ISO 7919-1: Mechanické vibrácie – Hodnotenie vibrácií strojov meraniami na rotujúcich hriadeľoch – Časť 1: Všeobecné pokyny

Zhrnutie

ISO 7919-1 je kľúčová medzinárodná norma, ktorá poskytuje všeobecné pokyny pre meranie a hodnotenie vibrácií na rotujúcich hriadeľoch strojov. Táto norma je ekvivalentom ISO 10816, ktorá sa zaoberá vibráciami na nerotujúcich častiach. Norma ISO 7919 sa zameriava na používanie bezkontaktných bezdotykové sondy priamo merať pohyb hriadeľa vzhľadom na jeho ložiská. Tento typ merania je obzvlášť dôležitý pre veľké, kritické stroje s ložiskami s fluidným filmom, ako sú turbíny, kompresory a veľké čerpadlá, kde je pochopenie dynamického správania rotora nevyhnutné pre bezpečnú prevádzku.

Obsah (koncepčná štruktúra)

Norma poskytuje rámec pre nastavenie programu merania vibrácií hriadeľa a pre interpretáciu výsledkov:

1. 1. Rozsah a princíp merania:

   Táto úvodná časť definuje rozsah normy a objasňuje, že poskytuje všeobecné postupy merania a hodnotenia vibrácií na rotujúcich hriadeľoch. Stanovuje základný princíp: tento typ merania sa zameriava na vibračný pohyb samotného hriadeľa, zvyčajne vzhľadom na stacionárne ložiskové teleso. Toto je zásadný rozdiel od meraní na telese (ktoré sú predmetom normy ISO 10816). Vibrácie hriadeľa sú preferovaným meraním pre stroje, kde je rotor v porovnaní s telesom masívny a je uložený v ložiskách s fluidným filmom. V týchto prípadoch môže dôjsť k významnému pohybu hriadeľa v ložiskovej vôli, ktorý sa neprenáša na vonkajšie teleso. Primárnym cieľom je posúdiť závažnosť tohto dynamického pohybu hriadeľa, aby sa stroj chránil pred poškodením ložiska alebo kontaktom rotora a statora.

2. 2. Merané veličiny:

   Táto kapitola špecifikuje parametre, ktoré by sa mali merať a hodnotiť. Primárnou veličinou pre posúdenie celkovej závažnosti vibrácií je S_str. hodnota, ktorá je od vrcholu k vrcholu vibračné posunutie hriadeľa. Toto predstavuje celkové vychýlenie stredovej čiary hriadeľa pri jeho pohybe v ložisku a je kľúčovým ukazovateľom pre ochranu strojov, pretože ho možno priamo porovnať s fyzickými vôľami ložiska. Norma však uznáva aj hodnotu iných veličín na diagnostické účely. Odporúča, aby merací systém bol schopný poskytnúť aj obežná dráha hriadeľa (dráha stredovej čiary hriadeľa), ktorá je nevyhnutná pre diagnostiku problémov, ako je vírenie oleja alebo nesprávne zarovnanie, a priemerná poloha stredovej osi hriadeľa, ktorých zmena môže indikovať zmeny v zaťažení alebo zarovnaní. Pre niektoré aplikácie sa na vyhodnotenie používajú aj filtrované hodnoty vibrácií (napr. pri 1-násobku prevádzkovej rýchlosti).

3. 3. Prístrojové vybavenie a montáž:

   Táto kapitola poskytuje návod na hardvér potrebný na meranie vibrácií hriadeľa. Špecifikuje použitie bezkontaktných sondových systémov, ktoré pozostávajú z troch hlavných komponentov: sonda (senzor), a predlžovací kábela a vodič (alebo proximitor)Tieto komponenty sú kalibrované ako systém a nie sú zameniteľné. Norma odporúča montáž sond v pároch na každé ložisko, usporiadané v uhle 90 stupňov voči sebe (konfigurácia XY). To umožňuje meraciemu systému zachytiť plný dvojrozmerný pohyb stredovej čiary hriadeľa a vytvoriť obežnú dráhu hriadeľa. Správna inštalácia je zdôraznená ako kritická, vyžaduje si pevné montážne konzoly, správnu medzeru sondy a zabezpečenie hladkého povrchu „dráhy sondy“ hriadeľa bez akýchkoľvek elektrických alebo mechanických výkyvov, ktoré by mohli skresliť signál.

4. 4. Hodnotiace kritériá a zóny:

   Táto časť predstavuje rámec pre posudzovanie závažnosti nameraných vibrácií. Navrhuje dve hlavné kritériá. Prvé je absolútne kritérium, ktoré zahŕňa porovnanie nameraných vibrácií hriadeľa (S_str.) oproti vopred definovaným limitom. Norma na tento účel navrhuje štvorzónový model:

   • Zóna A (Dobrá): Úrovne vibrácií na novo uvedených strojoch.
   • Zóna B (uspokojivá): Prijateľné pre neobmedzenú dlhodobú prevádzku.
   • Zóna C (neuspokojivá): Označuje potenciálny problém; stroj by sa mal skontrolovať, aby sa zistila príčina.
   • Zóna D (Neprijateľné): Úrovne vibrácií sa považujú za škodlivé; je potrebný okamžitý zásah.

   Druhé kritérium je založené na zmene veľkosti vibrácií oproti známej základnej hodnote. Významný nárast vibrácií, aj keď je stále v „uspokojivej“ zóne, môže byť skorým indikátorom vyvíjajúcej sa poruchy. Táto časť normy (časť 1) poskytuje všeobecný rámec; konkrétne číselné hodnoty pre hranice zón sú uvedené v častiach série ISO 7919 špecifických pre dané stroje.

5. 5. Pokyny k nastaveniu alarmov (výstraha a vypnutie):

   Táto záverečná časť poskytuje praktický rámec pre implementáciu hodnotiacich kritérií do automatizovaného systému ochrany strojov. Odporúča dvojúrovňovú stratégiu alarmov. Prvá úroveň je Upozornenie (alebo „alarm“) nastavená hodnota. Táto hodnota sa zvyčajne nastavuje nad normálnu, stabilnú prevádzkovú základnú hodnotu stroja. Ak sa táto úroveň prekročí, malo by to spustiť varovanie pre obsluhu, že sa stav stroja zmenil a že je potrebné vykonať vyšetrovanie. Druhá, vyššia úroveň je Výlet (alebo „vypínacia“) nastavená hodnota. Ide o absolútny limit nastavený na úrovni, kde pokračujúca prevádzka pravdepodobne spôsobí vážne škody. Ak sa táto úroveň prekročí, systém by mal spustiť automatické vypnutie stroja, aby sa predišlo katastrofickej poruche. Norma odporúča, aby tieto nastavené hodnoty boli založené na absolútnych hraniciach zóny (vypnutie by sa nemalo nastaviť nad hranicou zóny C/D) a na významných zmenách od stanovenej základnej hodnoty (napr. výstraha by sa mohla spustiť, ak sa vibrácie zdvojnásobia, aj keď je zariadenie stále v zóne B).

Kľúčové koncepty

• Vibrácie hriadeľa vs. puzdra: Základným princípom je, že pre určité stroje (najmä tie s masívnymi, tuhými rotormi a relatívne pružnými krytmi) je samotný pohyb hriadeľa oveľa priamejším a spoľahlivejším indikátorom dynamického stavu stroja ako vibrácie prenášané na vonkajšiu stranu ložiskového telesa.
• Ochrana strojov: Hoci sa údaje používajú aj na diagnostiku, primárne využitie rámca ISO 7919 spočíva v systémoch ochrany strojov v reálnom čase, ktoré sú určené na predchádzanie katastrofickým poruchám.
• Dôležitosť relatívneho pohybu: Meraním pohybu hriadeľa vzhľadom na ložisko môžu analytici priamo posúdiť využitie vôle ložiska a diagnostikovať špecifické problémy, ako napríklad olejový vír alebo nadmerné predpätie.

← Späť na hlavný index