การวิเคราะห์อย่างครอบคลุมของ ISO 20816-3: การวัด, การประเมินผล, และการนำไปใช้เครื่องมือผ่านระบบ Balanset-1A

บทสรุปผู้บริหาร

ภูมิทัศน์อุตสาหกรรมได้เห็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในมาตรฐานการตรวจสอบสุขภาพเครื่องจักร การนำ ISO 20816-3:2022 มาใช้เป็นการรวบรวมและปรับปรุงวิธีการก่อนหน้านี้ โดยเฉพาะการรวมการประเมินการสั่นสะเทือนของตัวเรือน (เดิมคือ ISO 10816-3) และการสั่นสะเทือนของเพลาหมุน (เดิมคือ ISO 7919-3) เข้าด้วยกันเป็นกรอบการทำงานที่สอดคล้องและเป็นหนึ่งเดียว รายงานฉบับนี้ให้การวิเคราะห์อย่างละเอียดถี่ถ้วนเกี่ยวกับมาตรฐาน ISO 20816-3 โดยแยกแยะบทต่างๆ ภาคผนวกที่เป็นข้อกำหนด และหลักการทางกายภาพ นอกจากนี้ เอกสารนี้ยังได้บูรณาการการประเมินทางเทคนิคโดยละเอียดของเครื่องวิเคราะห์และปรับสมดุลการสั่นสะเทือนแบบพกพา Balanset-1A ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเครื่องมือเฉพาะนี้ช่วยให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของมาตรฐานได้อย่างไร ผ่านการสังเคราะห์ทฤษฎีการประมวลผลสัญญาณ หลักการวิศวกรรมเครื่องกล และขั้นตอนการปฏิบัติงานในทางปฏิบัติ เอกสารนี้ทำหน้าที่เป็นคู่มือที่ชัดเจนสำหรับวิศวกรด้านความน่าเชื่อถือที่ต้องการปรับกลยุทธ์การตรวจสอบสภาพให้สอดคล้องกับแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในระดับโลกโดยใช้เครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงและเข้าถึงได้.

ส่วนที่ 1: กรอบแนวคิดทางทฤษฎีของ ISO 20816-3

1.1 วิวัฒนาการของมาตรฐานการสั่นสะเทือน: การบรรจบกันของ ISO 10816 และ ISO 7919

ประวัติศาสตร์ของการมาตรฐานการสั่นสะเทือนมีลักษณะเป็นการเคลื่อนไหวอย่างค่อยเป็นค่อยไปจากคำแนะนำที่กระจัดกระจายและเฉพาะสำหรับชิ้นส่วนไปสู่การประเมินเครื่องจักรแบบองค์รวม ในอดีต การประเมินเครื่องจักรอุตสาหกรรมถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน ซีรีส์ ISO 10816 มุ่งเน้นการวัดชิ้นส่วนที่ไม่หมุน—โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวเรือนลูกปืนและแท่นฐาน—โดยใช้เครื่องวัดความเร่งหรือตัวแปลงความเร็ว ในทางตรงกันข้าม ซีรีส์ ISO 7919 จัดการกับการสั่นสะเทือนของเพลาหมุนเมื่อเทียบกับลูกปืน โดยใช้หลักการใช้หัววัดกระแสไหลวนแบบไม่สัมผัสเป็นหลัก.

การแยกนี้มักนำไปสู่ความคลุมเครือในการวินิจฉัย เครื่องจักรอาจแสดงการสั่นสะเทือนของตัวเครื่องที่อยู่ในเกณฑ์ยอมรับได้ (โซน A ตามมาตรฐาน ISO 10816) ในขณะที่เกิดการเยื้องศูนย์ของเพลาหรือความไม่เสถียรที่เป็นอันตราย (โซน C/D ตามมาตรฐาน ISO 7919) พร้อมกัน โดยเฉพาะในสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับตัวเครื่องที่หนักหรือตลับลูกปืนฟิล์มของเหลวซึ่งเส้นทางการถ่ายทอดพลังงานการสั่นสะเทือนถูกดูดซับหรือลดทอนลง ISO 20816-3 แก้ไขความขัดแย้งนี้โดยการแทนที่ทั้ง ISO 10816-3:2009 และ ISO 7919-3:2009.1 โดยการรวมมุมมองเหล่านี้เข้าด้วยกัน มาตรฐานใหม่นี้ยอมรับว่าพลังงานการสั่นสะเทือนที่เกิดจากแรงไดนามิกของโรเตอร์แสดงออกแตกต่างกันไปทั่วทั้งโครงสร้างของเครื่องจักร ขึ้นอยู่กับความแข็ง มวล และอัตราส่วนการหน่วง ดังนั้น การประเมินความสอดคล้องในปัจจุบันจึงต้องใช้มุมมองสองด้าน: การประเมินการสั่นสะเทือนของโครงสร้างในเชิงสัมบูรณ์ และเมื่อสามารถทำได้ การประเมินการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ของแกน.

ระบบ Balanset-1A เข้ามาในภูมิทัศน์นี้ในฐานะเครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมโยงขอบเขตการวัดเหล่านี้เข้าด้วยกัน สถาปัตยกรรมของระบบซึ่งรองรับทั้งเครื่องวัดความเร่งแบบเพียโซอิเล็กทริกสำหรับการวัดภายในตัวเรือนและอินพุตแรงดันไฟฟ้าโดยตรงสำหรับเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่เชิงเส้น สะท้อนปรัชญาแบบคู่ของมาตรฐาน ISO 208163 การบรรจบกันนี้ช่วยให้ชุดเครื่องมือของช่างเทคนิคง่ายขึ้น โดยใช้อุปกรณ์เพียงเครื่องเดียวในการทำการประเมินอย่างครอบคลุมตามที่มาตรฐานที่เป็นหนึ่งเดียวกำหนดไว้ในปัจจุบัน.

1.2 ขอบเขตและการนำไปใช้: การกำหนดภูมิทัศน์ของเครื่องจักรอุตสาหกรรม

บทที่ 1 ของ ISO 20816-3 ได้กำหนดขอบเขตการประยุกต์ใช้ไว้อย่างละเอียดถี่ถ้วน มาตรฐานนี้ไม่ได้ครอบคลุมทุกกรณี แต่ได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยเฉพาะสำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรมที่มีกำลังไฟฟ้ามากกว่า 15 กิโลวัตต์ และมีความเร็วในการทำงานระหว่าง 120 รอบต่อนาที ถึง 30,000 รอบต่อนาที1 ขอบเขตการทำงานที่กว้างนี้ครอบคลุมสินทรัพย์สำคัญส่วนใหญ่ในภาคการผลิต การผลิตพลังงาน และปิโตรเคมี.

อุปกรณ์ที่ครอบคลุมโดยเฉพาะ ได้แก่:

• กังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า: หน่วยที่มีกำลังการผลิตน้อยกว่าหรือเท่ากับ 40 เมกะวัตต์ จะครอบคลุมไว้ในที่นี้ หน่วยที่มีกำลังการผลิตมากกว่า 40 เมกะวัตต์ โดยทั่วไปจะอยู่ภายใต้มาตรฐาน ISO 20816-2 ยกเว้นว่าหน่วยนั้นทำงานที่ความเร็วต่างจากความถี่ของระบบไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน (1500, 1800, 3000, หรือ 3600 รอบต่อนาที)6
• คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบหมุน: รวมถึงการออกแบบแบบแรงเหวี่ยงและแบบแกนที่ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิต.
• กังหันก๊าซอุตสาหกรรม: โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีกำลังการผลิต 3 เมกะวัตต์หรือน้อยกว่า กังหันก๊าซที่มีขนาดใหญ่กว่าจะถูกแยกออกเป็นส่วนต่าง ๆ ของมาตรฐานเนื่องจากลักษณะทางความร้อนและพลศาสตร์ที่เป็นเอกลักษณ์ของมัน1
• ปั๊ม: ปั๊มหอยโข่งที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบหลักของกลุ่มนี้.
• มอเตอร์ไฟฟ้า: มอเตอร์ทุกประเภทจะถูกรวมอยู่ด้วย หากมีการเชื่อมต่ออย่างยืดหยุ่น มอเตอร์ที่เชื่อมต่ออย่างแข็งมักจะถูกประเมินเป็นส่วนหนึ่งของระบบเครื่องจักรที่ขับเคลื่อนหรือภายใต้ข้อกำหนดย่อยเฉพาะ.
• พัดลมและเครื่องเป่า: สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการจัดการอากาศในระบบ HVAC และกระบวนการอุตสาหกรรม

ข้อยกเว้น: การเข้าใจสิ่งที่ไม่รวมอยู่ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน เครื่องจักรที่มีมวลเคลื่อนที่กลับไปกลับมา (เช่น เครื่องอัดลูกสูบ) สร้างรูปแบบการสั่นสะเทือนที่โดดเด่นจากการกระแทกและแรงบิดที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งต้องการการวิเคราะห์เฉพาะทางตามที่ระบุใน ISO 20816-8 ในทำนองเดียวกัน กังหันลมซึ่งทำงานภายใต้แรงโหลดทางอากาศพลศาสตร์ที่เปลี่ยนแปลงอย่างมาก ได้รับการครอบคลุมโดย ISO 10816-217 คุณลักษณะการออกแบบเฉพาะของ Balanset-1A เช่น ช่วงการวัดความเร็วในการหมุน 150 ถึง 60,000 รอบต่อนาที 8 สอดคล้องอย่างสมบูรณ์กับขอบเขตมาตรฐานที่ 120–30,000 รอบต่อนาที ทำให้เครื่องมือสามารถตรวจสอบเครื่องจักรทั้งหมดที่ใช้งานได้อย่างครอบคลุม.

1.3 ระบบการจัดประเภทเครื่องจักร: ฟิสิกส์ของความแข็งในการรองรับ

นวัตกรรมที่สำคัญซึ่งยังคงรักษาไว้จากมาตรฐานก่อนหน้าคือการจำแนกเครื่องจักรตามความแข็งของการรองรับ ISO 20816-3 แบ่งเครื่องจักรออกเป็นกลุ่มไม่เพียงแต่ตามขนาดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพฤติกรรมทางพลศาสตร์ด้วย.

1.3.1 การจัดกลุ่มตามอำนาจและขนาด

มาตรฐานนี้จัดหมวดหมู่เครื่องจักรออกเป็นสองกลุ่มหลักเพื่อกำหนดขอบเขตความรุนแรงที่เหมาะสม:

• กลุ่มที่ 1: เครื่องจักรขนาดใหญ่ที่มีกำลังไฟฟ้ารated power มากกว่า 300 กิโลวัตต์ หรือเครื่องจักรไฟฟ้าที่มีความสูงของเพลาเกิน 315 มิลลิเมตร เครื่องจักรเหล่านี้มักมีโรเตอร์ขนาดใหญ่และสร้างแรงไดนามิกที่มีนัยสำคัญ
• กลุ่มที่ 2: เครื่องจักรขนาดกลางที่มีกำลังไฟฟ้าที่กำหนดระหว่าง 15 กิโลวัตต์ ถึง 300 กิโลวัตต์ หรือเครื่องจักรไฟฟ้าที่มีความสูงของเพลาอยู่ระหว่าง 160 มิลลิเมตร ถึง 315 มิลลิเมตร

1.3.2 ความยืดหยุ่นในการสนับสนุน: แบบเข้มงวดกับแบบยืดหยุ่น

ความแตกต่างระหว่าง “การรองรับแบบแข็ง” และ “การรองรับแบบยืดหยุ่น” เป็นเรื่องของหลักฟิสิกส์ ไม่ใช่เพียงแค่เรื่องของวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างเท่านั้น การรองรับจะถือว่ามีความแข็งในทิศทางการวัดเฉพาะหากความถี่ธรรมชาติแรก (การสั่นพ้อง) ของระบบเครื่องจักร-รองรับที่รวมกันนั้นสูงกว่าความถี่กระตุ้นหลักอย่างมีนัยสำคัญ (โดยทั่วไปคือความเร็วในการหมุน) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความถี่ธรรมชาติควรสูงกว่าความเร็วในการทำงานอย่างน้อย 25% ในทางตรงกันข้าม การรองรับที่ยืดหยุ่นมีความถี่ธรรมชาติที่อาจใกล้เคียงหรือต่ำกว่าความเร็วในการทำงาน ซึ่งอาจนำไปสู่การขยายการสั่นพ้องหรือผลกระทบของการแยกตัว10

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากตัวรองรับที่ยืดหยุ่นจะอนุญาตให้มีการสั่นสะเทือนได้สูงขึ้นโดยธรรมชาติ สำหรับแรงกระตุ้นภายในที่เท่ากัน (ความไม่สมดุล) ดังนั้น ขีดจำกัดการสั่นสะเทือนที่อนุญาตสำหรับตัวรองรับที่ยืดหยุ่นได้จึงโดยทั่วไปสูงกว่าตัวรองรับที่แข็ง. Balanset-1A ช่วยให้การกำหนดลักษณะของตัวรองรับเป็นไปได้ผ่านความสามารถในการวัดเฟส. โดยการทำการทดสอบรัน-อัพหรือโคสต์-ดาวน์ (โดยใช้คุณสมบัติของแผนภูมิ “RunDown” ที่ระบุไว้ในสเปคของซอฟต์แวร์ 11) นักวิเคราะห์สามารถระบุจุดยอดการสั่นสะเทือนได้. หากเกิดจุดสูงสุดภายในช่วงการทำงาน การรองรับจะมีความยืดหยุ่นแบบไดนามิก หากการตอบสนองเป็นเส้นตรงและราบเรียบจนถึงความเร็วในการทำงาน จะถือว่ามีความแข็ง ความสามารถในการวินิจฉัยนี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเลือกตารางการประเมินที่ถูกต้องใน ISO 20816-3 ได้ ซึ่งช่วยป้องกันการแจ้งเตือนผิดพลาดหรือการตรวจจับข้อผิดพลาดที่พลาดไป.

ส่วนที่ 2: วิธีการวัดและฟิสิกส์

บทที่ 4 ของ ISO 20816-3 กำหนดข้อกำหนดด้านขั้นตอนที่เข้มงวดสำหรับการเก็บข้อมูล ความถูกต้องของการประเมินใด ๆ ขึ้นอยู่กับความเที่ยงตรงของการวัดทั้งหมด.

2.1 ฟิสิกส์เครื่องมือวัด: การเลือกและตอบสนองของทรานสดิวเซอร์

มาตรฐานกำหนดให้ใช้เครื่องมือวัดที่สามารถวัดความเร็วการสั่นสะเทือนแบบรากเฉลี่ยกำลังสอง (r.m.s.) ในช่วงความถี่กว้างได้ การตอบสนองความถี่ต้องคงที่ในช่วงอย่างน้อย 10 Hz ถึง 1,000 Hz สำหรับเครื่องจักรทั่วไป12 สำหรับเครื่องจักรที่มีความเร็วต่ำกว่า (ทำงานต่ำกว่า 600 รอบต่อนาที) ขีดจำกัดล่างของการตอบสนองความถี่ต้องขยายลงไปถึง 2 Hz เพื่อจับองค์ประกอบพื้นฐานของการหมุน.

การปฏิบัติตามข้อกำหนดทางเทคนิคของ Balanset-1A:
เครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือน Balanset-1A ได้รับการออกแบบมาโดยคำนึงถึงข้อกำหนดเฉพาะเหล่านี้โดยเฉพาะ ข้อมูลจำเพาะระบุช่วงความถี่การสั่นสะเทือนที่ 5 Hz ถึง 550 Hz สำหรับการใช้งานมาตรฐาน พร้อมตัวเลือกในการขยายขีดความสามารถในการวัด8 ขีดจำกัดต่ำสุดที่ 5 Hz มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากช่วยให้เครื่องจักรที่ทำงานด้วยความเร็วต่ำถึง 300 รอบต่อนาทีสามารถใช้งานได้ ซึ่งครอบคลุมการใช้งานในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ขีดจำกัดบนที่ 550 Hz ครอบคลุมฮาร์มอนิกที่สำคัญ (1x, 2x, 3x, ฯลฯ) และความถี่ที่ใบพัดผ่านสำหรับปั๊มและพัดลมมาตรฐานส่วนใหญ่ นอกจากนี้ ความแม่นยำของอุปกรณ์ยังได้รับการจัดอันดับที่ 5% ของสเกลเต็ม ซึ่งตอบสนองความเข้มงวดทางมาตรวิทยาที่คาดหวังโดย ISO 2954 (ข้อกำหนดสำหรับเครื่องมือวัดความรุนแรงของการสั่นสะเทือน)8

มาตรฐานนี้แยกแยะระหว่างประเภทการวัดหลักสองประเภท ซึ่งทั้งสองได้รับการสนับสนุนโดยระบบนิเวศ Balanset-1A:

• เครื่องแปลงสัญญาณแผ่นดินไหว (Accelerometers): อุปกรณ์เหล่านี้วัดการสั่นสะเทือนของที่อยู่อาศัยแบบสัมบูรณ์ มีความไวต่อการถ่ายทอดแรงผ่านฐานรองรับ ชุด Balanset-1A ประกอบด้วยเครื่องวัดความเร่งแกนเดี่ยวสองตัว (โดยทั่วไปใช้เทคโนโลยีจากซีรีส์ ADXL หรือแบบเพียโซอิเล็กทริก) พร้อมฐานติดตั้งแบบแม่เหล็ก
• ทรานสดิวเซอร์แบบไม่สัมผัส (โพรบวัดระยะใกล้): สิ่งเหล่านี้วัดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของแกนหมุน. สิ่งเหล่านี้มีความจำเป็นสำหรับเครื่องจักรที่ใช้แบริ่งฟิล์มของเหลวซึ่งแกนหมุนเคลื่อนที่ภายในช่องว่าง.

2.2 การวิเคราะห์เชิงลึก: การสั่นสะเทือนของเพลาสัมพัทธ์และการบูรณาการเซ็นเซอร์

ในขณะที่ ISO 20816-3 มุ่งเน้นไปที่การสั่นสะเทือนของตัวเรือนเป็นหลัก ภาคผนวก B จะกล่าวถึงการสั่นสะเทือนสัมพัทธ์ของเพลาโดยตรง ซึ่งจำเป็นต้องใช้โพรบกระแสไหลวน (proximity probes) เป็นเซ็นเซอร์เหล่านี้ทำงานโดยการสร้างสนามความถี่วิทยุ (RF) ที่เหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไหลวนบนพื้นผิวของเพลาที่เป็นตัวนำ ค่าอิมพีแดนซ์ของขดลวดโพรบจะเปลี่ยนแปลงตามระยะห่างระหว่างโพรบกับพื้นผิว ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่สัดส่วนกับความเคลื่อนที่15

การผสานหัววัดกระแสไฟฟ้าหมุนวนกับ Balanset-1A:
คุณสมบัติที่โดดเด่นของ Balanset-1A คือความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับเซ็นเซอร์เหล่านี้ได้ แม้ว่าอุปกรณ์จะถูกจัดส่งมาพร้อมกับตัวเร่งความเร็วเป็นหลัก แต่ก็สามารถกำหนดค่าให้รับสัญญาณแรงดันไฟฟ้าจากตัวขับเซ็นเซอร์ระยะใกล้ของผู้ผลิตรายอื่น (proximitors) ได้ในโหมด “Linear”3

• แรงดันไฟฟ้าขาเข้า: โพรบตรวจจับระยะใกล้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้า DC ลบ (เช่น แหล่งจ่ายไฟ -24V, มาตราส่วน 200 mV/mil) Balanset-1A ช่วยให้ผู้ใช้สามารถป้อนค่าสัมประสิทธิ์ความไวที่กำหนดเอง (เช่น mV/µm) ในหน้าต่าง “การตั้งค่า” (ปุ่ม F4)
• การกำจัดออฟเซ็ต DC: โพรบวัดระยะใกล้มีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (bias) ที่ช่องว่างขนาดใหญ่พร้อมกับสัญญาณการสั่นสะเทือนกระแสสลับขนาดเล็กที่ซ้อนอยู่ด้านบน ซอฟต์แวร์ Balanset-1A มีฟังก์ชัน “Remove DC” เพื่อกรองแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงออก แยกสัญญาณการสั่นสะเทือนแบบไดนามิกเพื่อการวิเคราะห์เทียบกับขีดจำกัดตามมาตรฐาน ISO 20816-3
• ความเป็นเส้นตรงและการสอบเทียบ: ซอฟต์แวร์นี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถกำหนดปัจจัยการสอบเทียบ (เช่น Kprl1 = 0.94 mV/µm) เพื่อให้แน่ใจว่าค่าที่อ่านบนหน้าจอแล็ปท็อปตรงกับการเคลื่อนที่ทางกายภาพของเพลาอย่างแม่นยำ3 ความสามารถนี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งเมื่อใช้เกณฑ์ของภาคผนวก B ซึ่งระบุไว้เป็นการเคลื่อนที่ในหน่วยไมโครเมตรแทนที่จะเป็นมิลลิเมตรต่อวินาทีของความเร็ว.

2.3 ฟิสิกส์ของการติดตั้ง: การรับประกันความถูกต้องของข้อมูล

ISO 20816-3 เน้นย้ำว่าวิธีการติดตั้งเซ็นเซอร์ต้องไม่ทำให้ความแม่นยำของการวัดลดลง ความถี่เรโซแนนซ์ของเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งต้องสูงกว่าช่วงความถี่ที่สนใจอย่างมีนัยสำคัญ.

• การติดตั้งบนเสา: มาตรฐานทองคำ, ให้การตอบสนองความถี่สูงสุด (ถึง 10 kHz+).
• การติดตั้งด้วยแม่เหล็ก: การประนีประนอมที่ใช้งานได้จริงสำหรับการเก็บข้อมูลแบบพกพา.

Balanset-1A ใช้ระบบติดตั้งแบบแม่เหล็กที่มีความสามารถในการยึดเกาะ 60 กิโลกรัม-แรง (กิโลกรัม-แรง)17 แรงยึดเกาะที่สูงนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง แม่เหล็กที่อ่อนแอทำให้เกิด “การกระเด้ง” หรือตัวกรองความถี่ต่ำเชิงกล ซึ่งลดทอนสัญญาณความถี่สูงอย่างรุนแรง ด้วยแรงกด 60 กิโลกรัม ความแข็งของการสัมผัสเพียงพอที่จะผลักการสั่นสะเทือนที่ติดตั้งให้สูงกว่าช่วงความถี่ 1000 เฮิรตซ์ที่สนใจตามมาตรฐาน ISO 20816-3 ทำให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลที่เก็บรวบรวมเป็นตัวแทนที่แท้จริงของพฤติกรรมของเครื่องจักร ไม่ใช่ผลพลอยได้ของวิธีการติดตั้ง

2.4 การประมวลผลสัญญาณ: RMS เทียบกับ Peak

มาตรฐานนี้กำหนดให้ใช้ความเร็วเฉลี่ยกำลังสองรากที่สอง (RMS) สำหรับชิ้นส่วนที่ไม่หมุน ค่า RMS เป็นตัววัดพลังงานรวมที่มีอยู่ในสัญญาณการสั่นสะเทือนและมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเค้นจากความล้าที่เกิดขึ้นกับชิ้นส่วนของเครื่องจักร.

สมการสำหรับค่าเฉลี่ยกำลังสองรากที่หนึ่ง (RMS):

วี_{อาร์เอ็มเอส} = √((1/T) ∫₀^ที วี²(t) dt)

สำหรับการสั่นสะเทือนของเพลา (ภาคผนวก B) มาตรฐานใช้การเคลื่อนที่แบบพีคทูพีค (S_หน้า), ซึ่งแสดงถึงการเคลื่อนที่ทางกายภาพทั้งหมดของเพลาภายในระยะห่างของตลับลูกปืน.

S_หน้า = S_max − เอส_นาที

การประมวลผล Balanset-1A:
Balanset-1A ดำเนินการแปลงทางคณิตศาสตร์เหล่านี้ภายในตัวเครื่อง ADC (ตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล) จะทำการสุ่มตัวอย่างสัญญาณดิบ และซอฟต์แวร์จะคำนวณความเร็ว RMS สำหรับการวัดตัวเรือนและการวัดการเคลื่อนที่สูงสุดต่อสูงสุดสำหรับการวัดเพลา ที่สำคัญอย่างยิ่ง มันจะคำนวณค่าความกว้างแถบความถี่ (ค่าโดยรวม) ซึ่งเป็นการรวมพลังงานทั้งหมดในช่วงความถี่ทั้งหมด (เช่น 10-1000 Hz) ค่า “โดยรวม” นี้คือตัวเลขหลักที่ใช้ในการจัดหมวดหมู่เครื่องจักรเป็นโซน A, B, C หรือ D นอกจากนี้ อุปกรณ์ยังมีความสามารถในการวิเคราะห์ FFT (Fast Fourier Transform) ซึ่งช่วยให้ผู้วิเคราะห์สามารถเห็นองค์ประกอบความถี่แต่ละส่วน (1x, 2x, ฮาร์มอนิกส์) ที่ประกอบกันเป็นค่า RMS โดยรวม ช่วยในการวินิจฉัยแหล่งที่มาของการสั่นสะเทือน8

2.5 การสั่นสะเทือนพื้นหลัง: ความท้าทายระหว่างสัญญาณกับสัญญาณรบกวน

ประเด็นสำคัญที่มักถูกมองข้ามของ ISO 20816-3 คือการจัดการกับการสั่นสะเทือนพื้นหลัง—การสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านไปยังเครื่องจักรจากแหล่งภายนอก (เช่น เครื่องจักรที่อยู่ใกล้เคียง การสั่นสะเทือนจากพื้น) เมื่อเครื่องจักรหยุดทำงาน.

กฎ: หากการสั่นสะเทือนพื้นหลังเกิน 25% ของการสั่นสะเทือนที่วัดได้เมื่อเครื่องกำลังทำงาน หรือ 25% ของขอบเขตระหว่างโซน B และ C จะต้องมีการแก้ไขอย่างรุนแรง หรือการวัดอาจถือว่าไม่ถูกต้อง18 เวอร์ชันก่อนหน้าของมาตรฐานมักอ้างถึงกฎ “หนึ่งในสาม” แต่ ISO 20816-3 ได้เข้มงวดตรรกะนี้มากขึ้น.

การดำเนินการตามขั้นตอนด้วย Balanset-1A:

1. ช่างเทคนิคติดตั้งเซ็นเซอร์ Balanset-1A บนเครื่องในขณะที่เครื่องหยุดทำงาน.
2. การใช้โหมด “Vibrometer” (ปุ่ม F5) จะบันทึกค่า RMS ของสัญญาณพื้นหลัง
3. เครื่องจักรถูกเริ่มทำงานและนำเข้าสู่ขั้นตอนการโหลด ค่า RMS ขณะทำงานถูกบันทึกไว้.
4. มีการเปรียบเทียบ หากระดับการปฏิบัติการอยู่ที่ 4.0 มิลลิเมตรต่อวินาที และค่าพื้นหลังอยู่ที่ 1.5 มิลลิเมตรต่อวินาที (37.5%) ค่าพื้นหลังจะสูงเกินไป ความสามารถของ Balanset-1A ในการทำการหักล้างสเปกตรัม (การดูสเปกตรัมของพื้นหลังเทียบกับเครื่องที่กำลังทำงาน) ช่วยระบุได้ว่าพื้นหลังมีความถี่เฉพาะ (เช่น 50 Hz จากคอมเพรสเซอร์ที่อยู่ใกล้เคียง) ที่สามารถละเลยหรือกรองออกทางจิตใจโดยนักวิเคราะห์ได้หรือไม่.

ส่วนที่ 3: เกณฑ์การประเมิน – หัวใจของมาตรฐาน

บทที่ 6 เป็นส่วนหลักของ ISO 20816-3 โดยให้ตรรกะการตัดสินใจสำหรับการยอมรับเครื่องจักร.

3.1 เกณฑ์ที่ I: ขนาดการสั่นสะเทือนและการแบ่งเขต

มาตรฐานนี้ประเมินความรุนแรงของการสั่นสะเทือนโดยพิจารณาจากขนาดสูงสุดที่สังเกตได้ที่เรือนแบริ่ง เพื่ออำนวยความสะดวกในการตัดสินใจ มาตรฐานนี้กำหนดเขตการประเมินสี่เขต:

• โซน A: การสั่นสะเทือนของเครื่องจักรที่เพิ่งได้รับการติดตั้งใหม่ นี่คือ “มาตรฐานทองคำ” เครื่องจักรในโซนนี้อยู่ในสภาพกลไกที่สมบูรณ์แบบ.
• โซน บี: เครื่องจักรที่ถือว่ายอมรับได้สำหรับการใช้งานระยะยาวโดยไม่จำกัด. นี่คือช่วงการใช้งานที่เรียกว่า “สีเขียว” ตามปกติ.
• โซน C: เครื่องจักรที่ถือว่าไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานต่อเนื่องในระยะยาว โดยทั่วไป เครื่องจักรอาจถูกใช้งานได้ในช่วงเวลาจำกัดจนกว่าจะมีโอกาสที่เหมาะสมในการดำเนินการแก้ไข (การบำรุงรักษา) สถานะนี้เรียกว่า “สีเหลือง” หรือ “สถานะเตือน”.
• โซน D: ค่าการสั่นสะเทือนในโซนนี้โดยปกติถือว่ามีความรุนแรงเพียงพอที่จะก่อให้เกิดความเสียหายต่อเครื่องจักรได้ นี่คือสถานะ “สีแดง” หรือ “หยุดฉุกเฉิน”

ตารางที่ 1: ขีดจำกัดโซน ISO 20816-3 แบบง่าย (ความเร็ว RMS, มม./วินาที) สำหรับกลุ่ม 1 และ 2

กลุ่มเครื่องจักร	ประเภทของฐานราก	เขตแดน A/B	เขตแดน B/C	เขตแดน C/D
กลุ่มที่ 1 (>300 กิโลวัตต์)	แข็ง	2.3	4.5	7.1
	ยืดหยุ่นได้	3.5	7.1	11.0
กลุ่ม 2 (15-300 กิโลวัตต์)	แข็ง	1.4	2.8	4.5
	ยืดหยุ่นได้	2.3	4.5	7.1

หมายเหตุ: ค่าเหล่านี้ได้มาจากภาคผนวก A ของมาตรฐาน และเป็นตัวแทนของคำแนะนำทั่วไป. ประเภทเครื่องจักรเฉพาะอาจมีขีดจำกัดที่แตกต่างกัน.

การนำไปใช้ของบาลานเซ็ต-1A:
ซอฟต์แวร์ Balanset-1A ไม่ได้เพียงแค่แสดงตัวเลขเท่านั้น แต่ยังช่วยผู้ใช้ในบริบทที่เกี่ยวข้องอีกด้วย ในขณะที่ผู้ใช้ต้องเลือกประเภทของคลาส ฟังก์ชัน “รายงาน” ของซอฟต์แวร์จะช่วยให้สามารถบันทึกค่าเหล่านี้เทียบกับมาตรฐานได้ เมื่อช่างเทคนิควัดการสั่นสะเทือนที่ 5.0 มม./วินาที บนปั๊มขนาด 50 กิโลวัตต์ (กลุ่ม 2) บนฐานรากที่แข็งแรง ค่าการอ่านของ Balanset-1A ชัดเจนว่าเกินขอบเขตของโซน C/D (4.5 มม./วินาที) ซึ่งบ่งชี้ถึงความจำเป็นในการหยุดการทำงานและซ่อมแซมโดยทันที.

3.2 เกณฑ์ที่ 2: การเปลี่ยนแปลงของขนาดการสั่นสะเทือน

บางทีความก้าวหน้าที่สำคัญที่สุดในซีรีส์ 20816 คือการเน้นย้ำอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของการสั่นสะเทือน ซึ่งแยกออกจากขีดจำกัดสัมบูรณ์.

กฎ 25%: ISO 20816-3 ระบุว่า การเปลี่ยนแปลงขนาดการสั่นสะเทือนที่มากกว่า 25% ของขอบเขตโซน B/C (หรือ 25% ของค่าคงที่ก่อนหน้า) ควรถือว่ามีความสำคัญ แม้ค่าสัมบูรณ์จะยังคงอยู่ในโซน A หรือ B ก็ตาม

ผลกระทบ:
พิจารณาพัดลมที่ทำงานอย่างสม่ำเสมอที่ความเร็ว 2.0 มิลลิเมตรต่อวินาที (โซน B) หากการสั่นสะเทือนกระโดดขึ้นไปที่ 2.8 มม./วินาทีอย่างกะทันหัน ยังคงอยู่ในโซน B (สำหรับบางประเภท) หรือเพิ่งเข้าสู่โซน C อย่างไรก็ตาม นี่คือการเพิ่มขึ้นของ 40% การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันเช่นนี้มักบ่งชี้ถึงโหมดการล้มเหลวที่เฉพาะเจาะจง: ชิ้นส่วนโรเตอร์ที่แตก, น้ำหนักสมดุลที่เลื่อน, หรือการเสียดสีจากความร้อน การละเลยสิ่งนี้เพราะ “ยังอยู่ในโซนปลอดภัย” คือสูตรสำหรับการล้มเหลวอย่างรุนแรง.

การวิเคราะห์แนวโน้ม Balanset-1A:
Balanset-1A รองรับเกณฑ์นี้ผ่านคุณสมบัติ “การกู้คืนเซสชัน” และการจัดเก็บข้อมูลสำรอง21 โดยการบันทึกเซสชันการวัด วิศวกรด้านความน่าเชื่อถือสามารถซ้อนทับข้อมูลปัจจุบันกับข้อมูลพื้นฐานในอดีตได้ หากกราฟ “การสั่นสะเทือนโดยรวม” แสดงการเปลี่ยนแปลงแบบขั้นบันได วิศวกรจะนำเกณฑ์ II มาใช้ ฟีเจอร์ “กู้คืนเซสชันล่าสุด” มีประโยชน์อย่างยิ่งในที่นี้; มันช่วยให้ผู้ใช้สามารถเรียกคืนสถานะเครื่องที่แน่นอนจากเดือนก่อนหน้าเพื่อตรวจสอบว่าขีดจำกัด 25% ได้ถูกทำลายหรือไม่.

3.3 ข้อจำกัดในการปฏิบัติงาน: การตั้งค่าสัญญาณเตือน (ALARMS) และสัญญาณหยุดฉุกเฉิน (TRIPS)

มาตรฐานนี้ให้คำแนะนำสำหรับการกำหนดระบบป้องกันอัตโนมัติ:

• สัญญาณเตือน: เพื่อแจ้งเตือนว่าค่าการสั่นสะเทือนที่กำหนดไว้ได้ถึงหรือมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้นแล้ว การตั้งค่าที่แนะนำโดยทั่วไปคือค่าพื้นฐานบวกกับค่า 25% ของขอบเขตโซน B/C.
• ทริป: เพื่อเริ่มดำเนินการทันที (ปิดระบบ) โดยทั่วไปจะตั้งค่าไว้ที่ขอบเขตโซน C/D หรือสูงกว่าเล็กน้อย ขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ทางกลของเครื่องจักร19

แม้ว่า Balanset-1A จะเป็นอุปกรณ์แบบพกพาและไม่ใช่ระบบป้องกันถาวร (เช่น Bently Nevada rack) แต่ถูกใช้เพื่อตรวจสอบและปรับเทียบระดับทริปเหล่านี้ ช่างเทคนิคใช้ Balanset-1A เพื่อวัดการสั่นสะเทือนระหว่างการทดสอบการเร่งความเร็วแบบควบคุมหรือการทดสอบความไม่สมดุลที่เกิดจากภายนอก เพื่อให้แน่ใจว่าระบบตรวจสอบถาวรจะทำงานที่ระดับการสั่นสะเทือนทางกายภาพที่ถูกต้องตามที่กำหนดโดย ISO 20816-3.

ส่วนที่ 4: ระบบ Balanset-1A – การวิเคราะห์เชิงลึกทางเทคนิค

เพื่อเข้าใจว่า Balanset-1A ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือในการปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างไร จำเป็นต้องวิเคราะห์สถาปัตยกรรมทางเทคนิคของมัน.

4.1 สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์

Balanset-1A ประกอบด้วยโมดูลอินเทอร์เฟซ USB แบบรวมศูนย์ที่ประมวลผลสัญญาณอนาล็อกจากเซ็นเซอร์ก่อนที่จะส่งข้อมูลดิจิทัลไปยังแล็ปท็อปโฮสต์.

• โมดูล ADC: หัวใจของระบบคือตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอลความละเอียดสูง โมดูลนี้กำหนดความแม่นยำของการวัด Balanset-1A จัดการสัญญาณเพื่อให้ได้ความถูกต้องถึง ±5% ซึ่งเพียงพอสำหรับการวินิจฉัยภาคสนาม8
• เฟสเรฟเฟอเรนซ์ (ทาโคมิเตอร์): การปฏิบัติตามมาตรฐาน ISO 20816-3 มักต้องใช้การวิเคราะห์เฟสเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างความไม่สมดุลและการไม่ตรงแนว เครื่อง Balanset-1A ใช้เครื่องวัดความเร็วรอบแบบเลเซอร์ที่มีระยะการวัดสูงสุด 1.5 เมตรและความสามารถในการวัดความเร็ว 60,000 รอบต่อนาที17 เซ็นเซอร์ออปติคัลนี้จะกระตุ้นการคำนวณมุมเฟสที่มีความแม่นยำ ±1 องศา.
• พลังงานและความสะดวกในการพกพา: เครื่องนี้ใช้พลังงานผ่าน USB (5V) จึงมีความปลอดภัยโดยธรรมชาติจากวงจรกราวด์ลูปที่มักเป็นปัญหาในเครื่องวิเคราะห์ที่ใช้ไฟหลัก ชุดอุปกรณ์ทั้งหมดมีน้ำหนักประมาณ 4 กิโลกรัม ทำให้เป็นเครื่องมือ “ภาคสนาม” ที่แท้จริง เหมาะสำหรับการปีนโครงเหล็กเพื่อเข้าถึงพัดลม

4.2 ความสามารถของซอฟต์แวร์: มากกว่าการวัดแบบง่าย

ซอฟต์แวร์ที่ให้มาพร้อมกับ Balanset-1A จะแปลงข้อมูลดิบให้เป็นข้อมูลเชิงลึกที่สามารถนำไปใช้ได้ และสอดคล้องกับมาตรฐาน ISO.

• การวิเคราะห์สเปกตรัม FFT: มาตรฐานระบุถึง “องค์ประกอบความถี่เฉพาะ” Balanset-1A แสดงการแปลงฟูริเยร์แบบรวดเร็ว (Fast Fourier Transform) ซึ่งแยกคลื่นซับซ้อนออกเป็นคลื่นไซน์ที่ประกอบกันอยู่ วิธีนี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถตรวจสอบได้ว่าค่า RMS สูงเกิดจาก 1x (ความไม่สมดุล), 100x (เฟืองขบกัน) หรือยอดคลื่นที่ไม่สอดคล้องกัน (ข้อบกพร่องของตลับลูกปืน)21
• กราฟขั้ว: สำหรับการปรับสมดุลและการวิเคราะห์เวกเตอร์ ซอฟต์แวร์จะแสดงเวกเตอร์การสั่นสะเทือนบนแผนภาพเชิงขั้ว การแสดงภาพนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อใช้วิธีสัมประสิทธิ์อิทธิพลในการปรับสมดุล.
• เครื่องคำนวณค่าความเผื่อ ISO 1940: ในขณะที่ ISO 20816-3 เกี่ยวข้องกับขีดจำกัดการสั่นสะเทือน ISO 1940 เกี่ยวข้องกับคุณภาพสมดุล (เกรด G) ซอฟต์แวร์ Balanset-1A รวมเครื่องคำนวณที่ผู้ใช้สามารถป้อนมวลและความเร็วของโรเตอร์ได้ และระบบจะคำนวณค่าความไม่สมดุลคงเหลือที่อนุญาตได้ในหน่วยกรัม-มิลลิเมตร ซึ่งช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่าง “การสั่นสะเทือนสูงเกินไป” (ISO 20816) และ “นี่คือน้ำหนักที่ต้องกำจัดออก” (ISO 1940)

4.3 ความเข้ากันได้ของเซ็นเซอร์และการกำหนดค่าอินพุต

ตามที่ระบุไว้ในบทวิจัยตัวอย่าง ความสามารถในการเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ เป็นสิ่งสำคัญ.

• เครื่องวัดความเร่ง: เซ็นเซอร์เริ่มต้น ระบบจะรวมสัญญาณความเร่ง (g) เข้ากับความเร็ว (มม./วินาที) หรือรวมสองครั้งเพื่อหาการเคลื่อนที่ (ไมโครเมตร) ขึ้นอยู่กับมุมมองที่เลือก การรวมนี้จะดำเนินการแบบดิจิทัลเพื่อลดการลอยของสัญญาณรบกวนให้น้อยที่สุด.
• โพรบกระแสไฟฟ้าสถิต ระบบรับสัญญาณอินพุตแบบอนาล็อก 0-10V หรือที่คล้ายกัน ผู้ใช้ต้องกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงในการตั้งค่า ตัวอย่างเช่น โพรบมาตรฐานของ Bently Nevada อาจมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายสัญญาณ (scale factor) เท่ากับ 200 มิลลิโวลต์ต่อไมครอน (7.87 โวลต์ต่อมิลลิเมตร) ผู้ใช้สามารถป้อนค่าความไว (sensitivity) นี้ได้ และซอฟต์แวร์ Balanset-1A จะปรับขนาดแรงดันไฟฟ้าที่เข้ามาให้แสดงเป็นไมครอนของระยะการเคลื่อนที่ (displacement) ซึ่งช่วยให้สามารถเปรียบเทียบโดยตรงกับภาคผนวก B ของมาตรฐาน ISO 20816-3.3

ส่วนที่ 5: การดำเนินการเชิงปฏิบัติการ: จากการวินิจฉัยสู่การปรับสมดุลแบบไดนามิก

ส่วนนี้สรุปขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐาน (SOP) สำหรับช่างเทคนิคในการใช้ Balanset-1A เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน ISO 20816-3.

5.1 ขั้นตอนที่ 1: การวัดและจัดประเภทพื้นฐาน

ช่างเทคนิคกำลังเข้าใกล้พัดลมแบบแรงเหวี่ยงขนาด 45 กิโลวัตต์.

• การจำแนกประเภท: กำลัง > 15 กิโลวัตต์, < 300 กิโลวัตต์. เป็นกลุ่มที่ 2. ฐานยึดด้วยสลักเกลียวกับคอนกรีต (แข็ง).
• การกำหนดขีดจำกัด: จาก ISO 20816-3 ภาคผนวก A (กลุ่ม 2, แบบแข็ง) ขอบเขตของโซน B/C คือ 2.8 มม./วินาที.
• การวัด: เซ็นเซอร์ถูกติดตั้งโดยใช้ฐานแม่เหล็ก โหมด “Vibrometer” ของ Balanset-1A ถูกเปิดใช้งานแล้ว.
• ผลลัพธ์: ค่าการอ่านคือ 6.5 มม./วินาที. นี่คือเขต C/D. จำเป็นต้องดำเนินการ.

5.2 ขั้นตอนที่ 2: การวิเคราะห์เชิงวินิจฉัย

การใช้ฟังก์ชัน FFT ของ Balanset-1A:

• สเปกตรัมแสดงยอดที่เด่นชัดที่ความเร็วในการทำงาน (1x RPM).
• การวิเคราะห์เฟสแสดงค่าเฟสแองเคิลที่คงที่.
• การวินิจฉัย: ความไม่สมดุลแบบคงที่ (หากเฟสไม่เสถียรหรือมีฮาร์มอนิกสูง อาจสงสัยว่ามีการไม่ตรงแนวหรือหลวม).

5.3 ขั้นตอนที่ 3: ขั้นตอนการปรับสมดุล (ในสถานที่)

เนื่องจากการวินิจฉัยพบว่ามีความไม่สมดุล ช่างเทคนิคจึงใช้โหมดปรับสมดุลของ Balanset-1A มาตรฐานกำหนดให้ต้องลดการสั่นสะเทือนให้อยู่ในระดับโซน A หรือ B.

5.3.1 วิธีสามรัน (สัมประสิทธิ์อิทธิพล)

Balanset-1A ทำให้การคำนวณทางคณิตศาสตร์เวกเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการบาลานซ์เป็นระบบอัตโนมัติ.

• รัน 0 (เริ่มต้น): วัดแอมพลิจูด A₀ และเฟส φ₀ ของการสั่นสะเทือนเดิม.
• วิ่ง 1 (น้ำหนักทดลอง): มวลที่ทราบ M_{การทดลอง} ถูกเพิ่มในมุมที่สุ่ม ระบบจะวัดเวกเตอร์การสั่นสะเทือนใหม่ (A₁, φ₁).

การคำนวณ: ซอฟต์แวร์คำนวณค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพล α ซึ่งแสดงถึงความไวของโรเตอร์ต่อการเปลี่ยนแปลงมวล.

α = (V₁ − ว₀) / M_{การทดลอง}

การแก้ไข: ระบบคำนวณมวลการแก้ไขที่ต้องการ M_corr เพื่อยกเลิกการสั่นสะเทือนเริ่มต้น.

M_corr = − V₀ / อัลฟา

รัน 2 (การตรวจสอบ): นำน้ำหนักทดสอบออก และเพิ่มน้ำหนักการแก้ไขที่คำนวณได้ จากนั้นวัดการสั่นสะเทือนที่เหลืออยู่.

.11

5.4 ขั้นตอนที่ 4: การตรวจสอบและการรายงาน

หลังจากการปรับสมดุล การสั่นสะเทือนลดลงเหลือ 1.2 มม./วินาที.
ตรวจสอบ: 1.2 มม./วินาที < 1.4 มม./วินาที เครื่องอยู่ในโซน A แล้ว.

เอกสาร: ช่างเทคนิคบันทึกเซสชั่นไว้ใน Balanset-1A รายงานจะถูกสร้างขึ้นเพื่อแสดงสเปกตรัม “ก่อน” (6.5 มิลลิเมตร/วินาที) และสเปกตรัม “หลัง” (1.2 มิลลิเมตร/วินาที) โดยมีการอ้างอิงถึงขีดจำกัดของมาตรฐาน ISO 20816-3 อย่างชัดเจน รายงานนี้ใช้เป็นเอกสารรับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนด.

ส่วนที่ 6: ข้อพิจารณาเฉพาะด้าน

6.1 เครื่องจักรความเร็วต่ำ

ISO 20816-3 มีหมายเหตุพิเศษสำหรับเครื่องจักรที่ทำงานต่ำกว่า 600 รอบต่อนาที ที่ความเร็วต่ำ สัญญาณความเร็วจะอ่อนลง และการเคลื่อนที่เป็นตัวบ่งชี้ความเค้นหลัก Balanset-1A จัดการกับปัญหานี้โดยอนุญาตให้ผู้ใช้สลับหน่วยการแสดงผลเป็นการเคลื่อนที่ (µm) หรือโดยการตั้งค่าความถี่ตัดต่ำสุดไว้ที่ 5 Hz หรือต่ำกว่า (2 Hz เป็นค่าที่เหมาะสมที่สุด) เพื่อจับพลังงานหลัก “หมายเหตุเตือน” ในภาคผนวก D ของมาตรฐานเตือนไม่ให้พึ่งพาความเร็วเพียงอย่างเดียวเมื่อใช้ความเร็วต่ำ 23 ซึ่งเป็นรายละเอียดที่ผู้ใช้ Balanset-1A ต้องทราบโดยการตรวจสอบการตั้งค่า “Linear” หรือตัวกรองความถี่ต่ำ.

6.2 สภาวะชั่วคราว: การเดินเครื่องขึ้นและการลดความเร็วลง

การสั่นสะเทือนระหว่างการเริ่มต้น (การทำงานชั่วคราว) อาจเกินขีดจำกัดในสภาวะคงที่เนื่องจากผ่านความเร็ววิกฤต (การสั่นพ้อง) ISO 20816-3 อนุญาตให้มีขีดจำกัดที่สูงขึ้นในช่วงเฟสชั่วคราวเหล่านี้23

Balanset-1A มีคุณสมบัติแผนภูมิ “RunDown” แบบทดลอง11 ซึ่งช่วยให้ช่างเทคนิคสามารถบันทึกแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนเทียบกับรอบต่อนาที (RPM) ระหว่างการลดความเร็วลง ข้อมูลนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ:

• การระบุความเร็วที่สำคัญ (การสั่นพ้อง).
• ตรวจสอบว่าเครื่องจักรผ่านภาวะเรโซแนนซ์ได้รวดเร็วเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย.
• การรับรองว่าการสั่นสะเทือนที่ “สูง” นั้นเป็นเพียงชั่วคราวและไม่ใช่สภาวะถาวร.

6.3 ภาคผนวก A เทียบกับ ภาคผนวก B: การประเมินผลแบบคู่

การตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างละเอียดมักจะต้องใช้ทั้งสองอย่าง.

• ภาคผนวก ก (ที่อยู่อาศัย): วัดการถ่ายโอนแรงไปยังโครงสร้าง เหมาะสำหรับความไม่สมดุล ความหลวม.
• ภาคผนวก บี (ปล่อง) วัดพลวัตของโรเตอร์ เหมาะสำหรับการตรวจสอบความไม่เสถียร การหมุนวนของน้ำมัน และการตรวจจับการปัด.

ช่างเทคนิคที่ใช้ Balanset-1A อาจใช้เครื่องวัดความเร่งเพื่อตรวจสอบข้อกำหนดในภาคผนวก A จากนั้นเปลี่ยนอินพุตไปยังโพรบ Bently Nevada ที่มีอยู่เพื่อยืนยันการปฏิบัติตามข้อกำหนดในภาคผนวก B บนกังหันขนาดใหญ่ ความสามารถของ Balanset-1A ในการทำหน้าที่เป็น “ความเห็นที่สอง” หรือ “เครื่องตรวจสอบภาคสนาม” สำหรับเครื่องตรวจวัดแบบติดตั้งถาวรเป็นแอปพลิเคชันสำคัญในการตอบสนองข้อกำหนดทั้งสองภาคผนวก.

Conclusion

การเปลี่ยนผ่านไปสู่มาตรฐาน ISO 20816-3 สะท้อนถึงความเป็นมืออาชีพที่เพิ่มขึ้นในวงการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน โดยต้องการแนวทางที่ละเอียดอ่อนและอิงหลักฟิสิกส์มากยิ่งขึ้นในการประเมินเครื่องจักร มาตรฐานนี้ก้าวข้ามการตัดสินแบบ “ผ่าน/ไม่ผ่าน” ด้วยตัวเลขเพียงอย่างเดียว ไปสู่การวิเคราะห์ความแข็งของฐานรองรับ เวกเตอร์การเปลี่ยนแปลง และการวัดแบบสองโดเมน (ตัวเรือน/เพลา).

ระบบ Balanset-1A แสดงให้เห็นถึงระดับการสอดคล้องที่สูงกับข้อกำหนดสมัยใหม่เหล่านี้ ข้อกำหนดทางเทคนิคของระบบ—ช่วงความถี่, ความแม่นยำ, และความยืดหยุ่นของเซ็นเซอร์—ทำให้เป็นแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่มีความสามารถ อย่างไรก็ตาม คุณค่าที่แท้จริงของระบบอยู่ที่กระบวนการทำงานของซอฟต์แวร์ ซึ่งนำผู้ใช้ผ่านตรรกะที่ซับซ้อนของมาตรฐาน: ตั้งแต่การแก้ไขการสั่นสะเทือนในพื้นหลังและการจำแนกโซน ไปจนถึงความเข้มงวดทางคณิตศาสตร์ของการปรับสมดุลสัมประสิทธิ์อิทธิพล ด้วยการผสานความสามารถในการวินิจฉัยของสเปกตรัมแอนาลีเซอร์เข้ากับพลังการแก้ไขของไดนามิกบาลานเซอร์อย่างได้ผล เครื่อง Balanset-1A ช่วยให้ทีมบำรุงรักษาไม่เพียงแต่สามารถระบุการไม่ปฏิบัติตามมาตรฐาน ISO 20816-3 ได้เท่านั้น แต่ยังช่วยแก้ไขปัญหาอย่างกระตือรือร้น ทำให้ฐานสินทรัพย์อุตสาหกรรมมีความคงทนและเชื่อถือได้ยาวนาน.