ISO 10816-1: Vibração mecânica – Avaliação da vibração da máquina por meio de medições em peças não rotativas – Parte 1: Diretrizes gerais

Resumo

A ISO 10816-1 é uma norma fundamental para o monitoramento da condição de máquinas. Ela fornece os princípios gerais para medição e avaliação de vibração em peças não rotativas ou estacionárias de máquinas, como mancais de rolamentos. Esta norma é a substituição moderna da histórica ISO 2372 e serve como documento-mãe para uma série de outras normas (por exemplo, a ISO 10816-3 para máquinas industriais) que estabelecem limites de vibração específicos para diferentes classes de máquinas. Seu objetivo principal é fornecer uma base padronizada e confiável para avaliar a saúde operacional das máquinas e definir critérios de aceitação.

Observação: Esta norma está sendo gradualmente substituída pela série ISO 20816, que visa combinar os princípios de medições de revestimento (ISO 10816) e medições de eixo (ISO 7919) em uma estrutura única e abrangente. No entanto, os princípios e as definições de zona da ISO 10816-1 continuam em uso generalizado.

Índice (Estrutura Conceitual)

A norma é estruturada para fornecer uma estrutura completa para a configuração e execução de um programa de avaliação de vibração de máquinas:

1. 1. Escopo e Medição:

   Esta seção inicial define o escopo da norma, deixando claro que ela se aplica à medição de vibração estrutural em partes estacionárias e não rotativas de máquinas, principalmente mancais de rolamentos. Estabelece que o parâmetro de medição preferencial para fins de monitoramento de condições é banda larga raiz quadrada média (RMS) velocidade, pois fornece uma medida estável e representativa da energia destrutiva da vibração em uma ampla faixa de velocidades da máquina. A norma especifica uma faixa de frequência padrão para essa medição, normalmente de 10 Hz a 1.000 Hz, que é eficaz para detectar as falhas mais comuns em máquinas, como desbalanceamento e desalinhamento. Ela também fornece orientações básicas sobre onde realizar as medições (nos rolamentos nas direções horizontal, vertical e axial) para garantir uma visão completa do estado dinâmico da máquina.

2. 2. Instrumentação:

   Este capítulo apresenta os requisitos de desempenho para os instrumentos utilizados para realizar as medições. Especifica que todo o sistema de medição, incluindo o sensor, o cabeamento e o medidor, deve ser capaz de medir com precisão a velocidade RMS dentro da faixa de frequência especificada. Exige que o instrumento tenha uma faixa dinâmica suficiente para medir máquinas com funcionamento suave e irregular, sem distorção. A norma também enfatiza fortemente a montagem correta do sensor para garantir a precisão e a repetibilidade dos dados, e faz referência direta a ISO 5348 como o padrão que rege a montagem de acelerômetros. Por fim, exige que a instrumentação seja calibrada periodicamente com um padrão rastreável para garantir sua precisão contínua.

3. 3. Critérios de avaliação:

   Esta seção central estabelece as duas filosofias fundamentais para avaliar a severidade da vibração. Ela explica que uma avaliação abrangente não deve se basear em um único método, mas em uma combinação de ambos:

   • Critério 1: Magnitude da vibração. Trata-se de uma avaliação do valor absoluto da vibração medida em um ponto específico no tempo, comparada a limites predefinidos (as "zonas" descritas na próxima seção). Este critério é usado para avaliar a condição da máquina em termos absolutos e é essencial para testes de aceitação e para definir limites máximos para evitar danos.
   • Critério 2: Mudança na magnitude da vibração. Este critério se concentra na tendência da vibração ao longo do tempo, comparando o valor atual com a linha de base normal estabelecida para a máquina. A norma enfatiza que uma *mudança* significativa na vibração, como a duplicação da velocidade RMS, pode ser um indicador muito mais sensível de uma falha em desenvolvimento do que o valor absoluto isoladamente. A vibração de uma máquina pode dobrar, mas ainda estar na zona "Boa" ou "Satisfatória", mas essa mudança ainda seria um sinal de alerta claro que requer investigação.
4. 4. Zonas de Avaliação:

   Para fornecer uma estrutura simples e acionável para o Critério 1 (magnitude absoluta), a norma introduz um sistema de quatro zonas de avaliação. Essas zonas servem como "classificações" universais para a condição da máquina. É importante observar que esta parte geral da norma define apenas o *conceito* das zonas; os valores numéricos específicos para os limites das zonas (em mm/s) são fornecidos nas partes específicas da máquina da norma (por exemplo, ISO 10816-3). As zonas são definidas como:

   • Zona A: A vibração de máquinas recém-comissionadas normalmente cairia nessa zona.
   • Zona B: Máquinas com vibração dentro desta zona são normalmente consideradas aceitáveis para operação irrestrita a longo prazo.
   • Zona C: Máquinas com vibração nesta zona são normalmente consideradas insatisfatórias para operação contínua de longo prazo. A máquina pode ser operada por um período limitado nesta condição até que surja uma oportunidade para uma ação corretiva.
   • Zona D: Os valores de vibração dentro desta zona são normalmente considerados de gravidade suficiente para causar danos à máquina.
5. 5. Limites Operacionais (Alarmes):

   Esta seção final fornece uma metodologia prática para implementar os critérios de avaliação em um programa de monitoramento real. Ela recomenda a definição de dois níveis distintos de alarmes operacionais para gerenciar o risco da máquina de forma eficaz:

   • Alerta: Este é um nível de alerta, definido para indicar que a vibração excedeu seu valor de referência normal e estável. Um Alerta não é necessariamente uma indicação de perigo imediato, mas serve como gatilho para aumentar o monitoramento ou para agendar uma investigação para determinar a causa da alteração. Esse limite normalmente se baseia no Critério 2 (uma alteração significativa em relação à referência).
   • Viagem: Este é um nível de desligamento, definido em um valor absoluto mais alto que representa o limite superior da operação aceitável. Se esse nível for ultrapassado, indica que a máquina corre risco de danos iminentes e graves. A resposta deve ser uma ação imediata, que pode incluir o desligamento da máquina. Esse limite normalmente se baseia no Critério 1 (uma magnitude absoluta, geralmente o limite da Zona C/D).

Conceitos-chave

• Velocidade RMS: O padrão reafirma a velocidade RMS como a melhor métrica única para a saúde geral da máquina na faixa de frequência especificada, pois está diretamente relacionada à energia destrutiva da vibração.
• Medição de banda larga: O padrão é baseado em um único valor de vibração “geral”, não em um valor detalhado espectro. É uma ferramenta de triagem, não de diagnóstico. Um valor alto indica *que* há um problema, mas não *qual* é o problema.
• Geral vs. Específico: A Parte 1 é a estrutura geral. Para limites de vibração específicos e acionáveis para uma máquina específica, consulte as outras partes das séries ISO 10816 e ISO 20816.

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