ISO 13373-1: Мониторинг состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния по вибрации. Часть 1. Общие процедуры
ISO 13373-1 устанавливает систематическую и воспроизводимую процедуру для выполнения вибрация измерения и анализ в рамках мониторинг состояния программа. Это базовое практическое руководство по методам измерения: как выбирать точки и параметры измерения, как собирать данные и как проводить первичную оценку. Его цель — обеспечить, чтобы собранные вами данные о вибрации были согласованными, достоверными и пригодными для выявления изменений в состоянии оборудования с течением времени. Где ISO 17359 определяет общую стратегию программы мониторинга, а стандарт ISO 13373-1 содержит подробные процедурные указания по каналу вибрации и закрепляет передовой опыт в этой области сбор данных на основе маршрутов.
1. Сфера применения и задачи
В этой вводной главе определена цель стандарта: сформировать универсальный, систематизированный и воспроизводимый набор процедур, охватывающий весь процесс мониторинга вибрационного состояния. Основная задача заключается в обеспечении последовательного и надежного сбора данных, чтобы они соответствовали своему назначению — выявлению изменений в динамическом поведении оборудования по мере их возникновения. Данный документ призван служить основой для разработки новой программы или проведения аудита существующей.
Основная идея заключается в том, что соблюдение этих процедур позволяет организации создать высококачественную базу данных по истории вибрации оборудования. Эта история является необходимым условием для эффективного обнаружение неисправностей, анализ тенденций и диагностика. В стандарте четко указано, что Часть 1 посвящена общей методологии, а последующие части — в частности, ISO 13373-2 — содержат более подробные диагностические методы, позволяющие интерпретировать данные после их правильного сбора.
2. Измерение и выбор датчиков
В этой главе рассматриваются решения, лежащие в основе любого измерения. В ней предписывается применять структурированный подход к выбору точек измерения, при этом подчеркивается, что они должны располагаться как можно ближе к подшипникам машины, чтобы точно фиксировать силы, передаваемые от ротора. Здесь также приводятся подробные рекомендации по ориентации измерений — горизонтальной, вертикальной и осевой — чтобы составить полное трехмерное представление о том, как движется машина.
Значительная часть данного раздела посвящена выбору датчиков и соотношению преимуществ и недостатков различных типов преобразователей. акселерометр считается наиболее распространенным вариантом благодаря широкому частотному диапазону и надежности, однако в стандарте также рассматриваются датчики скорости и бесконтактный бесконтактные датчики для конкретных областей применения, таких как оборудование с подшипниками с жидкой смазкой. Важно отметить, что в документе подчеркивается: качество данных напрямую зависит от способа установки датчика; для получения наиболее воспроизводимых результатов настоятельно рекомендуется постоянный монтаж на шпильках, а также приводится ссылка на подробные инструкции по монтажу в ISO 5348.
3. Параметры измерения
Это, пожалуй, самый технический раздел, поскольку он определяет настройки внутри регистратор данных которые определяют качество и полезность данных о спектре и форме сигнала. В ней предлагается методика выбора этих настроек с учетом конкретного оборудования и неисправностей, на которые ведется мониторинг:
- Диапазон частот (Fmax): максимальная частота измерения должна быть достаточно высокой, чтобы уловить интересующие сигнатуры — высокочастотные тоны дефекты подшипников или зацепление зубчатых колес — но не настолько высокая, чтобы снижать разрешение из-за ненужного шума.
- Разрешение: количество строк в БПФ спектр. Для разделения близко расположенных компонентов требуется достаточное разрешение, что имеет решающее значение для разрешения боковые полосы вокруг частоты зацепления зубчатых колес или различать практически одинаковые рабочие скорости в многовальной машине.
- Усреднение: Усреднение сигнала позволяет повысить отношение сигнал/шум и обеспечивает более стабильные и воспроизводимые результаты измерений. В стандарте описаны различные виды усреднения — усреднение по среднеквадратичному значению и фиксация пикового значения среди них — и когда каждая из них уместна.
- Окна: это объясняет, почему оконная функция например Окно Ханнинга должно быть применено к временным данным перед проведением БПФ, чтобы свести к минимуму погрешность, известную как спектральная утечка.
Выбор Fmax а количество строк в совокупности определяет диапазон частот каждого спектрального бина, поэтому эти два параметра лучше всего выбирать вместе; Калькулятор разрешения БПФ явно определяет этот компромисс до настройки маршрута.
4. Процедуры сбора данных
В этой главе речь переходит от настройки к выполнению, и приводится четкая процедура проведения самого измерения. Основное внимание уделяется сопоставимости: каждое измерение должно быть непосредственно сопоставимо со всеми прошлыми и будущими измерениями в той же точке. Поэтому в стандарте уделяется особое внимание документированию условий работы оборудования на момент испытания — частоты вращения, нагрузки, температуры и любых других значимых технологических параметров. Это важно, поскольку изменение условий эксплуатации может существенно изменить вибрационную сигнатуру машины, и без учета этого незначительное изменение может быть ошибочно интерпретировано как развивающаяся неисправность. В главе также приводится контрольный список для проверки целостности измерительной цепи перед началом записи: необходимо убедиться, что датчик установлен правильно, кабель исправен, а настройки датчика верны.
5. Анализ и оценка данных
После получения качественных данных в данной главе дается обоснование их интерпретации, при этом формализуется двусторонний подход, впервые представленный в таких стандартах, как ISO 20816-1 (современный вариант стандарта ISO 10816-1):
- Сравнение абсолютных пределов: измеренное значение в широком диапазоне сравнивается с заданными серьезность графики — например, зоны ISO 20816 серии — присвоить машине оценку «Хорошо», «Удовлетворительно» или «Неудовлетворительно».
- Анализ тенденций: более эффективный метод, заключающийся в построении графика значений во времени для определения стабильного исходный уровень а затем отслеживать значительные отклонения от него. В стандарте подчеркивается, что выявление изменение часто важнее, чем само число.
В нем представлена методология установки пороговых значений для сигналов тревоги на основе данных: Оповещение может увеличиться при удвоении амплитуды вибрации (рост на 100 % по сравнению с исходным значением) и Поездка когда он увеличивается в пять раз (рост на 400 %), даже если абсолютные значения по-прежнему находятся в пределах допустимого диапазона. Такая логика, основанная на изменении значений, позволяет выявлять неисправности, которые при использовании только фиксированного предела были бы обнаружены значительно позже.
6. Определение основных неисправностей
Заключительная глава представляет собой введение в процесс диагностики. В то время как в Части 1 основное внимание уделяется сбору и обнаружению данных, данный раздел служит переходом к диагностике, разъясняя фундаментальный принцип, согласно которому различные механические и электрические неисправности генерируют уникальные, легко распознаваемые паттерны в данных о вибрации. В ней также рассказывается о практике сопоставления определенных частот в Спектр БПФ с их физическими источниками на машине. Доминирующий пик, соответствующий точно удвоенной рабочей частоте (1X), обычно указывает на дисбаланс; выраженный пик на уровне 2X часто указывает на Перекос; а высокочастотные несинхронные пики обычно связаны с дефекты подшипников. Именно такая базовая подготовка необходима аналитику перед тем, как приступить к более глубокому анализу первопричин, предусмотренному более продвинутыми стандартами серии ISO 13373.
7. Применение данной методики на практике
На практике соблюдение стандарта ISO 13373-1 означает необходимость иметь при себе прибор, способный как регистрировать спектры в соответствии с параметрами, установленными стандартом, так и фиксировать условия эксплуатации при каждом измерении. Портативный двухканальный анализатор, такой как Балансет-1А измеряет уровни широкополосных сигналов и спектры БПФ, предусмотренные стандартом, фиксирует амплитуду синхронного сигнала 1X и фаза которые позволяют отличить дисбаланс от несоосности, а также дают возможность технику фиксировать значения скорости и нагрузки для каждой точки, чтобы результаты последующих сравнений оставались достоверными. Если анализ, описанный в разделе 5, подтвердит наличие дисбаланса, этот же инструмент выполняет балансировка на месте коррекция на месте, что позволяет свести цикл обнаружения и исправления к одному этапу.
8. Основные понятия, которые нужно запомнить
- Стабильность и воспроизводимость: Основная идея стандарта заключается в том, что программа мониторинга бесполезна, если данные в ней собираются несистематично, а ISO 13373-1 содержит правила, обеспечивающие системность этого процесса.
- Качество данных: В стандарте уделяется особое внимание факторам, определяющим качество измерений, прежде всего — способу установки датчика и правильному выбору параметров измерения, таких как диапазон частот и разрешение.
- Основа для программы, а не диагностическое руководство: в ней не рассказывается, как выявить каждую конкретную неисправность; это важнейший первый шаг, который поможет вам понять, как собирать данные, которые впоследствии будут интерпретироваться средствами диагностики, описанными в стандартах ISO 13373-2 и -3.
Полный официальный текст опубликован ISO в качестве стандарта № 21831 и доступен для приобретения в интернет-магазине ISO. Приведенное выше краткое изложение отражает его процедурную логику; организациям, которым требуются полные нормативные сведения, точные критерии компетентности и все технические спецификации, следует приобрести сам стандарт.
