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.

ขอบเขตของ ISO 20816-8 มีความเฉพาะเจาะจง: มาตรฐานนี้ใช้กับระบบคอมเพรสเซอร์ลูกสูบ (reciprocating compressor) ที่ติดตั้งบนฐานรากแบบแข็ง (rigid foundation) โดยมีความเร็วรอบใช้งานทั่วไปตั้งแต่ 120 รอบ/นาที ถึง 1800 รอบ/นาที การสั่นสะเทือนแบบหมุน (rotating) และแบบบิด (torsional) ของเพลา รวมถึงการสั่นสะเทือนของตัวขับ (มอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องยนต์) และอุปกรณ์เสริมที่ถูกขับเคลื่อน อยู่นอกขอบเขตของมาตรฐานนี้ และต้องประเมินโดยใช้มาตรฐานอื่นที่เกี่ยวข้องสำหรับเครื่องจักรประเภทนั้น ๆ

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

ขอบเขตโซนการสั่นสะเทือนตามมาตรฐาน ISO 20816-8 สำหรับฐานรากแข็งคืออะไร?

สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่ติดตั้งบนฐานคอนกรีตหรือบล็อกเหล็กแบบแข็งซึ่งยึดกับโครงสร้างอาคารโดยตรง ISO 20816-8 กำหนดขอบเขตโซนสามค่า: A/B ที่ 7.1 mm/s RMS, B/C ที่ 14.0 mm/s RMS และ C/D ที่ 28.0 mm/s RMS โดย Zone A หมายถึงสภาพเครื่องใหม่หรือสภาพดีเยี่ยม ส่วน Zone D บ่งชี้ว่าการสั่นสะเทือนรุนแรงพอที่จะก่อความเสียหาย.

เขตแดนของโซน	ขีดจำกัดความเร็ว (mm/s RMS)	การตีความเชิงปฏิบัติการ
เอ/บี	7.1	การเปลี่ยนผ่านจากสภาพที่เพิ่งเริ่มใช้งาน (ยอดเยี่ยม) ไปสู่สภาพที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานระยะยาว
บี/ซี	14.0	การเปลี่ยนจากสถานะการใช้งานที่ยอมรับได้ไปสู่การใช้งานที่จำกัด — แนะนำให้ทำการตรวจสอบเพิ่มเติม
ซี/ดี	28.0	เปลี่ยนจากสภาวะจำกัดไปสู่สภาวะอันตราย — มีความเสี่ยงต่อความเสียหายหากยังคงดำเนินการต่อไป

ฐานรากแข็งเป็นวิธีติดตั้งที่พบได้บ่อยที่สุดสำหรับเครื่องอัดก๊าซกระบวนการขนาดใหญ่ในโรงกลั่นและโรงงานเคมี มวลและความแข็งของฐานรากจำกัดการเคลื่อนที่ของเฟรม จึงทำให้ขอบเขตโซนต่ำกว่าการติดตั้งแบบยืดหยุ่น (แยกด้วยสปริง) ตัวอย่างเช่น ค่าที่วัดได้ 12 mm/s RMS บนเครื่องอัดก๊าซกระบวนการที่ติดตั้งบนฐานรากแข็งจะอยู่ใน Zone B ซึ่งยอมรับได้สำหรับการเดินเครื่องระยะยาวแบบไม่จำกัด.

ISO 20816-8 ครอบคลุมฐานรากแบบยืดหยุ่น (แยกด้วยสปริง) หรือไม่?

ไม่ครอบคลุม — ISO 20816-8 ใช้กับคอมเพรสเซอร์ลูกสูบที่ติดตั้งบนฐานรากแบบแข็ง และไม่ได้กำหนดตารางโซนแยกต่างหากสำหรับการติดตั้งแบบยืดหยุ่น (แยกด้วยสปริง) สำหรับเครื่องจักรที่แยกด้วยสปริง เครื่องมือนี้มีขอบเขตแนวทางทางวิศวกรรมเสริม — 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 — ซึ่งประมาณค่าจากค่าของฐานรากแบบแข็ง เพื่อสะท้อนการเคลื่อนที่ของโครงเครื่องที่เพิ่มขึ้นจากการแยกด้วยสปริง ค่าแนวทางเหล่านี้ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของ ISO 20816-8 และการประเมินที่อ้างอิงจากค่าเหล่านี้ไม่ควรถูกรายงานว่าเป็นการจัดประเภทโซนตาม ISO 20816-8

เขตแดนของโซน	ฐานรากแบบแข็ง — ISO 20816-8 (มม./วินาที RMS)	ฐานรากแบบยืดหยุ่น — แนวทางที่ประมาณค่า ไม่ได้อยู่ใน ISO 20816-8 (มม./วินาที RMS)	ปัจจัยเพิ่มขึ้น
เอ/บี	7.1	9.0	×1.27
บี/ซี	14.0	18.0	×1.29
ซี/ดี	28.0	36.0	×1.29

การติดตั้งแบบแยกด้วยสปริงพบได้บ่อยในเครื่องอัดอากาศและคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นในอาคารที่ต้องลดการสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านไปยังโครงสร้างให้น้อยที่สุด ฐานรากแบบยืดหยุ่นช่วยให้โครงคอมเพรสเซอร์เคลื่อนที่ได้อิสระขึ้นที่ความถี่ต่ำ ดูดซับแรงเฉื่อยแทนการส่งต่อแรงเหล่านั้น วิศวกรต้องระบุประเภทฐานรากให้ถูกต้องก่อนใช้ ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เครื่องมือ; การเลือกประเภทฐานรากผิดอาจทำให้การจัดประเภทโซนเปลี่ยนไปหนึ่งโซนเต็ม และนำไปสู่การตัดสินใจซ่อมบำรุงที่ไม่ถูกต้อง โปรดจำไว้ว่ามีเพียงการประเมินฐานรากแบบแข็งเท่านั้นที่เป็นการจัดประเภทตาม ISO 20816-8 อย่างแท้จริง — ตัวเลือกฐานรากแบบยืดหยุ่นใช้ค่าแนวทางที่ประมาณค่าตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ซึ่งอยู่นอกขอบเขตของมาตรฐาน

ขีดจำกัดการสั่นสะเทือนของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบแตกต่างจากขีดจำกัดของเครื่องจักรแบบหมุนอย่างไร?

คอมเพรสเซอร์ลูกสูบมีระดับการสั่นสะเทือนที่ยอมรับได้สูงกว่าเครื่องจักรหมุนอย่างมีนัยสำคัญ ขีดจำกัดบนของโซน A สำหรับคอมเพรสเซอร์ลูกสูบบนฐานรากแบบแข็งคือ 7.1 มม./วินาที RMS — สูงกว่าขอบเขตโซน A/B ของเครื่องจักรหมุนขนาดกลางที่ 1.4 มม./วินาที RMS ประมาณห้าเท่า (ISO 20816-3 เดิมคือ ISO 10816-3 กลุ่มที่ 2 บนฐานรองรับแบบแข็ง) ความแตกต่างนี้เกิดขึ้นเพราะกลไกลูกสูบก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนที่สูงกว่าโดยธรรมชาติ ซึ่งถือเป็นการทำงานปกติ

พารามิเตอร์	คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ (ISO 20816-8, แบบแข็ง)	เครื่องจักรหมุน (ISO 20816-3, กลุ่มที่ 2, ฐานรองรับแบบแข็ง)	อัตราส่วน
ขอบเขตโซน A/B	7.1 mm/s RMS	1.4 มม./วินาที RMS	5.1×
ขอบเขตโซน B/C	14.0 mm/s RMS	2.8 mm/s RMS	5.0×
ขอบเขตโซน C/D	28.0 mm/s RMS	4.5 มม./วินาที RMS	6.2×
แหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนหลัก	แรงเฉื่อยของลูกสูบ-ข้อเหวี่ยง, พัลเซชันของก๊าซ	โรเตอร์ไม่สมดุล ผิดแนว	—
เนื้อหาความถี่เด่น	1×, 2× และอันดับที่สูงกว่าของความเร็วรอบการทำงาน	โดยหลักแล้วคือความเร็วรอบ 1 เท่า	—

การเปรียบเทียบนี้เน้นหลักการทางวิศวกรรมที่สำคัญประการหนึ่ง: ขีดจำกัดการสั่นสะเทือนขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องจักร การนำขีดจำกัดของเครื่องจักรแบบหมุนมาใช้กับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบจะทำให้เกือบทุกเครื่องถูกระบุว่ามีการสั่นสะเทือนมากเกินไป ส่งผลให้เกิดการหยุดเครื่องโดยไม่จำเป็นและสิ้นเปลืองทรัพยากรการบำรุงรักษา ในทางกลับกัน การนำขีดจำกัดของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบไปใช้กับคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงอาจทำให้การสั่นสะเทือนที่เป็นอันตรายจริงไม่ถูกตรวจพบ และนั่นคือเหตุผลที่ ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เครื่องมือนี้ช่วยให้มั่นใจว่ามีการใช้มาตรฐานที่ถูกต้องโดยอัตโนมัติตามการเลือกเครื่องจักรของผู้ใช้.

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

ISO 20816-8 แบ่งความรุนแรงของการสั่นสะเทือนออกเป็น 4 โซนที่นำไปใช้ตัดสินใจได้: Zone A หมายถึงสภาพดีเยี่ยมแบบเครื่องที่เพิ่งเริ่มใช้งาน, Zone B หมายถึงการเดินเครื่องระยะยาวที่ยอมรับได้, Zone C หมายถึงระดับการสั่นสะเทือนที่ต้องตรวจสอบและจำกัดการเดินเครื่อง, และ Zone D ส่งสัญญาณถึงความเสี่ยงต่อความเสียหายที่ใกล้จะเกิดขึ้นและต้องดำเนินการทันที.

โซนเอ — ระดับการสั่นสะเทือนโดยทั่วไปของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่เพิ่งเริ่มใช้งานหรือได้รับการซ่อมบำรุงใหม่ ไม่จำเป็นต้องดำเนินการใดๆ นี่คือเป้าหมายพื้นฐานสำหรับการทดสอบการยอมรับ.
โซน บี — ระดับการสั่นสะเทือนอยู่ในระดับที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานระยะยาวโดยไม่มีข้อจำกัด คอมเพรสเซอร์ส่วนใหญ่ที่ใช้งานเป็นประจำจะทำงานอยู่ในช่วงระดับนี้ ควรทำการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องตามช่วงเวลาปกติ.
โซนซี — ระดับการสั่นสะเทือนที่ไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับการใช้งานต่อเนื่อง คอมเพรสเซอร์อาจทำงานได้ในระยะเวลาจำกัดขณะที่วางแผนแก้ไข แต่ควรเริ่มตรวจสอบหาสาเหตุที่แท้จริงโดยทันที สาเหตุทั่วไป ได้แก่ ตัวนำทางหัวลูกสูบสึกหรอ สลักเกลียวฐานหลวม หรือการสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์ของก๊าซ.
โซน D — ระดับการสั่นสะเทือนรุนแรงพอที่จะทำให้คอมเพรสเซอร์ ท่อ หรือฐานรากเสียหายอย่างรวดเร็ว แนะนำให้หยุดเครื่องทันทีหรือลดโหลด การเดินเครื่องต่อใน Zone D เสี่ยงต่อความเสียหายร้ายแรงของแบริ่ง เพลาข้อเหวี่ยง หรือชิ้นส่วนกักเก็บความดัน.

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

มาตรฐาน ISO 20816-8 ครอบคลุมคอมเพรสเซอร์ประเภทใดบ้าง?

ISO 20816-8 ครอบคลุมคอมเพรสเซอร์ลูกสูบทุกประเภทหลัก ได้แก่ คอมเพรสเซอร์แก๊สกระบวนการผลิต (process gas) ที่ใช้ในโรงกลั่นและโรงงานเคมี คอมเพรสเซอร์ลมอุตสาหกรรมสำหรับระบบสาธารณูปโภคของโรงงาน และคอมเพรสเซอร์ความเย็นที่ใช้ในระบบ HVAC และการทำความเย็นในอุตสาหกรรม โครงสร้างขอบเขตโซนของ ISO 20816-8 เดียวกันนี้ใช้กับคอมเพรสเซอร์ทั้งสามประเภทเมื่อติดตั้งบนฐานรากแบบแข็ง ส่วนการติดตั้งแบบแยกด้วยสปริง เครื่องมือจะใช้ค่าแนวทางที่ประมาณค่านอกเหนือจาก ISO ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น

เครื่องอัดก๊าซสำหรับกระบวนการผลิต — โดยทั่วไปเป็นเครื่องจักรขนาดใหญ่ หลายสเตจ ความเร็วต่ำ (300–600 RPM) สำหรับไฮโดรเจน ก๊าซธรรมชาติ เอทิลีน และก๊าซกระบวนการอื่นๆ มักติดตั้งบนฐานคอนกรีตเสริมเหล็กแบบแข็ง เครื่องจักรกลุ่มนี้มีผลกระทบสูงที่สุดเพราะใช้งานกับสารไวไฟหรือเป็นพิษ.
เครื่องอัดอากาศ — เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ (โดยทั่วไป 500–1800 RPM) ใช้สำหรับจ่ายลมโรงงาน มักติดตั้งบนฐานรากแบบแข็งหรือแบบยืดหยุ่นตามข้อกำหนดการติดตั้ง ปัญหาการสั่นสะเทือนของเครื่องอัดอากาศมักเกิดจากวาล์วเสื่อมสภาพหรืออุปกรณ์ unloader ทำงานผิดปกติ.
คอมเพรสเซอร์ทำความเย็น — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบชนิด open-drive หรือ semi-hermetic ที่ใช้ในระบบทำความเย็นแอมโมเนีย เครื่องทำความเย็นอุตสาหกรรม และคลังห้องเย็น เครื่องเหล่านี้อาจทำงานที่ความเร็วสูงกว่า (900–1750 RPM) และมักแยกด้วยสปริงเพื่อลดเสียงและการสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านไปยังพื้นที่ใช้งาน.

ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เครื่องมือรองรับคอมเพรสเซอร์ทั้งสามประเภทด้วยค่าตั้งต้นด่วน (quick-preset) ที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น เครื่องมือมีค่าตั้งต้น 12 มม./วินาที สำหรับคอมเพรสเซอร์แก๊สกระบวนการผลิตบนฐานรากแบบแข็ง (โซน B), 20 มม./วินาที สำหรับคอมเพรสเซอร์ลม (โซน C บนฐานแบบแข็ง; และโซน C ภายใต้ค่าแนวทางฐานรากแบบยืดหยุ่นเช่นกัน) และ 8 มม./วินาที สำหรับคอมเพรสเซอร์ความเย็น (โซน B บนฐานแบบแข็ง; โซน A ภายใต้ค่าแนวทางฐานรากแบบยืดหยุ่น)

เหตุใดการสั่นสะเทือนของท่อที่เกิดจากพัลส์จึงไม่ครอบคลุมอยู่ในมาตรฐาน ISO 20816-8?

ISO 20816-8 ครอบคลุมเฉพาะการสั่นสะเทือนของโครงและตัวเรือนแบริ่งบนตัวคอมเพรสเซอร์เท่านั้น การสั่นสะเทือนของท่อที่เกิดจากพัลเซชัน ซึ่งมักเป็นประเด็นการสั่นสะเทือนที่สำคัญที่สุดสำหรับการติดตั้งคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ ต้องประเมินแยกต่างหากโดยใช้มาตรฐาน เช่น Energy Institute Guidelines for the Avoidance of Vibration Induced Fatigue Failure in Process Pipework หรือข้อกำหนดการศึกษาพัลเซชันตาม API 618.

คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบสร้างพัลเซชันของความดันก๊าซที่ทวีคูณตามความเร็วรอบการทำงานและจำนวนกระบอกสูบ พัลเซชันเหล่านี้แพร่ผ่านระบบท่อที่เชื่อมต่อและสามารถกระตุ้นความถี่ธรรมชาติเชิงกลของช่วงท่อ จุดต่อขนาดเล็ก และท่อเครื่องมือได้ จากการสำรวจของ Energy Institute ในปี 2019 ความล้าจากการสั่นสะเทือนของท่อคิดเป็นประมาณ 20% ของการรั่วไหลของไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซต้นน้ำ ทำให้เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของเหตุการณ์การสูญเสียการกักเก็บ.

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

คุณจะใช้เครื่องมือประเมินการสั่นสะเทือน ISO 20816-8 ออนไลน์ฟรีได้อย่างไร?

ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ เครื่องมือออนไลน์ฟรีนี้ต้องการข้อมูล 3 อย่าง ได้แก่ ประเภทคอมเพรสเซอร์ (แก๊สกระบวนการผลิต ลม หรือความเย็น) ประเภทฐานราก (แบบแข็งหรือแบบยืดหยุ่น) และความเร็วการสั่นสะเทือนที่วัดได้เป็นมม./วินาที RMS เครื่องมือจะแสดงผลโซนการสั่นสะเทือนที่เกี่ยวข้อง ค่าขอบเขตของโซน และคำแนะนำในการปฏิบัติงานทันที — โดยอิงตามเกณฑ์ ISO 20816-8 สำหรับฐานรากแบบแข็ง หรือค่าแนวทางที่ประมาณค่าของเครื่องมือสำหรับฐานรากแบบยืดหยุ่น

เลือกประเภทคอมเพรสเซอร์ — เลือกจากคอมเพรสเซอร์ก๊าซในกระบวนการผลิต คอมเพรสเซอร์อากาศ หรือคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น แม้ว่าขอบเขตของโซนในปัจจุบันจะเหมือนกันสำหรับทั้งสามประเภท แต่การเลือกนี้จะช่วยให้บริบทของข้อความแนะนำมีความเหมาะสม และสนับสนุนการแก้ไขมาตรฐานในอนาคตที่อาจมีการกำหนดความแตกต่างตามประเภทของคอมเพรสเซอร์.
เลือกประเภทฐานราก — เลือกฐานรากแบบแข็ง (Rigid Foundation) หรือแบบยืดหยุ่น (Flexible/Spring-Isolated) การเลือกนี้จะกำหนดชุดขอบเขตโซนที่จะใช้ โปรดทราบว่ามีเพียงขอบเขตของฐานรากแบบแข็งเท่านั้นที่มาจาก ISO 20816-8 ในขณะที่ตัวเลือกแบบยืดหยุ่นใช้ค่าแนวทางที่ประมาณค่านอกเหนือจาก ISO ของเครื่องมือ หากไม่แน่ใจ ให้ตรวจสอบการติดตั้งของคอมเพรสเซอร์: ฐานรากแบบแข็งจะมีโครงเครื่องยึดโดยตรงกับคอนกรีตหรือเหล็ก ส่วนฐานรากแบบยืดหยุ่นจะมีชิ้นส่วนแยกสปริงหรือยางที่มองเห็นได้ระหว่างโครงเครื่องกับโครงสร้างรองรับ
ป้อนค่าความเร็วที่วัดได้ — ป้อนค่าความเร็วการสั่นสะเทือนโดยรวมในหน่วย mm/s RMS ที่วัดได้จากโครงคอมเพรสเซอร์หรือตัวเรือนแบริ่ง การวัดควรทำในทิศทางที่มีการสั่นสะเทือนสูงสุด ซึ่งโดยทั่วไปคือแนวนอนตั้งฉากกับแกนเพลาข้อเหวี่ยง.
ผลการตรวจสอบ — เครื่องมือนี้จะแสดงตัวบ่งชี้โซนด้วยรหัสสี (A = สีเขียว, B = สีเหลือง, C = สีส้ม, D = สีแดง), ค่าที่วัดได้เทียบกับขอบเขตของโซน และคำแนะนำในการดำเนินการที่เฉพาะเจาะจง.

มีค่าตั้งต้นด่วนสำหรับสถานการณ์ทั่วไป เช่น คอมเพรสเซอร์กระบวนการบนฐานรากแข็งที่ 12 mm/s เครื่องอัดอากาศที่ 20 mm/s และคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นที่ 8 mm/s ค่าตั้งต้นเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรสำรวจการทำงานของเครื่องมือได้อย่างรวดเร็วและเข้าใจการจำแนกโซนก่อนป้อนข้อมูลการวัดจริงของตนเอง.

แนวทางการวัดใดบ้างที่แนะนำสำหรับการประเมินตามมาตรฐาน ISO 20816-8?

การประเมินตาม ISO 20816-8 ต้องใช้การวัดความเร็วการสั่นสะเทือนเป็นมม./วินาที RMS ที่วัดบนโครงเครื่องคอมเพรสเซอร์หรือเรือนตลับลูกปืนหลัก การวัดควรทำในสภาวะการทำงานคงที่ (steady-state) ครบทั้งสามแกน (แนวนอน แนวตั้ง แนวแกน) โดยใช้ค่าที่สูงที่สุดในการจัดประเภทโซน แนะนำให้วัดแบบครอบคลุมความถี่กว้าง (broadband) อย่างน้อย 2–1000 Hz

พารามิเตอร์การวัด: Velocity, mm/s RMS (root mean square). อย่าใช้ค่า peak หรือ peak-to-peak เพราะจะประเมินความรุนแรงสูงเกินจริง 40–100% ขึ้นอยู่กับลักษณะรูปคลื่น.
ตำแหน่งการวัด: ควรวัดบริเวณเรือนแบริ่งหลัก เรือนไกด์หัวลูกสูบ และพื้นผิวเฟรมใกล้กับเส้นศูนย์กลางของเพลาข้อเหวี่ยง หลีกเลี่ยงการวัดบนฝาครอบบางๆ ฝาวาล์ว หรือท่อต่างๆ เพราะบริเวณเหล่านี้จะแสดงการขยายเสียงสะท้อนเฉพาะที่ ซึ่งไม่ได้แสดงถึงการสั่นสะเทือนของเฟรม.
ช่วงความถี่: การวัดแบบบรอดแบนด์ควรครอบคลุมอย่างน้อย 2 Hz ถึง 1000 Hz คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบสร้างพลังงานจำนวนมากที่ความถี่ต่ำ (1× and 2× running speed) ดังนั้นเครื่องมือที่ตอบสนองความถี่ต่ำได้เพียงพอจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง แอคเซเลอโรมิเตอร์มาตรฐานที่ตั้ง high-pass filter ไว้สูงกว่า 10 Hz อาจพลาดองค์ประกอบความถี่ต่ำที่สำคัญ.
เงื่อนไขการใช้งาน : ควรวัดภายใต้ภาระการเดินเครื่องปกติที่คงที่ การสั่นสะเทือนระหว่างการสตาร์ต การหยุดเครื่อง หรือการเดินเครื่องแบบไม่มีโหลดไม่ใช่ค่าที่เป็นตัวแทนและไม่ควรใช้สำหรับการจำแนกโซน.
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; ไม่ได้ระบุขอบเขตโซนเฉพาะ
ISO 20816-3	เครื่องจักรอุตสาหกรรม (ปั๊ม มอเตอร์ พัดลม คอมเพรสเซอร์ > 15 kW)	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?

สำหรับคอมเพรสเซอร์ลูกสูบบนฐานรากแบบแข็ง ความเร็วการสั่นสะเทือนไม่เกิน 7.1 มม./วินาที RMS ถือว่าอยู่ในระดับดีเยี่ยม (โซน A) และไม่เกิน 14.0 มม./วินาที RMS ถือว่ายอมรับได้สำหรับการทำงานระยะยาวโดยไม่มีข้อจำกัด (โซน B) ตาม ISO 20816-8 สำหรับฐานรากแบบยืดหยุ่น (แยกด้วยสปริง) ISO 20816-8 ไม่ได้กำหนดขีดจำกัดไว้ แนวทางทางวิศวกรรมที่ประมาณค่าของเครื่องมือใช้ค่า 9.0 และ 18.0 มม./วินาที RMS ตามลำดับ

ฉันสามารถใช้ค่าจำกัดตามมาตรฐาน ISO 20816-3 สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบได้หรือไม่?

ไม่ใช่ ISO 20816-3 ใช้กับเครื่องจักรหมุนโดยเฉพาะเท่านั้น คอมเพรสเซอร์ลูกสูบก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนที่สูงกว่าโดยธรรมชาติ เนื่องจากกลไกลูกสูบ-ข้อเหวี่ยง และระดับที่ยอมรับได้ของคอมเพรสเซอร์เหล่านี้สูงกว่าขีดจำกัดของเครื่องจักรหมุนทั่วไปหลายเท่า ควรใช้ ISO 20816-8 สำหรับคอมเพรสเซอร์ลูกสูบเสมอ เพื่อหลีกเลี่ยงการแจ้งเตือนผิดพลาดและการหยุดเครื่องโดยไม่จำเป็น

ISO 20816-8 กำหนดขีดจำกัดสำหรับฐานรากแบบยืดหยุ่น (แยกด้วยสปริง) หรือไม่?

ไม่ ISO 20816-8 ใช้กับคอมเพรสเซอร์ลูกสูบบนฐานรากแบบแข็ง และกำหนดขอบเขตโซนสำหรับการติดตั้งแบบแข็งเท่านั้น ค่าฐานรากแบบยืดหยุ่นที่เครื่องมือนำเสนอ (ตัวอย่างเช่น 9.0 มม./วินาที ที่ขอบเขต A/B เทียบกับ 7.1 มม./วินาที สำหรับแบบแข็ง) เป็นแนวทางทางวิศวกรรมที่ประมาณค่า — สูงกว่าขอบเขตของฐานรากแบบแข็งประมาณ 27–29% เพื่อสะท้อนการเคลื่อนที่ของโครงเครื่องที่เพิ่มขึ้นจากระบบแยก — และไม่ใช่ขีดจำกัดตาม ISO 20816-8

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.