ISO 20816-1: Vibrații mecanice – Măsurarea și evaluarea vibrațiilor mașinilor – Partea 1: Instrucțiuni generale

Rezumat

ISO 20816-1 este standardul internațional modern și actual care oferă liniile directoare generale pentru măsurarea și evaluarea vibrațiilor utilajelor. Este o actualizare semnificativă, deoarece înlocuiește și combină principiile a două standarde fundamentale mai vechi: ISO 10816-1 (care acoperea măsurători pe piese nerotative) și ISO 7919-1 (care acoperea măsurătorile efectuate pe arbori rotativi). Acest nou standard oferă un cadru unificat pentru evaluarea vibrațiilor unei mașini în ansamblu, luând în considerare atât măsurătorile carcasei, cât și cele ale arborelui, pentru o evaluare mai cuprinzătoare.

Cuprins (Structura conceptuală)

Standardul integrează și actualizează conceptele predecesoarelor sale într-o structură coerentă:

1. 1. Domeniu de aplicare și tipuri de măsurători:

   Acest capitol inițial definește domeniul de aplicare cuprinzător al standardului, stabilindu-l ca ghid principal pentru evaluarea vibrațiilor unei game largi de utilaje industriale în condiții de funcționare. Cea mai semnificativă caracteristică a sa este unificarea formală a două filozofii distincte de măsurare. Acesta oferă metodologii detaliate pentru măsurarea vibrațiilor la ambele:

   • Piese nerotative: Aceasta se referă la măsurători efectuate pe componentele staționare ale unei mașini, de obicei carcasele rulmenților. Standardul reafirmă că metrica preferată pentru acest tip de măsurare este banda largă. RMS (Rădăcina medie pătratică) viteză, măsurată cu senzori seismici precum accelerometreAceastă măsurătoare reflectă energia distructivă transmisă structurii mașinii.
   • Arbore rotative: Aceasta se referă la măsurători ale mișcării dinamice a arborelui în sine, față de un punct fix (de obicei carcasa rulmentului). Standardul specifică faptul că aceasta trebuie măsurată fără contact. sonde de proximitate, iar metrica preferată este Vârf-vârf deplasareAceastă măsurătoare cuantifică direct cât de mult se mișcă arborele în jocul rulmentului său.
2. 2. Instrumentație:

   Acest capitol specifică cerințele tehnice pentru întregul sistem de măsurare pentru a asigura acuratețea și consecvența, acoperind atât măsurători seismice (carcasă), cât și măsurători fără contact (arborele). Acesta impune ca instrumentația, inclusiv traductorul, cablarea și analizorul, să fie capabilă să măsoare cu precizie parametrii specificați (viteza RMS sau deplasarea de la vârf la vârf) pe intervalul de frecvență necesar pentru tipul de mașină. Standardul subliniază importanța calibrării regulate a întregului lanț de măsurare în raport cu un standard cunoscut și trasabil. În plus, oferă îndrumări esențiale privind instalarea corectă a senzorilor, făcând referire la standarde specifice pentru montarea accelerometrelor (ISO 5348) și sonde de proximitate (de exemplu, API 670) pentru a minimiza eroarea de măsurare și a asigura fiabilitatea și repetabilitatea datelor în timp.

3. 3. Criterii de evaluare:

   Această secțiune constituie nucleul metodologiei de evaluare, continuând abordarea dovedită cu două criterii din standardele anterioare. Aceasta oferă un cadru detaliat pentru evaluarea stării mașinilor pe baza valorilor absolute și a modificărilor în timp:

   • Criteriul 1 (Limite absolute): Acest criteriu implică compararea magnitudinii absolute a vibrațiilor măsurate (fie viteza carcasei, fie deplasarea arborelui) cu limite predefinite. Aceste limite sunt de obicei stabilite pe baza datelor statistice dintr-o populație mare de mașini similare sau pe baza unor îndrumări specifice din alte părți ale seriei ISO 20816. Acesta servește ca punct de referință fundamental pentru starea generală a mașinii și este esențial pentru testele de acceptare.
   • Criteriul 2 (Modificare față de valoarea inițială): Acest criteriu se concentrează pe modificarea magnitudinii vibrațiilor față de o condiție de referință sau de bază cunoscută și stabilă. Standardul subliniază faptul că o modificare semnificativă, chiar dacă valoarea absolută este încă considerată acceptabilă conform Criteriului 1, este adesea cel mai timpuriu și mai fiabil indicator al unei defecțiuni în curs de dezvoltare. Acest criteriu stă la baza mentenanței predictive bazate pe tendințe.
4. 4. Zone de evaluare:

   Pentru a simplifica aplicarea Criteriului 1, standardul continuă să utilizeze cadrul bine stabilit în patru zone pentru clasificarea severității absolute a vibrațiilor. Aceste zone oferă o metodă clară, codificată prin culori, pentru comunicarea stării mașinii. Este important de reținut că această parte generală a standardului definește doar *conceptul* zonelor; valorile numerice specifice pentru limitele zonelor sunt furnizate în părțile standardului specifice mașinilor (de exemplu, ISO 20816-3). Zonele sunt definite ca fiind:

   • Zona A: Vibrațiile utilajelor nou puse în funcțiune sau recondiționate s-ar încadra de obicei în această zonă.
   • Zona B: Mașinile cu vibrații în această zonă sunt în mod normal considerate acceptabile pentru funcționare pe termen lung nerestricționată.
   • Zona C: Mașinile cu vibrații în această zonă sunt considerate în mod normal nesatisfăcătoare pentru funcționarea continuă pe termen lung. Trebuie programate măsuri de remediere.
   • Zona D: Valorile vibrațiilor din această zonă sunt considerate în mod normal suficient de severe pentru a provoca deteriorarea mașinii.
5. 5. Evaluare și acceptare combinate:

   Această secțiune finală oferă o sinteză crucială a principiilor standardului. Recomandă în mod oficial o abordare combinată a evaluării, în special pentru utilajele critice echipate atât cu sonde seismice, cât și cu sonde fără contact. Ghidează utilizatorul să evalueze atât vibrațiile carcasei (reflectând forțele transmise structurii), cât și vibrațiile arborelui (reflectând comportamentul dinamic al rotorului) pentru a forma o judecată mai completă și mai fiabilă asupra stării generale de sănătate a mașinii. Această secțiune distinge, de asemenea, clar între criteriile utilizate pentru testarea de acceptare (pentru mașini noi sau reparate), ceea ce impune de obicei ca nivelurile de vibrații să se încadreze în zonele mai stricte A sau B, iar criteriile pentru monitorizare operațională a mașinilor în funcțiune, unde valorile de referință ale alarmei stabilite (Alertă și Declanșare) bazate atât pe limite absolute, cât și pe modificări semnificative față de valorile inițiale sunt principalele instrumente pentru evaluarea stării zilnice.

Concepte cheie

• Unificarea standardelor: Cel mai important aspect al standardului ISO 20816-1 este acela că înlocuiește și unifică standardele anterior separate pentru vibrațiile carcasei (ISO 10816-1) și arborelui (ISO 7919-1). Acest lucru promovează o abordare mai holistică a analizei mașinilor.
• Filosofia măsurării duale: Standardul recomandă insistent utilizarea măsurătorilor atât a vibrațiilor carcasei, cât și a arborelui, acolo unde este posibil, deoarece acestea oferă informații complementare. Vibrațiile ridicate ale carcasei ar putea indica o problemă structurală, în timp ce vibrațiile ridicate ale arborelui ar putea indica o problemă dinamică a rotorului.
• Modernizare: Acesta actualizează liniile directoare generale pentru a reflecta instrumentația modernă și practicile de analiză a datelor care au evoluat de la publicarea standardelor originale.
• Fundație pentru părți specifice: La fel ca predecesoarele sale, acest standard „Partea 1” oferă cadrul general. Limitele numerice specifice pentru zonele de evaluare pentru diferite tipuri de mașini sunt detaliate în alte părți ale seriei ISO 20816 (de exemplu, ISO 20816-3 pentru mașini industriale).

← Înapoi la indexul principal