Norma ISO 10816-1 i instrumentalne wdrożenie diagnostyki drgań przy użyciu systemu Balanset-1A

Streszczenie

Niniejszy raport przedstawia kompleksową analizę międzynarodowych wymagań regulacyjnych dotyczących stanu drgań urządzeń przemysłowych określonych w normie ISO 10816-1 i normach pochodnych. Dokument zawiera przegląd ewolucji normalizacji od normy ISO 2372 do aktualnej normy ISO 20816, wyjaśnia fizyczne znaczenie mierzonych parametrów oraz opisuje metodologię oceny nasilenia drgań. Szczególną uwagę poświęcono praktycznemu wdrożeniu tych zasad przy użyciu przenośnego systemu wyważania i diagnostyki Balanset-1A. Raport zawiera szczegółowy opis charakterystyki technicznej przyrządu, algorytmów jego działania w trybie wibrometru i wyważarki oraz wytyczne metodologiczne dotyczące wykonywania pomiarów w celu zapewnienia zgodności z kryteriami niezawodności i bezpieczeństwa maszyn wirujących.

Rozdział 1. Podstawy teoretyczne diagnostyki drgań i ewolucja standaryzacji

1.1. Fizyczna natura drgań i wybór parametrów pomiarowych

Wibracje, jako parametr diagnostyczny, są najbardziej miarodajnym wskaźnikiem stanu dynamicznego układu mechanicznego. W przeciwieństwie do temperatury lub ciśnienia, które są wskaźnikami integralnymi i często reagują na usterki z opóźnieniem, sygnał wibracyjny przekazuje informacje o siłach działających wewnątrz mechanizmu w czasie rzeczywistym.

Norma ISO 10816-1, podobnie jak jej poprzedniczki, opiera się na pomiarze prędkości drgań. Wybór ten nie jest przypadkowy i wynika z energetycznej natury uszkodzeń. Prędkość drgań jest wprost proporcjonalna do energii kinetycznej masy oscylującej, a zatem do naprężeń zmęczeniowych powstających w elementach maszyn.

Diagnostyka drgań wykorzystuje trzy główne parametry, z których każdy ma swoje własne zastosowanie:

Przemieszczenie drgań (przemieszczenie): Amplituda oscylacji mierzona w mikrometrach (µm). Parametr ten ma kluczowe znaczenie dla maszyn o niskiej prędkości oraz dla oceny luzów w łożyskach ślizgowych, gdzie ważne jest zapobieganie kontaktowi wirnika ze stojanem. W kontekście normy ISO 10816-1 przemieszczenie ma ograniczone zastosowanie, ponieważ przy wysokich częstotliwościach nawet niewielkie przemieszczenia mogą generować siły niszczące.

Prędkość drgań (prędkość): Prędkość punktowa powierzchni mierzona w milimetrach na sekundę (mm/s). Jest to uniwersalny parametr dla zakresu częstotliwości od 10 do 1000 Hz, który obejmuje główne usterki mechaniczne: niewyważenie, niewspółosiowość i luz. Norma ISO 10816 przyjmuje prędkość drgań jako podstawowe kryterium oceny.

Przyspieszenie drgań (przyspieszenie): Tempo zmiany prędkości drgań mierzone w metrach na sekundę kwadratową (m/s²) lub w jednostkach g. Przyspieszenie charakteryzuje siły bezwładnościowe i jest najbardziej wrażliwe na procesy o wysokiej częstotliwości (od 1000 Hz i powyżej), takie jak wczesne uszkodzenia łożysk tocznych lub problemy z zazębianiem się kół zębatych.

Norma ISO 10816-1 koncentruje się na drganiach szerokopasmowych w zakresie 10–1000 Hz. Oznacza to, że przyrząd musi zintegrować energię wszystkich oscylacji w tym paśmie i wygenerować jedną wartość — wartość średnią kwadratową (RMS). Zastosowanie wartości RMS zamiast wartości szczytowej jest uzasadnione, ponieważ RMS charakteryzuje całkowitą moc procesu oscylacyjnego w czasie, co jest bardziej istotne dla oceny wpływu temperatury i zmęczenia materiału na mechanizm.

1.2. Kontekst historyczny: od normy ISO 2372 do normy ISO 20816

Zrozumienie obecnych wymagań wymaga analizy ich historycznego rozwoju.

ISO 2372 (1974)Pierwszy globalny standard, który wprowadził klasyfikację maszyn według mocy. Zdefiniował klasy maszyn (klasa I – klasa IV) i strefy oceny (A, B, C, D). Chociaż został oficjalnie wycofany w 1995 r., terminologia i logika tego standardu są nadal szeroko stosowane w praktyce inżynierskiej.

ISO 10816-1 (1995): Norma ta zastąpiła normy ISO 2372 i ISO 3945. Jej kluczową innowacją było wyraźniejsze rozróżnienie wymagań w zależności od typu fundamentu (sztywnego lub elastycznego). Norma stała się dokumentem “parasolowym”, który określa ogólne zasady (część 1), natomiast konkretne wartości graniczne dla różnych typów maszyn zostały przeniesione do kolejnych części (część 2 — turbiny parowe, część 3 — maszyny przemysłowe, część 4 — turbiny gazowe itp.).

ISO 20816-1 (2016): Nowoczesna wersja normy. Norma ISO 20816 łączy serię 10816 (drgania części nieobrotowych) i serię 7919 (drgania wałów obrotowych). Jest to logiczny krok, ponieważ pełna ocena krytycznego sprzętu wymaga analizy obu parametrów. Jednak w przypadku większości maszyn przemysłowych ogólnego przeznaczenia (wentylatory, pompy), gdzie dostęp do wału jest utrudniony, dominuje metodologia oparta na pomiarach obudowy wprowadzona w normie ISO 10816.

Niniejszy raport skupia się na normach ISO 10816-1 i ISO 10816-3, ponieważ dokumenty te stanowią główne narzędzia robocze dla około 90% urządzeń przemysłowych diagnozowanych za pomocą przenośnych przyrządów, takich jak Balanset-1A.

Rozdział 2. Szczegółowa analiza metodologii ISO 10816-1

2.1. Zakres i ograniczenia

Norma ISO 10816-1 ma zastosowanie do pomiarów drgań przeprowadzanych na nieobrotowych częściach maszyn (obudowy łożysk, stopy, ramy nośne). Norma nie ma zastosowania do drgań spowodowanych hałasem akustycznym i nie obejmuje maszyn tłokowych (objętych normą ISO 10816-6), które generują określone siły bezwładnościowe ze względu na swoją zasadę działania.

Kluczowym aspektem jest to, że norma reguluje pomiary in situ — w rzeczywistych warunkach pracy, a nie tylko na stanowisku badawczym. Oznacza to, że limity uwzględniają wpływ rzeczywistego fundamentu, połączeń rurowych i warunków obciążenia roboczego.

2.2. Klasyfikacja sprzętu

Kluczowym elementem tej metodologii jest podział wszystkich maszyn na klasy. Zastosowanie limitów klasy IV do maszyny klasy I może spowodować, że inżynier przeoczy niebezpieczną sytuację, podczas gdy odwrotna sytuacja może prowadzić do nieuzasadnionych przestojów sprawnego sprzętu.

Zgodnie z załącznikiem B normy ISO 10816-1 maszyny dzielą się na następujące kategorie:

Tabela 2.1. Klasyfikacja maszyn zgodnie z normą ISO 10816-1

Klasa	Opis	Typowe maszyny	Rodzaj fundamentu
Klasa I	Poszczególne części silników i maszyn, połączone konstrukcyjnie z zespołem. Małe maszyny.	Silniki elektryczne o mocy do 15 kW. Małe pompy, napędy pomocnicze.	Dowolny
Klasa II	Średniej wielkości maszyny bez specjalnych fundamentów.	Silniki elektryczne o mocy 15–75 kW. Silniki o mocy do 300 kW na sztywnej podstawie. Pompy, wentylatory.	Zazwyczaj sztywny
Klasa III	Duże silniki główne i inne duże maszyny z masami obrotowymi.	Turbiny, generatory, pompy o dużej mocy (>75 kW).	Sztywny
Klasa IV	Duże silniki główne i inne duże maszyny z masami obrotowymi.	Turbogeneratory, turbiny gazowe (>10 MW).	Elastyczny

Problem z identyfikacją typu fundamentu (sztywny vs elastyczny):

Norma definiuje fundament jako sztywny, jeśli pierwsza częstotliwość drgań własnych układu “maszyna–fundament” jest wyższa od głównej częstotliwości wzbudzenia (częstotliwości obrotowej). Fundament jest elastyczny, jeśli jego częstotliwość drgań własnych jest niższa od częstotliwości obrotowej.

W praktyce oznacza to:

• Maszyna przykręcona do masywnej betonowej podłogi warsztatu zazwyczaj należy do klasy o sztywnym fundamencie.
• Maszyna zamontowana na izolatorach drgań (sprężyny, podkładki gumowe) lub na lekkiej ramie stalowej (na przykład konstrukcja górnego poziomu) należy do klasy z elastycznym fundamentem.

To rozróżnienie ma kluczowe znaczenie, ponieważ maszyna na elastycznym fundamencie może wibrować z większą amplitudą bez powodowania niebezpiecznych naprężeń wewnętrznych. Dlatego też limity dla klasy IV są wyższe niż dla klasy III.

2.3. Strefy oceny drgań

Zamiast binarnej oceny “dobry/zły”, norma oferuje czterostopniową skalę, która wspiera konserwację opartą na stanie technicznym.

Strefa A (dobra): Poziom drgań dla nowo uruchomionych maszyn. Jest to stan referencyjny, który należy osiągnąć po instalacji lub gruntownym remoncie.

Strefa B (zadowalająca): Maszyny przystosowane do nieograniczonej długotrwałej eksploatacji. Poziom drgań jest wyższy niż idealny, ale nie zagraża niezawodności.

Strefa C (niezadowalająca): Maszyny nie nadają się do długotrwałej pracy ciągłej. Wibracje osiągają poziom, przy którym rozpoczyna się przyspieszona degradacja elementów (łożysk, uszczelnień). Praca jest możliwa przez ograniczony czas pod wzmożonym nadzorem do następnej planowej konserwacji.

Strefa D (niedopuszczalna): Poziomy drgań, które mogą spowodować katastrofalną awarię. Konieczne jest natychmiastowe wyłączenie urządzenia.

2.4. Wartości graniczne drgań

Poniższa tabela zawiera zestawienie wartości granicznych prędkości drgań RMS (mm/s) zgodnie z załącznikiem B normy ISO 10816-1. Wartości te są empiryczne i służą jako wytyczne, jeśli specyfikacje producenta nie są dostępne.

Tabela 2.2. Granice stref drgań (ISO 10816-1 załącznik B)

Granica strefy	Klasa I (mm/s)	Klasa II (mm/s)	Klasa III (mm/s)	Klasa IV (mm/s)
A / B	0.71	1.12	1.80	2.80
B / C	1.80	2.80	4.50	7.10
C / D	4.50	7.10	11.20	18.00

Interpretacja analityczna. Rozważmy wartość 4,5 mm/s. W przypadku małych maszyn (klasa I) jest to granica stanu awaryjnego (C/D), który wymaga wyłączenia. W przypadku średnich maszyn (klasa II) jest to środek strefy “wymagającej uwagi”. W przypadku dużych maszyn na sztywnym fundamencie (klasa III) jest to jedynie granica między strefą “zadowalającą” a “niezadowalającą”. W przypadku maszyn na elastycznym fundamencie (klasa IV) jest to normalny poziom drgań roboczych (strefa B).

Ta sekwencja pokazuje ryzyko związane ze stosowaniem uniwersalnych limitów. Inżynier, który stosuje zasadę “4,5 mm/s jest złe” dla wszystkich maszyn, może albo przeoczyć awarię małej pompy, albo bezpodstawnie odrzucić dużą turbosprężarkę.

Rozdział 3. Specyfika maszyn przemysłowych: ISO 10816-3

Chociaż norma ISO 10816-1 określa ogólne ramy, w praktyce większość urządzeń przemysłowych (pompy, wentylatory, sprężarki o mocy powyżej 15 kW) podlega bardziej szczegółowej części 3 normy (ISO 10816-3). Zrozumienie tej różnicy jest ważne, ponieważ Balanset-1A jest często używany do wyważania wentylatorów i pomp objętych tą częścią.

3.1. Grupy maszyn w normie ISO 10816-3

W przeciwieństwie do czterech klas z części 1, część 3 dzieli maszyny na dwie główne grupy:

Grupa 1: Duże maszyny o mocy znamionowej powyżej 300 kW. Do tej grupy należą również maszyny elektryczne o wysokości wału powyżej 315 mm.

Grupa 2Średniej wielkości maszyny o mocy znamionowej od 15 kW do 300 kW. Do tej grupy należą maszyny elektryczne o wysokości wału od 160 mm do 315 mm.

3.2. Granice drgań w normie ISO 10816-3

Ograniczenia w tym przypadku zależą również od rodzaju fundamentu (sztywnego/elastycznego).

Tabela 3.1. Granice drgań zgodnie z normą ISO 10816-3 (RMS, mm/s)

Warunek (strefa)	Grupa 1 (>300 kW) Sztywna	Grupa 1 (>300 kW) Elastyczna	Grupa 2 (15–300 kW) Sztywna	Grupa 2 (15–300 kW) Elastyczna
A (Nowy)	< 2,3	< 3,5	< 1,4	< 2,3
B (Długotrwała eksploatacja)	2,3 – 4,5	3,5 – 7,1	1,4 – 2,8	2,3 – 4,5
C (Ograniczona obsługa)	4,5 – 7,1	7,1 – 11,0	2,8 – 4,5	4,5 – 7,1
D (Uszkodzenie)	> 7.1	> 11,0	> 4.5	> 7.1

Synteza danych. Porównanie tabel ISO 10816-1 i ISO 10816-3 pokazuje, że norma ISO 10816-3 nakłada bardziej rygorystyczne wymagania na maszyny średniej mocy (grupa 2) na sztywnych fundamentach. Granica strefy D została ustalona na 4,5 mm/s, co pokrywa się z limitem dla klasy I w części 1. Potwierdza to tendencję do wprowadzania bardziej rygorystycznych limitów dla nowoczesnego, szybszego i lżejszego sprzętu. Podczas diagnostyki wentylatora o mocy 45 kW na betonowej podłodze za pomocą Balanset-1A należy skupić się na kolumnie “Grupa 2 / Sztywna” tej tabeli, gdzie przejście do strefy awaryjnej następuje przy 4,5 mm/s.

Rozdział 4. Architektura sprzętowa systemu Balanset-1A

Aby spełnić wymagania normy ISO 10816/20816, potrzebny jest przyrząd zapewniający dokładne i powtarzalne pomiary oraz odpowiadający wymaganym zakresom częstotliwości. System Balanset-1A opracowany przez firmę Vibromera to zintegrowane rozwiązanie łączące funkcje dwukanałowego analizatora drgań i przyrządu do wyważania w terenie.

4.1. Kanały pomiarowe i czujniki

System Balanset-1A posiada dwa niezależne kanały pomiaru drgań (X1 i X2), co pozwala na jednoczesne pomiary w dwóch punktach lub w dwóch płaszczyznach.

Typ czujnika. System wykorzystuje akcelerometry (przetworniki drgań mierzące przyspieszenie). Jest to nowoczesny standard branżowy, ponieważ akcelerometry zapewniają wysoką niezawodność, szeroki zakres częstotliwości i dobrą liniowość.

Integracja sygnałów. Ponieważ norma ISO 10816 wymaga oceny prędkości drgań (mm/s), sygnał z akcelerometrów jest integrowany w sprzęcie lub oprogramowaniu. Jest to krytyczny etap przetwarzania sygnału, a jakość przetwornika analogowo-cyfrowego odgrywa kluczową rolę.

Zakres pomiarowy. Przyrząd mierzy prędkość drgań (RMS) w zakresie od 0,05 do 100 mm/s. Zakres ten w pełni obejmuje wszystkie strefy oceny ISO 10816 (od strefy A 45 mm/s).

4.2. Charakterystyka częstotliwościowa i dokładność

Charakterystyka metrologiczna Balanset-1A jest w pełni zgodna z wymaganiami normy.

Zakres częstotliwości. Podstawowa wersja urządzenia działa w paśmie 5 Hz – 550 Hz.

Dolna granica 5 Hz (300 obr./min) przewyższa nawet wymagania normy ISO 10816 wynoszące 10 Hz i umożliwia diagnostykę maszyn o niskiej prędkości. Górna granica 550 Hz obejmuje do 11. harmonicznej dla maszyn o częstotliwości obrotowej 3000 obr./min (50 Hz), co jest wystarczające do wykrywania niewyważenia (1×), niewspółosiowości (2×, 3×) i luzów. Opcjonalnie zakres częstotliwości można rozszerzyć do 1000 Hz, co w pełni pokrywa standardowe wymagania.

Dokładność amplitudy. Błąd pomiaru amplitudy wynosi ±5% pełnej skali. W przypadku zadań związanych z monitorowaniem operacyjnym, gdzie granice stref różnią się o setki procent, taka dokładność jest więcej niż wystarczająca.

Dokładność fazowa. Przyrząd mierzy kąt fazowy z dokładnością ±1 stopień. Chociaż faza nie jest regulowana przez normę ISO 10816, ma ona kluczowe znaczenie dla kolejnego etapu — wyważania.

4.3. Kanał obrotomierza

Zestaw zawiera tachometr laserowy (czujnik optyczny), który pełni dwie funkcje:

• Mierzy prędkość obrotową wirnika (RPM) od 150 do 60 000 obr./min (w niektórych wersjach do 100 000 obr./min). Dzięki temu można określić, czy drgania są synchroniczne z częstotliwością obrotową (1×), czy asynchroniczne.
• Generuje sygnał fazowy odniesienia (znak fazowy) do synchronicznej średniej i obliczania kątów korekcyjnych masy podczas wyważania.

4.4. Połączenia i układ

Standardowy zestaw zawiera kable czujników o długości 4 metrów (opcjonalnie 10 metrów). Zwiększa to bezpieczeństwo podczas pomiarów na miejscu. Długie kable pozwalają operatorowi pozostać w bezpiecznej odległości od obracających się części maszyny, co spełnia wymagania bezpieczeństwa przemysłowego dotyczące pracy z urządzeniami obrotowymi.

Rozdział 5. Metodologia pomiarów i ocena zgodnie z normą ISO 10816 przy użyciu urządzenia Balanset-1A

W niniejszym rozdziale opisano algorytm krok po kroku dotyczący korzystania z przyrządu Balanset-1A do przeprowadzania oceny drgań.

5.1. Przygotowanie do pomiarów

Zidentyfikuj maszynę. Określ klasę maszyny (zgodnie z rozdziałami 2 i 3 niniejszego raportu). Na przykład “wentylator o mocy 45 kW na izolatorach drgań” należy do grupy 2 (ISO 10816-3) z elastycznym fundamentem.

Instalacja oprogramowania. Zainstaluj sterowniki i oprogramowanie Balanset-1A z dostarczonego dysku USB. Podłącz interfejs do portu USB laptopa.

Zamontuj czujniki.

• Zainstaluj czujniki na obudowach łożysk. Nie montuj ich na cienkich pokrywach.
• Użyj podstaw magnetycznych. Upewnij się, że magnes jest dobrze przymocowany do powierzchni. Farba lub rdza pod magnesem działają jak tłumik i zmniejszają odczyty wysokich częstotliwości.
• Zachowaj ortogonalność: pomiary wykonuj w kierunku pionowym (V), poziomym (H) i osiowym (A). Balanset-1A ma dwa kanały, więc można na przykład mierzyć jednocześnie V i H na jednym wsporniku.

5.2. Tryb wibrometru (F5)

Oprogramowanie Balanset-1A posiada dedykowany tryb do oceny zgodności z normą ISO 10816.

• Uruchom program.
• Naciśnij klawisz F5 (lub kliknij przycisk “F5 – Wibrometr” w interfejsie). Otworzy się okno wielokanałowego wibrometru.
• Naciśnij klawisz F9 (Uruchom), aby rozpocząć gromadzenie danych.

Analiza wskaźników.

• RMS (łącznie): Przyrząd wyświetla całkowitą prędkość drgań RMS (V1s, V2s). Jest to wartość, którą porównuje się z limitami podanymi w tabeli normy.
• 1× Wibracja: Przyrząd mierzy amplitudę drgań przy częstotliwości obrotowej.

Jeśli wartość RMS jest wysoka (strefa C/D), ale składowa 1× jest niska, problem nie dotyczy niewyważenia. Może to być usterka łożyska, kawitacja (w przypadku pompy) lub problemy elektromagnetyczne. Jeśli wartość RMS jest zbliżona do wartości 1× (na przykład RMS = 10 mm/s, 1× = 9,8 mm/s), dominuje niewyważenie, a wyważenie zmniejszy drgania o około 95%.

5.3. Analiza spektralna (FFT)

Jeśli całkowite drgania przekraczają limit (strefa C lub D), należy zidentyfikować przyczynę. Tryb F5 zawiera kartę Wykresy.

Widmo. Widmo przedstawia amplitudę w funkcji częstotliwości.

• Dominujący pik przy 1× (częstotliwość obrotowa) wskazuje na niewyważenie.
• Wartości szczytowe 2×, 3× wskazują na niewspółosiowość lub luz.
• Wysokoczęstotliwościowy “szum” lub las harmonicznych wskazuje na uszkodzenia łożysk tocznych.
• Częstotliwość obrotów łopatek (liczba łopatek × obroty na minutę) wskazuje na problemy aerodynamiczne w wentylatorze lub problemy hydrauliczne w pompie.

Balanset-1A zapewnia te wizualizacje, dzięki czemu z prostego “miernika zgodności” staje się pełnoprawnym narzędziem diagnostycznym.

Rozdział 6. Równoważenie jako metoda korekcyjna: praktyczne zastosowanie Balanset-1A

Gdy diagnostyka (oparta na dominacji 1× w widmie) wskazuje na brak równowagi jako główną przyczynę przekroczenia limitu ISO 10816, kolejnym krokiem jest wyważenie. Balanset-1A stosuje metodę współczynnika wpływu (metoda trzech przebiegów).

6.1. Teoria równoważenia

Niewyważenie występuje, gdy środek ciężkości wirnika nie pokrywa się z jego osią obrotu. Powoduje to powstanie siły odśrodkowej. F = m · r · ω² który generuje drgania o częstotliwości obrotowej. Celem wyważania jest dodanie masy korekcyjnej (ciężaru), która wytwarza siłę o tej samej wielkości i przeciwnym kierunku do siły niewyważenia.

6.2. Procedura wyważania w jednej płaszczyźnie

Procedurę tę należy stosować w przypadku wąskich wirników (wentylatorów, kół pasowych, tarcz).

Konfiguracja.

• Zamontuj czujnik drgań (kanał 1) prostopadle do osi obrotu.
• Ustaw tachometr laserowy i umieść jeden znak taśmy odblaskowej na wirniku.
• W programie wybierz F2 – Pojedyncza płaszczyzna.

Uruchomienie 0 – początkowe.

• Uruchom wirnik. Naciśnij klawisz F9. Przyrząd mierzy początkowe drgania (amplituda i faza).
• Przykład: 8,5 mm/s przy 120°.

Bieg 1 – Waga próbna.

• Zatrzymaj wirnik.
• Zamontuj próbną masę o znanej masie (na przykład 10 g) w dowolnym miejscu.
• Uruchom wirnik. Naciśnij klawisz F9. Przyrząd rejestruje zmianę wektora drgań.
• Przykład: 5,2 mm/s przy 160°.

Obliczenia i korekty.

• Program automatycznie oblicza masę i kąt ciężarka korekcyjnego.
• Na przykład urządzenie może wyświetlić instrukcję: “Dodaj 15 g pod kątem 45° od pozycji próbnej wagi”.”
• Funkcje Balanset obsługują dzielone obciążniki: jeśli nie można umieścić obciążnika w obliczonym miejscu, program dzieli go na dwa obciążniki do zamontowania, na przykład na łopatkach wentylatora.

Przebieg 2 – Weryfikacja.

• Zainstaluj obliczoną masę korekcyjną (usuwając masę próbną, jeśli wymaga tego program).
• Uruchom wirnik i upewnij się, że drgania resztkowe spadły do strefy A lub B zgodnie z normą ISO 10816 (na przykład poniżej 2,8 mm/s).

6.3. Wyważanie dwupłaszczyznowe

Długie wirniki (wały, bębny kruszarek) wymagają wyważenia dynamicznego w dwóch płaszczyznach korekcyjnych. Procedura jest podobna, ale wymaga dwóch czujników drgań (X1, X2) i trzech przebiegów (początkowy, próbny ciężar w płaszczyźnie 1, próbny ciężar w płaszczyźnie 2). Do tej procedury należy użyć trybu F3.

Rozdział 7. Praktyczne scenariusze i interpretacja (studia przypadków)

Scenariusz 1: Przemysłowy wentylator wyciągowy (45 kW)

Kontekst. Wentylator jest zamontowany na dachu na sprężynowych izolatorach drgań.

Klasyfikacja. ISO 10816-3, grupa 2, elastyczny fundament.

Pomiar. Balanset-1A w trybie F5 pokazuje RMS = 6,8 mm/s.

Analiza.

• Zgodnie z tabelą 3.1 granica B/C dla “Elastycznego” wynosi 4,5 mm/s, a granica C/D wynosi 7,1 mm/s.

Wnioski. Wentylator pracuje w strefie C (ograniczona praca), zbliżając się do strefy awaryjnej D.

Diagnostyka. Widmo wykazuje silny pik 1×.

Akcja. Konieczne jest wyważenie. Po wyważeniu za pomocą Balanset-1A poziom drgań spadł do 1,2 mm/s (strefa A). Udało się zapobiec awarii.

Scenariusz 2: Pompa zasilająca kocioł (200 kW)

Kontekst. Pompa jest sztywno zamontowana na masywnym fundamencie betonowym.

Klasyfikacja. ISO 10816-3, grupa 2, sztywna podstawa.

Pomiar. Balanset-1A wykazuje RMS = 5,0 mm/s.

Analiza.

• Zgodnie z tabelą 3.1 granica C/D dla “sztywnego” wynosi 4,5 mm/s.

Wnioski. Pompa działa w strefie D (stan awaryjny). Wartość 5,0 mm/s jest już nie do przyjęcia dla sztywnego montażu.

Diagnostyka. Widmo wykazuje szereg harmonicznych i wysoki poziom szumu. Szczyt 1× jest niski.

Akcja. Wyważanie nie pomoże. Problem prawdopodobnie dotyczy łożysk lub kawitacji. Pompę należy zatrzymać w celu przeprowadzenia kontroli mechanicznej.

Rozdział 8. Podsumowanie

Norma ISO 10816-1 i jej specjalistyczna część 3 stanowią podstawę zapewnienia niezawodności urządzeń przemysłowych. Przejście od subiektywnej oceny do ilościowej oceny prędkości drgań (RMS, mm/s) pozwala inżynierom obiektywnie klasyfikować stan maszyn i planować konserwację w oparciu o rzeczywisty stan.

Wdrożenie tych norm przy użyciu systemu Balanset-1A okazało się skuteczne. Urządzenie zapewnia dokładne pomiary metrologiczne w zakresie 5–550 Hz (w pełni pokrywającym standardowe wymagania dla większości maszyn) i oferuje funkcje niezbędne do identyfikacji przyczyn podwyższonych drgań (analiza spektralna) oraz ich eliminacji (wyważanie).

Dla przedsiębiorstw operacyjnych wdrożenie regularnego monitorowania w oparciu o metodologię ISO 10816 i narzędzia takie jak Balanset-1A stanowi bezpośrednią inwestycję w obniżenie kosztów operacyjnych. Możliwość odróżnienia strefy B od strefy C pomaga uniknąć zarówno przedwczesnych napraw sprawnych maszyn, jak i katastrofalnych awarii spowodowanych ignorowaniem krytycznych poziomów drgań.

Koniec raportu