ISO 13373-1: Tillståndsövervakning och diagnostik av maskiner – Övervakning av vibrationstillstånd – Del 1: Allmänna procedurer

Sammanfattning

ISO 13373-1 fastställer en systematisk och repeterbar procedur för att utföra vibrationsmätningar och analyser som en del av ett tillståndsövervakningsprogram. Den fungerar som en grundläggande guide för att ställa in ett övervakningsprogram och beskriver allt från att välja mätpunkter och parametrar till datainsamling och grundläggande analys. Målet är att säkerställa att de insamlade vibrationsdata är konsekventa, tillförlitliga och lämpliga för att upptäcka förändringar i en maskins tillstånd över tid. Denna standard formaliserar i huvudsak bästa praxis för... ruttbaserad datainsamling.

Innehållsförteckning (konceptuell struktur)

Standarden ger en steg-för-steg-guide för att etablera en robust rutin för vibrationsövervakning:

1. 1. Omfattning och mål:

   Detta grundläggande kapitel definierar explicit standardens syfte, vilket är att etablera en generisk, systematisk och repeterbar uppsättning procedurer för hela processen för övervakning av vibrationsförhållanden. Det primära målet är att säkerställa att vibrationsdata samlas in på ett konsekvent och tillförlitligt sätt, vilket gör dem lämpliga för sitt avsedda syfte: att upptäcka förändringar i en maskins dynamiska beteende över tid. Standarden är utformad för att vara den procedurmässiga ryggraden för att ställa in ett nytt vibrationsövervakningsprogram eller för att granska ett befintligt. Den betonar att genom att följa dessa procedurer kan en organisation skapa en högkvalitativ databas över maskinens vibrationshistorik, vilket är en väsentlig förutsättning för effektiv feldetektering, trendanalys och diagnostik. Den förtydligar att denna del av standarden täcker den allmänna metoden, medan efterföljande delar (t.ex. ISO 13373-2) ger mer detaljerade diagnostiska tekniker.

2. 2. Mätning och sensorval:

   Detta kapitel fördjupar sig i de kritiska beslut som utgör grunden för all vibrationsmätning. Det föreskriver en strukturerad metod för att välja mätpunkter och betonar att de bör vara så nära maskinens lager som möjligt för att korrekt fånga de krafter som överförs från rotorn. Det ger detaljerad vägledning om mätningarnas orientering (horisontell, vertikal, axiell) för att säkerställa en komplett tredimensionell bild av maskinens rörelse. En betydande del av detta avsnitt ägnas åt sensorval och förklarar avvägningarna mellan olika givartyper. Det belyser att accelerometer är det vanligaste valet på grund av dess breda frekvensområde och robusthet, men diskuterar även användningen av hastighetssonder och beröringsfria närhetsprober för specifika tillämpningar. Avgörande är att den betonar att datakvaliteten är direkt beroende av sensorns monteringsmetod, vilket ger en stark rekommendation att använda permanenta stiftfästen för högsta kvalitet och mest repeterbara data, och hänvisar till de detaljerade riktlinjerna i ISO 5348.

3. 3. Mätparametrar:

   Det här avsnittet är förmodligen det mest tekniska, eftersom det dikterar inställningarna i datainsamlaren som avgör kvaliteten och användbarheten hos spektral- och vågformsdata. Det ger en detaljerad metod för att välja dessa parametrar baserat på den specifika maskinen och de potentiella fel som övervakas. Viktiga parametrar som behandlas inkluderar:

   • Frekvensområde (Fmax): Standarden förklarar hur man väljer den maximala frekvensen för mätningen. Denna måste vara tillräckligt hög för att fånga de intressanta signaturerna, såsom högfrekventa toner från lagerdefekter eller kugghjulsnät, utan att vara så hög att den introducerar onödigt buller.
   • Resolution: Detta hänvisar till antalet rader i FFT Standarden ger vägledning om hur man väljer en upplösning som är tillräcklig för att separera tätt avstånd från varandra belägna frekvenskomponenter, vilket är avgörande för att identifiera sidband runt en kugghjulsingreppsfrekvens eller skilja mellan tätt avstånd belägna körhastigheter i en fleraxlig maskin.
   • Medelvärdesberäkning: Standarden förklarar användningen av signalmedelvärdesbildning för att förbättra signal-brusförhållandet och ge en mer stabil, repeterbar mätning. Den beskriver olika typer av medelvärdesbildning, såsom RMS-medelvärdesbildning och peak hold, och när de ska tillämpas.
   • Fönsterinredning: Detta förklarar behovet av att tillämpa en fönsterfunktion (som ett Hanning-fönster) till tidsdata innan FFT utförs för att minimera ett fel som kallas spektralläckage.
4. 4. Datainsamlingsprocedurer:

   Detta kapitel går från installation till utförande och tillhandahåller en rigorös procedur för själva datainsamlingen. Det primära fokuset ligger på att säkerställa att varje mätning som görs är jämförbar med alla tidigare och framtida mätningar. Det lägger stor vikt vid att dokumentera maskinens driftsförhållanden vid testtillfället, inklusive dess rotationshastighet, belastning, temperatur och andra relevanta processvariabler. Detta är avgörande eftersom en förändring av dessa förhållanden avsevärt kan förändra en maskins vibrationssignatur, och utan detta sammanhang kan en förändring i vibrationen misstolkas som ett utvecklande fel. Standarden tillhandahåller också en checklista för att verifiera mätkedjans integritet före datainsamling, och säkerställa att sensorn är korrekt monterad, kabeln är i gott skick och datainsamlarens inställningar är korrekta.

5. 5. Dataanalys och utvärdering:

   När högkvalitativa data har samlats in ger detta kapitel ramverket för dess tolkning. Det formaliserar den tvådelade metoden för utvärdering som först introducerades i standarder som ISO 10816-1Den första metoden är **absolutgränsjämförelse**, där det uppmätta bredbandsvibrationsvärdet jämförs mot fördefinierade allvarlighetsgradstabeller (t.ex. från ISO 10816-serien) för att avgöra om maskinen är i ett "Bra", "Tillfredsställande" eller "Otillfredsställande" tillstånd. Den andra, och mer kraftfulla, metoden är **trendanalys**. Detta innebär att mätvärden plottas över tid för att etablera en stabil baslinje och sedan leta efter signifikanta avvikelser från den baslinjen. Standarden betonar att det ofta är viktigare att upptäcka en förändring än det absoluta värdet. Den tillhandahåller metoden för att ställa in datadrivna larmnivåer för "Varning" och "Trip" – till exempel att ställa in en Varning om vibrationen fördubblas (en ökning på 100%) och en Tripp om den femdubblas (en ökning på 400%) från dess normala baslinje, även om de absoluta värdena fortfarande ligger inom en acceptabel zon.

6. 6. Grundläggande felidentifiering:

   Detta sista kapitel fungerar som en introduktion till diagnostikprocessen. Medan det primära fokuset i del 1 ligger på datainsamling och detektering, överbryggar detta avsnitt klyftan till diagnostik genom att förklara den grundläggande principen att olika mekaniska och elektriska fel genererar unika, igenkännbara mönster i vibrationsdata. Det introducerar konceptet att korrelera specifika frekvenser i FFT-spektrum till deras fysiska källor på maskinen. Till exempel förklarar det att en hög topp vid exakt en gång körhastigheten (1X) vanligtvis indikerar obalans, medan en hög topp vid 2X körhastighet ofta pekar på feljusteringDen beskriver också hur högfrekventa, icke-synkrona toppar kan associeras med lagerdefekterDetta kapitel ger den grundläggande kunskap som en analytiker behöver för att påbörja processen med rotorsaksanalys, vilket är föremål för mer avancerade standarder i ISO 13373-serien.

Viktiga begrepp

• Konsekvens och repeterbarhet: Standardens centrala tema. Ett övervakningsprogram är värdelöst om data inte samlas in på ett konsekvent sätt. ISO 13373-1 ger reglerna för att uppnå detta.
• Datakvalitet: Standarden lägger stor vikt vid faktorer som påverkar datakvaliteten, särskilt montering av givare och val av lämpliga mätinställningar (t.ex. frekvensområde, upplösning).
• Grund för ett program: Denna standard är inte en diagnostisk guide som berättar hur du identifierar specifika fel. Istället är det det viktiga första steget som berättar hur du korrekt *samlar in data* som ska användas för diagnostik (vilket täcks av andra standarder, som ISO 13373-2 och -3).

← Tillbaka till huvudmenyn