ГОСТ Р ИСО 10816-8-2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 8. Установки компрессорные поршневые

4 Измерения

 

4.1 Общие положения

Основной измеряемой величиной является среднеквадратичное значение скорости, в мм/с, в широкой полосе частот.

Если в спектре вибрации ожидаются (наблюдаются) составляющие на частотах ниже частоты перехода 10 Гц, то дополнительно рекомендуется измерять среднеквадратичное значение перемещения, в мм или мкм, в широкой полосе частот.

Если в спектре вибрации ожидаются (наблюдаются) составляющие на частотах выше частоты перехода 200 Гц, то дополнительно рекомендуется измерять среднеквадратичное значение перемещения, м/с², в широкой полосе частот.

Примечание - Соотношения между величинами перемещения, скорости и ускорения приведены в разделе B.1.

 

На рисунках B.1 - B.10 в обобщенном виде приведены критерии приемки, основанные на измерениях скорости вибрации согласно [3]. Как видно из рисунков, ниже частоты перехода 10 Гц и выше частоты перехода 200 Гц предельное значение скорости зависит от частоты.

Допустимые значения общего показателя вибрации приведены в 5.3.

Если значение какого-либо общего показателя вибрации превысит границу между зонами B и C (см. 5.2), то следует исследовать спектр вибрации для определения причин такого превышения и принятия необходимых мер.

Измерения ускорения вибрации часто проводят при контроле состояния двигателей внутреннего сгорания. Однако руководство, установленное настоящим стандартом, не предназначено для целей контроля состояния компрессора в целом или его частей (например, клапанов). При необходимости такого контроля следует использовать другие нормативные документы. Предельные значения среднеквадратичного значения ускорения в широкой полосе частот установлены настоящим стандартом только исходя из критерия механической целости компрессорной установки и присоединенного оборудования (например, датчиков давления и температуры или клапанных механизмов). Превышение предельных значений, установленных настоящим стандартом для параметра ускорения, не обязательно влечет за собой необходимость принятия корректирующих мер. Целесообразность таких мер обычно выявляют на основе анализа таких факторов, как чувствительность отдельных элементов установки к высоким ускорениям, наличие слышимого шума или звуковых импульсов, необычное или резкое изменение вибрации.

Кроме того, следует иметь в виду, что значения параметров ускорения в точках измерений, показанных на рисунках 1 - 5, характеризуют вибрацию частей компрессорной установки (фундамента, картера, цилиндра, гасителей пульсаций и трубопроводов), но не присоединенного к этим частям оборудования.

4.2 Средства измерений и измеряемые величины

Критерии, используемые для классификации поршневых компрессорных установок по производимой ими вибрации, приведены в разделе 5. Известно, что основная вибрация таких установок, как правило, сосредоточена в диапазоне от 2 до 300 Гц. Однако необходимость принимать во внимание вспомогательное оборудование, составляющее неотъемлемую часть установки, приводит к повышению верхней границы диапазона измерений до 1000 Гц. В целях настоящего стандарта в качестве общих показателей вибрации использованы среднеквадратичные значения перемещения, скорости и ускорения в диапазоне частот от 2 до 1000 Гц. В особых случаях поставщиком и покупателем может быть согласован другой диапазон измерений.

Поскольку обычно широкополосная вибрация компрессорных установок содержит большое число частотных составляющих, не существует простых математических соотношений между такими параметрами, как среднеквадратичное значение и пиковое значение для перемещения, скорости и ускорения (см. приложение D).

Применяемая измерительная система должна обеспечить точность измерений среднеквадратичных значений перемещения, скорости и ускорения в пределах +/- 10% в диапазоне от 10 до 1000 Гц и в пределах от плюс 10% до минус 20% в диапазоне от 2 до 10 Гц. Все три измеряемые величины (перемещение, скорость и ускорение) могут быть определены с помощью единственного преобразователя вибрации, в качестве которого предпочтительно использовать акселерометр. Тогда скорость и перемещение могут быть получены соответственно интегрированием и двойным интегрированием выходного сигнала акселерометра. Требования к средствам измерений, используемых в целях контроля вибрационного состояния машин, установлены в [1]. Руководства по применению методов обработки (усреднения, использования оконных функций) и представления сигналов во временной и частотной областях установлены в [4] и [6]. Общие примеры приведены в [7].

Следует убедиться в том, что применяемые методы обработки не ухудшают точность измерений более установленных предельных значений. Существенное влияние на частотную характеристику измерительной системы и получаемые значения измеряемых величин оказывает метод установки преобразователей. Особенно важно обеспечить надежную механическую связь между компрессором и преобразователем в случае значительной высокочастотной вибрации. Руководство по креплению акселерометров установлено в [2].

Примечание - Установленные предельные значения вибрации не применимы, если мода кольцевых колебаний гасителей пульсации имеет существенно вытянутую форму, а также в случае трубопроводов большого диаметра.

 

4.3 Точки и направления измерений

4.3.1 Точки измерений

Минимальный набор точек измерений вибрации показан на рисунках 1 - 5 и включает в себя:

- все места болтового крепления на фундаменте;

- каждый угол на верхней поверхности корпуса компрессора;

- точку между цилиндрами на корпусе компрессора, если число цилиндров два и более;

- каждый цилиндр (на фланце-крышке в местах с максимальной жесткостью);

- каждое устройство (сосуд) для выравнивания пульсаций давления (на входном и выходном фланцах, а также на крышке устройства);

- во всех критических точках трубопровода (определяют по результатам инспекции и соглашения с покупателем).

Примечание - В системах контроля состояния часто используют крепление акселерометра на направляющей крейцкопфа. Вибрацию измеряют в направлении силы, с которой крейцкопф действует на направляющую; для горизонтальных компрессоров это вертикальное направление. Опыт показывает, что в случае горизонтальных компрессоров измерения на направляющей крейцкопфа являются полезным дополнением к измерениям в других точках, чтобы судить об угрозе целости установке. Метод измерения вибрации на направляющей крейцкопфа приведен в приложении C.

 

 

1 - болтовое крепление; 2 - угол корпуса;

3 - точка между цилиндрами; 4 - фланец цилиндра;

5 - устройство выравнивания пульсаций

 

Примечание - Указанные точки используют для всех компрессоров с горизонтальным расположением цилиндров (для упрощения рисунка на нем показано только по одной точке каждого вида). Дополнительно с поставщиком должна быть согласована точка измерений на трубопроводе (на рисунке не показана). Направление измерений в каждой точке - согласно 4.3.2.

 

Рисунок 1 - Точки измерений на компрессоре

с горизонтальным расположением цилиндров

 

 

 

 

1 - болтовое крепление; 2 - угол корпуса;

3 - точка между цилиндрами; 4 - фланец цилиндра;

5 - устройство выравнивания пульсаций

 

Примечание - Указанные точки используют для всех компрессоров с вертикальным расположением цилиндров (для упрощения рисунка на нем показано только по одной точке каждого вида). Дополнительно с поставщиком должна быть согласована точка измерений на трубопроводе (на рисунке не показана). Направление измерений в каждой точке - согласно 4.3.2.

 

Рисунок 2 - Точки измерений на компрессоре

с вертикальным расположением цилиндров

 

 

 

 

1 - болтовое крепление; 2 - угол корпуса; 3 - точка

между цилиндрами (если число цилиндров более двух);

4 - фланец цилиндра; 5 - устройство выравнивания пульсаций

 

Примечание - Указанные точки используют для всех компрессоров с V-образным расположением цилиндров (для упрощения рисунка на нем показано только по одной точке каждого вида). Дополнительно с поставщиком должна быть согласована точка измерений на трубопроводе (на рисунке не показана). Направление измерений в каждой точке - согласно 4.3.2.

 

Рисунок 3 - Точки измерений на компрессоре

с V-образным расположением цилиндров

 

 

 

 

1 - болтовое крепление; 2 - угол корпуса; 3 - точка

между цилиндрами (если число цилиндров более трех);

4 - фланец цилиндра; 5 - устройство выравнивания пульсаций

 

Примечание - Указанные точки используют для всех компрессоров с W-образным расположением цилиндров (для упрощения рисунка на нем показано только по одной точке каждого вида). Дополнительно с поставщиком должна быть согласована точка измерений на трубопроводе (на рисунке не показана). Направление измерений в каждой точке - согласно 4.3.2.

 

Рисунок 4 - Точки измерений на компрессоре

с W-образным расположением цилиндров

 

 

 

 

1 - болтовое крепление; 2 - угол корпуса; 3 - точка

между цилиндрами (если число цилиндров более двух);

4 - фланец цилиндра; 5 - устройство выравнивания пульсаций

 

Примечание - Указанные точки используют для всех компрессоров с L-образным расположением цилиндров (для упрощения рисунка на нем показано только по одной точке каждого вида). Дополнительно с поставщиком должна быть согласована точка измерений на трубопроводе (на рисунке не показана). Направление измерений в каждой точке - согласно 4.3.2.

 

Рисунок 5 - Точки измерений на компрессоре

с L-образным расположением цилиндров

 

4.3.2 Направления измерений

Измерения проводят в следующих направлениях:

a) компрессор с горизонтальным расположением цилиндров:

- в каждой точке измерений в трех взаимно перпендикулярных направлениях X, Y и Z, как показано на рисунке 1;

b) компрессор с вертикальным расположением цилиндров:

- в каждой точке измерений в трех взаимно перпендикулярных направлениях X, Y и Z, как показано на рисунке 2;

c) компрессор с V-образным расположением цилиндров:

- в каждой точке измерений на фундаменте, корпусе, устройстве выравнивания пульсаций и трубопроводе в трех взаимно перпендикулярных направлениях X, Y и Z, как показано на рисунке 3,

- на каждом цилиндре в трех взаимно перпендикулярных направлениях X1 (перпендикулярно штоку поршня), Y1 (перпендикулярно к штоку поршня) и Z1 (параллельно штоку поршня), как показано на рисунке 3;

d) компрессор с W-образным расположением цилиндров:

- в каждой точке измерений на фундаменте, корпусе, устройстве выравнивания пульсаций и трубопроводе в трех взаимно перпендикулярных направлениях X, Y и Z, как показано на рисунке 4,

- на каждом цилиндре в трех взаимно перпендикулярных направлениях X1 (перпендикулярно штоку поршня), Y1 (перпендикулярно к штоку поршня) и Z1 (параллельно штоку поршня), как показано на рисунке 4;

e) компрессор с L-образным расположением цилиндров:

- в каждой точке измерений в трех взаимно перпендикулярных направлениях X, Y и Z, как показано на рисунке 5.

4.4 Условия измерений

Измерения проводят при достижении компрессорной установкой установившегося режима работы с заданной рабочей температурой. Общий показатель вибрации для каждой величины (перемещения, скорости или ускорения) определяют как максимальное среднеквадратическое значение этой величины в диапазоне частот измерений для разных рабочих скоростей, рабочих условий (дифференциального давления, температуры), перекачиваемых газов (например, азота при пуске компрессора), ненагруженных состояний и при разном числе параллельно работающих компрессоров.

Конструкция, на которой установлен компрессор (бетонное основание или металлическая платформа), не должна иметь выраженных резонансов в диапазоне частот вибрации, создаваемой компрессорной установкой.

4.5 Запись результатов измерений

Запись результатов измерений должна сопровождаться записями всех важных сведений, определяющих условия работы компрессорной установки, а также информацией о применяемых средствах измерений (см. приложение A).