ГОСТ Р 56646-2015/ISO/TR 19201:2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Вибрация. Руководство по выбору критериев оценки вибрационного состояния машин
6. Измерения на вращающихся частях
6.1 Общее руководство по оценке вибрационного состояния машин на основе результатов измерений вибрации на вращающихся валах, приведено в ИСО 7919-1. Конструкция таких машин обычно включает в себя гибкий валопровод, вибрация которого более чувствительна к изменению состояния машины, чем вибрация корпуса, и поэтому более подходит для описания вибрационного состояния. Кроме того, измерения вибрации вала зачастую предпочтительны для машин, имеющих относительно жесткий и/или тяжелый корпус, масса которого значительно превосходит массу ротора.
В число машин, вибрационное состояние которых удобно описывать через результаты измерений на валах, входят промышленные паровые турбины, газовые турбины и турбокомпрессоры, у которых в диапазоне рабочих скоростей под влиянием различных неисправностей, таких как дисбаланс, несоосность в соединениях, температурный прогиб вала, трение вращающихся частей о статор или ненагруженность подшипников, наблюдается несколько мод вибрации.
Стандарты серии ИСО 7919 оценивают вибрацию с учетом следующих факторов:
- кинетической нагрузки на подшипники;
- абсолютных перемещений ротора;
- зазора между ротором и подшипником.
Если в целях предотвращения возможных повреждений подшипника основного внимания требует его кинетическая нагрузка, то первоочередному контролю подлежит вибрация вала относительно корпуса подшипника. Если же основным предметом внимания является абсолютное перемещение ротора (как мера имеющих в нем место изгибных напряжений) или зазор между ротором и подшипником, то выбор контролируемого параметра зависит от вибрации конструкции, на которой установлен преобразователь относительного движения. В случае сильной вибрации конструкции предпочтительными будут измерения абсолютной вибрации вала. Контроль зазора в подшипнике необходим, чтобы избежать задеваний ротора или лопаток ротора об опорную конструкцию, способных привести к повреждению элементов ротора.
В ИСО 7919-1 введены два критерия оценки вибрационного состояния по измерениям вибрации вала вблизи подшипниковых опор:
a) по абсолютному значению перемещения ротора. Надежная и безопасная работа машины в установленных режимах требует, чтобы перемещения вала оставались ниже некоторых заданных границ, обусловленных, например, допустимыми кинетическими нагрузками на подшипник или требуемым радиальным зазором в подшипнике. Указанные границы образуют зоны вибрационного состояния;
b) по изменениям параметров перемещения ротора. Наблюдаемые изменения в вибрации вала могут указывать на зарождение повреждений или иные отклонения в работе машины даже в том случае, когда границы зон вибрационного состояния по a) еще не превышены. Поэтому такие изменения также подлежат контролю и сопоставлению с некоторым заданным значением. В случае значительных изменений контролируемого параметра следует принять меры по выявлению причин таких изменений и при необходимости выполнить некоторые корректирующие действия. Решение о возможных действиях следует принимать с учетом абсолютных значений вибрации, а также того, стабилизировалась ли работа машины после отмеченного изменения контролируемого параметра.
В ИСО 7919-1 приведено общее руководство по определению границ зон вибрационного состояния в установившихся режимах работы машины. В других частях ИСО 7919 границы зон установлены для машин конкретных видов. Определение и назначение зон вибрационного состояния - такое же, как в ИСО 10816-1 (см. раздел 5).
6.2 ИСО 7919-2 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния крупных паротурбинных генераторных установок с номинальной скоростью вращения в диапазоне от 1500 до 3600 мин-1 и выходной мощностью более 50 МВт на основе измерений вибрации валопровода. На основе опыта эксплуатации определены критерии оценки вибрационного состояния для машин данного вида.
Границы зон установлены для параметров как относительной, так и абсолютной вибрации вала, измеренной внутри или вблизи коренных подшипников при работе машины в установившемся режиме при номинальной скорости вращения. В других точках измерений, а также в условиях переходных режимов работы машины, таких как разгон и выбег (включая прохождение критических скоростей вращения ротора), допускаются более высокие значения контролируемых параметров.
Классификация зон вибрационного состояния - та же, что и в ИСО 7919-1. Кроме того, рассмотрено, как могут изменяться границы зон вибрационного состояния при необходимости учитывать требования к зазору в подшипнике.
6.3 ИСО 7919-3 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния на основе результатов измерений вибрации вала вблизи подшипниковой опоры в нормальном режиме работы машины. Стандарт распространяется на промышленные машинные агрегаты с гидродинамическими подшипниками, включая турбокомпрессоры, турбины, турбогенераторы и электрические машины с максимальными номинальными скоростями вращения в диапазоне от 1000 до 30000 мин-1 и мощностью от 30 кВт до 50 МВт.
Установленные в стандарте числовые критерии не предназначены для того, чтобы служить единственной основой оценки соответствия машин заданным требованиям. В общем случае эти критерии следует сочетать с критериями оценки вибрации на корпусе машины, установленными в ИСО 10816-3. Классификация зон вибрационного состояния - та же, что и в ИСО 7919-1.
6.4 ИСО 7919-4 распространяется на промышленные газотурбинные установки (в том числе с редукторами) с гидродинамическими подшипниками выходной мощностью более 3 МВт с номинальными скоростями вращения от 3000 до 30000 мин-1. В область применения не входят авиационные газовые турбины ввиду их принципиального отличия от промышленных газовых турбин как по применяемым подшипникам (в авиационных турбинах применяют подшипники качения), так и по соотношениям жесткостей и масс ротора и опорной конструкции.
В зависимости от конструкции и режимов работы рассматриваются три типа машин:
a) машины с одним валом с постоянной скоростью вращения;
b) машины с одним валом с переменной скоростью вращения;
c) многоступенчатые машины с валопроводом, состоящим из нескольких сочлененных валов.
ИСО 7919-4 устанавливает руководство по применению критериев вибрационного состояния на основе результатов измерений вибрации вала вблизи опор промышленных газотурбинных установок в нормальных режимах работы. Классификация зон вибрационного состояния - та же, что и в ИСО 7919-1. Рассматривается также оценка вибрационного состояния в переходных режимах, связанных с изменениями нагрузки или скорости вращения. Если в состав установки входит электрогенератор, то для установок с мощностью свыше 50 МВт для оценки вибрационного состояния электрогенератора применяют критерии по ИСО 7919-2, а для установок с мощностью до 50 МВт включительно - по ИСО 7919-3.
6.5 ИСО 7919-5 устанавливает специальные требования для оценки вибрационного состояния по измерениям вибрации вала гидроагрегатов. Стандарт распространяется на все виды гидравлических машин с гидродинамическими подшипниками номинальной скоростью вращения от 60 до 3600 мин-1 и номинальной мощностью 1 МВт и более. В число таких машин входят турбины, насосы, турбонасосы, генераторы, двигатели и мотор-генераторы, включая редукторы и вспомогательное оборудование. Вал таких машин может быть расположен горизонтально, вертикально или под произвольным углом.
Стандарт устанавливает руководство по применению критериев оценки вибрационного состояния на основе результатов измерений вибрации вала вблизи подшипниковых опор гидроагрегатов, работающих в нормальном установившемся режиме. Критерии заданы в виде числовых значений перемещения ротора относительно подшипниковой опоры в зависимости от скорости вращения вала.
Подписаться на обновления