ГОСТ Р ИСО 20816-4-2022

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ И ОЦЕНКА ВИБРАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН

Часть 4

Газовые турбины с гидравлическими подшипниками мощностью свыше 3 МВт

Mechanical vibration. Measurement and evaluation of machine vibration. Part 4. Gas turbines in excess of 3 MW with fluid-film bearings

ОКС 17.160

         27.040

Дата введения 2022-12-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "Электронные технологии и метрологические системы" (ООО "ЭТМС") и Закрытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ЗАО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 "Вибрация, удар и контроль технического состояния"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 октября 2022 г. N 1178-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 20816-4:2018* "Вибрация. Измерения вибрации и оценка вибрационного состояния машин. Часть 4. Газовые турбины с гидравлическими подшипниками мощностью свыше 3 МВт" (ISO 20816-4:2018 "Mechanical vibration - Measurement and evaluation of machine vibration - Part 4: Gas turbines in excess of 3 MW, with fluid-film bearings", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ISO/ТС 108 "Вибрация, удар и контроль состояния", подкомитетом SC 2 "Измерения и оценка вибрации и ударов применительно к машинам, транспортным средствам и сооружениям".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом*, приведены для пояснения текста оригинала

________________

* В оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов приводятся обычным шрифтом, кроме отмеченного в разделе "Предисловие" знаком "**". - Примечание изготовителя базы данных.    

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р ИСО 7919-4-99 и ГОСТ Р ИСО 10816-4-99 в части газотурбинных агрегатов мощностью не более 40 МВт

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации"**. Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Оценка вибрационного состояния машин разных видов по результатам измерений вибрации на невращающихся частях и вращающихся валах рассматривается в стандартах серии ИСО 20816. Общее руководство по проведению оценки приведено в ИСО 20816-1. В ИСО 20816-2 рассмотрено применение данного руководства в отношении вибрации крупных газовых турбин с заданными номинальными частотами вращения.

Настоящий стандарт рассматривает методы получения оценки вибрационного состояния по измерениям вибрации на корпусах или опорах подшипников и на вращающихся валах для газовых турбин, не подпадающих под область действия ИСО 20816-2. Измерений в указанных местах обычно достаточно, чтобы характеризовать вибрационное состояние машины. Установлены критерии оценки вибрационного состояния на основе опыта эксплуатации машин данного вида. Если для конструкции газовой турбины характерно высокое отношение массы подшипниковых опор к массе ротора, то значения критериев по измерениям на корпусах/опорах подшипников могут быть уменьшены.

В настоящем стандарте рассматриваются два вида критериев вибрационного состояния для работы машины в установившемся режиме - по абсолютному значению контролируемого параметра и по изменению этого значения. Кроме того, рассматриваются дополнительные критерии оценки для работы машины в переходных режимах.

Критерии оценки основаны на измерениях вибрации в широкой полосе частот. Однако по мере совершенствования технологий все чаще в качестве контролируемых параметров для оценки вибрационного состояния, контроля технического состояния и диагностирования машин используют характеристики узкополосной вибрации и спектры частот. Анализ таких параметров не входит в область применения настоящего стандарта. Более подробную информацию о применении разных контролируемых параметров в целях контроля состояния и диагностирования машин и их узлов можно найти в соответствующих частях ИСО 13373.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает критерии оценки вибрационного состояния стационарных газовых турбины с гидравлическими подшипниками мощностью свыше 3 МВт и номинальными частотами вращения от 3000 до 30000 мин*.

_______________

* Критерии оценки вибрационного состояния газовых турбин на объектах электроэнергетики устанавливаются в соответствии с законодательством об электроэнергетике и требованиями к обеспечению надежности электроэнергетических систем, надежности и безопасности объектов электроэнергетики.

Настоящий стандарт может быть также применен (за исключением случаев, перечисленных ниже) к оценке вибрационного состояния вращающихся машин, соединенных с ротором газовой турбины непосредственно через соединительную муфту или через коробку передач. В последнем случае установленные критерии применимы к вибрации подшипников входных и выходных валов коробки передач. Однако методы, установленные настоящим стандартом, не предусматривают измерения вибрации подшипников внутри коробки передач, а также оценку состояния зубчатых передач.

Настоящий стандарт не распространяется:

i) на газовые турбины выходной мощностью более 40 МВт с номинальными частотами вращения 1500, 1800, 3000 и 3600 мин (см. [10]);

ii) авиационные газовые турбины (включая турбины, конструкция и динамические характеристики которых аналогичны авиационным газовым турбинам).

Примечание - В [3] авиационная газовая турбина определена как силовая установка самолета (вертолета), адаптированная для привода механических, электрических и судовых силовых установок. Авиационная газовая турбина значительно отличается от стационарной газотурбинной установки по своей конструкции (жесткости корпуса, применяемым подшипникам, отношению масс ротора и статора, способа крепления и пр.), что обуславливает необходимость применения к машинам этих двух видов разных критериев оценки;

iii) газовые турбины мощностью 3 МВт и менее (см. [5] и [6]);

iv) электрогенераторы с приводом от газовой турбины (см. [5], [6] и [10]);

v) насосы с приводом от газовой турбины (см. [7]);

vi) роторные компрессоры с приводом от газовой турбины (см. [5] и [6]);

vii) оценку вибрации коробок передач (как самостоятельных узлов газотурбинного агрегата);

viii) оценку режима вибрационного горения в газотурбинных двигателях;

ix) вибрацию подшипников качения.

В соответствии с методами, установленными настоящим стандартом, вибрационное состояние оценивают для машин на месте их установки и применения по измерениям широкополосной вибрации:

a) на корпусах/опорах всех опорных подшипников в радиальном направлении;

b) на корпусах упорных подшипников в осевом направлении;

c) на валу внутри или вблизи от опорных подшипников в радиальном направлении.

Вибрационное состояние определяют через:

- абсолютные значения контролируемых параметров вибрации при работе машины в установившемся режиме;

- абсолютные значения контролируемых параметров вибрации при работе машины в переходном режиме (включая разгон и выбег ротора, приложение и изменение нагрузки);

- изменения значений контролируемых параметров вибрации при работе машины в установившемся режиме.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

ISO 20816-1:2016, Mechanical vibration - Measurement and evaluation of machine vibration - Part 1: General guidelines (Вибрация. Измерения вибрации и оценка вибрационного состояния машин. Часть 1. Общее руководство)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте не приведены термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на https://www.iso.org/obp;

- Электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/.

     4 Измерения вибрации

     4.1 Общие положения

Методы и средства измерений должны удовлетворять общим требованиям по ИСО 20816-1.

ИСО 20816-1 вместе с настоящим стандартом распространяются на измерения вибрации на невращающихся частях и валах машин. Из этого, однако, не следует, что измерения этих двух видов следует выполнять для каждой машины. Выбор, выполнять ли измерения только одного из указанных видов или обоих видов вместе, зависит от конкретной задачи и всегда является предметом соглашения между поставщиком и заказчиком машины перед ее установкой. В качестве общего руководства можно принять, что для массивных роторов на подвижной опоре более информативной будет вибрация на крышке подшипника, а для относительно легких и гибких роторов на массивной и жесткой опоре - вибрация вала.

Характеристики измерительной системы, в том числе ее чувствительность к условиям окружающей среды, должны быть известны. Следует убедиться, что в ходе измерений на измерительное оборудование не будут оказывать существенное влияние сторонние источники, включая:

a) изменения температуры;

b) электромагнитные поля;

c) акустический шум и посторонняя вибрация, например от зацепления зубчатых колес или процессов горения в обследуемой машине или от соседних машин;

d) изменения питания преобразователей;

e) импеданс соединительных кабелей;

f) длина соединительных кабелей;

g) ориентация преобразователя;

h) крепление преобразователя.

В отдельных случаях, когда на обследуемую машину передается значительная низкочастотная вибрация, например в районах с высокой сейсмоактивностью, следует предусмотреть использование соответствующих фильтров нижних частот.

При сравнении результатов измерений, выполненных в разное время или на разных машинах, следует убедиться, что эти измерения были выполнены в одном и том же диапазоне частот при стабильных условиях работы машины с заданными частотой вращения и нагрузкой.

     4.2 Измерения вибрации на невращающихся частях

В целях контроля вибрационного состояния средство измерений должно обеспечивать измерения широкополосной вибрации в диапазоне частот от 10 Гц до большей из двух частот: утроенной максимальной частоты вращения ротора в нормальных условиях работы машины или 500 Гц (рекомендуется до 1000 Гц). Если то же средство измерений предполагают использовать в целях контроля технического состояния и диагностирования, то от него может потребоваться анализ вибрации в более широком диапазоне частот, включая анализ спектральных составляющих. Так, при критической частоте вращения валопровода ниже 10 Гц соответствующим образом должна быть снижена нижняя граница диапазона частот измерений.

Для измерений на частотах ниже 10 Гц с применением велосиметра следует обеспечить линейность отклика преобразователя. Это особенно важно при измерениях скорости вибрации на низких частотах вращения (см. [2]).

Преобразователи вибрации следует устанавливать в точках, где вибрация чувствительна к вызывающим ее силам. Измерения проводят с помощью пары преобразователей в двух взаимно перпендикулярных радиальных направлениях на крышках или корпусах опорных подшипников, как показано на рисунках 1 и 2.