ISO 13373-1: Monitorovanie stavu a diagnostika strojov – Monitorovanie vibračných podmienok – Časť 1: Všeobecné postupy

Zhrnutie

Norma ISO 13373-1 stanovuje systematický a opakovateľný postup na vykonávanie meraní a analýz vibrácií ako súčasti programu monitorovania stavu. Slúži ako základný návod na nastavenie monitorovacieho programu, ktorý podrobne popisuje všetko od výberu meracích bodov a parametrov až po zber údajov a základnú analýzu. Cieľom je zabezpečiť, aby zozbierané údaje o vibráciách boli konzistentné, spoľahlivé a vhodné na detekciu zmien stavu stroja v priebehu času. Táto norma v podstate formalizuje osvedčené postupy pre... zber údajov na základe trasy.

Obsah (koncepčná štruktúra)

Norma poskytuje podrobný návod na zavedenie robustného postupu monitorovania vibrácií:

1. 1. Rozsah a ciele:

   Táto základná kapitola explicitne definuje účel normy, ktorým je stanoviť všeobecný, systematický a opakovateľný súbor postupov pre celý proces monitorovania vibračných podmienok. Primárnym cieľom je zabezpečiť, aby sa údaje o vibráciách získavali konzistentným a spoľahlivým spôsobom, aby boli vhodné na zamýšľaný účel: detekciu zmien v dynamickom správaní stroja v priebehu času. Norma je navrhnutá ako procedurálna chrbtica pre nastavenie nového programu monitorovania vibrácií alebo pre audit existujúceho. Zdôrazňuje, že dodržiavaním týchto postupov môže organizácia vytvoriť vysokokvalitnú databázu histórie vibrácií stroja, čo je základným predpokladom pre efektívnu detekciu porúch, analýzu trendov a diagnostiku. Objasňuje, že táto časť normy sa zaoberá všeobecnou metodikou, zatiaľ čo nasledujúce časti (napr. ISO 13373-2) poskytujú podrobnejšie diagnostické techniky.

2. 2. Meranie a výber senzora:

   Táto kapitola sa ponára do kritických rozhodnutí, ktoré tvoria základ akéhokoľvek merania vibrácií. Nariaďuje štruktúrovaný prístup k výberu meracích bodov s dôrazom na to, že by mali byť čo najbližšie k ložiskám stroja, aby sa presne zachytili sily prenášané z rotora. Poskytuje podrobný návod na orientáciu meraní (horizontálne, vertikálne, axiálne), aby sa zabezpečil úplný trojrozmerný obraz pohybu stroja. Významná časť tejto sekcie je venovaná výberu snímačov a vysvetľuje kompromisy medzi rôznymi typmi snímačov. Zdôrazňuje, že akcelerometer je najbežnejšou voľbou kvôli širokému frekvenčnému rozsahu a robustnosti, ale diskutuje sa aj o použití rýchlostných sond a bezkontaktných bezdotykové sondy pre špecifické aplikácie. Dôležité je, že zdôrazňuje, že kvalita údajov priamo závisí od spôsobu montáže senzora, pričom sa dôrazne odporúča používať permanentné držiaky s kolíkmi pre najvyššiu kvalitu a najoponateľnejšie údaje a odkazuje sa na podrobné pokyny v ISO 5348.

3. 3. Parametre merania:

   Táto časť je pravdepodobne najtechnickejšia, pretože určuje nastavenia v rámci zberača údajov, ktoré určujú kvalitu a užitočnosť spektrálnych a vlnových údajov. Poskytuje podrobnú metodiku výberu týchto parametrov na základe konkrétneho stroja a potenciálnych monitorovaných porúch. Medzi kľúčové zahrnuté parametre patria:

   • Frekvenčný rozsah (Fmax): Norma vysvetľuje, ako zvoliť maximálnu frekvenciu pre meranie. Tá musí byť dostatočne vysoká na zachytenie zaujímavých charakteristík, ako sú napríklad vysokofrekvenčné tóny z chyby ložísk alebo ozubené koleso, bez toho, aby bola taká vysoká, že by spôsobovala zbytočný hluk.
   • Uznesenie: Toto sa vzťahuje na počet riadkov v Rýchla premena funkcie (FFT) spektrum. Norma poskytuje usmernenie pre výber rozlíšenia dostatočného na oddelenie blízko seba stojacich frekvenčných zložiek, čo je rozhodujúce pre identifikáciu bočných pásiem okolo frekvencie záberu ozubených kolies alebo pre rozlíšenie medzi blízko seba stojacimi rýchlosťami chodu vo viachriadeľovom stroji.
   • Priemerovanie: Norma vysvetľuje použitie priemerovania signálu na zlepšenie pomeru signálu k šumu a zabezpečenie stabilnejšieho a opakovateľnejšieho merania. Opisuje rôzne typy priemerovania, ako napríklad priemerovanie RMS a udržiavanie vrcholu, a kedy ich použiť.
   • Okná: To vysvetľuje potrebu uplatnenia funkcia okien (ako Hanningovo okno) k časovým údajom pred vykonaním FFT, aby sa minimalizovala chyba známa ako spektrálny únik.
4. 4. Postupy získavania údajov:

   Táto kapitola prechádza od nastavenia k vykonaniu a poskytuje prísny postup pre samotný akt zberu údajov. Hlavné zameranie je na zabezpečenie toho, aby každé vykonané meranie bolo porovnateľné so všetkými minulými a budúcimi meraniami. Kladie veľký dôraz na dokumentovanie prevádzkových podmienok stroja v čase testu vrátane jeho otáčok, zaťaženia, teploty a akýchkoľvek ďalších relevantných procesných premenných. Toto je kritické, pretože zmena týchto podmienok môže výrazne zmeniť vibračný podpis stroja a bez tohto kontextu by sa zmena vibrácií mohla nesprávne interpretovať ako vyvíjajúca sa porucha. Norma tiež poskytuje kontrolný zoznam na overenie integrity meracieho reťazca pred zberom údajov, pričom sa zabezpečí, že snímač je správne namontovaný, kábel je v dobrom stave a nastavenia zberača údajov sú správne.

5. 5. Analýza a hodnotenie údajov:

   Po zhromaždení vysokokvalitných údajov táto kapitola poskytuje rámec pre ich interpretáciu. Formalizuje dvojaký prístup k hodnoteniu, ktorý bol prvýkrát predstavený v štandardoch ako ISO 10816-1Prvou metódou je **porovnanie absolútnych limitov**, kde sa nameraná hodnota širokopásmových vibrácií porovnáva s vopred definovanými grafmi závažnosti (napr. zo série ISO 10816), aby sa určilo, či je stroj v stave „dobrý“, „uspokojivý“ alebo „neuspokojivý“. Druhou a účinnejšou metódou je **analýza trendov**. Táto metóda zahŕňa vykresľovanie nameraných hodnôt v priebehu času s cieľom stanoviť stabilnú základnú hodnotu a následné hľadanie významných odchýlok od tejto základnej hodnoty. Norma zdôrazňuje, že detekcia zmeny je často dôležitejšia ako absolútna hodnota. Poskytuje metodiku na nastavenie úrovní alarmov „Výstraha“ a „Vypnutie“ riadených údajmi – napríklad nastavenie výstrahy, ak sa vibrácie zdvojnásobia (nárast o 100%), a vypnutia, ak sa päťnásobne zvýšia (nárast o 400%) od svojej normálnej základnej hodnoty, aj keď sú absolútne hodnoty stále v prijateľnom pásme.

6. 6. Základná identifikácia porúch:

   Táto záverečná kapitola slúži ako úvod do diagnostického procesu. Zatiaľ čo primárne zameranie prvej časti je na zber a detekciu údajov, táto časť premosťuje priepasť s diagnostikou vysvetlením základného princípu, že rôzne mechanické a elektrické poruchy generujú jedinečné, rozpoznateľné vzory v údajoch o vibráciách. Predstavuje koncept korelácie špecifických frekvencií v... Spektrum FFT k ich fyzickým zdrojom na stroji. Napríklad vysvetľuje, že vysoký vrchol presne na úrovni jednonásobku bežiacej rýchlosti (1X) zvyčajne naznačuje nevyváženosť, zatiaľ čo vysoký vrchol pri dvojnásobnej rýchlosti behu často poukazuje na nesprávne zarovnanieTaktiež opisuje, ako môžu byť vysokofrekvenčné, nesynchrónne vrcholy spojené s chyby ložískTáto kapitola poskytuje základné znalosti potrebné pre analytika na začatie procesu analýzy koreňových príčin, ktorá je predmetom pokročilejších noriem v sérii ISO 13373.

Kľúčové koncepty

• Konzistentnosť a opakovateľnosť: Ústredná téma normy. Monitorovací program je zbytočný, ak sa údaje nezhromažďujú konzistentným spôsobom. Norma ISO 13373-1 poskytuje pravidlá na dosiahnutie tohto cieľa.
• Kvalita údajov: Norma kladie silný dôraz na faktory, ktoré ovplyvňujú kvalitu údajov, najmä montáž prevodníka a výber vhodných nastavení merania (napr. frekvenčný rozsah, rozlíšenie).
• Nadácia pre program: Táto norma nie je diagnostickou príručkou, ktorá vám povie, ako identifikovať konkrétne poruchy. Namiesto toho je to základný prvý krok, ktorý vám povie, ako správne *zhromažďovať údaje*, ktoré sa použijú na diagnostiku (ktorá je zahrnutá v iných normách, ako napríklad ISO 13373-2 a -3).

← Späť na hlavný index