ISO 20816-1: การสั่นสะเทือนทางกล – การวัดและการประเมินการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร – ส่วนที่ 1: แนวทางทั่วไป

สรุป

ISO 20816-1 เป็นมาตรฐานสากลสมัยใหม่ในปัจจุบันที่กำหนดแนวทางทั่วไปสำหรับการวัดและประเมินการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร ถือเป็นการปรับปรุงที่สำคัญ เนื่องจากมาแทนที่และผสานหลักการของมาตรฐานพื้นฐานสองมาตรฐานที่เก่ากว่าเข้าด้วยกัน: ตามมาตรฐาน ISO 10816-1 (ซึ่งครอบคลุมการวัดบนชิ้นส่วนที่ไม่หมุน) และ ISO 7919-1 (ซึ่งครอบคลุมการวัดบนเพลาหมุน) มาตรฐานใหม่นี้จัดทำกรอบการทำงานแบบรวมสำหรับการประเมินการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรโดยรวม โดยพิจารณาการวัดทั้งตัวเรือนและเพลาร่วมกันเพื่อการประเมินที่ครอบคลุมยิ่งขึ้น

สารบัญ (โครงสร้างแนวคิด)

มาตรฐานนี้จะบูรณาการและอัปเดตแนวคิดจากรุ่นก่อนให้เป็นโครงสร้างที่เชื่อมโยงกัน:

1. 1. ประเภทขอบเขตและการวัด:

   บทเริ่มต้นนี้กำหนดขอบเขตที่ครอบคลุมของมาตรฐาน โดยกำหนดให้เป็นแนวทางหลักในการประเมินการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรอุตสาหกรรมหลากหลายประเภทภายใต้สภาวะการทำงาน จุดเด่นที่สุดของมาตรฐานนี้คือการรวมปรัชญาการวัดที่แตกต่างกันสองแบบเข้าด้วยกันอย่างเป็นทางการ บทนี้ให้รายละเอียดวิธีการวัดการสั่นสะเทือนทั้งในด้านต่างๆ ดังนี้

   • ชิ้นส่วนที่ไม่หมุน: หมายถึงการวัดที่ทำกับส่วนประกอบคงที่ของเครื่องจักร โดยทั่วไปคือตัวเรือนตลับลูกปืน มาตรฐานยืนยันว่าหน่วยเมตริกที่ต้องการสำหรับการวัดประเภทนี้คือแบนด์วิดท์กว้าง RMS (ค่าเฉลี่ยรากที่สอง) ความเร็ววัดด้วยเซ็นเซอร์วัดแผ่นดินไหว เช่น accelerometersการวัดนี้สะท้อนถึงพลังงานทำลายล้างที่ถูกส่งผ่านไปยังโครงสร้างของเครื่องจักร
   • เพลาหมุน: หมายถึงการวัดการเคลื่อนที่แบบไดนามิกของเพลาเทียบกับจุดคงที่ (โดยปกติคือตัวเรือนตลับลูกปืน) มาตรฐานระบุว่าต้องวัดโดยไม่สัมผัส หัววัดระยะใกล้และหน่วยเมตริกที่ต้องการคือ จุดสูงสุดถึงจุดสูงสุด การเคลื่อนย้ายการวัดนี้จะระบุโดยตรงว่าเพลาเคลื่อนที่ไปเท่าใดภายในระยะห่างของตลับลูกปืน
2. 2. เครื่องมือวัด:

   บทนี้ระบุข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับระบบการวัดทั้งหมดเพื่อให้มั่นใจถึงความถูกต้องแม่นยำและความสม่ำเสมอ ครอบคลุมทั้งการวัดแผ่นดินไหว (ตัวเรือน) และการวัดแบบไม่สัมผัส (เพลา) บทนี้กำหนดให้เครื่องมือวัด ซึ่งรวมถึงตัวแปลงสัญญาณ สายเคเบิล และเครื่องวิเคราะห์ ต้องสามารถวัดพารามิเตอร์ที่กำหนด (ความเร็ว RMS หรือการเคลื่อนที่จากจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุด) ได้อย่างแม่นยำในช่วงความถี่ที่กำหนดสำหรับเครื่องจักรแต่ละประเภท มาตรฐานนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการสอบเทียบห่วงโซ่การวัดทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอเทียบกับมาตรฐานที่ทราบและสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้ นอกจากนี้ ยังให้คำแนะนำที่สำคัญเกี่ยวกับการติดตั้งเซ็นเซอร์อย่างถูกต้อง โดยอ้างอิงมาตรฐานเฉพาะสำหรับการติดตั้งเครื่องวัดความเร่ง (ISO 5348) และโพรบวัดระยะใกล้ (เช่น API 670) เพื่อลดข้อผิดพลาดในการวัดให้เหลือน้อยที่สุดและรับรองว่าข้อมูลมีความน่าเชื่อถือและสามารถทำซ้ำได้ตามระยะเวลา

3. 3. เกณฑ์การประเมิน:

   ส่วนนี้เป็นแกนหลักของระเบียบวิธีประเมิน โดยนำแนวทางสองเกณฑ์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วจากมาตรฐานก่อนหน้ามาใช้ ส่วนนี้ให้กรอบการทำงานโดยละเอียดสำหรับการประเมินสภาพเครื่องจักรโดยพิจารณาจากทั้งค่าสัมบูรณ์และการเปลี่ยนแปลงตามเวลา:

   • เกณฑ์ที่ 1 (ขีดจำกัดสัมบูรณ์): เกณฑ์นี้เกี่ยวข้องกับการเปรียบเทียบค่าสัมบูรณ์ของการสั่นสะเทือนที่วัดได้ (ไม่ว่าจะเป็นความเร็วของตัวเรือนหรือระยะการเคลื่อนที่ของเพลา) กับขีดจำกัดที่กำหนดไว้ล่วงหน้า โดยทั่วไปขีดจำกัดเหล่านี้จะถูกกำหนดโดยอ้างอิงจากข้อมูลทางสถิติจากเครื่องจักรที่คล้ายคลึงกันจำนวนมาก หรืออ้างอิงจากแนวทางเฉพาะจากส่วนอื่นๆ ของชุดมาตรฐาน ISO 20816 เกณฑ์นี้ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานพื้นฐานสำหรับสภาพโดยรวมของเครื่องจักร และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทดสอบการยอมรับ
   • เกณฑ์ที่ 2 (การเปลี่ยนแปลงจากพื้นฐาน): เกณฑ์นี้มุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงของขนาดการสั่นสะเทือนจากค่าอ้างอิงหรือสภาวะพื้นฐานที่ทราบและเสถียร มาตรฐานนี้เน้นย้ำว่าการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ แม้ว่าค่าสัมบูรณ์จะยังคงถือว่ายอมรับได้ภายใต้เกณฑ์ที่ 1 มักเป็นตัวบ่งชี้ที่เร็วที่สุดและเชื่อถือได้มากที่สุดของการเกิดรอยเลื่อน เกณฑ์นี้เป็นรากฐานของการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์โดยอิงแนวโน้ม
4. 4. โซนประเมินผล:

   เพื่อให้การใช้เกณฑ์ที่ 1 ง่ายขึ้น มาตรฐานนี้จึงยังคงใช้กรอบการทำงานแบบสี่โซนที่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในการจำแนกความรุนแรงสัมบูรณ์ของการสั่นสะเทือน โซนเหล่านี้ให้วิธีการสื่อสารสภาพเครื่องจักรที่ชัดเจนและมีรหัสสี สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ ส่วนทั่วไปของมาตรฐานนี้กำหนดเพียง *แนวคิด* ของโซนเท่านั้น ค่าตัวเลขเฉพาะสำหรับขอบเขตของโซนมีอยู่ในส่วนที่เจาะจงสำหรับเครื่องจักรของมาตรฐาน (เช่น ISO 20816-3) โซนต่างๆ ถูกกำหนดดังนี้:

   • โซน A: โดยทั่วไปแล้ว การสั่นสะเทือนของเครื่องจักรที่เพิ่งเริ่มใช้งานหรือได้รับการปรับปรุงใหม่จะอยู่ในโซนนี้
   • โซน บี: เครื่องจักรที่มีการสั่นสะเทือนภายในโซนนี้โดยปกติถือว่ายอมรับได้สำหรับการใช้งานในระยะยาวโดยไม่มีข้อจำกัด
   • โซน C: เครื่องจักรที่มีการสั่นสะเทือนภายในบริเวณนี้มักถือว่าไม่เหมาะสำหรับการใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน ควรกำหนดมาตรการแก้ไข
   • โซน D: โดยปกติแล้วค่าการสั่นสะเทือนภายในโซนนี้ถือว่ารุนแรงเพียงพอที่จะทำให้เครื่องเสียหายได้
5. 5. การประเมินและการยอมรับแบบรวม:

   ส่วนสุดท้ายนี้นำเสนอการสังเคราะห์หลักการสำคัญของมาตรฐาน โดยแนะนำวิธีการประเมินแบบผสมผสานอย่างเป็นทางการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องจักรสำคัญที่ติดตั้งทั้งหัววัดแผ่นดินไหวและแบบไม่สัมผัส ส่วนนี้จะแนะนำให้ผู้ใช้ประเมินทั้งการสั่นสะเทือนของตัวเรือน (ซึ่งสะท้อนแรงที่ส่งผ่านไปยังโครงสร้าง) และการสั่นสะเทือนของเพลา (ซึ่งสะท้อนพฤติกรรมพลวัตของโรเตอร์) เพื่อให้สามารถประเมินสภาพโดยรวมของเครื่องจักรได้อย่างสมบูรณ์และเชื่อถือได้มากขึ้น ส่วนนี้ยังแยกความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่างเกณฑ์ที่ใช้สำหรับ การทดสอบการยอมรับ (สำหรับเครื่องจักรใหม่หรือซ่อมแซม) ซึ่งโดยทั่วไปกำหนดให้ระดับการสั่นสะเทือนอยู่ในโซน A หรือ B ที่เข้มงวดกว่า และเกณฑ์สำหรับ การติดตามการดำเนินงาน ของเครื่องจักรที่ใช้งานอยู่ ซึ่งการตั้งค่าจุดแจ้งเตือนที่กำหนดไว้ (การแจ้งเตือนและการเดินทาง) ขึ้นอยู่กับทั้งขีดจำกัดแน่นอนและการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญจากค่าพื้นฐาน เป็นเครื่องมือหลักในการประเมินสภาพในแต่ละวัน

แนวคิดหลัก

• การรวมมาตรฐาน: ประเด็นสำคัญที่สุดของมาตรฐาน ISO 20816-1 คือการแทนที่และรวมมาตรฐานเดิมที่แยกกันสำหรับการสั่นสะเทือนของตัวเรือน (ISO 10816-1) และเพลา (ISO 7919-1) เข้าด้วยกัน สิ่งนี้ส่งเสริมแนวทางการวิเคราะห์เครื่องจักรแบบองค์รวมมากขึ้น
• ปรัชญาการวัดแบบคู่: มาตรฐานนี้สนับสนุนอย่างยิ่งให้ใช้การวัดการสั่นสะเทือนของทั้งตัวเรือนและเพลา หากเป็นไปได้ เนื่องจากการวัดเหล่านี้ให้ข้อมูลที่เสริมกัน การสั่นสะเทือนของตัวเรือนที่สูงอาจบ่งชี้ถึงปัญหาเชิงโครงสร้าง ในขณะที่การสั่นสะเทือนของเพลาที่สูงอาจบ่งชี้ถึงปัญหาไดนามิกของโรเตอร์
• การปรับปรุงให้ทันสมัย: ปรับปรุงแนวทางทั่วไปเพื่อให้สะท้อนถึงการใช้เครื่องมือสมัยใหม่และแนวทางการวิเคราะห์ข้อมูลที่มีการพัฒนามาตั้งแต่มีการเผยแพร่มาตรฐานดั้งเดิม
• ฐานรากสำหรับชิ้นส่วนเฉพาะ: เช่นเดียวกับมาตรฐานรุ่นก่อนๆ มาตรฐาน “ส่วนที่ 1” นี้ได้กำหนดกรอบการทำงานทั่วไปไว้ ข้อจำกัดเชิงตัวเลขเฉพาะสำหรับโซนการประเมินสำหรับเครื่องจักรประเภทต่างๆ มีรายละเอียดอยู่ในส่วนอื่นๆ ของชุดมาตรฐาน ISO 20816 (เช่น ISO 20816-3 สำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรม)

← กลับสู่ดัชนีหลัก