ISO 13373-1: Giám sát tình trạng và chẩn đoán máy móc – Giám sát tình trạng rung động – Phần 1: Quy trình chung

Bản tóm tắt

Tiêu chuẩn ISO 13373-1 thiết lập một quy trình có hệ thống và có thể lặp lại để thực hiện đo lường và phân tích độ rung như một phần của chương trình giám sát tình trạng. Tiêu chuẩn này đóng vai trò là hướng dẫn “cách thực hiện” cơ bản để thiết lập chương trình giám sát, trình bày chi tiết mọi thứ từ việc lựa chọn điểm đo và thông số đến thu thập dữ liệu và phân tích cơ bản. Mục tiêu là đảm bảo dữ liệu độ rung được thu thập nhất quán, đáng tin cậy và phù hợp để phát hiện những thay đổi về tình trạng máy móc theo thời gian. Tiêu chuẩn này về cơ bản chính thức hóa các phương pháp hay nhất cho thu thập dữ liệu dựa trên tuyến đường.

Mục lục (Cấu trúc khái niệm)

Tiêu chuẩn này cung cấp hướng dẫn từng bước để thiết lập quy trình giám sát rung động hiệu quả:

1. 1. Phạm vi và Mục tiêu:

   Chương nền tảng này định nghĩa rõ ràng mục đích của tiêu chuẩn, đó là thiết lập một bộ quy trình chung, có hệ thống và có thể lặp lại cho toàn bộ quá trình giám sát tình trạng rung. Mục tiêu chính là đảm bảo dữ liệu rung được thu thập một cách nhất quán và đáng tin cậy, phù hợp với mục đích dự kiến: phát hiện những thay đổi trong hành vi động của máy theo thời gian. Tiêu chuẩn được thiết kế để trở thành xương sống về mặt quy trình cho việc thiết lập chương trình giám sát rung mới hoặc để kiểm tra chương trình hiện có. Tiêu chuẩn nhấn mạnh rằng bằng cách tuân theo các quy trình này, một tổ chức có thể tạo ra một cơ sở dữ liệu chất lượng cao về lịch sử rung của máy, đây là điều kiện tiên quyết thiết yếu để phát hiện lỗi, phân tích xu hướng và chẩn đoán hiệu quả. Tiêu chuẩn cũng làm rõ rằng phần này của tiêu chuẩn bao gồm phương pháp luận chung, trong khi các phần tiếp theo (ví dụ: ISO 13373-2) cung cấp các kỹ thuật chẩn đoán chi tiết hơn.

2. 2. Đo lường và lựa chọn cảm biến:

   Chương này đi sâu vào các quyết định quan trọng tạo nên nền tảng của bất kỳ phép đo độ rung nào. Chương này yêu cầu một phương pháp tiếp cận có cấu trúc để lựa chọn điểm đo, nhấn mạnh rằng chúng phải càng gần ổ trục của máy càng tốt để nắm bắt chính xác lực truyền từ rô-to. Chương này cung cấp hướng dẫn chi tiết về hướng đo (ngang, dọc, dọc trục) để đảm bảo hình ảnh ba chiều hoàn chỉnh về chuyển động của máy. Một phần đáng kể của phần này dành riêng cho việc lựa chọn cảm biến, giải thích sự cân bằng giữa các loại đầu dò khác nhau. Chương này nhấn mạnh rằng máy đo gia tốc là lựa chọn phổ biến nhất do dải tần số rộng và độ bền cao, nhưng cũng thảo luận về việc sử dụng đầu dò vận tốc và không tiếp xúc đầu dò tiệm cận cho các ứng dụng cụ thể. Điều quan trọng là nó nhấn mạnh rằng chất lượng dữ liệu phụ thuộc trực tiếp vào phương pháp lắp đặt cảm biến, đưa ra khuyến nghị mạnh mẽ về việc sử dụng giá đỡ cố định để có dữ liệu chất lượng cao nhất, có thể lặp lại nhiều nhất và tham khảo các hướng dẫn chi tiết trong Tiêu chuẩn ISO 5348.

3. 3. Thông số đo lường:

   Phần này được cho là phần kỹ thuật nhất, vì nó quy định các thiết lập trong bộ thu thập dữ liệu, quyết định chất lượng và tính hữu ích của dữ liệu phổ và dạng sóng. Phần này cung cấp phương pháp chi tiết để lựa chọn các thông số này dựa trên máy móc cụ thể và các lỗi tiềm ẩn đang được theo dõi. Các thông số chính được đề cập bao gồm:

   • Dải tần số (Fmax): Tiêu chuẩn này giải thích cách chọn tần số tối đa cho phép đo. Tần số này phải đủ cao để thu được các tín hiệu quan tâm, chẳng hạn như âm thanh tần số cao từ khuyết tật ổ trục hoặc lưới bánh răng, mà không quá cao đến mức gây ra tiếng ồn không cần thiết.
   • Resolution: Điều này đề cập đến số lượng dòng trong FFT phổ. Tiêu chuẩn này cung cấp hướng dẫn về việc lựa chọn độ phân giải đủ để tách các thành phần tần số có khoảng cách gần, điều này rất quan trọng để xác định các dải bên xung quanh tần số lưới bánh răng hoặc phân biệt giữa các tốc độ chạy có khoảng cách gần trong máy nhiều trục.
   • Trung bình: Tiêu chuẩn này giải thích việc sử dụng phương pháp trung bình hóa tín hiệu để cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu và cung cấp phép đo ổn định hơn, có thể lặp lại. Tiêu chuẩn này mô tả các loại trung bình khác nhau, chẳng hạn như trung bình RMS và giữ đỉnh, cũng như thời điểm áp dụng chúng.
   • Cửa sổ: Điều này giải thích sự cần thiết của việc áp dụng một chức năng cửa sổ (giống như cửa sổ Hanning) vào dữ liệu thời gian trước khi thực hiện FFT để giảm thiểu lỗi được gọi là rò rỉ quang phổ.
4. 4. Thủ tục thu thập dữ liệu:

   Chương này chuyển từ thiết lập sang thực thi, cung cấp một quy trình nghiêm ngặt cho chính hành động thu thập dữ liệu. Trọng tâm chính là đảm bảo rằng mọi phép đo được thực hiện đều có thể so sánh được với tất cả các phép đo trong quá khứ và tương lai. Chương này nhấn mạnh vào việc ghi lại các điều kiện vận hành của máy tại thời điểm thử nghiệm, bao gồm tốc độ quay, tải, nhiệt độ và bất kỳ biến số quy trình liên quan nào khác. Điều này rất quan trọng vì sự thay đổi trong các điều kiện này có thể làm thay đổi đáng kể đặc tính rung của máy và nếu không có bối cảnh này, sự thay đổi về độ rung có thể bị hiểu sai là một lỗi đang phát triển. Tiêu chuẩn cũng cung cấp một danh sách kiểm tra để xác minh tính toàn vẹn của chuỗi đo lường trước khi thu thập dữ liệu, đảm bảo rằng cảm biến được lắp đặt đúng cách, cáp ở trong tình trạng tốt và cài đặt của bộ thu thập dữ liệu là chính xác.

5. 5. Phân tích và đánh giá dữ liệu:

   Sau khi dữ liệu chất lượng cao đã được thu thập, chương này cung cấp khuôn khổ cho việc diễn giải dữ liệu. Chương này chính thức hóa phương pháp tiếp cận đánh giá hai hướng, lần đầu tiên được giới thiệu trong các tiêu chuẩn như Tiêu chuẩn ISO 10816-1. Phương pháp đầu tiên là **so sánh giới hạn tuyệt đối**, trong đó giá trị rung động băng thông rộng được đo được so sánh với các biểu đồ mức độ nghiêm trọng được xác định trước (ví dụ: từ loạt ISO 10816) để xác định xem máy đang ở trong tình trạng "Tốt", "Đạt yêu cầu" hay "Không đạt yêu cầu". Phương pháp thứ hai và mạnh mẽ hơn là **phân tích xu hướng**. Phương pháp này bao gồm việc vẽ biểu đồ các giá trị đo lường theo thời gian để thiết lập đường cơ sở ổn định và sau đó tìm kiếm các độ lệch đáng kể so với đường cơ sở đó. Tiêu chuẩn nhấn mạnh rằng việc phát hiện thay đổi thường quan trọng hơn giá trị tuyệt đối. Tiêu chuẩn này cung cấp phương pháp luận để thiết lập các mức cảnh báo "Cảnh báo" và "Chuyến đi" dựa trên dữ liệu—ví dụ: thiết lập Cảnh báo nếu độ rung tăng gấp đôi (tăng 100%) và Chuyến đi nếu tăng gấp năm lần (tăng 400%) so với đường cơ sở bình thường, ngay cả khi các giá trị tuyệt đối vẫn nằm trong vùng chấp nhận được.

6. 6. Xác định lỗi cơ bản:

   Chương cuối cùng này đóng vai trò giới thiệu về quy trình chẩn đoán. Mặc dù trọng tâm chính của Phần 1 là thu thập và phát hiện dữ liệu, phần này sẽ thu hẹp khoảng cách với chẩn đoán bằng cách giải thích nguyên lý cơ bản rằng các lỗi cơ học và điện khác nhau tạo ra các mẫu hình riêng biệt, dễ nhận biết trong dữ liệu rung động. Phần này giới thiệu khái niệm về tương quan tần số cụ thể trong FFT spectrum đến các nguồn vật lý của chúng trên máy. Ví dụ, nó giải thích rằng một đỉnh cao ở đúng một lần tốc độ chạy (1X) thường chỉ ra mất cân bằng, trong khi đỉnh cao ở tốc độ chạy 2X thường chỉ ra sự không thẳng hàng. Nó cũng mô tả cách các đỉnh tần số cao, không đồng bộ có thể được liên kết với khuyết tật ổ trụcChương này cung cấp kiến thức nền tảng cần thiết để nhà phân tích bắt đầu quá trình phân tích nguyên nhân gốc rễ, đây là chủ đề của các tiêu chuẩn nâng cao hơn trong loạt tiêu chuẩn ISO 13373.

Các khái niệm chính

• Tính nhất quán và khả năng lặp lại: Chủ đề chính của tiêu chuẩn này là: Một chương trình giám sát sẽ vô dụng nếu dữ liệu không được thu thập một cách nhất quán. ISO 13373-1 cung cấp các quy tắc để đạt được điều này.
• Chất lượng dữ liệu: Tiêu chuẩn này nhấn mạnh vào các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dữ liệu, đặc biệt là cách lắp đặt đầu dò và lựa chọn cài đặt đo lường phù hợp (ví dụ: dải tần số, độ phân giải).
• Nền tảng cho một chương trình: Tiêu chuẩn này không phải là hướng dẫn chẩn đoán giúp bạn xác định lỗi cụ thể. Thay vào đó, đây là bước đầu tiên thiết yếu, hướng dẫn bạn cách *thu thập dữ liệu* chính xác để sử dụng cho chẩn đoán (điều này được đề cập trong các tiêu chuẩn khác, chẳng hạn như ISO 13373-2 và ISO 13373-3).

← Quay lại Mục lục chính