdusertyper. Det fremhever at akselerometer er det vanligste valget på grunn av det brede frekvensområdet og robustheten, men diskuterer også bruken av hastighetsprober og berøringsfrie nærhetsprober for spesifikke applikasjoner. Det er viktig å understreke at datakvaliteten er direkte avhengig av sensorens monteringsmetode, og det gis en sterk anbefaling om å bruke permanente boltfester for data av høyeste kvalitet og mest repeterbare data, og det refereres til de detaljerte retningslinjene i ISO 5348.

3. 3. Måleparametere:

   Denne delen er uten tvil den mest tekniske, ettersom den dikterer innstillingene i datainnsamleren som bestemmer kvaliteten og nytten av spektral- og bølgeformdataene. Den gir en detaljert metode for å velge disse parameterne basert på den spesifikke maskinen og de potensielle feilene som overvåkes. Viktige parametere som dekkes inkluderer:

   • Frekvensområde (Fmax): Standarden forklarer hvordan man velger maksimal frekvens for målingen. Denne må være høy nok til å fange opp signaturene av interesse, for eksempel høyfrekvente toner fra lagerfeil eller girnett, uten å være så høy at det introduserer unødvendig støy.
   • Oppløsning: Dette refererer til antall linjer i FFT Standarden gir veiledning om valg av en oppløsning som er tilstrekkelig til å separere tett innbyrdes avstand mellom frekvenskomponenter, noe som er kritisk for å identifisere sidebånd rundt en girfrekvens eller skille mellom tett innbyrdes avstand mellom kjørehastigheter i en flerakslet maskin.
   • Gjennomsnitt: Standarden forklarer bruken av signalgjennomsnitt for å forbedre signal-til-støy-forholdet og gi en mer stabil, repeterbar måling. Den beskriver ulike typer gjennomsnittsberegning, som RMS-gjennomsnitt og peak hold, og når de skal brukes.
   • Vindusinndeling: Dette forklarer nødvendigheten av å anvende en vindusfunksjon (som et Hanning-vindu) til tidsdataene før FFT utføres for å minimere en feil kjent som spektral lekkasje.
4. 4. Prosedyrer for datainnsamling:

   Dette kapittelet går fra oppsett til utførelse, og gir en grundig prosedyre for selve datainnsamlingen. Hovedfokuset er å sikre at hver måling som tas er sammenlignbar med alle tidligere og fremtidige målinger. Det legges stor vekt på å dokumentere maskinens driftsforhold på testtidspunktet, inkludert rotasjonshastighet, belastning, temperatur og andre relevante prosessvariabler. Dette er kritisk fordi en endring i disse forholdene kan endre en maskins vibrasjonssignatur betydelig, og uten denne konteksten kan en endring i vibrasjon misforstås som en utviklende feil. Standarden gir også en sjekkliste for å verifisere integriteten til målekjeden før datainnsamling, og sikre at sensoren er riktig montert, kabelen er i god stand og datainnsamlerens innstillinger er korrekte.

5. 5. Dataanalyse og evaluering:

   Når data av høy kvalitet er samlet inn, gir dette kapittelet rammeverket for tolkningen av disse. Det formaliserer den todelte tilnærmingen til evaluering som først ble introdusert i standarder som ISO 10816-1Den første metoden er **absoluttgrensesammenligning**, der den målte bredbåndsvibrasjonsverdien sammenlignes med forhåndsdefinerte alvorlighetsdiagrammer (f.eks. fra ISO 10816-serien) for å avgjøre om maskinen er i en «God», «Tilfredsstillende» eller «Utilfredsstillende» tilstand. Den andre, og kraftigere, metoden er **trendanalyse**. Dette innebærer å plotte måleverdier over tid for å etablere en stabil grunnlinje og deretter se etter signifikante avvik fra denne grunnlinjen. Standarden understreker at det ofte er viktigere å oppdage en endring enn den absolutte verdien. Den gir metodikken for å sette datadrevne «Varsling»- og «Trip»-alarmnivåer – for eksempel å sette et varsel hvis vibrasjonen dobles (en økning på 100%) og en tripp hvis den femdobles (en økning på 400%) fra den normale grunnlinjen, selv om de absolutte verdiene fortsatt er innenfor en akseptabel sone.

6. 6. Grunnleggende feilidentifikasjon:

   Dette siste kapittelet fungerer som en introduksjon til diagnostikkprosessen. Selv om hovedfokuset i del 1 er på datainnsamling og -deteksjon, bygger denne delen bro over gapet til diagnostikk ved å forklare det grunnleggende prinsippet om at ulike mekaniske og elektriske feil genererer unike, gjenkjennelige mønstre i vibrasjonsdataene. Det introduserer konseptet med å korrelere spesifikke frekvenser i FFT-spektrum til deres fysiske kilder på maskinen. For eksempel forklarer det at en høy topp på nøyaktig én gang kjørehastigheten (1X) vanligvis indikerer ubalanse, mens en høy topp ved 2X løpehastighet ofte peker på feiljusteringDen beskriver også hvordan høyfrekvente, ikke-synkrone topper kan assosieres med lagerfeilDette kapittelet gir den grunnleggende kunnskapen en analytiker trenger for å starte prosessen med rotårsaksanalyse, som er gjenstand for mer avanserte standarder i ISO 13373-serien.

Nøkkelbegreper

• Konsistens og repeterbarhet: Standardens sentrale tema. Et overvåkingsprogram er nytteløst hvis dataene ikke samles inn på en konsekvent måte. ISO 13373-1 gir reglene for å oppnå dette.
• Datakvalitet: Standarden legger sterk vekt på faktorer som påvirker datakvaliteten, spesielt montering av transduser og valg av passende måleinnstillinger (f.eks. frekvensområde, oppløsning).
• Grunnlaget for et program: Denne standarden er ikke en diagnostisk veiledning som forteller deg hvordan du identifiserer spesifikke feil. I stedet er det det viktige første trinnet som forteller deg hvordan du på riktig måte *samler inn dataene* som skal brukes til diagnostikk (som dekkes av andre standarder, som ISO 13373-2 og -3).

← Tilbake til hovedindeksen