ISO 13373-1: Monitorizarea stării și diagnosticarea mașinilor — Monitorizarea stării prin vibrații, Partea 1: Proceduri generale
ISO 13373-1 stabilește o procedură sistematică și repetabilă pentru efectuarea vibrații măsurători și analize în cadrul unui monitorizarea stării program. Acesta reprezintă ghidul practic fundamental pentru aspectele tehnice ale măsurării: cum se aleg punctele și parametrii de măsurare, cum se colectează datele și cum se efectuează o evaluare inițială. Scopul său este de a asigura că datele privind vibrațiile pe care le colectați sunt consecvente, fiabile și adecvate pentru detectarea schimbărilor survenite în starea unei mașini de-a lungul timpului. Unde ISO 17359 stabilește strategia generală a unui program de monitorizare, în timp ce ISO 13373-1 prezintă detaliile procedurale referitoare la canalul de vibrații și formalizează cele mai bune practici care stau la baza acestuia colectarea datelor bazată pe rute.
1. Domeniul de aplicare și obiectivele
Acest capitol introductiv definește scopul standardului: stabilirea unui set de proceduri generice, sistematice și repetabile care să acopere întregul proces de monitorizare a stării vibrațiilor. Obiectivul principal este de a asigura că datele sunt colectate în mod consecvent și fiabil, astfel încât să fie adecvate pentru scopul prevăzut — detectarea modificărilor comportamentului dinamic al unei mașini pe măsură ce acestea apar. Documentul este conceput pentru a servi drept cadru procedural de referință pentru crearea unui nou program sau pentru auditarea unuia existent.
Mesajul de bază este că respectarea acestor proceduri permite unei organizații să creeze o bază de date de înaltă calitate privind istoricul vibrațiilor utilajelor. Acest istoric reprezintă condiția esențială pentru o detectarea defecțiunilor, analiza tendințelor și diagnosticare. Standardul precizează în mod explicit că Partea 1 tratează metodologia generală, în timp ce părțile următoare — în special ISO 13373-2 — prezintă tehnici de diagnosticare mai detaliate care permit interpretarea datelor odată ce acestea au fost colectate corect.
2. Măsurarea și alegerea senzorilor
Acest capitol reglementează deciziile care stau la baza oricărei măsurători. Acesta impune o abordare structurată în alegerea punctelor de măsurare, subliniind că acestea trebuie amplasate cât mai aproape posibil de rulmenții mașinii, astfel încât să înregistreze cu acuratețe forțele transmise de la rotor. De asemenea, oferă îndrumări detaliate privind orientarea măsurătorilor — orizontală, verticală și axial — pentru a obține o imagine tridimensională completă a modului în care se mișcă mașina.
O parte semnificativă a secțiunii se referă la alegerea senzorilor și la compromisurile dintre diferitele tipuri de traductoare. accelerometru este considerat cea mai frecventă alegere datorită gamei largi de frecvențe și robusteții sale, dar standardul abordează, de asemenea, traductoare de viteză și fără contact sonde de proximitate pentru aplicații specifice, cum ar fi mașinile cu lagăre cu film de fluid. Un aspect esențial este faptul că se subliniază că calitatea datelor depinde direct de modul în care este montat senzorul, recomandându-se cu tărie montarea permanentă pe șuruburi pentru a obține cele mai repetabile rezultate și făcându-se referire la instrucțiunile detaliate de montare din ISO 5348.
3. Parametrii de măsurare
Aceasta este, fără îndoială, secțiunea cea mai tehnică, deoarece stabilește setările din interiorul colector de date care determină calitatea și utilitatea datelor spectrale și ale formelor de undă. Acesta oferă o metodologie pentru selectarea acestor setări în funcție de mașina respectivă și de defecțiunile care fac obiectul monitorizării:
- Intervalul de frecvență (Fmax): frecvența maximă a măsurătorii trebuie să fie suficient de mare pentru a surprinde semnăturile de interes — tonurile de înaltă frecvență ale defecte ale rulmentului sau plasă de angrenaj — dar nu atât de mare încât să afecteze rezoluția prin zgomot inutil.
- Rezoluție: numărul de rânduri din FFT spectru. Este necesară o rezoluție suficientă pentru a distinge componentele aflate la distanțe mici una de alta, ceea ce este esențial pentru a identifica benzi laterale în jurul frecvenței de angrenare a roților dințate sau pentru a distinge viteze de funcționare aproape identice într-o mașină cu mai multe arbori.
- Medierea: medierea semnalului îmbunătățește raportul semnal-zgomot și asigură o măsurătoare mai stabilă și repetabilă. Standardul descrie diferitele forme — medierea RMS și menținerea vârfului printre acestea — și când este cazul pentru fiecare dintre ele.
- Fenestrare: asta explică de ce un funcție de ferestre such as a Fereastra Hanning trebuie aplicată datelor temporale înainte de FFT, pentru a reduce la minimum eroarea cunoscută sub numele de scurgere spectrală.
Choosing Fmax iar numărul de linii, împreună cu acesta, determină intervalul de frecvență al fiecărui canal spectral, astfel încât cele două setări se stabilesc cel mai bine în mod cuplat; un Calculator pentru rezoluția FFT prezintă în mod explicit acest compromis înainte de configurarea unei rute.
4. Proceduri de colectare a datelor
Acest capitol trece de la configurare la execuție, oferind o procedură riguroasă pentru procesul de colectare în sine. Preocuparea principală o reprezintă comparabilitatea: fiecare măsurătoare trebuie să fie direct comparabilă cu toate măsurătorile anterioare și viitoare efectuate în același punct. Prin urmare, standardul pune un accent puternic pe documentarea condițiilor de funcționare ale mașinii în momentul testului — viteza de rotație, sarcina, temperatura și orice alte variabile relevante ale procesului. Acest context este important deoarece o schimbare a condițiilor de funcționare poate modifica semnificativ semnătura vibrațională a unei mașini, iar fără aceasta o schimbare benignă ar putea fi interpretată greșit ca o defecțiune în curs de dezvoltare. Capitolul oferă, de asemenea, o listă de verificare pentru a verifica integritatea lanțului de măsurare înainte de înregistrare: confirmarea faptului că senzorul este montat corespunzător, că cablul este în stare bună și că setările colectorului sunt corecte.
5. Analiza și evaluarea datelor
Odată ce se dispune de date de înaltă calitate, acest capitol prezintă cadrul de interpretare a acestora, formalizând abordarea dublă introdusă pentru prima dată în standarde precum ISO 20816-1 (versiunea actualizată a standardului ISO 10816-1):
- Comparație între limitele absolute: valoarea măsurată în bandă largă este comparată cu valorile prestabilite severity grafice — de exemplu, zonele ISO 20816 serie — pentru a clasifica mașina ca fiind bună, satisfăcătoare sau nesatisfăcătoare.
- Analiza tendințelor: metoda mai eficientă, reprezentarea grafică a valorilor în timp pentru a stabili o tendință stabilă linie de bază și apoi urmărirea abaterilor semnificative de la acesta. Standardul subliniază că detectarea unei schimba este adesea mai important decât numărul absolut.
Oferă metodologia pentru stabilirea pragurilor de alarmă bazate pe date: o Alerta ar putea crește atunci când vibrațiile se dublează (o creștere de 100% față de valoarea de referință) și o Călătorie atunci când valoarea se cincuplează (o creștere de 400 %), chiar dacă valorile absolute se încadrează în continuare într-un interval acceptabil. Această logică bazată pe variații detectează anomaliile pe care o limită fixă le-ar ignora până mult mai târziu.
6. Identificarea defectelor de bază
Ultimul capitol constituie o introducere în procesul de diagnosticare. În timp ce Partea 1 se concentrează pe achiziția și detectarea datelor, această secțiune face tranziția către diagnosticare, explicând principiul fundamental conform căruia diferite defecțiuni mecanice și electrice generează modele unice și ușor de recunoscut în datele privind vibrațiile. Ea prezintă practica corelării frecvențelor specifice în Spectrul FFT cu sursele lor fizice pe aparat. Un vârf dominant la exact o viteză de rulare (1X) indică de obicei dezechilibra; un vârf pronunțat la 2X indică adesea nealiniere; iar vârfurile de înaltă frecvență, nesincrone, sunt asociate de obicei cu defecte ale rulmentului. Această bază solidă este ceea ce are nevoie un analist înainte de a aborda analiza mai aprofundată a cauzelor fundamentale, prevăzută de standardele mai avansate din seria ISO 13373.
7. Punerea în practică a procedurii pe teren
Aplicarea în practică a standardului ISO 13373-1 presupune utilizarea unui instrument capabil atât să înregistreze spectre în conformitate cu parametrii specificați de standard, cât și să documenteze condițiile de funcționare pentru fiecare măsurătoare. Un analizor portabil cu două canale, precum Balanset-1A măsoară nivelurile de bandă largă și spectrele FFT prevăzute de standard, înregistrează amplitudinea sincronă 1X și fază care fac distincția între dezechilibru și dezaliniere și permit tehnicianului să înregistreze viteza și sarcina pentru fiecare punct, astfel încât comparațiile ulterioare să rămână valabile. Atunci când analiza din secțiunea 5 confirmă prezența unui dezechilibru, același instrument efectuează echilibrarea la fața locului corectarea la fața locului, menținând ciclul de detectare și corectare într-un singur loc.
8. Noțiuni cheie de reținut
- Consistență și repetabilitate: tema centrală a standardului — un program de monitorizare nu are nicio valoare dacă datele sale sunt colectate în mod inconsecvent, iar ISO 13373-1 oferă regulile care asigură consecvența acestuia.
- Calitatea datelor: Standardul se concentrează asupra factorilor care determină calitatea, în special asupra modului de montare a traductorului și asupra alegerii corecte a parametrilor de măsurare, precum gama de frecvențe și rezoluția.
- Baza unui program, nu a unui manual de diagnostic: nu îți arată cum să identifici fiecare defecțiune în parte; este primul pas esențial care îți arată cum să collect datele pe care sistemele de diagnosticare — prevăzute în standardele ISO 13373-2 și -3 — le vor interpreta ulterior.
Textul oficial complet este publicat de ISO sub forma standardului 21831 și poate fi achiziționat de la magazinul ISO. Rezumatul de mai sus prezintă logica procedurală a acestuia; organizațiile care au nevoie de detaliile normative complete, de criteriile exacte de competență și de toate specificațiile tehnice ar trebui să obțină standardul în sine.
