ISO 20816-1: Drgania mechaniczne – Pomiar i ocena drgań maszyn – Część 1: Wytyczne ogólne

Streszczenie

ISO 20816-1 to aktualna, nowoczesna norma międzynarodowa, która zawiera ogólne wytyczne dotyczące pomiaru i oceny drgań maszyn. Stanowi ona istotną aktualizację, ponieważ zastępuje i łączy zasady dwóch starszych, podstawowych norm: Norma ISO 10816-1 (obejmującej pomiary części nieobrotowych) i ISO 7919-1 (obejmującej pomiary na obracających się wałach). Ta nowa norma zapewnia ujednolicone ramy oceny drgań maszyny jako całości, uwzględniając zarówno pomiary obudowy, jak i wału, co pozwala na bardziej kompleksową ocenę.

Spis treści (Struktura koncepcyjna)

Norma integruje i aktualizuje koncepcje z poprzednich norm w spójną strukturę:

1. 1. Zakres i rodzaje pomiarów:

   Ten wstępny rozdział definiuje kompleksowy zakres normy, ustanawiając ją jako podstawowy przewodnik do oceny drgań szerokiej gamy maszyn przemysłowych w warunkach eksploatacyjnych. Jej najważniejszą cechą jest formalne ujednolicenie dwóch odrębnych filozofii pomiarowych. Zawiera szczegółowe metodologie pomiaru drgań w obu:

   • Części nieobrotowe: Odnosi się to do pomiarów wykonywanych na nieruchomych elementach maszyny, zazwyczaj na obudowach łożysk. Norma potwierdza, że preferowaną metryką dla tego typu pomiarów jest szerokopasmowa. RMS (średnia kwadratowa) prędkość, mierzone za pomocą czujników sejsmicznych, takich jak akcelerometryPomiar ten odzwierciedla energię niszczącą przekazywaną na konstrukcję maszyny.
   • Wały obrotowe: Odnosi się to do pomiarów dynamicznego ruchu samego wału względem punktu stałego (zazwyczaj obudowy łożyska). Norma określa, że pomiar musi być przeprowadzany bezkontaktowo. sondy zbliżeniowe, a preferowaną metryką jest Od szczytu do szczytu przemieszczeniePomiar ten bezpośrednio określa, o ile wał porusza się w obrębie luzu łożyskowego.
2. 2. Instrumenty:

   Niniejszy rozdział określa wymagania techniczne dla całego systemu pomiarowego, aby zapewnić dokładność i spójność, obejmując zarówno pomiary sejsmiczne (obudowa), jak i bezkontaktowe (wał). Nakazuje on, aby urządzenia pomiarowe, w tym przetwornik, okablowanie i analizator, umożliwiały dokładny pomiar określonych parametrów (prędkości RMS lub przemieszczenia międzyszczytowego) w wymaganym zakresie częstotliwości dla danego typu maszyny. Norma podkreśla znaczenie regularnej kalibracji całego łańcucha pomiarowego zgodnie ze znanym, identyfikowalnym standardem. Ponadto zawiera kluczowe wskazówki dotyczące prawidłowej instalacji czujników, odwołując się do konkretnych norm dotyczących montażu akcelerometrów (ISO 5348) i sond zbliżeniowych (np. API 670), aby zminimalizować błąd pomiaru i zapewnić niezawodność i powtarzalność danych w czasie.

3. 3. Kryteria oceny:

   Ta sekcja stanowi rdzeń metodologii oceny, kontynuując sprawdzone podejście dwukryterialne z poprzednich standardów. Zapewnia szczegółowe ramy oceny stanu maszyny w oparciu zarówno o wartości bezwzględne, jak i zmiany w czasie:

   • Kryterium 1 (Granice absolutne): Kryterium to polega na porównaniu bezwzględnej zmierzonej wartości drgań (prędkości w obudowie lub przemieszczenia wału) z predefiniowanymi limitami. Limity te są zazwyczaj ustalane na podstawie danych statystycznych pochodzących z dużej populacji podobnych maszyn lub na podstawie szczegółowych wytycznych zawartych w innych częściach serii ISO 20816. Stanowi ono fundamentalny punkt odniesienia dla ogólnego stanu maszyny i ma kluczowe znaczenie dla testów odbiorczych.
   • Kryterium 2 (zmiana w stosunku do wartości wyjściowej): To kryterium koncentruje się na zmianie amplitudy drgań w stosunku do znanego, stabilnego stanu odniesienia lub stanu bazowego. Norma podkreśla, że znacząca zmiana, nawet jeśli wartość bezwzględna jest nadal uznawana za akceptowalną zgodnie z Kryterium 1, jest często najwcześniejszym i najbardziej wiarygodnym wskaźnikiem rozwijającej się usterki. To kryterium stanowi podstawę predykcyjnego utrzymania ruchu opartego na trendach.
4. 4. Strefy oceny:

   Aby uprościć stosowanie Kryterium 1, norma nadal wykorzystuje ugruntowaną czterostrefową strukturę klasyfikacji bezwzględnej intensywności drgań. Strefy te zapewniają jasną, oznaczoną kolorami metodę informowania o stanie maszyny. Należy zauważyć, że ta ogólna część normy definiuje jedynie *pojęcie* stref; konkretne wartości liczbowe dla granic stref podano w częściach normy dotyczących konkretnych maszyn (np. ISO 20816-3). Strefy są definiowane jako:

   • Strefa A: Wibracje nowo oddanych do użytku lub odnowionych maszyn zwykle mieszczą się w tej strefie.
   • Strefa B: Maszyny, których drgania mieszczą się w tej strefie, są zazwyczaj uznawane za dopuszczalne do nieograniczonej, długotrwałej pracy.
   • Strefa C: Maszyny z drganiami w tej strefie są zazwyczaj uważane za niezadowalające do długotrwałej, ciągłej pracy. Należy zaplanować działania naprawcze.
   • Strefa D: Wartości drgań mieszczące się w tym zakresie są zazwyczaj uznawane za wystarczająco poważne, aby spowodować uszkodzenie maszyny.
5. 5. Połączona ocena i akceptacja:

   Ta ostatnia sekcja stanowi kluczową syntezę zasad normy. Formalnie zaleca ona łączone podejście do oceny, zwłaszcza w przypadku maszyn o krytycznym znaczeniu, wyposażonych zarówno w sondy sejsmiczne, jak i bezkontaktowe. Pomaga użytkownikowi ocenić zarówno drgania obudowy (odzwierciedlające siły przenoszone na konstrukcję), jak i drgania wału (odzwierciedlające dynamiczne zachowanie wirnika), aby uzyskać pełniejszą i bardziej wiarygodną ocenę ogólnego stanu maszyny. W tej sekcji wyraźnie rozróżnia się również kryteria stosowane do testy akceptacyjne (dla nowych lub naprawionych maszyn), co zwykle wymaga, aby poziomy drgań mieściły się w bardziej rygorystycznych strefach A lub B, a kryteria dla monitorowanie operacyjne maszyn będących w eksploatacji, w których ustalone punkty alarmowe (Alert i Alarm) oparte zarówno na limitach bezwzględnych, jak i na istotnych zmianach od linii bazowej stanowią podstawowe narzędzia codziennej oceny stanu.

Kluczowe koncepcje

• Ujednolicenie norm: Najważniejszym aspektem normy ISO 20816-1 jest to, że zastępuje ona i ujednolica dotychczasowe oddzielne normy dotyczące drgań obudowy (ISO 10816-1) i wału (ISO 7919-1). Sprzyja to bardziej holistycznemu podejściu do analizy drgań maszyn.
• Filozofia podwójnego pomiaru: Norma zdecydowanie zaleca stosowanie pomiarów drgań zarówno obudowy, jak i wału, tam gdzie to możliwe, ponieważ dostarczają one uzupełniających się informacji. Wysokie drgania obudowy mogą wskazywać na problem konstrukcyjny, natomiast wysokie drgania wału – na problem z dynamiką wirnika.
• Modernizacja: Niniejsza norma aktualizuje ogólne wytyczne, uwzględniając nowoczesne metody pomiaru i analizy danych, które rozwinęły się od czasu opublikowania pierwotnych norm.
• Podstawa dla poszczególnych części: Podobnie jak poprzednie normy, ta część 1 normy stanowi ogólne ramy. Szczegółowe limity liczbowe dla stref oceny dla różnych typów maszyn są szczegółowo opisane w innych częściach serii ISO 20816 (np. ISO 20816-3 dla maszyn przemysłowych).

← Powrót do indeksu głównego