ГОСТ Р 56646-2015/ISO/TR 19201:2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Вибрация. Руководство по выбору критериев оценки вибрационного состояния машин
5. Измерения на невращающихся частях
5.1 Общее руководство, включающее описание методов оценки вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях приведено в ИСО 10816-1. В других стандартах этой серии приведены критерии вибрационного состояния для машин разных видов. Эти критерии могут устанавливаться как в отношении абсолютных значений контролируемых параметров, так и в отношении изменений этих параметров и используются в целях контроля состояния машин при их применении, а также во время приемочных испытаний.
Стандарты серии ИСО 10816:
a) охватывают широкий диапазон частот, позволяющий описывать вибрацию как низкоскоростных, так и высокоскоростных машин;
b) устанавливают принципы оценки вибрационного состояния на основе зон вибрационного состояния;
c) обобщают опыт оценки вибрационного состояния, накопленный в результате применения машин конкретного вида;
d) устанавливают критерии оценки вибрационного состояния для машин данного вида.
В ИСО 10816-1 приведено общее руководство по заданию границ зон вибрационного состояния для установившегося и переходных режимов работы машины. Это служит основой для определения конкретных числовых значений границ в остальных стандартах серии. ИСО 10816-1 определяет зоны вибрационного состояния следующим образом.
Зона A - в эту зону попадает, как правило, вибрация новых машин, вводимых в эксплуатацию.
Зона B - машины, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают пригодными для длительной эксплуатации без ограничения сроков.
Зона C - машины, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают непригодными для длительной непрерывной работы. Обычно допускают функционирование таких машин ограниченный период времени, пока не появится возможность проведения восстановительных мероприятий.
Зона D - уровни вибрации в данной зоне обычно рассматривают как способные вызывать серьезные повреждения машин.
Границы зон вибрационного состояния можно использовать в качестве ориентиров, позволяющих избежать чрезмерно завышенных и нереалистических требований к вибрации машин. Критерии приемки всегда должны быть предметом соглашения между поставщиком и покупателем машины. Границы зон служат основой для определения критериев приемки новых и восстановленных машин. Как правило, критерий приемки устанавливают в пределах зоны A или B, но не превышающим границу между этими зонами более чем на 25%.
То, что контролируемый параметр основан на измерениях широкополосной вибрации, позволяет ему реагировать на разные изменения состояния машин данного вида. Например, нарушение целости машин с подшипниками качения проявляется на более высоких частотах, чем для подшипников с гидродинамическими подшипниками. Поскольку характеристикой вибрации, непосредственно связанным с передаваемой вибрационной энергией, является скорость, среднеквадратичное значение скорости является основной величиной для построения критериев вибрационного состояния. Однако ИСО 10816 допускает также использование критериев, построенных для перемещения и ускорения вибрации, а также использование в качестве контролируемого параметра пикового значения вместо среднего квадратичного. Особенно часто это используют в случае низкооборотных и высокооборотных машин.
5.2 ИСО 10816-2 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния крупных паротурбинных генераторных установок на основе измерений вибрации подшипников или подшипниковых опор.
Измерительная система должна обеспечивать измерение широкополосной вибрации в диапазоне частот от 10 до 500 Гц. Если, однако, результаты измерений предполагается использовать также в целях диагностирования или для контроля поведения машины при разгоне и выбеге, а также на повышенных рабочих скоростях, то диапазон частот измерений может быть расширен.
Критерии для среднеквадратичных значений скорости подшипников или подшипниковых опор, установленные ИСО 10816-2, применяют для паротурбинных установок мощностью свыше 50 МВт с номинальными скоростями вращения 1500, 1800, 3000 и 3600 мин-1. Эти критерии предназначены для оценки поведения машины на месте ее применения в установившемся режиме работы. Классификация зон вибрационного состояния - та же, что и в ИСО 10816-1. Кроме того, рассматриваются методы оценки вибрационного состояния в переходных режимах работы, связанных с изменением нагрузки или скорости вращения ротора.
5.3 ИСО 10816-3 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния на основе результатов измерений вибрации подшипников, подшипниковых опор или корпуса промышленного агрегата на месте его применения. Этот стандарт распространяется на паровые турбины мощностью до 50 МВт, а также на паротурбинные установки мощностью свыше 50 МВт, но с рабочими скоростями менее 1500 или более 3600 мин-1. Кроме того, область применения стандарта включает в себя компрессоры, промышленные газовые турбины мощностью до 3 МВт, генераторы (не охватываемые ИСО 10816-2), все виды электродвигателей, вентиляторы и воздуходувки мощностью более 300 кВт, а также другие вентиляторы на достаточно жестких основаниях. Стандарт распространяется также на насосы, не охватываемые ИСО 10816-7.
Широта класса машин, на которые распространяется стандарт, и связанное с этим большое разнообразие конструкций, типов подшипников и типов основания потребовал разделения данного класса на две группы:
a) группу 1, включающую в себя машины номинальной мощностью свыше 300 кВт и электрические машины с высотой вала 315 мм и более;
b) группу 2, включающую в себя машины средних размеров номинальной мощностью от 15 до 300 кВт включительно и электрические машины с высотой вала от 160 до 315 мм.
Крупные машины (обычно с подшипниками скольжения) имеют рабочую или номинальную скорость вращения в широком диапазоне от 120 до 15000 мин-1.
Для каждой из групп машин установлены свои границы зон вибрационного состояния. Классификация зон вибрационного состояния - та же, что и в ИСО 10816-1.
5.4 ИСО 10816-4 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния на основе результатов измерений вибрации на корпусах или опорах подшипников газотурбинных установок с гидродинамическими подшипниками.
ИСО 10816-4 распространяется на газотурбинные установки стационарного типа, используемые в качестве приводных устройств электрических и других машин, номинальной мощностью свыше 3 МВт и скоростями вращения под номинальной нагрузкой от 3000 до 30000 мин-1. Обычно установленные стандартом критерии оценки применяют как к газовым турбинам, так и к приводным машинам. Если в состав установки входит электрогенератор, то для установок с мощностью свыше 50 МВт для оценки вибрационного состояния электрогенератора применяют критерии по ИСО 10816-2, а для установок с мощностью до 50 МВт включительно - ИСО 10816-3.
Границы зон вибрационного состояния установлены в предположении, что широкополосную вибрацию измеряют на месте применения машины в установившемся режиме ее работы. Кроме того, рассматриваются также методы оценки вибрационного состояния в переходных режимах работы, связанных с изменением нагрузки или скорости вращения ротора. Стандарт распространяется на машины, имеющие в своем составе зубчатые механизмы, но не распространяется на контроль состояния этих механизмов. Классификация зон вибрационного состояния - та же, что и в ИСО 10816-1.
5.5 ИСО 10816-5 устанавливает общее руководство по оценке вибрационного состояния по результатам измерений вибрации на подшипниках, подшипниковых опорах или корпусах гидравлических машин на месте их применения. ИСО 10816-5 распространяется на агрегаты, устанавливаемые на гидроэлектростанциях и насосных станциях, с частотами вращения от 120 до 1800 мин-1, с подшипниками скольжения с цельными или сегментными вкладышами и главным двигателем мощностью 1 МВт и выше. Валопровод агрегата может быть расположен горизонтально, вертикально или под произвольным углом.
ИСО 10816-5 распространяется на турбины и генераторы, насосы, а также на электрические машины, такие как электродвигатели, турбонасосы и мотор-генераторы, включая их вспомогательное оборудование (например, пусковые турбины или возбудители). Оценка вибрационного состояния может быть также выполнена для одиночных турбин или насосов, соединенных с генераторами или электродвигателями гибкими валами или через зубчатые передачи.
Критерии установлены в зависимости от скорости вращения вала.
5.6 ИСО 10816-6 устанавливает процедуры и руководство по измерению вибрации и классификации машин возвратно-поступательного действия в соответствии с их вибрационным состоянием. В общем случае классификация основывается на измерениях на несущей конструкции машины, а предельные значения определены, в первую очередь, исходя из надежной и безопасной работы самой машины и присоединенного к ней вспомогательного оборудования.
В случае машин возвратно-поступательного действия вибрация несущей конструкции, классифицированная в соответствии с ИСО 10816-6, может дать только самое общее представление о механических напряжениях и вибрации внутри машины. Например, крутильные колебания вращающихся частей не проявляют себя через вибрацию корпуса машины. Опыт эксплуатации машин данного вида показывает, что превышение установленных предельных значений проявляет себя преимущественно в присоединенном оборудовании (газотурбинных нагнетателях, теплообменниках, регуляторах частоты вращения, насосах, фильтрах и т.п.), соединяющих машину с периферийными устройствами (например, трубопроводами) или в средствах контроля (таких как датчики давления или термометры).
ИСО 10816-6 распространяется на машины с жестким или упругим креплением к основанию с номинальной мощностью свыше 100 кВт. Типичными примерами таких машин являются главные и вспомогательные судовые двигатели, двигатели в составе дизель-генераторов, газовые компрессоры, тепловозные двигатели. Классификация машин установлена на основе предельных значений перемещения, скорости и ускорения.
5.7 ИСО 10816-7 устанавливает общее руководство по оценке вибрационного состояния промышленных динамических насосов с номинальной мощностью более 1 кВт и требования к измерениям вибрации на их подшипниковых опорах. Оценка вибрационного состояния может быть выполнена как на стенде изготовителя, так и на месте эксплуатации насосов. Установлены зоны вибрационного состояния для приемочных испытаний на стенде изготовителя, а также специальные критерии оценки. Границы зон состояния приведены для насосов с горизонтальным и вертикальным расположением вала безотносительно к жесткости опоры.
Стандарт устанавливает два дополнительных критерия оценки вибрационного состояния исходя из условия длительной безотказной работы машин. Первый критерий основан на абсолютных значениях контролируемого параметра, второй - на его изменениях со временем. Критерии применяют в отношении вибрации, производимой самой машиной, но не передаваемой на машину извне. Границы зон состояния по скорости устанавливают для двух категорий насосов: мощностью до 200 кВт включительно и мощностью более 200 кВт. Приведены также границы зон и приемочные критерии для перемещения.
5.8 ИСО 10816-8 устанавливает руководство по проведению измерений вибрации и классификации вибрационных состояний поршневых компрессорных агрегатов. Предельные значения приведены, исходя из цели избежать усталостных повреждений в отдельных частях агрегата (основании, самом компрессоре, демпферах, трубной обвязке) и соединенного с агрегатом вспомогательного оборудования. Руководство не предназначено для использования в целях контроля состояния агрегатов.
ИСО 10816-8 распространяется на жестко установленные поршневые компрессоры с типичными рабочими скоростями в диапазоне от 120 до 1800 мин-1. Приведены диапазоны допустимой общей вибрации, выраженной через параметры перемещения, скорости и ускорения, для агрегатов горизонтального и вертикального исполнения. Приведенные критерии используют также, чтобы избежать нежелательного влияния вибрации на присоединенное оборудование, такое как гаситель пульсаций или трубопровод.
Установлено, что применимость критериев оценки ограничена, если целью контроля являются внутренние части агрегата (клапаны, поршни, поршневые кольца). Обнаружение повреждений этих частей требует использования методов, выходящих за область применения ИСО 10816-8.
ИСО 10816-8 не распространяется на гиперкомпрессоры и на создаваемый компрессорными агрегатами шум. Классификация зон вибрационного состояния отличается от установленной в ИСО 10816-1.
Подписаться на обновления