ISO 20816-1: Mekanisk vibration – Mätning och utvärdering av maskinvibrationer – Del 1: Allmänna riktlinjer

Sammanfattning

ISO 20816-1 är den nuvarande, moderna internationella standarden som ger allmänna riktlinjer för mätning och utvärdering av maskinvibrationer. Det är en betydande uppdatering eftersom den ersätter och kombinerar principerna från två äldre, grundläggande standarder: ISO 10816-1 (vilket omfattade mätningar på icke-roterande delar) och ISO 7919-1 (som omfattade mätningar på roterande axlar). Denna nya standard ger ett enhetligt ramverk för att bedöma vibrationerna i en maskin som helhet, där både höljes- och axelmätningar beaktas tillsammans för en mer omfattande utvärdering.

Innehållsförteckning (konceptuell struktur)

Standarden integrerar och uppdaterar koncepten från sina föregångare till en sammanhängande struktur:

1. 1. Omfattning och mättyper:

   Detta inledande kapitel definierar standardens omfattande omfattning och etablerar den som den primära vägledningen för att bedöma vibrationer hos en mängd olika industrimaskiner under driftsförhållanden. Dess viktigaste egenskap är den formella föreningen av två distinkta mätfilosofier. Den ger detaljerade metoder för att mäta vibrationer på båda:

   • Icke-roterande delar: Detta avser mätningar som görs på en maskins stationära komponenter, vanligtvis lagerhusen. Standarden bekräftar att det föredragna måttet för denna typ av mätning är bredbandsmätning. RMS (rotmedelvärdeskvadrat) hastighet, mätt med seismiska sensorer som accelerometrarDenna mätning återspeglar den destruktiva energi som överförs till maskinens struktur.
   • Roterande axlar: Detta avser mätningar av själva axelns dynamiska rörelse i förhållande till en fast punkt (vanligtvis lagerhuset). Standarden anger att detta måste mätas beröringsfritt närhetsprober, och det föredragna måttet är Topp-till-topp förflyttningDenna mätning kvantifierar direkt hur mycket axeln rör sig inom sitt lagerspel.
2. 2. Instrumentering:

   Detta kapitel specificerar de tekniska kraven för hela mätsystemet för att säkerställa noggrannhet och konsekvens, och omfattar både seismiska (hölje) och beröringsfria (axel) mätningar. Det föreskriver att instrumenten, inklusive givare, kablage och analysator, måste kunna mäta de specificerade parametrarna (RMS-hastighet eller topp-till-topp-förskjutning) noggrant över det erforderliga frekvensområdet för maskintypen. Standarden betonar vikten av regelbunden kalibrering av hela mätkedjan mot en känd, spårbar standard. Dessutom ger den viktig vägledning om korrekt sensorinstallation, med hänvisning till specifika standarder för montering av accelerometrar (ISO 5348) och närhetsprober (t.ex. API 670) för att minimera mätfel och säkerställa att data är tillförlitliga och repeterbara över tid.

3. 3. Utvärderingskriterier:

   Detta avsnitt utgör kärnan i utvärderingsmetodiken och bygger vidare på den beprövade tvåkriteriemetoden från tidigare standarder. Den ger ett detaljerat ramverk för att bedöma maskintillstånd baserat på både absoluta värden och förändringar över tid:

   • Kriterium 1 (absoluta gränser): Detta kriterium innebär att jämföra den absoluta uppmätta vibrationsmagnituden (antingen höljeshastighet eller axelförskjutning) mot fördefinierade gränser. Dessa gränser fastställs vanligtvis baserat på statistiska data från en stor population av liknande maskiner eller baserat på specifik vägledning från andra delar av ISO 20816-serien. Det fungerar som ett grundläggande riktmärke för maskinens övergripande hälsa och är avgörande för acceptanstestning.
   • Kriterium 2 (Förändring från baslinjen): Detta kriterium fokuserar på förändringen i vibrationsmagnitud från ett känt, stabilt referens- eller baslinjetillstånd. Standarden betonar att en betydande förändring, även om det absoluta värdet fortfarande anses acceptabelt enligt kriterium 1, ofta är den tidigaste och mest tillförlitliga indikatorn på ett fel under utveckling. Detta kriterium är grunden för trendbaserat prediktivt underhåll.
4. 4. Utvärderingszoner:

   För att förenkla tillämpningen av kriterium 1 fortsätter standarden att använda det väletablerade ramverket med fyra zoner för att klassificera den absoluta vibrationsgraden. Dessa zoner ger en tydlig, färgkodad metod för att kommunicera maskintillstånd. Det är viktigt att notera att denna allmänna del av standarden endast definierar *begreppet* zoner; de specifika numeriska värdena för zongränserna anges i de maskinspecifika delarna av standarden (t.ex. ISO 20816-3). Zonerna definieras som:

   • Zon A: Vibrationen från nyligen idrifttagna eller renoverade maskiner skulle vanligtvis falla inom denna zon.
   • Zon B: Maskiner med vibrationer inom denna zon anses normalt vara acceptabla för obegränsad långvarig drift.
   • Zon C: Maskiner med vibrationer inom denna zon anses normalt sett vara otillfredsställande för långvarig kontinuerlig drift. Åtgärder bör planeras.
   • Zon D: Vibrationsvärden inom denna zon anses normalt vara tillräckligt allvarliga för att orsaka skador på maskinen.
5. 5. Kombinerad bedömning och godkännande:

   Detta sista avsnitt ger en avgörande syntes av standardens principer. Det rekommenderar formellt en kombinerad bedömningsmetod, särskilt för kritiska maskiner utrustade med både seismiska och beröringsfria sonder. Det vägleder användaren att utvärdera både höljets vibrationer (som reflekterar krafter som överförs till konstruktionen) och axelns vibrationer (som reflekterar rotorns dynamiska beteende) för att skapa en mer fullständig och tillförlitlig bedömning av maskinens övergripande tillstånd. Detta avsnitt skiljer också tydligt mellan de kriterier som används för acceptanstestning (för nya eller reparerade maskiner), vilket vanligtvis kräver att vibrationsnivåerna faller inom de strängare zonerna A eller B, och kriterierna för operativ övervakning av maskiner i drift, där etablerade larmbörvärden (varning och utlösning) baserade på både absoluta gränser och betydande förändringar från baslinjen är de primära verktygen för daglig tillståndsbedömning.

Viktiga begrepp

• Enhetlig standardisering: Den viktigaste aspekten av ISO 20816-1 är att den ersätter och förenar de tidigare separata standarderna för höljesvibrationer (ISO 10816-1) och axelvibrationer (ISO 7919-1). Detta främjar en mer holistisk syn på maskinanalys.
• Dubbelmätningsfilosofi: Standarden förespråkar starkt att man använder både vibrationsmätningar för hölje och axel där det är möjligt, eftersom de ger kompletterande information. Höga vibrationer för hölje kan tyda på ett strukturellt problem, medan höga axelvibrationer kan tyda på ett rotordynamiskt problem.
• Modernisering: Den uppdaterar de allmänna riktlinjerna för att återspegla moderna instrument- och dataanalysmetoder som har utvecklats sedan de ursprungliga standarderna publicerades.
• Grund för specifika delar: Liksom sina föregångare utgör denna standard, del 1, det allmänna ramverket. Specifika numeriska gränser för utvärderingszonerna för olika typer av maskiner beskrivs i andra delar av ISO 20816-serien (t.ex. ISO 20816-3 för industrimaskiner).

← Tillbaka till huvudmenyn