Вибрация

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯМАШИН ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ ВИБРАЦИИ НА ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛАХ

Промышленныемашинные комплексы

ISO 7919-3:1996
Mechanical vibration of non-reciprocating machines - Measurements on rotatingshafts and evaluation criteria - Part 3: Coupled industrial machines
(IDT)

Содержание

Предисловие

Цели, основныепринципы и основной порядок проведения работ по межгосударственнойстандартизации установлены ГОСТ1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ1.2-97 «Межгосударственная система стандартизации. Стандартымежгосударственные, правила, рекомендации по межгосударственной стандартизации.Порядок разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕНТехническим комитетом по стандартизации Российской Федерации ТК 183 «Вибрация иудар», ОАО «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики техническихсистем»

2 ВНЕСЕНГосстандартом России

3 ПРИНЯТМежгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации(протокол № 21 от 30 мая 2002 г.)

За принятие проголосовали:

4Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 7919-3:1996 «Вибрациямашин без возвратно-поступательного движения. Измерения на вращающихся валах икритерии оценки состояния. Часть3. Промышленные машинные комплексы» (ISO 7919-3:1996 «Mechanical vibration ofnon-reciprocating machines. Measurements on shafts and evaluation criteria.Part 3: Coupled industrial machines»).

Степеньсоответствия - идентичная (IDT).

Настоящийстандарт идентичен ГОСТР ИСО 7919-3-99

5 ПриказомФедерального агентства по техническому регулированию от 29 июня 2007 г. №162-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 7919-3-2002 введен в действие вкачестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2008 г.

6 ВВЕДЕНВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращениидействия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальныестандарты».

Информация об изменениях к настоящему стандартупубликуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений - винформационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра илиотмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована винформационном указателе «Национальные стандарты»

ГОСТ ИСО 7919-3-2002

Вибрация

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ ВИБРАЦИИ НАВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛАХ

Промышленные машинные комплексы

Дата введения - 2008-04-01

1 Область применения

Настоящийстандарт устанавливает критерии оценки вибрационного состояния промышленныхмашинных комплексов (далее - машины), работающих в нормальном режиме, порезультатам измерений вибрации валов, проводимых внутри или вблизи подшипниковэтих машин. Оценку вибрационного состояния проводят на основе как абсолютныхзначений вибрации, так и изменений этих значений.

Настоящийстандарт распространяется на промышленные машинные комплексы с подшипникамискольжения с жидкостной смазкой с максимальной номинальной скоростью вращенияот 1000 до 30000 мин^-1 без ограничений размера и мощности машин,которые включают в себя:

- паровыетурбины;

-турбокомпрессоры;

- турбонасосы;

-турбогенераторы;

-турбовентиляторы;

- электрическиеприводы вместе с сопряженными устройствами.

Настоящийстандарт не распространяется на крупные стационарные паротурбинные агрегатыэлектростанций выходной мощностью 100 МВт и более (ГОСТ27165 и [1])и машинные агрегаты на гидроэлектрических и насосных станциях выходноймощностью 1 МВт и более [2].

2 Нормативные ссылки

В настоящемстандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТИСО 7919-1-2002 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измеренийвибрации на вращающихся валах. Общие требования

ГОСТИСО 10816-3-2002 Вибрация. Контроль состояния машин по результатамизмерений вибрации на невращающихся частях. Часть 3. Промышленные машиныноминальной мощностью свыше 15 кВт и номинальной скоростью от 120 до 15000 мин^-1

ГОСТИСО 10817-1-2002 Системы измерений вибрации вращающихся валов. Часть 1.Устройства для снятия сигналов относительной и абсолютной вибрации вращающихсявалов.

ГОСТ27165-97 Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации валопроводов иобщие требования к проведению измерений.

3 Измерения вибрации

Измерительнаяаппаратура и методы измерений - по ГОСТИСО 10817-1 и ГОСТИСО 7919-1.

Вибрацию валовмашин обычно измеряют относительно их подшипников. Поэтому в настоящемстандарте рассматриваются только относительные виброперемещения. Посколькускорость вращения вала промышленной машины довольно высока, измерения обычнопроводят с помощью бесконтактных датчиков, которые предпочтительны, когдарабочая скорость вращения вала равна 3000 мин^-1 и более. Средстваизмерений, используемые для контроля вибрационного состояния машин, должныобеспечивать измерение общей вибрации в диапазоне частот, верхняя границакоторого в 2,5 раза больше максимальной рабочей частоты вращения вала машины.Однако если измерения проводят в целях диагностики, желательно использоватьболее широкий диапазон частот.

4 Критерии оценки

Критерииоценки вибрационного состояния по абсолютным значениям и изменениям этихзначений, а также соответствующие ограничения функционирования машины приведеныв приложении А.

В качествеабсолютного значения, по которому осуществляют оценку, принимают больший издвух размахов виброперемещения, измеренных в заданных взаимно ортогональныхнаправлениях. Если измерения проводят только в одном направлении, необходимоубедиться, что такие измерения обеспечат достаточную информацию о колебанияхвала (ГОСТИСО 7919-1).

Критерииприменяют для машин, работающих в установившемся режиме на заданной номинальнойскорости в номинальном диапазоне нагрузок, включая нормальные медленныеизменения электрической нагрузки генератора. Эти критерии не применяют придругих режимах работы машины, а также во время переходных процессов, таких какразгон и выбеге прохождением через критические скорости вращения вала.

Общее решениео вибрационном состоянии машин, как правило, принимают на основе результатовизмерений как колебаний вала, как определено выше, так и вибрации наневращающихся частях (ГОСТИСО 10816-3).

Приложение А
(обязательное)

Критерии оценки вибрационного состояния промышленныхмашинных комплексов при их работе в заданном режиме

А.1 Общиеположения

Для оценкивибрации валов машин по измерениям внутри или вблизи подшипников используют двакритерия. По одному рассматривают абсолютные значения наблюдаемой широкополоснойвибрации вала; по второму - изменения этого абсолютного значения,безотносительно к тому, повышается это значение или понижается.

А.2 Критерий 1. Абсолютные значения вибрации приработе машины с номинальной скоростью в установившемся режиме

Данныйкритерий связан с определением границ для абсолютного значения вибрации вала,установленных из условия допустимых динамических нагрузок на подшипники,допустимых значений радиального зазора в подшипнике и допустимой вибрации,передаваемой вовне на опоры и фундамент. Максимальное значение вибрации вала,измеренное для каждого подшипника, сравнивают с границами четырех зон,установленными на основе международного опыта проведения исследований.

А.2.1 Зонысостояния

Длякачественной оценки вибрации машины и принятия решений о необходимых действияхв конкретной ситуации устанавливают следующие зоны состояния.

Зона А - в этузону попадает, как правило, вибрация новых машин, вводимых в эксплуатацию.

Зона В -машины, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают пригодными дляэксплуатации без ограничения сроков.

Зона С -машины, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают непригодными длядлительной непрерывной эксплуатации. Такие машины могут функционироватьограниченный период времени до начала ремонтных работ.

Зона D -уровни вибрации в данной зоне обычно могут вызывать серьезные повреждениямашин.

Рисунок А.1 - Рекомендуемые значения максимальных относительныхперемещений вала в зависимости от максимальной рабочей скорости вращения вала машины

А.2.2Границы зон состояния

Рекомендуемыезначения границ зон, обратно пропорциональные квадратному корню частотывращения вала п, мин^-1, указаны на рисунке А.1 для размахаперемещения S,мкм, и получены из следующих выражений:

 - для границы зон А/В;

 - для границы зон В/С;

 - для границы зон C/D.

Примечание -Определение S_(p-p) - по ГОСТИСО 7919-1.

Эти значенияне предназначены для их использования в качестве условий испытаний при приемкепродукции. Такие условия должны быть установлены по соглашению междуизготовителем машины и потребителем. Однако использование информации обустановленных границах зон позволяет избежать ненужных затрат на снижениевибрации и предъявления завышенных требований.

В некоторыхслучаях специфические особенности конкретной машины допускают установление иныхграниц (более низких или более высоких), например для устанавливающегося(качающегося) подшипника. В случае эллиптического подшипника можетпотребоваться применение различных критериев в направлениях минимального имаксимального зазоров. Необходимо иметь в виду, что допустимая вибрация можетбыть связана с диаметром подшипника, поскольку, как правило, у подшипниковбольшего диаметра зазор также имеет большие размеры. Как следствие, дляразличных подшипников одного валопровода допускается устанавливать разныеграничные значения. В таких случаях изготовителю, как правило, необходимообъяснить причину изменения граничных значений и, в частности, подтвердить, чтомашина не будет подвергаться опасности при эксплуатации с более высокимиуровнями вибрации.

Повышенныеуровни вибрации допускаются в случае, если измерения проводят не внепосредственной близости от подшипника или в условиях работы машины впереходном режиме, включая разгон и выбег с прохождением областей критическихчастот вращения.

А.3Критерий 2. Изменения значений вибрации

Данныйкритерий основан на сравнении измеренного значения широкополосной вибрации вустановившемся режиме работы машины с предварительно установленным значением(базовой линией). Значительное изменение значения широкополосной вибрации всторону увеличения или уменьшения может потребовать принятия определенных мердаже в случае, когда граница зоны С по критерию 1 еще не достигнута. Такиеизменения могут быть быстрыми или постепенно нарастающими во времени иуказывают на повреждения машины в начальной стадии или на другие неполадки.

Базовая линиядля этого критерия представляет собой характерное воспроизводимое значениевибрации, известное по опыту предыдущих измерений в определенных условияхработы. При наблюдении существенных отклонений уровня вибрации от базовой линии(обычно за существенные изменения принимают те, которые превышают 25 % значенияверхней границы зоны В), независимо от того, повысилась вибрация илипонизилась, необходимо принять меры для выяснения причин таких изменений.Решение о том, какие меры следует принять и нужны ли они, принимают послерассмотрения максимального значения вибрации с учетом факта, стабилизировалосьли поведение машины в новых условиях.

Прииспользовании критерия 2 необходимо, чтобы измерения вибрации проводились приодних и тех же положении и ориентации датчиков вибрации в одном и том же режимеработы машины.

Следуетучитывать, что критерий, основанный на изменении значения вибрации, имеетограниченное применение, поскольку значительные изменения и скорость этихизменений на отдельных частотных составляющих вибрации не всегда проявляются всигнале широкополосной вибрации вала (ГОСТИСО 7919-1). Например рост трещины в роторе может сопровождаться ускореннымповышением гармоник оборотной частоты, но их амплитуда может оставатьсянебольшой по сравнению с составляющей на оборотной частоте. Поэтому принаблюдении только за изменением широкополосной вибрации бывает сложно выявитьрост трещины. Таким образом, хотя контроль изменения широкополосной вибрации ипомогает обнаружить некоторые признаки возможных дефектов, для более точногоанализа могут потребоваться методы измерений изменений векторов отдельныхчастотных составляющих вибрации и соответствующая измерительная аппаратура.Измерительная аппаратура и методы анализа результатов могут быть болеесложными, чем это требуется для общего контроля вибрации. Установлениекритериев для подобного рода измерений выходит за рамки настоящего стандарта.

А.4Ограничения функционирования

Для многихмашин, особенно малой мощности или небольших размеров, нет необходимостипроводить контроль вибрации в непрерывном режиме. Но если такой контрольпроводят, при этом обычно устанавливают ограничения функционирования, связанныес вибрацией. Эти ограничения имеют следующие формы:

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ- для указания, что вибрация или изменения вибрации достигли определенногоуровня, когда может потребоваться проведение восстановительных мероприятий. Какправило, при достижении уровня

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕмашину можно эксплуатировать в течение некоторого периода времени, покапроводят исследования причин изменения вибрации и определяют комплекснеобходимых мероприятий.

ОСТАНОВ - дляопределения значения вибрации, при превышении которого дальнейшая эксплуатациямашины может привести к ее повреждению. При достижении уровня ОСТАНОВ следуетпринять немедленные меры по снижению вибрации или остановить машину.

Вследствиеразницы в динамических нагрузках и жесткостях опор для различных положений иориентации датчиков вибрации допускается устанавливать разные уровниПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ и ОСТАНОВ.

А.4.1Установка уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Для различныхмашин уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ может существенно изменяться: возрастать илиуменьшаться. Обычно этот уровень устанавливают относительно некоторого базовогозначения (базовой линии), определяемого для конкретной машины и определенногоположения и направления измерений по опыту эксплуатации этой машины.

Рекомендуетсяустанавливать уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ выше базовой линии на значение, равное 25% значения верхней границы зоны В. Если базовое значение мало, уровеньПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ может находиться ниже зоны С.

Если базовоезначение не определено, например для новых машин, начальную установку уровняПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ следует проводить либо исходя из опыта эксплуатации аналогичныхмашин, либо относительно согласованного приемлемого значения. Спустя некотороевремя по наблюдениям за вибрацией машины следует установить постоянную базовуюлинию и соответствующим образом скорректировать уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.

Изменениебазового значения (например вследствие капитального ремонта машины) может потребоватьсоответствующего изменения уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ, Для разных подшипников машинымогут быть установлены разные уровни ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Это определяетсяразличиями в динамических нагрузках на эти подшипники и различиями в ихжесткости.

А.4.2Установка уровня ОСТАНОВ

УровеньОСТАНОВ обычно связывают с необходимостью сохранения механической целостностимашины; он может зависеть от различных конструктивных особенностей машины,применяемых для того, чтобы машина могла противостоять воздействию аномальныхдинамических сил. Таким образом, уровень ОСТАНОВ, как правило, будет одним итем же для машин аналогичных конструкций и не будет связан с базовой линией.

Вследствиемногообразия машин различных конструкций не представляется возможным датьчеткое руководство по точному установлению уровня ОСТАНОВ. Обычно уровеньОСТАНОВ устанавливают в пределах зон С или D.

Приложение В
(справочное)

Библиография

[1]ИСО 7919-2-96 Вибрация машин без возвратно-поступательного движения. Измерения навращающихся валах и критерии оценки состояния. Часть 2. Крупные стационарныепаротурбинные агрегаты

Ключевыеслова: вибрация, машины, машинные комплексы, вращающиеся валы, измерения,оценка, контроль, вибрационное состояние