ISO 20816-3: Vibração mecânica – Medição e avaliação de vibração de máquinas – Parte 3: Máquinas industriais

Resumo

A ISO 20816-3 é a norma atual e moderna que fornece valores numéricos específicos para a vibração aceitável de máquinas industriais comuns. É a aplicação prática e direta da estrutura geral estabelecida em ISO 20816-1 e serve como substituto oficial para o amplamente utilizado ISO 10816-3. Esta norma é um documento crítico e diário para engenheiros de confiabilidade e técnicos de manutenção para avaliar as condições da máquina com base em medições de vibração feitas em peças não rotativas (por exemplo, caixas de rolamentos).

Índice (Estrutura Conceitual)

A norma segue a estrutura de sua antecessora, mas com critérios atualizados, fornecendo um guia claro para aplicação prática:

1. 1. Âmbito:

   Este capítulo inicial define claramente os limites de aplicação da norma. Especifica que estas diretrizes se destinam a máquinas industriais com potências nominais acima de 15 kW e velocidades de operação entre 120 RPM e 15.000 RPM. O escopo concentra-se em máquinas industriais comuns, como bombas, motores elétricos, compressores e ventiladores. Fundamentalmente, esclarece que os critérios de avaliação fornecidos se aplicam a medições de banda larga in situ realizadas nas partes não rotativas da máquina (por exemplo, mancais de rolamento) em condições normais de operação em regime permanente. Esta seção prepara o terreno, garantindo que o usuário saiba precisamente quais máquinas e sob quais condições os valiosos limites numéricos desta norma podem ser aplicados de forma confiável.

2. 2. Classificação de máquinas (grupos):

   Este capítulo é o mais crítico para a correta aplicação da norma, pois os limites de vibração dependem inteiramente da classificação da máquina. A norma agrupa as máquinas com base em seu tamanho (potência nominal), tipo de acionador (motor, turbina, etc.) e flexibilidade de sua base de suporte. Os principais grupos são:

   • Grupo 1: Máquinas de grande porte, normalmente com potências acima de 300 kW, montadas em fundações pesadas e rígidas (por exemplo, grandes blocos de concreto). Exemplos incluem grandes turbinas de geração de energia e grandes bombas de processo.
   • Grupo 2: Máquinas de médio porte, com potências entre 15 kW e 300 kW, também montadas em fundações rígidas. Esta é a categoria mais comum, abrangendo a maioria das bombas, ventiladores e motores elétricos industriais padrão.
   • Grupo 3 e 4: Esses grupos abrangem máquinas de grande (Grupo 3) e médio porte (Grupo 4) montadas em estruturas de suporte leves e flexíveis (por exemplo, patins de aço ou isoladores de vibração). A norma fornece uma definição técnica para uma fundação flexível com base no fato de a primeira frequência natural da máquina estar acima ou abaixo de sua velocidade operacional principal.

   Identificar corretamente a qual grupo uma máquina pertence é o primeiro passo essencial antes que os gráficos de severidade de vibração possam ser usados.

3. 3. Valores da zona de gravidade de vibração (o gráfico):

   Este é o núcleo prático da norma, fornecendo os valores numéricos definitivos para avaliação de vibração. A seção contém tabelas que listam claramente os valores específicos Velocidade RMS níveis (em mm/s e polegadas/s) que formam os limites entre as quatro zonas de avaliação (A/B, B/C e C/D). Esses valores são fornecidos para cada um dos grupos de máquinas definidos no capítulo anterior. Por exemplo, um usuário pode consultar o "Grupo 2" para máquinas de médio porte em fundações rígidas e encontrar os valores exatos de velocidade. A tabela pode especificar que, para esse grupo, o limite entre a Zona B (operação irrestrita de longo prazo) e a Zona C (inadequada para operação de longo prazo) é de 4,5 mm/s. Isso permite que um técnico faça uma medição, compare-a diretamente com a tabela e faça um julgamento imediato, baseado em padrões, sobre a integridade da máquina.

4. Orientações sobre configurações de alarme:

   Esta seção final fornece conselhos práticos sobre como traduzir os limites da zona de avaliação em alarmes operacionais eficazes para monitoramento contínuo ou periódico. Ela reforça a estratégia de alarme de dois níveis recomendada na ISO 20816-1. O primeiro nível, o Alerta O alarme é normalmente definido em um nível que indica que a vibração da máquina aumentou significativamente em relação à sua linha de base normal ou entrou na Zona C. Isso serve como um alerta precoce que justifica investigação e análise. O segundo nível, mais alto, é o Viagem ou Perigo alarme, é um limite absoluto que não deve ser excedido. Geralmente, é definido no limite entre a Zona C e a Zona D. Ultrapassar esse limite indica alta probabilidade de danos graves e deve desencadear ação imediata, incluindo potencialmente o desligamento automático da máquina para evitar uma falha catastrófica. Essa orientação permite que os operadores passem da avaliação simples para a proteção proativa e automatizada da máquina.

Principais conceitos e atualizações

• Substituição direta para ISO 10816-3: Esta norma é a sucessora oficial da ISO 10816-3. Embora a abordagem fundamental seja a mesma, os limites numéricos e algumas classificações foram revisados e atualizados com base em novos dados e experiências do setor.
• Limites práticos e acionáveis: O principal objetivo deste documento é fornecer números claros e práticos. Um técnico pode medir a vibração de uma bomba, classificá-la no grupo correto (por exemplo, Grupo 2, fundação rígida) e comparar a leitura com a tabela para fazer uma avaliação imediata de sua condição.
• O tipo de fundação é crítico: A norma continua a enfatizar a diferença crucial entre fundações rígidas e flexíveis. Uma máquina sobre uma estrutura de suporte flexível pode sofrer um nível de vibração maior do que a mesma máquina sobre uma base sólida e rígida.
• Foco em peças não rotativas: É importante lembrar que esta norma (assim como sua antecessora) se aplica a medições realizadas na estrutura estacionária da máquina, como suas caixas de mancal. Ela é usada em conjunto com outras partes da série ISO 20816 para medições de vibração de eixo, quando aplicável.

Informações práticas essenciais

Tabela 1: Limites da Zona de Severidade da Vibração (Velocidade RMS, mm/s)

Esta é a tabela mais importante da norma – ela fornece os limites numéricos reais para a avaliação da vibração da máquina.

Interpretações de Zona:

• Zona A (Verde): Vibração de máquinas recém-comissionadas
• Zona B (Amarelo): Aceitável para operação irrestrita a longo prazo.
• Zona C (Laranja): Insatisfatório para operação a longo prazo – planeje ações corretivas.
• Zona D (Vermelha): Grave – pode causar danos – ação imediata necessária

Tabela 2: Guia de Classificação de Grupos de Máquinas

Utilize esta tabela para determinar a qual grupo sua máquina pertence:

Referência rápida: Configurações típicas de alarme

Com base nos limites da zona, as configurações típicas de alarme para um Máquina do Grupo 2 (O mais comum) seria:

• Alarme de alerta: 2,8 mm/s (limite entre as zonas B e C)
• Alarme de Perigo/Deslocamento: 7,1 mm/s (limite entre as zonas C e D)
• Bom estado: < 1,12 mm/s (Zona A)

Norma ISO oficial

Para consultar a norma oficial completa, visite: ISO 20816-3 na Loja ISO

Nota: As informações acima são um resumo da norma. Para obter o texto oficial completo com todos os detalhes técnicos, procedimentos de medição, tabelas adicionais e anexos, adquira a norma completa da ISO.

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