ISO 7919-1: Drgania mechaniczne – Ocena drgań maszyn poprzez pomiary na obracających się wałach – Część 1: Wytyczne ogólne

Streszczenie

ISO 7919-1 to kluczowa norma międzynarodowa, która zawiera ogólne wytyczne dotyczące pomiaru i oceny drgań na obracających się wałach maszyn. Norma ta jest odpowiednikiem normy ISO 7919-1. ISO 10816, która dotyczy drgań na częściach nieobrotowych. Norma ISO 7919 koncentruje się na stosowaniu bezkontaktowych sondy zbliżeniowe do bezpośredniego pomiaru ruchu wału względem jego łożysk. Ten rodzaj pomiaru jest szczególnie ważny w przypadku dużych, krytycznych maszyn z łożyskami płynnymi, takich jak turbiny, sprężarki i duże pompy, gdzie zrozumienie dynamicznego zachowania wirnika jest niezbędne do bezpiecznej pracy.

Spis treści (Struktura koncepcyjna)

Norma ta określa ramy dla opracowania programu pomiaru drgań wału i interpretacji wyników:

1. 1. Zasada zakresu i pomiaru:

   Ta wstępna sekcja definiuje zakres normy, wyjaśniając, że zawiera ona ogólne procedury pomiaru i oceny drgań na obracających się wałach. Ustanawia ona fundamentalną zasadę: ten rodzaj pomiaru koncentruje się na ruchu drgającym samego wału, zazwyczaj względem nieruchomej obudowy łożyska. Jest to zasadnicza różnica w stosunku do pomiarów w obudowie (opisanych w normie ISO 10816). Pomiar drgań wału jest preferowanym pomiarem w maszynach, w których wirnik jest masywny w porównaniu z obudową i jest osadzony w łożyskach z filmem płynnym. W takich przypadkach w luzie łożyska może wystąpić znaczny ruch wału, który nie jest przenoszony na zewnętrzną obudowę. Głównym celem jest ocena stopnia tego dynamicznego ruchu wału, aby chronić maszynę przed uszkodzeniem łożyska lub kontaktem wirnika ze stojanem.

2. 2. Wielkości pomiarowe:

   W tym rozdziale określono parametry, które należy mierzyć i oceniać. Podstawową wielkością do oceny ogólnej intensywności drgań jest S_strony wartość, która jest szczyt-szczyt przemieszczenie wibracyjne wału. Reprezentuje on całkowite przesunięcie osi wału podczas jego ruchu w łożysku i jest kluczowym wskaźnikiem ochrony maszyn, ponieważ można go bezpośrednio porównać z fizycznymi luzami łożysk. Norma uwzględnia jednak również wartość innych wielkości do celów diagnostycznych. Zaleca, aby system pomiarowy był również w stanie zapewnić… orbita wału (ścieżka osi wału), która jest niezbędna do diagnozowania problemów, takich jak zawirowania oleju lub niewspółosiowość, oraz średnie położenie osi wału, którego zmiana może wskazywać na zmiany obciążenia lub ustawienia. W niektórych zastosowaniach do oceny wykorzystuje się również filtrowane wartości drgań (np. przy prędkości 1X).

3. 3. Instrumenty i montaż:

   W tym rozdziale przedstawiono wskazówki dotyczące sprzętu niezbędnego do pomiaru drgań wału. Opisano w nim zastosowanie bezkontaktowych systemów sond, które składają się z trzech głównych komponentów: sonda (czujnik), jakiś kabel przedłużającyi kierowca (lub proximitor)Komponenty te są skalibrowane jako system i nie są zamienne. Norma zaleca montaż sond parami na każdym łożysku, ustawionych pod kątem 90 stopni względem siebie (konfiguracja XY). Pozwala to systemowi pomiarowemu na uchwycenie pełnego dwuwymiarowego ruchu osi wału i wyznaczenie orbity wału. Prawidłowy montaż jest uznawany za krytyczny, wymagający sztywnych wsporników montażowych, prawidłowego odstępu sond oraz zapewnienia gładkiej powierzchni „toru sondy” wału i braku bicia elektrycznego lub mechanicznego, które mogłoby zakłócić sygnał.

4. 4. Kryteria i strefy oceny:

   W tej sekcji przedstawiono ramy oceny intensywności mierzonych drgań. Proponuje się dwa główne kryteria. Pierwsze to kryterium bezwzględne, które polega na porównaniu mierzonych drgań wału (S_strony) w stosunku do predefiniowanych limitów. Norma sugeruje w tym przypadku model czterostrefowy:

   • Strefa A (dobra): Poziomy drgań w nowo oddanych do eksploatacji maszynach.
   • Strefa B (zadowalająca): Dopuszczalne do nieograniczonej, długotrwałej eksploatacji.
   • Strefa C (niezadowalająca): Oznacza potencjalny problem; należy zbadać maszynę, aby ustalić przyczynę.
   • Strefa D (niedopuszczalna): Poziomy drgań są uważane za szkodliwe i należy podjąć natychmiastowe działania.

   Drugie kryterium opiera się na zmianie amplitudy drgań względem znanego poziomu bazowego. Znaczny wzrost drgań, nawet jeśli nadal mieści się w strefie „Zadowalającej”, może być wczesnym wskaźnikiem rozwijającej się usterki. Niniejsza część normy (Część 1) stanowi ogólne ramy; szczegółowe wartości liczbowe dla granic stref podano w częściach normy ISO 7919 dotyczących konkretnych maszyn.

5. 5. Wskazówki dotyczące ustawiania alarmów (alertowych i wyzwalających):

   Ta ostatnia sekcja przedstawia praktyczne ramy wdrażania kryteriów oceny w zautomatyzowanym systemie ochrony maszyn. Zaleca dwupoziomową strategię alarmowania. Pierwszy poziom to Alarm (lub „alarmu”). Jest on zazwyczaj ustawiony powyżej normalnego, stabilnego punktu odniesienia pracy maszyny. Przekroczenie tego poziomu powinno spowodować wygenerowanie ostrzeżenia dla operatora o zmianie stanu maszyny i konieczności przeprowadzenia dochodzenia. Drugi, wyższy poziom to Wycieczka Nastawa (lub „wyłączenia”). Jest to bezwzględny limit ustalony na poziomie, przy którym dalsza praca prawdopodobnie spowoduje poważne uszkodzenia. W przypadku przekroczenia tego poziomu system powinien automatycznie wyłączyć maszynę, aby zapobiec katastrofalnej awarii. Norma zaleca, aby te nastawy opierały się zarówno na bezwzględnych granicach stref (wyłączenie nie powinno być ustawione powyżej granicy strefy C/D), jak i na istotnych zmianach w stosunku do ustalonej linii bazowej (np. alarm może zostać uruchomiony, jeśli drgania podwoją się, nawet jeśli nadal znajdują się w strefie B).

Kluczowe koncepcje

• Drgania wału i obudowy: Podstawową zasadą jest to, że w przypadku niektórych maszyn (szczególnie tych z masywnymi, sztywnymi wirnikami i stosunkowo elastycznymi obudowami) ruch samego wału jest znacznie bardziej bezpośrednim i wiarygodnym wskaźnikiem stanu dynamicznego maszyny niż drgania przenoszone na zewnątrz obudowy łożyska.
• Ochrona maszyn: Chociaż dane te służą również do celów diagnostycznych, norma ISO 7919 znajduje zastosowanie przede wszystkim w systemach ochrony maszyn w czasie rzeczywistym, mających na celu zapobieganie poważnym awariom.
• Znaczenie ruchu względnego: Poprzez pomiar ruchu wału względem łożyska analitycy mogą bezpośrednio ocenić wykorzystanie luzu łożyska i zdiagnozować konkretne problemy, takie jak wir olejowy lub nadmiernego napięcia wstępnego.

← Powrót do indeksu głównego