มาตรฐาน ISO 20816-8 ขีดจำกัดการสั่นสะเทือนสำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ

ISO 20816-8 คืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญต่อคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ?

ISO 20816-8 เป็นมาตรฐานสากลที่กำหนดเกณฑ์การประเมินความรุนแรงของการสั่นสะเทือนโดยเฉพาะสำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ รวมถึงคอมเพรสเซอร์สำหรับก๊าซในกระบวนการผลิต อากาศ และระบบทำความเย็น โดยกำหนดโซนการสั่นสะเทือนสี่โซน (A, B, C, D) ตามความเร็วที่วัดได้ในหน่วย mm/s RMS ซึ่งช่วยให้วิศวกรสามารถพิจารณาได้ว่าคอมเพรสเซอร์ทำงานอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้หรือไม่ หรือจำเป็นต้องมีการแก้ไข.

คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบนั้นแตกต่างอย่างพื้นฐานจากเครื่องจักรแบบหมุน เช่น คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงหรือแบบแกนหมุน กลไกลูกสูบ-ข้อเหวี่ยงและแรงดันก๊าซที่สั่นไหวซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการออกแบบแบบลูกสูบ ทำให้เกิดระดับการสั่นสะเทือนที่สูงขึ้นอย่างมากในระหว่างการทำงานปกติ นี่คือเหตุผลที่มาตรฐาน ISO 20816-8 มีอยู่เป็นส่วนแยกต่างหากของตระกูลมาตรฐาน ISO 20816 — การนำข้อจำกัดจากมาตรฐานเครื่องจักรแบบหมุน (เช่น ISO 20816-3) มาใช้กับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบจะทำให้ได้การประเมินที่ผิดพลาดและอนุรักษ์นิยมเกินไป.

ที่ ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เครื่องมือออนไลน์ฟรีจากชุดเครื่องมือวิศวกรรมนี้ใช้การจำแนกโซนตามมาตรฐาน ISO 20816-8 ในรูปแบบเครื่องคำนวณบนเว็บเบราว์เซอร์ วิศวกรสามารถป้อนค่าความเร็วการสั่นสะเทือนที่วัดได้ เลือกประเภทคอมเพรสเซอร์และประเภทฐานราก และจะได้รับโซนการสั่นสะเทือนที่เหมาะสมพร้อมคำแนะนำในการใช้งานได้ทันที โดยไม่ต้องใช้สเปรดชีตหรือค้นหาตารางด้วยตนเอง.

ขอบเขตโซนการสั่นสะเทือนตามมาตรฐาน ISO 20816-8 สำหรับฐานรากแข็งคืออะไร?

สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่ติดตั้งบนฐานคอนกรีตหรือบล็อกเหล็กที่แข็งแรงและเชื่อมต่อโดยตรงกับโครงสร้างอาคาร มาตรฐาน ISO 20816-8 กำหนดขอบเขตสามโซน ได้แก่ A/B ที่ 7.1 มม./วินาที RMS, B/C ที่ 14.0 มม./วินาที RMS และ C/D ที่ 28.0 มม./วินาที RMS โซน A แสดงถึงเครื่องที่เพิ่งเริ่มใช้งานหรืออยู่ในสภาพดีเยี่ยม ในขณะที่โซน D แสดงถึงการสั่นสะเทือนที่รุนแรงจนอาจทำให้เกิดความเสียหายได้.

เขตแดนของโซน	ขีดจำกัดความเร็ว (มม./วินาที RMS)	การตีความเชิงปฏิบัติการ
เอ/บี	7.1	การเปลี่ยนผ่านจากสภาพที่เพิ่งเริ่มใช้งาน (ยอดเยี่ยม) ไปสู่สภาพที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานระยะยาว
บี/ซี	14.0	การเปลี่ยนจากสถานะการใช้งานที่ยอมรับได้ไปสู่การใช้งานที่จำกัด — แนะนำให้ทำการตรวจสอบเพิ่มเติม
ซีดี	28.0	เปลี่ยนจากสภาวะจำกัดไปสู่สภาวะอันตราย — มีความเสี่ยงต่อความเสียหายหากยังคงดำเนินการต่อไป

ฐานรากแบบแข็งเป็นวิธีการติดตั้งที่พบได้บ่อยที่สุดสำหรับเครื่องอัดก๊าซขนาดใหญ่ในโรงกลั่นและโรงงานเคมี มวลและความแข็งของฐานรากจะจำกัดการเคลื่อนที่ของโครงสร้าง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมขอบเขตของโซนจึงต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการติดตั้งแบบยืดหยุ่น (แบบแยกด้วยสปริง) ตัวอย่างเช่น ค่าที่วัดได้ 12 มม./วินาที RMS สำหรับเครื่องอัดก๊าซที่ติดตั้งบนฐานรากแบบแข็ง จะอยู่ในโซน B ซึ่งยอมรับได้สำหรับการใช้งานในระยะยาวโดยไม่มีข้อจำกัด.

ขอบเขตโซนการสั่นสะเทือนตามมาตรฐาน ISO 20816-8 สำหรับฐานรากแบบยืดหยุ่น (แบบแยกสปริง) คืออะไร?

สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่ติดตั้งบนฐานรองแบบแยกด้วยสปริงหรือแบบยืดหยุ่น มาตรฐาน ISO 20816-8 อนุญาตให้มีค่าการสั่นสะเทือนที่สูงขึ้นได้ คือ A/B ที่ 9.0 มม./วินาที RMS, B/C ที่ 18.0 มม./วินาที RMS และ C/D ที่ 36.0 มม./วินาที RMS การเพิ่มค่าความคลาดเคลื่อนนี้สะท้อนให้เห็นว่าการแยกด้วยสปริงช่วยให้โครงสร้างสามารถเคลื่อนที่ได้มากขึ้นในขณะที่ลดการสั่นสะเทือนที่ส่งไปยังโครงสร้างโดยรอบ.

เขตแดนของโซน	ฐานรากแข็ง (มม./วินาที RMS)	ฐานรองรับแบบยืดหยุ่น (มม./วินาที RMS)	ปัจจัยเพิ่มขึ้น
เอ/บี	7.1	9.0	×1.27
บี/ซี	14.0	18.0	×1.29
ซีดี	28.0	36.0	×1.29

การติดตั้งแบบแยกด้วยสปริงเป็นเรื่องปกติสำหรับคอมเพรสเซอร์อากาศและคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นในอาคารที่ต้องลดการสั่นสะเทือนที่ส่งไปยังโครงสร้างให้น้อยที่สุด ฐานรากที่ยืดหยุ่นช่วยให้โครงคอมเพรสเซอร์เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระมากขึ้นที่ความถี่ต่ำ ดูดซับแรงเฉื่อยแทนที่จะส่งผ่านแรงเหล่านั้น วิศวกรต้องระบุประเภทของฐานรากให้ถูกต้องก่อนใช้งาน ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เครื่องมือนี้ การเลือกประเภทฐานรากที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้การจำแนกโซนเปลี่ยนไปหนึ่งโซนเต็ม และนำไปสู่การตัดสินใจบำรุงรักษาที่ไม่ถูกต้อง.

ขีดจำกัดการสั่นสะเทือนของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบแตกต่างจากขีดจำกัดของเครื่องจักรแบบหมุนอย่างไร?

คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบมีระดับการสั่นสะเทือนที่ยอมรับได้สูงกว่าเครื่องจักรแบบหมุนอย่างมาก ขีดจำกัดบนของโซน A สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่ติดตั้งบนฐานที่แข็งแรงคือ 7.1 มม./วินาที RMS ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัดทั่วไปของโซน A สำหรับเครื่องจักรแบบหมุนตามมาตรฐาน ISO 20816-3 ที่ 2.8 มม./วินาที RMS ประมาณ 2.5 เท่า ความแตกต่างนี้เกิดขึ้นเนื่องจากกลไกแบบลูกสูบสร้างการสั่นสะเทือนที่สูงกว่าโดยธรรมชาติ ซึ่งถือว่าเป็นการทำงานปกติ.

พารามิเตอร์	คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ (ISO 20816-8, แบบแข็ง)	เครื่องจักรหมุน (ISO 20816-3, กลุ่ม 2)	อัตราส่วน
ขอบเขตโซน A/B	7.1 มม./วินาที RMS	2.8 มม./วินาที RMS	2.5 เท่า
ขอบเขตโซน B/C	14.0 มม./วินาที RMS	7.1 มม./วินาที RMS	2.0 เท่า
ขอบเขตโซน C/D	28.0 มม./วินาที RMS	18.0 มม./วินาที RMS	1.6 เท่า
แหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนหลัก	แรงเฉื่อยของลูกสูบและข้อเหวี่ยง, การสั่นของแก๊ส	โรเตอร์ไม่สมดุล ผิดแนว	-
เนื้อหาความถี่เด่น	ความเร็วในการวิ่ง 1 เท่า 2 เท่า และลำดับที่สูงกว่า	โดยหลักแล้วคือความเร็วในการวิ่ง 1 เท่า	-

การเปรียบเทียบนี้เน้นให้เห็นถึงหลักการทางวิศวกรรมที่สำคัญประการหนึ่ง นั่นคือ ขีดจำกัดการสั่นสะเทือนนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องจักร การนำขีดจำกัดของเครื่องจักรแบบหมุนมาใช้กับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบจะทำให้เกือบทุกเครื่องถูกตรวจพบว่ามีการสั่นสะเทือนมากเกินไป ส่งผลให้ต้องหยุดการทำงานโดยไม่จำเป็นและสิ้นเปลืองทรัพยากรในการบำรุงรักษา ในทางกลับกัน การนำขีดจำกัดของเครื่องจักรแบบลูกสูบมาใช้กับคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงอาจทำให้การสั่นสะเทือนที่เป็นอันตรายอย่างแท้จริงไม่ถูกตรวจพบ ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เครื่องมือนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการใช้มาตรฐานที่ถูกต้องโดยอัตโนมัติตามการเลือกเครื่องจักรของผู้ใช้.

โซนการสั่นสะเทือนทั้งสี่ (A, B, C, D) ในมาตรฐาน ISO 20816-8 หมายถึงอะไร?

มาตรฐาน ISO 20816-8 กำหนดระดับความรุนแรงของการสั่นสะเทือนออกเป็น 4 โซน ซึ่งแบ่งตามประเภทที่ต้องดำเนินการแก้ไข ได้แก่ โซน A แสดงถึงสภาพที่ดีเยี่ยม ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของเครื่องจักรที่เพิ่งเริ่มใช้งาน โซน B แสดงถึงการใช้งานในระยะยาวที่ยอมรับได้ โซน C หมายถึงการสั่นสะเทือนสูงถึงระดับที่ต้องตรวจสอบและจำกัดการใช้งาน และโซน D แสดงถึงความเสี่ยงต่อความเสียหายที่กำลังจะเกิดขึ้น ซึ่งต้องดำเนินการแก้ไขโดยทันที.

1. โซนเอ — ระดับการสั่นสะเทือนโดยทั่วไปของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่เพิ่งเริ่มใช้งานหรือได้รับการซ่อมบำรุงใหม่ ไม่จำเป็นต้องดำเนินการใดๆ นี่คือเป้าหมายพื้นฐานสำหรับการทดสอบการยอมรับ.
2. โซน บี — ระดับการสั่นสะเทือนอยู่ในระดับที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานระยะยาวโดยไม่มีข้อจำกัด คอมเพรสเซอร์ส่วนใหญ่ที่ใช้งานเป็นประจำจะทำงานอยู่ในช่วงระดับนี้ ควรทำการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องตามช่วงเวลาปกติ.
3. โซนซี — ระดับการสั่นสะเทือนที่ไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับการใช้งานต่อเนื่อง คอมเพรสเซอร์อาจทำงานได้ในระยะเวลาจำกัดขณะที่วางแผนแก้ไข แต่ควรเริ่มตรวจสอบหาสาเหตุที่แท้จริงโดยทันที สาเหตุทั่วไป ได้แก่ ตัวนำทางหัวลูกสูบสึกหรอ สลักเกลียวฐานหลวม หรือการสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์ของก๊าซ.
4. โซน D — ระดับการสั่นสะเทือนรุนแรงมากพอที่จะทำให้คอมเพรสเซอร์ ท่อ หรือฐานรากเสียหายอย่างรวดเร็ว แนะนำให้ปิดเครื่องหรือลดภาระการทำงานทันที การใช้งานอย่างต่อเนื่องในโซน D มีความเสี่ยงที่จะทำให้ตลับลูกปืน เพลาข้อเหวี่ยง หรือชิ้นส่วนที่กักเก็บแรงดันเสียหายอย่างร้ายแรง.

ระบบการแบ่งโซนเป็นกรอบการสื่อสารที่เป็นสากลระหว่างทีมปฏิบัติการ การบำรุงรักษา และวิศวกรรมความน่าเชื่อถือ แทนที่จะถกเถียงกันว่าค่าการสั่นสะเทือนเฉพาะนั้น “สูง” หรือ “ต่ำ” ทีมงานสามารถอ้างอิงการจำแนกโซนตามมาตรฐาน ISO 20816-8 เพื่อตัดสินใจได้อย่างสอดคล้องกันในคอมเพรสเซอร์ประเภทต่างๆ และการติดตั้งที่แตกต่างกัน.

มาตรฐาน ISO 20816-8 ครอบคลุมคอมเพรสเซอร์ประเภทใดบ้าง?

มาตรฐาน ISO 20816-8 ครอบคลุมคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบทุกประเภทหลัก ได้แก่ คอมเพรสเซอร์ก๊าซในกระบวนการผลิตที่ใช้ในโรงกลั่นและโรงงานเคมี คอมเพรสเซอร์อากาศอุตสาหกรรมสำหรับระบบสาธารณูปโภคของโรงงาน และคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นที่ใช้ในระบบปรับอากาศและระบบทำความเย็นในอุตสาหกรรม โครงสร้างขอบเขตโซนเดียวกันนี้ใช้กับคอมเพรสเซอร์ทั้งสามประเภท โดยแตกต่างกันเฉพาะประเภทของฐานราก (แบบแข็งหรือแบบยืดหยุ่น).

• เครื่องอัดก๊าซสำหรับกระบวนการผลิต — โดยทั่วไปแล้ว เครื่องจักรเหล่านี้มีขนาดใหญ่ มีหลายขั้นตอน ทำงานด้วยความเร็วต่ำ (300–600 รอบต่อนาที) ใช้สำหรับขนส่งไฮโดรเจน ก๊าซธรรมชาติ เอทิลีน และก๊าซในกระบวนการผลิตอื่นๆ มักติดตั้งบนฐานคอนกรีตเสริมเหล็กที่แข็งแรง เครื่องจักรเหล่านี้จัดอยู่ในกลุ่มการใช้งานที่มีความเสี่ยงสูงที่สุด เนื่องจากเกี่ยวข้องกับวัสดุไวไฟหรือเป็นพิษ.
• เครื่องอัดอากาศ — เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ (โดยทั่วไป 500–1800 รอบต่อนาที) ใช้สำหรับจ่ายอากาศในโรงงาน มักติดตั้งบนฐานรองแบบแข็งหรือแบบยืดหยุ่น ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการติดตั้ง ปัญหาการสั่นสะเทือนของเครื่องอัดอากาศมักเกิดจากการเสื่อมสภาพของวาล์วหรือการทำงานผิดปกติของอุปกรณ์ปลดโหลด.
• คอมเพรสเซอร์ทำความเย็น — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบเปิดหรือกึ่งปิดที่ใช้ในระบบทำความเย็นแอมโมเนีย เครื่องทำความเย็นอุตสาหกรรม และห้องเย็น คอมเพรสเซอร์เหล่านี้อาจทำงานที่ความเร็วสูงกว่า (900–1750 รอบต่อนาที) และมักใช้สปริงเป็นตัวแยกเพื่อลดเสียงและการสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านไปยังพื้นที่ใช้งาน.

ที่ ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ โปรแกรมนี้รองรับคอมเพรสเซอร์ทั้งสามประเภท พร้อมค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น โปรแกรมนี้มีค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 12 มม./วินาที สำหรับคอมเพรสเซอร์ในกระบวนการผลิตบนฐานที่แข็งแรง (โซน B), 20 มม./วินาที สำหรับคอมเพรสเซอร์ลม (โซน C บนฐานที่แข็งแรง, โซน C บนฐานที่ยืดหยุ่นได้) และ 8 มม./วินาที สำหรับคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น (โซน B บนฐานที่แข็งแรง, โซน A บนฐานที่ยืดหยุ่นได้).

เหตุใดการสั่นสะเทือนของท่อที่เกิดจากพัลส์จึงไม่ครอบคลุมอยู่ในมาตรฐาน ISO 20816-8?

มาตรฐาน ISO 20816-8 กล่าวถึงเฉพาะการสั่นสะเทือนของโครงและตัวเรือนแบริ่งบนตัวคอมเพรสเซอร์เท่านั้น การสั่นสะเทือนของท่อที่เกิดจากพัลส์ ซึ่งมักเป็นปัญหาการสั่นสะเทือนที่สำคัญที่สุดสำหรับการติดตั้งคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ ต้องได้รับการประเมินแยกต่างหากโดยใช้มาตรฐานต่างๆ เช่น แนวทางของสถาบันพลังงานสำหรับการหลีกเลี่ยงความล้มเหลวจากความล้าที่เกิดจากการสั่นสะเทือนในท่อส่งกระบวนการ หรือข้อกำหนดการศึกษาพัลส์ของ API 618.

คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบสร้างแรงดันก๊าซที่ผันผวนในอัตราส่วนที่เป็นทวีคูณของความเร็วในการทำงานและจำนวนกระบอกสูบ การผันผวนเหล่านี้จะแพร่กระจายผ่านระบบท่อที่เชื่อมต่ออยู่ และสามารถกระตุ้นความถี่ธรรมชาติเชิงกลของช่วงท่อ การเชื่อมต่อขนาดเล็ก และท่อเครื่องมือวัดได้ จากการสำรวจของสถาบันพลังงานในปี 2019 พบว่า ความล้าจากการสั่นสะเทือนของท่อเป็นสาเหตุของการรั่วไหลของไฮโดรคาร์บอนประมาณ 201,000 ตันในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซต้นน้ำ ทำให้เป็นสาเหตุสำคัญของการรั่วไหลของสารปนเปื้อน.

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญ: คอมเพรสเซอร์อาจมีการสั่นสะเทือนของโครงสร้างที่ยอมรับได้ (โซน A หรือ B ตามมาตรฐาน ISO 20816-8) ในขณะเดียวกันอาจมีการสั่นสะเทือนของท่อที่รุนแรงมากพอที่จะทำให้เกิดความเสียหายจากความล้าภายในไม่กี่สัปดาห์ วิศวกรที่ทำการประเมินการสั่นสะเทือนในระบบคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบควรประเมินทั้งการสั่นสะเทือนของโครงสร้างคอมเพรสเซอร์ตามมาตรฐาน ISO 20816-8 และการสั่นสะเทือนของท่อที่เกี่ยวข้องตามมาตรฐานการสั่นสะเทือนของท่อที่บังคับใช้เสมอ.

คุณจะใช้เครื่องมือประเมินการสั่นสะเทือน ISO 20816-8 ออนไลน์ฟรีได้อย่างไร?

ที่ ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เครื่องมือออนไลน์ฟรีนี้ต้องการข้อมูลป้อนเข้าสามอย่าง ได้แก่ ประเภทของคอมเพรสเซอร์ (ก๊าซในกระบวนการผลิต อากาศ หรือสารทำความเย็น) ประเภทของฐานรอง (แข็งหรือยืดหยุ่น) และความเร็วการสั่นสะเทือนที่วัดได้ในหน่วย mm/s RMS เครื่องมือจะแสดงผลโซนการสั่นสะเทือนที่เหมาะสม ค่าขอบเขตของโซน และคำแนะนำในการใช้งานตามเกณฑ์ ISO 20816-8 ทันที.

1. เลือกประเภทคอมเพรสเซอร์ — เลือกจากคอมเพรสเซอร์ก๊าซในกระบวนการผลิต คอมเพรสเซอร์อากาศ หรือคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น แม้ว่าขอบเขตของโซนในปัจจุบันจะเหมือนกันสำหรับทั้งสามประเภท แต่การเลือกนี้จะช่วยให้บริบทของข้อความแนะนำมีความเหมาะสม และสนับสนุนการแก้ไขมาตรฐานในอนาคตที่อาจมีการกำหนดความแตกต่างตามประเภทของคอมเพรสเซอร์.
2. เลือกประเภทฐานราก — เลือกฐานรากแบบแข็งหรือแบบยืดหยุ่น (แบบมีสปริงแยก) การเลือกนี้จะกำหนดขอบเขตโซนที่ใช้ หากไม่แน่ใจ ให้ตรวจสอบการติดตั้งคอมเพรสเซอร์: ฐานรากแบบแข็งจะมีโครงยึดติดกับคอนกรีตหรือเหล็กโดยตรง ในขณะที่ฐานรากแบบยืดหยุ่นจะมีสปริงหรือชิ้นส่วนยางแยกที่มองเห็นได้ระหว่างโครงกับโครงสร้างรองรับ.
3. ป้อนค่าความเร็วที่วัดได้ — ป้อนค่าความเร็วการสั่นสะเทือนโดยรวมในหน่วย mm/s RMS ที่วัดได้จากโครงคอมเพรสเซอร์หรือตัวเรือนแบริ่ง การวัดควรทำในทิศทางที่มีการสั่นสะเทือนสูงสุด ซึ่งโดยทั่วไปคือแนวนอนตั้งฉากกับแกนเพลาข้อเหวี่ยง.
4. ผลการตรวจสอบ — เครื่องมือนี้จะแสดงตัวบ่งชี้โซนด้วยรหัสสี (A = สีเขียว, B = สีเหลือง, C = สีส้ม, D = สีแดง), ค่าที่วัดได้เทียบกับขอบเขตของโซน และคำแนะนำในการดำเนินการที่เฉพาะเจาะจง.

มีค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างรวดเร็วสำหรับสถานการณ์ทั่วไป เช่น คอมเพรสเซอร์สำหรับกระบวนการผลิตบนฐานที่มั่นคงที่ความเร็ว 12 มม./วินาที คอมเพรสเซอร์อากาศที่ความเร็ว 20 มม./วินาที และคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นที่ความเร็ว 8 มม./วินาที ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรสามารถสำรวจฟังก์ชันการทำงานของเครื่องมือและเข้าใจวิธีการจำแนกโซนได้อย่างรวดเร็วก่อนที่จะป้อนข้อมูลการวัดของตนเอง.

แนวทางการวัดใดบ้างที่แนะนำสำหรับการประเมินตามมาตรฐาน ISO 20816-8?

การประเมินตามมาตรฐาน ISO 20816-8 กำหนดให้ต้องวัดความเร็วการสั่นสะเทือนในหน่วย mm/s RMS ที่โครงคอมเพรสเซอร์หรือตัวเรือนแบริ่งหลัก การวัดควรทำในสภาวะการทำงานที่คงที่ในทั้งสามแกน (แนวนอน แนวตั้ง และแกน) โดยใช้ค่าสูงสุดสำหรับการจำแนกโซน แนะนำให้ทำการวัดแบบบรอดแบนด์ที่ครอบคลุมอย่างน้อย 10–1000 Hz.

• พารามิเตอร์การวัด: ความเร็ว หน่วยเป็นมิลลิเมตร/วินาที ค่า RMS (root mean square) ห้ามใช้ค่าสูงสุดหรือค่าสูงสุดถึงต่ำสุด เพราะจะทำให้ประเมินความรุนแรงสูงเกินไป 40–100% ขึ้นอยู่กับลักษณะของรูปคลื่น.
• ตำแหน่งการวัด: ควรวัดบริเวณเรือนแบริ่งหลัก เรือนไกด์หัวลูกสูบ และพื้นผิวเฟรมใกล้กับเส้นศูนย์กลางของเพลาข้อเหวี่ยง หลีกเลี่ยงการวัดบนฝาครอบบางๆ ฝาวาล์ว หรือท่อต่างๆ เพราะบริเวณเหล่านี้จะแสดงการขยายเสียงสะท้อนเฉพาะที่ ซึ่งไม่ได้แสดงถึงการสั่นสะเทือนของเฟรม.
• ช่วงความถี่: การวัดแบบบรอดแบนด์ครอบคลุมช่วงความถี่อย่างน้อย 2 เฮิรตซ์ ถึง 1000 เฮิรตซ์ คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบสร้างพลังงานจำนวนมากที่ความถี่ต่ำ (1 เท่าและ 2 เท่าของความเร็วรอบ) ดังนั้นเครื่องมือที่มีการตอบสนองต่อความถี่ต่ำที่เพียงพอจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เครื่องวัดความเร่งมาตรฐานที่มีตัวกรองความถี่สูงที่ตั้งไว้สูงกว่า 10 เฮิรตซ์ อาจพลาดข้อมูลความถี่ต่ำที่สำคัญไปได้.
• เงื่อนไขการใช้งาน : ควรทำการวัดค่าที่สภาวะการทำงานปกติและคงที่ การสั่นสะเทือนระหว่างการสตาร์ท การดับเครื่อง หรือการทำงานโดยไม่มีภาระนั้นไม่เป็นตัวแทนและไม่ควรนำมาใช้ในการจำแนกประเภทพื้นที่.
• จำนวนการอ่าน: ทำการวัดอย่างน้อยสามครั้งติดต่อกันในแต่ละจุดเพื่อตรวจสอบความสามารถในการทำซ้ำ การสั่นสะเทือนของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบอาจแตกต่างกันไปตามปริมาณก๊าซ สภาพของวาล์ว และสภาวะทางความร้อน.

มาตรฐาน ISO 20816-8 เข้ากับกลุ่มมาตรฐาน ISO 20816 ได้อย่างไร?

ISO 20816-8 เป็นหนึ่งในหลายส่วนเฉพาะเครื่องจักรภายในตระกูลมาตรฐานการประเมินการสั่นสะเทือน ISO 20816 แต่ละส่วนจะกล่าวถึงประเภทเครื่องจักรที่แตกต่างกัน โดยมีขอบเขตโซนที่ปรับเทียบตามลักษณะการสั่นสะเทือนของอุปกรณ์ประเภทนั้นๆ ตระกูลมาตรฐานนี้ได้เข้ามาแทนที่และรวมเอามาตรฐาน ISO 10816 และ ISO 7919 รุ่นเก่าเข้าไว้ด้วยกัน.

ชิ้นส่วนมาตรฐาน	ประเภทเครื่องจักร	ความแตกต่างที่สำคัญจาก ISO 20816-8
ISO 20816-1	แนวทางทั่วไป	มาตรฐานกรอบงาน; ไม่ได้กำหนดขอบเขตพื้นที่อย่างเฉพาะเจาะจง
ISO 20816-3	เครื่องจักรกลอุตสาหกรรม (ปั๊ม มอเตอร์ พัดลม คอมเพรสเซอร์ > 15 กิโลวัตต์)	สำหรับเครื่องจักรหมุนเท่านั้น; ขีดจำกัดการสั่นสะเทือนต่ำกว่าอย่างมาก
ISO 20816-5	กังหันไฮดรอลิกและกังหันปั๊มน้ำ	ครอบคลุมทั้งการสั่นสะเทือนของเพลาและโครงสร้างในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ
ISO 20816-8	คอมเพรสเซอร์ลูกสูบ	ขอบเขตโซนสูงสุดที่สะท้อนถึงแรงของกลไกแบบลูกสูบ
ISO 20816-9	หน่วยเกียร์	คำนึงถึงความถี่ในการขบกันของเฟืองและแรงที่ฟันเฟืองสัมผัสกัน
ISO 20816-21	กังหันลม	แก้ไขปัญหาการสั่นสะเทือนของห้องเครื่องและเสากังหันลมภายใต้แรงลมที่เปลี่ยนแปลงไป

การทำความเข้าใจว่า ISO 20816-8 อยู่ในตำแหน่งใดในกลุ่มมาตรฐานนี้ จะช่วยให้วิศวกรหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดทั่วไปได้ นั่นคือ การใช้มาตรฐานผิดส่วนสำหรับเครื่องจักรเฉพาะของตน ตัวอย่างเช่น วิศวกรด้านความน่าเชื่อถือที่ทำงานในโรงกลั่น อาจต้องการ ISO 20816-3 สำหรับปั๊มและมอเตอร์แบบแรงเหวี่ยง ISO 20816-8 สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ และ ISO 20816-9 สำหรับเกียร์บ็อกซ์ ทั้งหมดนี้อยู่ในโรงงานเดียวกัน.

คำถามที่พบบ่อย

ระดับการสั่นสะเทือนที่ยอมรับได้สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบคือเท่าใด?

สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่ติดตั้งบนฐานรากแข็ง ความเร็วการสั่นสะเทือนสูงสุด 7.1 มม./วินาที RMS ถือว่าดีเยี่ยม (โซน A) และสูงสุด 14.0 มม./วินาที RMS ถือว่ายอมรับได้สำหรับการใช้งานระยะยาวโดยไม่มีข้อจำกัด (โซน B) ตามมาตรฐาน ISO 20816-8 สำหรับฐานรากแบบยืดหยุ่น (แบบแยกด้วยสปริง) ขีดจำกัดเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นเป็น 9.0 และ 18.0 มม./วินาที RMS ตามลำดับ.

ฉันสามารถใช้ค่าจำกัดตามมาตรฐาน ISO 20816-3 สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบได้หรือไม่?

ไม่ มาตรฐาน ISO 20816-3 ใช้ได้เฉพาะกับเครื่องจักรแบบหมุนเท่านั้น คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบสร้างการสั่นสะเทือนที่สูงกว่าโดยธรรมชาติเนื่องจากกลไกข้อเหวี่ยงลูกสูบ และระดับที่ยอมรับได้จะสูงกว่าขีดจำกัดของเครื่องจักรแบบหมุนประมาณ 2–2.5 เท่า ควรใช้มาตรฐาน ISO 20816-8 สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณเตือนที่ผิดพลาดและการหยุดทำงานที่ไม่จำเป็น.

ความแตกต่างระหว่างข้อจำกัดของฐานรากแบบแข็งและแบบยืดหยุ่นในมาตรฐาน ISO 20816-8 คืออะไร?

ขีดจำกัดของฐานรากแบบยืดหยุ่น (แยกด้วยสปริง) จะสูงกว่าขีดจำกัดของฐานรากแบบแข็งประมาณ 27–29% ตลอดขอบเขตโซนทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ขอบเขต A/B คือ 7.1 มม./วินาที สำหรับฐานรากแบบแข็ง เทียบกับ 9.0 มม./วินาที สำหรับฐานรากแบบยืดหยุ่น นี่เป็นเพราะการเคลื่อนที่ของโครงสร้างเพิ่มเติมที่ระบบแยกการสั่นสะเทือนอนุญาต ซึ่งช่วยลดการสั่นสะเทือนที่ส่งผ่าน แต่แลกมาด้วยการเคลื่อนที่ในระดับเครื่องจักรที่สูงขึ้น.

มาตรฐาน ISO 20816-8 ครอบคลุมถึงการสั่นสะเทือนของท่อในคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบหรือไม่?

มาตรฐาน ISO 20816-8 ครอบคลุมเฉพาะการสั่นสะเทือนของโครงคอมเพรสเซอร์และตัวเรือนแบริ่งเท่านั้น การสั่นสะเทือนของท่อที่เกิดจากพัลส์ ซึ่งมักเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุด ต้องได้รับการประเมินแยกต่างหากโดยใช้มาตรฐานต่างๆ เช่น แนวทางของสถาบันพลังงาน หรือโดยการทำการศึกษาการตอบสนองทางกลและพัลส์ตามมาตรฐาน API 618 ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ.

ฉันควรวัดการสั่นสะเทือนในหน่วยการกระจัด ความเร็ว หรือความเร่ง ตามมาตรฐาน ISO 20816-8?

ขอบเขตโซนตามมาตรฐาน ISO 20816-8 กำหนดไว้ในหน่วยความเร็ว โดยเฉพาะ mm/s RMS ควรใช้การวัดความเร็วแบบบรอดแบนด์ที่ครอบคลุมอย่างน้อย 2–1000 Hz หากเครื่องมือของคุณวัดค่าความเร่ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการรวมข้อมูลในซอฟต์แวร์เพื่อแปลงเป็นความเร็วด้วยการตอบสนองความถี่ต่ำที่เพียงพอ เนื่องจากคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบสร้างพลังงานจำนวนมากที่ความเร็ว 1 เท่าและ 2 เท่าของความเร็วในการทำงาน (มักต่ำกว่า 20 Hz).

ควรวัดการสั่นสะเทือนของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบถี่แค่ไหน?

แม้ว่ามาตรฐาน ISO 20816-8 จะไม่ได้กำหนดช่วงเวลาการตรวจสอบที่เฉพาะเจาะจง แต่แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรมแนะนำให้ทำการวัดตามเส้นทางเป็นรายเดือนสำหรับคอมเพรสเซอร์ที่ไม่สำคัญ และทำการตรวจสอบออนไลน์อย่างต่อเนื่องสำหรับคอมเพรสเซอร์ก๊าซกระบวนการที่สำคัญ เครื่องจักรที่ทำงานในโซน C ควรได้รับการตรวจสอบบ่อยขึ้น (รายสัปดาห์หรือต่อเนื่อง) จนกว่าจะดำเนินการแก้ไขเสร็จสมบูรณ์.

สาเหตุทั่วไปที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนสูงในคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบมีอะไรบ้าง?

สาเหตุทั่วไป ได้แก่ การสึกหรอของซีลหัวลูกสูบหรือก้านลูกสูบ สลักเกลียวฐานหลวม กระบอกสูบตรงข้ามไม่สมดุล วาล์วคอมเพรสเซอร์เสื่อมสภาพหรือรั่ว การสั่นสะเทือนของก๊าซในระบบท่อ การจัดตำแหน่งที่ไม่ตรงกันระหว่างคอมเพรสเซอร์และตัวขับ และการสึกหรอของเพลาข้อเหวี่ยงหรือแบริ่ง การวิเคราะห์สเปกตรัมความถี่การสั่นสะเทือนเฉพาะ จะช่วยแยกแยะสาเหตุหลักเหล่านี้ได้.

เครื่องมือ "ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ" สามารถใช้งานได้ฟรีหรือไม่?

ใช่แล้ว เครื่องมือคำนวณขีดจำกัดการสั่นสะเทือนสำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ (Vibration Limits — Reciprocating Compressors) เป็นเครื่องคำนวณทางวิศวกรรมแบบใช้งานผ่านเว็บเบราว์เซอร์ฟรี (เครื่องมือวิศวกรรมฟรี #024) ที่ใช้การจำแนกโซนตามมาตรฐาน ISO 20816-8 ไม่จำเป็นต้องลงทะเบียน ติดตั้งซอฟต์แวร์ หรือชำระเงิน วิศวกรสามารถป้อนค่าการสั่นสะเทือนที่วัดได้และรับการจำแนกโซนพร้อมคำแนะนำในการใช้งานได้ทันที.