ISO 2372: Rung động cơ học của máy móc có tốc độ hoạt động từ 10 đến 200 rev/s
ISO 2372 là một tiêu chuẩn lịch sử đã bị thu hồi, là một trong những hướng dẫn quốc tế đầu tiên được áp dụng rộng rãi để đánh giá độ rung của máy. Được công bố vào năm 1974, nó đã cung cấp cho các kỹ sư bảo trì một cách đơn giản và tươi mới để trả lời câu hỏi lâu đời “mức độ rung động bao nhiêu là quá nhiều?”: lấy một phép đo vận tốc đơn lẻ trên vỏ ổ cầu, tra cứu nó so với biểu đồ, và đọc tình trạng của máy móc. Trong hai thập kỷ, nó là tài liệu tham khảo mặc định, và nó đã hình thành từ vựng của mức độ rung mà ngành công nghiệp vẫn sử dụng cho đến ngày hôm nay. Kể từ đó, nó đã được thay thế — trước tiên bởi Tiêu chuẩn ISO 10816 và bây giờ bởi Tiêu chuẩn ISO 20816 loạt — nhưng hiểu rõ nó vẫn có giá trị để diễn giải các hồ sơ bảo trì cũ hơn và để đánh giá tại sao các tiêu chuẩn hiện đại được xây dựng theo cách chúng được.
1. Tiêu chuẩn sinh ra từ nhu cầu
Trước ISO 2372, việc đánh giá sức khỏe máy móc từ rung động phần lớn là một vấn đề kinh nghiệm cá nhân và các quy tắc thực tiễn khác nhau từ nhà máy này sang nhà máy khác. Đóng góp của tiêu chuẩn là đặt phán đoán đó trên nền tảng chung và có thể lặp lại. Nó áp dụng cho các máy móc có tốc độ hoạt động từ 10 đến 200 rev/s — tức là, khoảng 600 đến 12.000 rpm — bao quát phần lớn máy bơm, quạt, động cơ và máy phát điện công nghiệp thời đó. Bằng cách liên kết một phán quyết thông qua/thất bại rõ ràng với một số dễ đo lường, nó đã tạo giám sát tình trạng có thể tiếp cận được cho bất kỳ kỹ thuật viên nào có máy đo rung động, không chỉ cho các chuyên gia.
2. Các khái niệm cốt lõi của ISO 2372
Phương pháp dựa trên một vài nguyên tắc đơn giản nhưng hiệu quả:
-
Tham số đo lường.
Tiêu chuẩn đã định lượng mức độ nghiêm trọng bằng cách sử dụng một chỉ số duy nhất, có thể lặp lại: broadband RMS (căn bậc hai của giá trị trung bình bình phương) vận tốc, được ghi lại trong phạm vi tần số từ 10 Hz đến 1.000 Hz (600 đến 60.000 CPM). Vận tốc RMS được lựa chọn vì nó có liên hệ trực tiếp với năng lượng phá hủy của dao động, điều này làm cho nó trở thành một chỉ số điều kiện mạnh mẽ phần lớn không phụ thuộc vào tốc độ quay. Việc đo lường được thực hiện trên các bộ phận không quay của máy — thường là các khối lớp vòng bi — là vị trí thực tế và dễ tiếp cận nhất để đánh giá các lực được truyền vào kết cấu. Quy ước “vận tốc trên khối lớp vòng bi” này cũng được áp dụng tiếp tục vào ISO 20816-3 ngày hôm nay, và bạn có thể chuyển đổi một quang phổ thành một con số tổng thể với một máy tính mức độ rung động toàn bộ.
-
Phân loại máy móc.
Nhận thấy rằng một máy bơm nhỏ và một tuốc bin lớn không thể được đặt trên cùng một tiêu chuẩn, ISO 2372 đã phân loại các máy móc thành bốn nhóm rộng, để có thể áp dụng các giới hạn khác nhau tùy theo kích thước, công suất và tính mềm dẻo của kết cấu hỗ trợ:
- Lớp I: các bộ phận riêng lẻ của động cơ và máy móc, được kết nối tích hợp với toàn bộ máy trong điều kiện hoạt động bình thường (các động cơ điện sản xuất lên đến 15 kW là những ví dụ điển hình).
- Lớp II: Máy móc cỡ trung (thường là động cơ điện có công suất từ 15 đến 75 kW) không có bệ đỡ đặc biệt hoặc động cơ hoặc máy móc được lắp đặt cố định có công suất lên đến 300 kW trên bệ đỡ đặc biệt.
- Lớp III: Các động cơ chính lớn và các máy móc lớn khác có khối lượng quay được lắp trên các nền móng cứng và nặng, tương đối cứng theo hướng đo độ rung.
- Lớp IV: các động cơ chính lớn và các máy móc lớn khác có khối lượng quay lắp đặt trên các nền tảng tương đối mềm theo hướng đo dao động (ví dụ, một bộ tuốc bin-phát điện trên khung thép nhẹ, mềm dẻo).
Sự phân chia giữa Lớp III và Lớp IV phụ thuộc vào độ cứng nền — một nền tảng cứng truyền và ràng buộc dao động khác với một nền tảng mềm, vì vậy cùng một máy móc có thể đảm bảo các giới hạn khác nhau tùy thuộc vào cách nó được lắp đặt.
-
Biểu đồ mức độ nghiêm trọng của rung động.
Trái tim của tiêu chuẩn là biểu đồ đánh giá của nó. Đối với mỗi trong bốn lớp, nó đã gán các dải vận tốc RMS cụ thể cho các mức chất lượng điều kiện dễ hiểu và áp dụng:
- A (Tốt): máy móc vừa đưa vào hoạt động hoặc được bảo trì tốt.
- B (Đạt yêu cầu): có thể chấp nhận được để hoạt động dài hạn, không hạn chế.
- C (Không đạt yêu cầu): không chấp nhận được để hoạt động kéo dài; máy móc nên được giám sát và lên lịch bảo trì.
- D (Không thể chấp nhận): dao động gây hại và đòi hỏi hành động ngay lập tức để tránh hỏng hóc.
Phương pháp dựa trên biểu đồ này cho phép một kỹ thuật viên lấy một lần đo, xác định loại máy, và đưa ra kết luận rõ ràng về tình trạng của nó trong vài giây. Lưu ý rằng một vận tốc cố định — chẳng hạn 4,5 mm/s — có thể được coi là “Thỏa đáng” đối với một máy Loại IV lớn nhưng “Không thỏa đáng” đối với một máy Loại I nhỏ; loại máy xác định được giới hạn.
3. Lý Do Nó Bị Thay Thế
ISO 2372 là một bước tiến lớn, nhưng nó mang theo những hạn chế mà các tiêu chuẩn hiện đại đã đề ra để khắc phục:
- Đơn giản hóa quá mức: chia tất cả các máy chỉ thành bốn loại quá thô sơ. Loạt tiêu chuẩn ISO 10816 / 20816 hiện đại cung cấp hướng dẫn chi tiết hơn nhiều được điều chỉnh cho từng loại máy cụ thể — máy bơm, quạt, máy nén, tua bin thuỷ điện và khí thiên nhiên, v.v.
- Tính mơ hồ về nền tảng: sự phân biệt giữa các nền tảng “cứng” và “mềm” thường rất khó để đánh giá và được áp dụng không nhất quán từ người đánh giá này sang người khác.
- Không có thông tin chẩn đoán: tiêu chuẩn chỉ đưa ra một con số tổng thể duy nhất. Nó không tiết lộ gì về các tần số có trong tín hiệu và do đó không thể chỉ ra nguyên nhân — nó có thể cảnh báo một máy móc bị lỗi nhưng không phân biệt được mất cân bằng từ sự không thẳng hàng.
- Công nghệ phát triển: nó được viết trước khi có sự sẵn có rộng rãi của công nghệ số, FFT-cơ sở máy phân tích rung động những công nghệ ngày nay có thể phân giải một lần đo thành các thành phần tần số của nó gần như tức thì.
4. Di Sản và Thực Hành Hiện Đại
Mặc dù bị rút khỏi sử dụng, di sản của ISO 2372 rất sâu sắc. Nó đã thiết lập vận tốc RMS tổng thể trên vỏ ổ động cơ làm thước đo chính của mức độ nghiêm trọng tổng thể — một quy ước vẫn tồn tại nguyên vẹn trong các tiêu chuẩn ngày nay. Nhiều máy đo đơn giản và công cụ sàng lọc vẫn hiển thị các dải báo động mã hóa màu xanh / vàng / đỏ xuất phát trực tiếp từ biểu đồ phân loại bốn mức ban đầu, ánh xạ gọn gàng lên báo thức and các cấp độ chuyến đi được sử dụng trong giám sát liên tục. Nếu bạn đang làm việc từ giới hạn dựa trên khu vực hiện tại thay vào đó, thì biểu đồ mức độ nghiêm trọng của rung động kết nối các sơ đồ cũ và mới.
Trong công việc thực địa hàng ngày, nguyên tắc này vẫn tồn tại ngay cả khi tài liệu bị loại bỏ. Một máy phân tích cầm tay như Balanset-1A đo vận tốc tổng thể trên các vỏ ổ động cơ cũng như ISO 2372 quy định, sau đó đi xa hơn — phân giải tín hiệu tương tự thành một phổ để kỹ sư không chỉ có thể xếp loại mức độ nghiêm trọng theo các khu vực ISO 20816 mà còn xác định được tần số gây hại và, khi lỗi là mất cân bằng, sửa chữa nó tại chỗ bằng cân bằng tại hiện trường. Theo nghĩa đó, quy trình làm việc hiện đại làm chính xác những gì ISO 2372 đã làm, và sau đó trả lời câu hỏi mà biểu đồ cũ không bao giờ có thể trả lời: Tại sao.
Tiêu chuẩn ISO chính thức
Để biết tiêu chuẩn chính thức đầy đủ, hãy truy cập: ISO 2372 trên ISO Store
