ISO 13373-1: Spremljanje stanja in diagnostika strojev – Spremljanje vibracij – 1. del: Splošni postopki

Povzetek

Standard ISO 13373-1 vzpostavlja sistematičen in ponovljiv postopek za izvajanje meritev in analiz vibracij kot del programa spremljanja stanja. Služi kot temeljni priročnik za vzpostavitev programa spremljanja, ki podrobno opisuje vse od izbire merilnih točk in parametrov do zbiranja podatkov in osnovne analize. Cilj je zagotoviti, da so zbrani podatki o vibracijah dosledni, zanesljivi in primerni za zaznavanje sprememb stanja stroja skozi čas. Ta standard v bistvu formalizira najboljše prakse za zbiranje podatkov na podlagi poti.

Kazalo vsebine (konceptualna struktura)

Standard ponuja navodila po korakih za vzpostavitev robustne rutine spremljanja vibracij:

1. 1. Obseg in cilji:

   To temeljno poglavje izrecno opredeljuje namen standarda, ki je vzpostaviti generičen, sistematičen in ponovljiv niz postopkov za celoten postopek spremljanja vibracijskega stanja. Glavni cilj je zagotoviti, da se podatki o vibracijah pridobivajo na dosleden in zanesljiv način, zaradi česar so primerni za predvideni namen: zaznavanje sprememb v dinamičnem vedenju stroja skozi čas. Standard je zasnovan kot proceduralna osnova za vzpostavitev novega programa za spremljanje vibracij ali za revizijo obstoječega. Poudarja, da lahko organizacija z upoštevanjem teh postopkov ustvari visokokakovostno bazo podatkov o zgodovini vibracij stroja, kar je bistveni predpogoj za učinkovito odkrivanje napak, analizo trendov in diagnostiko. Pojasnjuje, da ta del standarda zajema splošno metodologijo, medtem ko naslednji deli (npr. ISO 13373-2) zagotavljajo podrobnejše diagnostične tehnike.

2. 2. Merjenje in izbira senzorja:

   To poglavje se poglobi v ključne odločitve, ki so temelj vsake meritve vibracij. Predpisuje strukturiran pristop k izbiri merilnih točk, s poudarkom na tem, da morajo biti čim bližje ležajem stroja, da se natančno zajamejo sile, ki se prenašajo iz rotorja. Zagotavlja podrobna navodila o orientaciji meritev (vodoravno, navpično, aksialno), da se zagotovi popolna tridimenzionalna slika gibanja stroja. Pomemben del tega razdelka je posvečen izbiri senzorjev in pojasnjuje kompromise med različnimi tipi pretvornikov. Poudarja, da ... merilnik pospeška je najpogostejša izbira zaradi širokega frekvenčnega razpona in robustnosti, vendar obravnava tudi uporabo hitrostnih sond in brezkontaktnih bližinske sonde za specifične aplikacije. Ključno je poudariti, da je kakovost podatkov neposredno odvisna od načina pritrditve senzorja, pri čemer se za najvišjo kakovost in ponovljivost podatkov močno priporoča uporaba trajnih nosilcev s čepi, pri čemer se sklicuje na podrobne smernice v ISO 5348.

3. 3. Merilni parametri:

   Ta razdelek je verjetno najbolj tehničen, saj določa nastavitve znotraj zbiralnika podatkov, ki določajo kakovost in uporabnost spektralnih in valovnih podatkov. Zagotavlja podrobno metodologijo za izbiro teh parametrov glede na specifični stroj in morebitne napake, ki jih spremljamo. Ključni zajeti parametri vključujejo:

   • Frekvenčno območje (Fmax): Standard pojasnjuje, kako izbrati najvišjo frekvenco za meritev. Ta mora biti dovolj visoka, da zajame zanimive značilnosti, kot so visokofrekvenčni toni iz napake ležajev ali zobniška mreža, ne da bi bila tako visoka, da bi povzročala nepotreben hrup.
   • Rešitev: To se nanaša na število vrstic v Hitra pretvorba (FFT) spekter. Standard zagotavlja smernice za izbiro ločljivosti, ki zadostuje za ločevanje tesno razporejenih frekvenčnih komponent, kar je ključnega pomena za prepoznavanje stranskih pasov okoli frekvence zobniškega zatikanja ali za razlikovanje med tesno razporejenimi hitrostmi delovanja v stroju z več gredmi.
   • Povprečevanje: Standard pojasnjuje uporabo povprečenja signala za izboljšanje razmerja med signalom in šumom ter zagotavljanje stabilnejših in ponovljivih meritev. Opisuje različne vrste povprečenja, kot sta povprečenje efektivne vrednosti (RMS) in zadrževanje vrhov (peak hold), ter kdaj jih uporabiti.
   • Okno: To pojasnjuje potrebo po uporabi funkcija oken (kot Hanningovo okno) k časovnim podatkom pred izvedbo FFT-ja, da se zmanjša napaka, znana kot spektralno uhajanje.
4. 4. Postopki pridobivanja podatkov:

   To poglavje prehaja od nastavitve do izvedbe in zagotavlja strog postopek za samo zbiranje podatkov. Glavni poudarek je na zagotavljanju, da je vsaka opravljena meritev primerljiva z vsemi preteklimi in prihodnjimi meritvami. Močan poudarek je na dokumentiranju obratovalnih pogojev stroja v času preskusa, vključno z njegovo hitrostjo vrtenja, obremenitvijo, temperaturo in vsemi drugimi ustreznimi procesnimi spremenljivkami. To je ključnega pomena, ker lahko sprememba teh pogojev znatno spremeni vibracijski podpis stroja, in brez tega konteksta bi lahko spremembo vibracij napačno razlagali kot razvijajočo se napako. Standard zagotavlja tudi kontrolni seznam za preverjanje celovitosti merilne verige pred zbiranjem podatkov, s katerim se zagotovi, da je senzor pravilno nameščen, da je kabel v dobrem stanju in da so nastavitve zbiralnika podatkov pravilne.

5. 5. Analiza in vrednotenje podatkov:

   Ko so zbrani visokokakovostni podatki, to poglavje ponuja okvir za njihovo interpretacijo. Formalizira dvostranski pristop k vrednotenju, ki je bil prvič predstavljen v standardih, kot je ISO 10816-1Prva metoda je **primerjava absolutnih meja**, kjer se izmerjena vrednost širokopasovnih vibracij primerja z vnaprej določenimi grafikoni resnosti (npr. iz serije ISO 10816), da se ugotovi, ali je stroj v stanju »dobrega«, »zadovoljivega« ali »nezadovoljivega«. Druga, zmogljivejša metoda je **analiza trendov**. Ta vključuje prikazovanje vrednosti meritev skozi čas, da se vzpostavi stabilna izhodiščna vrednost, nato pa se iščejo pomembna odstopanja od te izhodiščne vrednosti. Standard poudarja, da je zaznavanje spremembe pogosto pomembnejše od absolutne vrednosti. Zagotavlja metodologijo za nastavitev podatkovno vodenih ravni alarmov »opozorila« in »izklopa« – na primer nastavitev opozorila, če se vibracije podvojijo (povečanje za 100%), in izklopa, če se petkrat povečajo (povečanje za 400%) od normalne izhodiščne vrednosti, tudi če so absolutne vrednosti še vedno znotraj sprejemljivega območja.

6. 6. Osnovna identifikacija napak:

   To zadnje poglavje služi kot uvod v diagnostični postopek. Medtem ko je glavni poudarek 1. dela na pridobivanju in odkrivanju podatkov, ta del premosti vrzel do diagnostike z razlago temeljnega načela, da različne mehanske in električne napake ustvarjajo edinstvene, prepoznavne vzorce v podatkih o vibracijah. Predstavlja koncept korelacije specifičnih frekvenc v Spekter FFT na njihove fizične vire na stroju. Na primer, pojasnjuje, da visok vrh pri natanko enkratni hitrosti delovanja (1X) običajno kaže na neravnovesje, medtem ko visok vrh pri 2X hitrosti teka pogosto kaže na neusklajenostOpisuje tudi, kako so lahko visokofrekvenčni, nesinhroni vrhovi povezani z napake ležajevTo poglavje zagotavlja temeljno znanje, ki ga analitik potrebuje za začetek postopka analize temeljnih vzrokov, ki je predmet naprednejših standardov v seriji ISO 13373.

Ključni koncepti

• Doslednost in ponovljivost: Osrednja tema standarda. Program spremljanja je neuporaben, če se podatki ne zbirajo dosledno. Standard ISO 13373-1 določa pravila za dosego tega cilja.
• Kakovost podatkov: Standard močno poudarja dejavnike, ki vplivajo na kakovost podatkov, zlasti montažo pretvornika in izbiro ustreznih merilnih nastavitev (npr. frekvenčno območje, ločljivost).
• Temelj za program: Ta standard ni diagnostični vodnik, ki bi vam povedal, kako prepoznati določene napake. Namesto tega je bistveni prvi korak, ki vam pove, kako pravilno *zbirati podatke*, ki bodo uporabljeni za diagnostiko (kar je zajeto v drugih standardih, kot sta ISO 13373-2 in -3).

← Nazaj na glavno kazalo