Wat is ISO 20816-1?

ISO 20816-1:2016 (Volledige titel: "Mechanische trillingen — Meting en evaluatie van machinetrillingen — Deel 1: Algemene richtlijnen") is de huidige internationale norm die het kader biedt voor de meting en evaluatie van machinetrillingen. Deze norm werd gepubliceerd in 2016 en vervangt twee oudere basisnormen die sinds de jaren negentig in gebruik waren.

De belangrijkste verandering is de eenwording van twee voorheen afzonderlijke meetfilosofieën in één samenhangend document:

• ISO 10816-1 — bedekte trilling gemeten op niet-roterende onderdelen (lagerhuizen, machinebehuizingen) met behulp van seismische sensoren (versnellingsmeters).
• ISO 7919-1 — bedekte trilling gemeten op roterende assen met behulp van contactloze nabijheidssensoren.

ISO 20816-1 combineert beide benaderingen in één raamwerk, omdat wordt erkend dat een uitgebreide machinebeoordeling vaak beide soorten metingen vereist. Een machine kan een acceptabele trilling van de behuizing hebben, maar een gevaarlijke asbeweging (wat wijst op een rotordynamisch probleem), of omgekeerd (wat wijst op een structureel/fundamenteel probleem). Alleen door beide te evalueren, kan men een volledig beeld krijgen.

Wat de standaard omvat

1. Omvang en meettypen — definieert zowel meetmethoden voor trillingen van de behuizing als van de schacht
2. Instrumentatievereisten — sensortypes, frequentiebereiken, kalibratie, montagestandaarden
3. Evaluatiecriteria — de tweecriteria-aanpak (absolute limieten + verandering ten opzichte van de basislijn)
4. Evaluatiezones — het classificatiesysteem met vier zones (A, B, C, D)
5. Gecombineerde beoordeling en acceptatie — hoe je beide meetmethoden samen kunt gebruiken: acceptatietesten versus operationele monitoring

De complete ISO 20816-serie

ISO 20816 is een meerdelige norm. Deel 1 beschrijft het algemene kader; de andere delen bevatten specifieke numerieke limieten voor verschillende machinecategorieën.

Meettypen

ISO 20816-1 verenigt formeel twee fundamenteel verschillende meetmethoden. Het begrijpen van dit onderscheid is cruciaal voor een correcte toepassing.

Behuizingstrillingen (niet-roterende onderdelen)

• Wat: Trillingen van de stationaire machineconstructie — lagerhuizen, voetstukken, frames, behuizing.
• Sensor: Seismische transducers — piëzo-elektrische versnellingsmeters (meest voorkomend) of snelheidssensoren — gemonteerd op de lagerbehuizing per ISO 5348.
• Parameter: Breedband RMS-snelheid in mm/s (of in/s in sommige regio's).
• Frequentiebereik: 10–1000 Hz standaard; 2–1000 Hz voor machines met lage snelheid ((<120 RPM).
• Wat het je vertelt: De trillingsenergie die wordt overgedragen op de machineconstructie. Deze weerspiegelt de krachten die op de lagers inwerken en de reactie van de constructie. Dit hangt direct samen met lagervermoeidheid en het risico op structurele schade.
• Apparatuur: De Balanset-1A Het apparaat meet de breedband RMS-snelheid in de vibrometermodus (F5), waardoor het direct geschikt is voor de beoordeling van behuizingen volgens ISO 20816.

Asvibratie (draaiende onderdelen)

• Wat: Dynamische verplaatsing van de as ten opzichte van het lagerhuis — hoeveel de as daadwerkelijk beweegt binnen de lagerspeling.
• Sensor: Contactloze wervelstroom-nabijheidssondes, die doorgaans in orthogonale paren (XY) bij elk lager worden geïnstalleerd volgens API 670.
• Parameter: piek-tot-piek verplaatsing in μm (micrometers) of mils (1 mil = 25,4 μm).
• Frequentiebereik: Voornamelijk as-synchrone (1×) en sub-synchrone componenten.
• Wat het je vertelt: Het daadwerkelijke dynamische gedrag van de rotor — baanvorm, wervelrichting, wrijvingscontact. Cruciaal voor het detecteren van asbuiging, oliewerveling, afdichtingscontact en uitlijningsfouten die mogelijk niet efficiënt op de behuizing worden overgebracht.
• Apparatuur: Permanent geïnstalleerde naderingssensoren (doorgaans geen draagbare instrumenten). Voornamelijk gebruikt op grote turbomachines met glijlagers.

Instrumentatievereisten

De norm schrijft voor dat de gehele meetketen — transducer, bekabeling, signaalconditionering en analysator — gekalibreerd moet zijn en nauwkeurig moet kunnen meten over het vereiste frequentiebereik. Belangrijke referenties:

• Montage van de versnellingsmeter: Per ISO 5348 — Bevestiging aan een muurstijl heeft de voorkeur, magnetisch is acceptabel voor routinematige controle, zelfklevende bevestiging voor permanente installatie.
• Installatie van de nabijheidssensor: Volgens API 670 — eisen met betrekking tot de afstand tussen de probes, de afwerking van het doeloppervlak, de orthogonale oriëntatie van de paren en de kabelgeleiding.
• Kalibratie: Regelmatige kalibratie van de gehele keten aan de hand van traceerbare standaarden. De Balanset-1A wordt af fabriek gekalibreerd geleverd en de kalibratie kan worden geverifieerd aan de hand van bekende trillingsbronnen.

Evaluatiezones A, B, C, D

Het vierzonesysteem is het meest herkenbare kenmerk van de ISO-normen voor trillingen. Het biedt een universeel, kleurgecodeerd raamwerk voor het classificeren van de ernst van trillingen en het bepalen van de juiste maatregelen.

Zonegrenswaarden — Trillingen van de behuizing (ISO 20816-3)

Dit zijn de specifieke numerieke limieten voor breedband RMS-snelheid op lagerhuizen, Deze waarden zijn van toepassing op industriële machines met een vermogen van meer dan 15 kW en een toerental van 120 tot 15.000 RPM. Deze waarden zijn oorspronkelijk vastgesteld in ISO 10816-3 en zijn met kleine aanpassingen overgenomen in ISO 20816-3:2022.

Zonegrenswaarden — Schachtverplaatsing (ISO 20816-2)

Voor turbomachines met naderingssensoren zijn de limieten voor de asverplaatsing snelheidsafhankelijk. De norm gebruikt een formule gebaseerd op de wortel van de snelheidsverhouding.

De twee evaluatiecriteria

ISO 20816-1 schrijft voor dat bij trillingsbeoordeling rekening moet worden gehouden met beide criteria gelijktijdig beoordelen. Het gebruik van slechts één criterium geeft een onvolledig beeld.

Criterium 1 — Absolute grootte

Vergelijk de gemeten trillingswaarde met de vaste zonegrenzen uit het betreffende deel van ISO 20816. Dit geeft inzicht in de toestand van de machine ten opzichte van de gemiddelde populatie vergelijkbare machines.

• Gebruik voor: Acceptatietesten van nieuwe/gerepareerde machines, nulmeting, instellen van uitschakelalarmen, vergelijken van machines binnen een machinepark.
• Beperking: Een machine die altijd op 4,0 mm/s heeft gewerkt (Zone B voor Groep 1) kan perfect in orde zijn — dat is het normale werkingsniveau. Criterium 1 alleen geeft geen uitsluitsel of er iets veranderd is.

Criterium 2 — Verandering ten opzichte van de basislijn

Vergelijk de huidige trilling met een vastgestelde referentiewaarde (basiswaarde). De basiswaarde wordt doorgaans gemeten na de ingebruikname, na onderhoud of als een statistisch gemiddelde over een stabiele bedrijfsperiode.

• Gebruik voor: Trendgebaseerd voorspellend onderhoud, vroegtijdige foutdetectie, detectie van verslechtering ongeacht het absolute niveau.
• Kerninzicht: Een significant wijziging in trilling — zelfs als de absolute waarde zich nog steeds in zone A of B bevindt — is vaak de vroegste en meest betrouwbare indicator van een zich ontwikkelende breuk.

Machinegroepen (ISO 20816-3)

ISO 20816-3 (en de voorganger ISO 10816-3) classificeert machines in vier groepen op basis van vermogensclassificatie en funderingstype. De zonegrenzen verschillen per groep, omdat grotere machines op flexibele funderingen van nature een hogere trilling hebben dan kleinere machines op starre funderingen.

Alarm- en uitschakeldrempelwaarden

De praktische toepassing van ISO 20816 in monitoringsystemen vereist het instellen van Waarschuwing (alarm) en Gevaar (Uitschakel) instelpunten. De norm geeft richtlijnen voor zowel absolute als relatieve instelpunten.

Absolute instelpunten (uit criterium 1)

• Waarschuwing = Grenswaarde B/C-zone. Wanneer de trillingen deze waarde overschrijden, moet de monitoring worden geïntensiveerd, de oorzaak worden onderzocht en corrigerende maatregelen worden gepland.
• Reis = C/D-zonegrenswaarde. Wanneer de trillingen deze waarde overschrijden, wordt automatisch uitgeschakeld (indien beschikbaar) of wordt onmiddellijk handmatig actie ondernomen om schade te voorkomen.

Relatieve instelpunten (uit criterium 2)

• Relatieve waarschuwing = Basislijn × vermenigvuldigingsfactor (doorgaans 2,0–2,5×). Een verdubbeling of meer van de trilling ten opzichte van de basislijn duidt op een zich ontwikkelende breuk.
• De effectief alarmdrempelwaarde het zou moeten zijn welke van de twee lager tussen het absolute alarm en het relatieve alarm. Dit zorgt ervoor dat het alarm afgaat zodra het eerste criterium wordt geschonden.

Acceptatietesten versus operationele monitoring

ISO 20816-1 maakt een duidelijk onderscheid tussen twee beoordelingscontexten:

Acceptatietesten

Wordt gebruikt bij de inbedrijfstelling van nieuwe machines of bij het accepteren van machines na een revisie. De eis is doorgaans dat de trillingen binnen een bepaald bereik vallen. Zone A of Zone B. Dit is een strikt slaag-/faalcriterium: een nieuwe machine die in zone C wordt geleverd, wordt normaal gesproken afgekeurd.

• De meetomstandigheden moeten nauwkeurig worden gecontroleerd (stabiele snelheid, volledige belasting, thermisch evenwicht).
• Meerdere metingen op elk meetpunt.
• De resultaten zijn vastgelegd in een formeel acceptatierapport.

Operationele monitoring

Wordt gebruikt voor continue conditiebeoordeling van machines die in gebruik zijn. De focus verschuift van goed/niet goedkeuren naar trendanalyse en veranderingsdetectie (Criterium 2). Alarm- en uitschakeldrempels zijn de belangrijkste hulpmiddelen.

• Draagbare routegebaseerde gegevensverzameling (Balanset-1A) of permanente online monitoring.
• Consistente meetpunten, omstandigheden en procedures voor een valide trendvergelijking.
• Actiebeslissingen gebaseerd op zowel de absolute zone als de trendrichting.

Migratie van ISO 10816 naar ISO 20816

Veel bedrijven verwijzen nog steeds naar ISO 10816 in hun procedures, monitoringdatabases en specificaties. Hieronder vindt u informatie over de overgang.

Praktische toepassing met Balanset-1A

De Balanset-1A De draagbare trillingsanalysator ondersteunt rechtstreeks de trillingsbeoordeling van behuizingen volgens ISO 20816 dankzij de ingebouwde meetmodi.

Vibrometermodus (F5)

Maatregelen breedband RMS-snelheid — de exacte parameter gespecificeerd door ISO 20816 voor behuizingstrillingen. Weergave toont:

• V1s (totale trilling) — vergelijk direct met zonegrenzen
• V1o (1× RPM-component) — geeft aan hoeveel van de totale trilling afkomstig is van onbalans
• Beide kanalen tegelijk — nabije en verre peiling in één meting.

Spectrumanalysator (F1 / F8)

Geeft het FFT-frequentiespectrum weer, zodat u de bron van hoge trillingen (onbalans bij 1×, verkeerde uitlijning bij 2×, lagerdefecten bij karakteristieke frequenties). Zie de Handleiding voor trillingsanalyse voor spectruminterpretatie.

Uitbalanceringsmodus

Als trillingen worden gediagnosticeerd als onbalans (dominante piek van 1× RPM), kan de Balanset-1A direct overgaan tot veldbalancering om dit te corrigeren — waardoor trillingen van zone C of D teruggebracht worden naar zone A of B. Zie de Handleiding voor dynamische veldbalancering voor de volledige procedure.

Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen ISO 20816 en ISO 10816?

ISO 20816 vervangt ISO 10816 door trillingen van de boorbuis (voorheen ISO 10816) en trillingen van de booras (voorheen ISO 7919) te combineren in één uniforme norm. De grenswaarden voor trillingen van de boorbuis in ISO 20816-3 zijn zeer vergelijkbaar met die in ISO 10816-3. De belangrijkste verbetering is de integratie van beide meetmethoden in één document.

Is ISO 10816 nog steeds geldig?

De onderdelen van ISO 10816 zijn formeel ingetrokken omdat ze zijn vervangen door overeenkomstige onderdelen van ISO 20816. De trillingslimieten zijn echter nog steeds breed opgenomen in bestaande monitoringsystemen en contracten. De numerieke waarden voor trillingen van de behuizing zijn in wezen ongewijzigd, waardoor bestaande op ISO 10816 gebaseerde programma's in de praktijk technisch geldig blijven.

Welke parameter moet ik meten: snelheid of verplaatsing?

Voor algemene industriële machines met rollagers die extern worden gemeten (draagbare instrumenten): RMS-snelheid in mm/s. Voor grote turbomachines met glijlagers en ingebouwde naderingssensoren: piek-tot-piek asverplaatsing in μm. Als beide beschikbaar zijn, evalueer ze dan allebei; ze bieden complementaire informatie.

Hoe bepaal ik de machinegroep?

Twee factoren: vermogen (meer of minder dan 300 kW) en funderingstype (stijf of flexibel). Een motor van 75 kW vastgeschroefd aan een betonnen fundering = Groep 2. Een compressor van 500 kW op een stalen platform = Groep 3. Zie het gedeelte 'Machinegroepen' hierboven.

Kan een machine in zone B nog steeds een beginnende storing hebben?

Ja, dit is precies de reden waarom criterium 2 bestaat. Als de basissnelheid van een machine 0,8 mm/s was en stijgt naar 2,2 mm/s, valt deze nog steeds in zone B voor groep 2 (onder 2,8 mm/s), maar de toename van 2,75 keer ten opzichte van de basissnelheid duidt op een significant, zich ontwikkelend probleem.

Welk trillingsniveau moet ik nastreven na het balanceren?

Na het balanceren van de velden, streef naar Zone A (onder de A/B-grens voor uw machinegroep). Voor een machine uit groep 2 betekent dit onder de 1,4 mm/s. Balansgids beschrijft de procedure in detail.

Welk frequentiebereik bestrijkt de breedband-RMS-snelheid?

Het standaardbereik is 10–1000 Hz volgens ISO 20816-1. Dit omvat de meest voorkomende foutsignalen: 1× tot ~60× voor een machine die draait met 1000 tpm (~17 Hz), of 1× tot ~20× voor een machine die draait met 3000 tpm (50 Hz). Machines met een lage snelheid (<120 tpm) gebruiken een uitgebreider bereik van 2–1000 Hz.

Moet ik het ISO 20816-1-document aanschaffen om de zonewaarden te kunnen gebruiken?

ISO 20816-1 zelf bevat geen specifieke zonewaarden; het definieert alleen de methodologie. De zonegrensnummers staan in ISO 20816-3 (voor algemene industriële machines). Voor de complete officiële documenten met alle procedures en bijlagen kunt u deze aanschaffen bij ISO-opslag. De zonewaarden die in deze handleiding worden gepubliceerd, zijn afkomstig uit openbaar beschikbare bronnen en worden veelvuldig in de industrie gebruikt.

Gerelateerde artikelen

← Terug naar begrippenlijst