ISO 13373-1: Моніторинг стану та діагностика машин — Моніторинг стану за вібрацією. Частина 1: Загальні процедури
ISO 13373-1 встановлює систематизовану, відтворювану процедуру для виконання вібрація вимірювання та аналіз у рамках моніторинг стану програми. Це базовий посібник “як це робити” з практичної механіки вимірювання: як обирати точки та параметри вимірювання, як збирати дані та як проводити первинну оцінку. Його мета — забезпечити, щоб зібрані вами дані про вібрацію були узгодженими, надійними та придатними для виявлення змін у стані обладнання з плином часу. Там, де ISO 17359 визначає загальну стратегію програми моніторингу, а стандарт ISO 13373-1 детально описує процедури для каналу вібрації та формалізує найкращі практики, що лежать в основі збір даних на основі маршруту.
1. Сфера застосування та цілі
У цьому вступному розділі визначено мету стандарту: встановити загальний, систематичний та відтворюваний набір процедур, що охоплює весь процес моніторингу стану за допомогою вібраційних вимірювань. Головна мета полягає в тому, щоб забезпечити послідовний та надійний збір даних, які будуть придатні для передбаченого використання — виявлення змін у динамічній поведінці обладнання в міру їх виникнення. Цей документ призначений слугувати процедурною основою для створення нової програми або проведення аудиту існуючої.
Основна ідея полягає в тому, що дотримання цих процедур дозволяє організації створити якісну базу даних про історію вібрації обладнання. Ця історія є необхідною передумовою для ефективного виявлення несправностей, аналіз тенденцій і діагностика. У стандарті чітко зазначено, що частина 1 охоплює загальну методологію, тоді як наступні частини — зокрема ISO 13373-2 — містять більш детальні методи діагностики, що дозволяють інтерпретувати дані після їхнього правильного збору.
2. Вимірювання та вибір датчиків
Цей розділ присвячений рішенням, що становлять основу будь-якого вимірювання. У ньому передбачено структурований підхід до вибору точок вимірювання, при цьому наголошується, що вони повинні розташовуватися якомога ближче до підшипників машини, щоб точно фіксувати сили, що передаються від ротора. У ньому наведено докладні вказівки щодо орієнтації вимірювання — горизонтальної, вертикальної та осьовий — щоб скласти повне тривимірне уявлення про те, як рухається машина.
Значна частина розділу присвячена вибору датчиків та порівнянню переваг і недоліків різних типів перетворювачів. акселерометр визнано найпоширенішим варіантом завдяки широкому діапазону частот та надійності, але у стандарті також розглядаються датчики швидкості та безконтактний зонди наближення для конкретних застосувань, таких як обладнання з підшипниками на рідинній плівці. Важливо, що в документі наголошується на тому, що якість даних безпосередньо залежить від способу кріплення датчика; для отримання найбільш відтворюваних результатів настійно рекомендується постійне кріплення на шпильках, а також наводиться посилання на докладні інструкції з монтажу в ISO 5348.
3. Параметри вимірювання
Це, мабуть, найбільш технічний розділ, оскільки він визначає налаштування всередині збирач даних які визначають якість та корисність даних спектрального аналізу та форми сигналу. У ньому пропонується методологія вибору цих параметрів з урахуванням конкретного обладнання та несправностей, на які ведеться спостереження:
- Діапазон частот (Fmax): максимальна частота вимірювання повинна бути достатньо високою, щоб зафіксувати необхідні характеристики — високочастотні тони дефекти підшипників або зачеплення шестерень — але не настільки висока, щоб знижувати роздільну здатність через зайві перешкоди.
- Роздільна здатність: кількість ліній у FFT спектр. Для розділення компонентів, розташованих близько один до одного, необхідна достатня роздільна здатність, що має вирішальне значення для розрізнення бічні смуги навколо частоти зачеплення зубців або розрізнення майже однакових робочих швидкостей у багатовальному механізмі.
- Усереднення: Усереднення сигналів покращує відношення сигнал/шум і забезпечує більш стабільні та відтворювані результати вимірювання. У стандарті описано різні види усереднення — усереднення за середньоквадратичним значенням та утримання піку серед них — і коли кожна з них є доречною.
- Застосування віконних функцій: це пояснює, чому функція віконування such as a Вікно Ханнінга повинно бути застосовано до часових даних перед виконанням ФФТ, щоб мінімізувати похибку, відому як спектральний витік.
Choosing Fmax а кількість рядків разом визначає діапазон частот кожного спектрального інтервалу, тому ці два параметри найкраще вибирати разом; Калькулятор роздільної здатності ШПФ чітко визначає цей компроміс ще до налаштування маршруту.
4. Процедури збору даних
У цьому розділі розглядається перехід від налаштування до виконання, де наводиться чітка процедура самого процесу збору даних. Головним завданням є забезпечення порівнянності: кожне вимірювання має бути безпосередньо порівнянним з усіма минулими та майбутніми вимірюваннями в тій самій точці. Тому стандарт приділяє велику увагу документуванню умов роботи обладнання на момент проведення випробування — частоти обертання, навантаження, температури та будь-яких інших відповідних технологічних параметрів. Це має важливе значення, оскільки зміна умов експлуатації може суттєво змінити вібраційний сигнал машини, і без цього незначна зміна може бути помилково сприйнята як наростаюча несправність. У цьому розділі також наведено контрольний список для перевірки цілісності вимірювального ланцюга перед початком запису: підтвердження правильного кріплення датчика, справності кабелю та правильності налаштувань колектора.
5. Аналіз та оцінка даних
Оскільки якісні дані вже існують, у цьому розділі наводиться їх інтерпретація, а також формалізується двокомпонентний підхід, вперше запроваджений у таких стандартах, як ISO 20816-1 (сучасний наступник стандарту ISO 10816-1):
- Порівняння абсолютних границь: виміряне значення широкосмугового діапазону порівнюється із заздалегідь визначеними суворість графіки — наприклад, зони ISO 20816 серії — для оцінки стану машини як «добрий», «задовільний» або «незадовільний».
- Аналіз тенденцій: більш ефективний метод, що полягає у побудові графіку значень у часі для визначення стабільної базовий рівень а потім відстежувати значні відхилення від нього. У стандарті наголошується, що виявлення зміна часто є важливішим за саму цифру.
У ньому наведено методику встановлення порогових значень для сигналізації на основі даних: Сповіщення може зрости, коли вібрація подвоїться (збільшення на 100 % порівняно з базовим рівнем) і Відключення коли цей показник зростає вп'ятеро (на 400 %), навіть якщо його абсолютні значення все ще залишаються в межах, які в іншому випадку вважалися б прийнятними. Така логіка, що базується на змінах, дозволяє виявити порушення, які при використанні лише фіксованого обмеження були б помічені лише значно пізніше.
6. Виявлення основних несправностей
Останній розділ присвячений ознайомленню з процесом діагностики. Якщо в частині 1 основна увага приділяється збиранню та виявленню даних, то цей розділ слугує перехідним етапом до діагностики, пояснюючи фундаментальний принцип, згідно з яким різні механічні та електричні несправності породжують унікальні, впізнавані закономірності у вібраційних даних. У ньому розглядається практика кореляції конкретних частот у Спектр ШПФ з їхніми фізичними джерелами на машині. Домінуючий пік, що відповідає рівно одній швидкості роботи (1X), зазвичай вказує на дисбаланс; виражений пік на рівні 2X часто вказує на неспіввісність; а високочастотні несинхронні піки зазвичай пов’язані з дефекти підшипниківСаме така базова підготовка необхідна аналітику перед тим, як приступити до більш глибокого аналізу першопричин, що передбачений у більш просунутих стандартах серії ISO 13373.
7. Впровадження процедури на практиці
На практиці дотримання стандарту ISO 13373-1 передбачає наявність приладу, здатного як реєструвати спектри відповідно до параметрів, визначених стандартом, так і фіксувати умови роботи під час кожного вимірювання. Портативний двоканальний аналізатор, такий як Balanset-1A вимірює рівні широкосмугового сигналу та спектри Фур’є, передбачені стандартом, фіксує синхронну амплітуду 1X та фаза які дозволяють відрізнити дисбаланс від неспіввісності, а також дають техніку можливість фіксувати швидкість і навантаження для кожної точки, щоб результати подальшого порівняння залишалися достовірними. Якщо аналіз, наведений у розділі 5, підтвердить наявність дисбалансу, цей самий інструмент виконує балансування на місці виправлення безпосередньо на місці, що дозволяє зберегти цикл виявлення та виправлення в межах одного місця.
8. Основні поняття, про які слід пам’ятати
- Послідовність та відтворюваність: Головна ідея стандарту полягає в тому, що програма моніторингу не має сенсу, якщо дані збираються несистематично, а ISO 13373-1 встановлює правила, що забезпечують систематичність цього процесу.
- Якість даних: У стандарті приділяється особлива увага факторам, що визначають якість, насамперед кріпленню датчика та правильному вибору параметрів вимірювання, таких як діапазон частот і роздільна здатність.
- Основа для програми, а не діагностичний посібник: у ній не описано, як виявити кожну конкретну несправність; це найважливіший перший крок, який допоможе вам collect дані, які згодом будуть інтерпретуватися системами діагностики, описаними в стандартах ISO 13373-2 та -3.
Повний офіційний текст опубліковано ISO як стандарт № 21831, і його можна придбати в інтернет-магазині ISO. Наведений вище короткий виклад відображає процедурну логіку стандарту; організаціям, яким потрібні повні нормативні деталі, точні критерії компетентності та всі технічні специфікації, слід придбати сам стандарт.
