ISO 7919-1: Mekanisk vibration – Utvärdering av maskinvibrationer genom mätningar på roterande axlar – Del 1: Allmänna riktlinjer

Sammanfattning

ISO 7919-1 är en viktig internationell standard som ger allmänna riktlinjer för mätning och utvärdering av vibrationer på roterande axlar i maskiner. Denna standard är motsvarigheten till ISO 10816, som behandlar vibrationer på icke-roterande delar. ISO 7919 fokuserar på användning av beröringsfria närhetsprober för att direkt mäta axelns rörelse i förhållande till dess lager. Denna typ av mätning är särskilt viktig för stora, kritiska maskiner med vätskefilmslager, såsom turbiner, kompressorer och stora pumpar, där förståelse för rotorns dynamiska beteende är avgörande för säker drift.

Innehållsförteckning (konceptuell struktur)

Standarden tillhandahåller ett ramverk för att upprätta ett program för mätning av axelvibrationer och för att tolka resultaten:

1. 1. Omfattning och mätprincip:

   Detta inledande avsnitt definierar standardens omfattning och förtydligar att den tillhandahåller de allmänna procedurerna för att mäta och utvärdera vibrationer på roterande axlar. Den fastställer den grundläggande principen: denna typ av mätning fokuserar på själva axelns vibrationsrörelse, vanligtvis i förhållande till det stationära lagerhuset. Detta är en avgörande skillnad från mätningar av lagerhuset (som omfattas av ISO 10816). Axelvibrationer är den föredragna mätningen för maskiner där rotorn är massiv i förhållande till lagerhuset och stöds i vätskefilmslager. I dessa fall kan betydande axelrörelser uppstå inom lagerspelet som inte överförs till det externa höljet. Det primära målet är att bedöma hur allvarlig denna dynamiska axelrörelse är för att skydda maskinen från lagerskador eller rotor-statorkontakt.

2. 2. Mätmängder:

   Detta kapitel specificerar de parametrar som ska mätas och utvärderas. Den primära kvantiteten för den övergripande bedömningen av vibrationsintensitet är S_pp värde, vilket är topp-till-topp vibrationsförskjutning av axeln. Detta representerar den totala utvikningen av axelns mittlinje när den rör sig inuti lagret och är ett avgörande mått för maskinskydd, eftersom det kan jämföras direkt med de fysiska lagerspelen. Standarden erkänner dock även värdet av andra kvantiteter för diagnostiska ändamål. Den rekommenderar att mätsystemet också ska kunna tillhandahålla axelomloppsbana (axelns mittlinjes bana), vilket är avgörande för att diagnostisera problem som oljevirvel eller feljustering, och genomsnittlig axelmittlinjeposition, vars förändring kan indikera förändringar i belastning eller uppriktning. För vissa tillämpningar används även filtrerade vibrationsvärden (t.ex. vid 1X körhastighet) för utvärdering.

3. 3. Instrumentering och montering:

   Detta kapitel ger vägledning om den hårdvara som krävs för axelvibrationsmätningar. Det specificerar användningen av beröringsfria probsystem, som består av tre huvudkomponenter: sond (sensor), en förlängningskabel, och en förare (eller närstående)Dessa komponenter är kalibrerade som ett system och är inte utbytbara. Standarden rekommenderar att sonderna monteras parvis vid varje lager, arrangerade 90 grader i förhållande till varandra (en XY-konfiguration). Detta gör att mätsystemet kan fånga den fullständiga tvådimensionella rörelsen hos axelns mittlinje och konstruera axelns bana. Korrekt installation betonas som avgörande, vilket kräver styva monteringsfästen, korrekt sondavstånd och att axelns "sondspår"-yta är slät och fri från elektriska eller mekaniska avvikelser som kan störa signalen.

4. 4. Utvärderingskriterier och zoner:

   Detta avsnitt presenterar ramverket för att bedöma den uppmätta vibrationens svårighetsgrad. Det föreslår två primära kriterier. Det första är ett absolut kriterium, som innebär att man jämför den uppmätta axelvibrationen (S_pp) mot fördefinierade gränser. Standarden föreslår en modell med fyra zoner för detta:

   • Zon A (Bra): Vibrationsnivåer på nyligen idrifttagna maskiner.
   • Zon B (Tillfredsställande): Godtagbar för obegränsad långtidsdrift.
   • Zon C (Otillfredsställande): Indikerar ett potentiellt problem; maskinen bör undersökas för att fastställa orsaken.
   • Zon D (Oacceptabel): Vibrationsnivåerna anses vara skadliga; omedelbara åtgärder krävs.

   Det andra kriteriet baseras på en förändring i vibrationsstorlek från en känd baslinje. En betydande ökning av vibrationerna, även om den fortfarande ligger inom zonen "Tillfredsställande", kan vara en tidig indikator på ett fel som är under utveckling. Denna del av standarden (del 1) ger det allmänna ramverket; de specifika numeriska värdena för zongränserna finns i de maskinspecifika delarna av ISO 7919-serien.

5. 5. Vägledning för att ställa in larm (varning och utlösning):

   Detta sista avsnitt ger ett praktiskt ramverk för att implementera utvärderingskriterierna i ett automatiserat maskinskyddssystem. Det rekommenderar en tvåstegs larmstrategi. Den första nivån är en Varna (eller ”larm”) börvärde. Detta är vanligtvis inställt över maskinens normala, stabila driftsbaslinje. Om denna nivå överskrids bör det utlösa en varning till operatören om att maskinens tillstånd har förändrats och att en undersökning är motiverad. Den andra, högre nivån är en Resa (eller ”avstängnings”) börvärde. Detta är en absolut gräns som är satt till en nivå där fortsatt drift sannolikt kommer att orsaka allvarliga skador. Om denna nivå överskrids bör systemet utlösa en automatisk avstängning av maskinen för att förhindra ett katastrofalt fel. Standarden rekommenderar att dessa börvärden bör baseras på både de absoluta zongränserna (en utlösning bör inte ställas in över zon C/D-gränsen) och på betydande förändringar från den fastställda baslinjen (t.ex. kan en varning utlösas om vibrationen fördubblas, även om den fortfarande är i zon B).

Viktiga begrepp

• Axel vs. höljesvibration: Kärnprincipen är att för vissa maskiner (särskilt de med massiva, styva rotorer och relativt flexibla höljen) är själva axelns rörelse en mycket mer direkt och tillförlitlig indikator på maskinens dynamiska tillstånd än vibrationen som överförs till utsidan av lagerhuset.
• Maskinskydd: Även om data också används för diagnostik, är den primära tillämpningen av ISO 7919-ramverket i realtidsskyddssystem för maskiner som är utformade för att förhindra katastrofala fel.
• Betydelsen av relativ rörelse: Genom att mäta axelns rörelse i förhållande till lagret kan analytiker direkt bedöma utnyttjandet av lagerspelet och diagnostisera specifika problem som oljevirvel eller överdriven förbelastning.

← Tillbaka till huvudmenyn