ГОСТ Р ИСО 20806-2007

Группа Т59

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

БАЛАНСИРОВКА НА МЕСТЕ РОТОРОВ БОЛЬШИХ И СРЕДНИХ РАЗМЕРОВ

Критерии и меры безопасности

Vibration. Balancing of medium and large rotors in situ. Criteria and safeguards

ОКС 21.120.40

Дата введения 2008-10-01

     

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ОАО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 "Вибрация и удар"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. N 586-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 20806:2004 "Вибрация. Критерии и меры безопасности при балансировке на месте роторов больших и средних размеров" (ISO 20806:2004 "Mechanical vibration - Criteria and safeguards for the in-situ balancing of medium and large rotors").

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

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "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

Введение

Балансировка представляет собой процесс проверки и, при необходимости, корректировки распределения масс ротора с целью добиться того, чтобы остаточный дисбаланс ротора, а также создаваемые им вибрация цапф (опор) ротора и силы, воздействующие на опору, не выходили за установленные пределы. Многие роторы перед установкой на собственные опоры уравновешивают на специальном балансировочном оборудовании. Если же балансировочное оборудование недоступно или в случаях, когда после установки ротора требуются дополнительные работы по его доводке, применяют процедуры балансировки ротора на месте.

Балансировку на месте осуществляют в собственных опорах (подшипниках) ротора.

Преимуществом балансировки на месте является то, что ротор уравновешивают в рабочих условиях. При этом нет необходимости принимать во внимание как динамические свойства опор, так и влияние других частей валопровода. Существенными же недостатками данного метода являются ограниченность доступа к ротору, а также необходимость в процессе балансировки осуществлять пуски машины, на которой ротор установлен.

Ограниченность доступа может повлиять на выбор плоскостей коррекции, а необходимость пробных пусков машины может отрицательно сказаться на экономической эффективности ее эксплуатации. В случае сильно развитого дисбаланса ограничения на выбор плоскостей коррекции и корректирующих масс могут привести к тому, что ротор не удастся уравновесить в требуемой степени.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает руководство по применению методов балансировки роторов больших и средних размеров при их установке в собственных опорах на месте эксплуатации, включая определение условий испытаний, используемого оборудования, мер безопасности и способов представления результатов.

Настоящий стандарт может быть использован при заключении договоров на проведение балансировки.

Настоящий стандарт не устанавливает методы расчета корректирующих масс по результатам измерений вибрации.

Примечание - Несмотря на то, что настоящий стандарт распространяется только на роторы больших и средних размеров, основные принципы балансировки, установленные в нем, могут быть использованы также для балансировки роторов малых размеров при необходимости поддержания малого уровня вибрации и правильного распределения масс.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 1925:2001 Вибрация. Балансировка. Термины и определения

ИСО 1940-1:2003 Вибрация. Требования к качеству балансировки жестких роторов. Часть 1. Определение допустимого дисбаланса

ИСО 1940-2:1997 Вибрация. Требования к качеству балансировки жестких роторов. Часть 2. Погрешности определения дисбаланса

ИСО 2041:1990 Вибрация и удар. Термины и определения

ИСО 2954:1975 Вибрация машин с возвратно-поступательным и вращательным движением. Требования к средствам измерений для оценки вибрационного состояния машин

ИСО 7919 (все части) Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах

ИСО 10814:1996 Вибрация. Подверженность и чувствительность машин к дисбалансу

ИСО 10816 (все части) Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях

ИСО 10817-1:1998 Системы измерений вибрации вращающихся валов. Часть 1. Измерения относительной и абсолютной вибрации в радиальном направлении

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 1925 и ИСО 2041.

     4 Балансировка на месте

4.1 Общие положения

При балансировке на месте корректирующие массы устанавливают на ротор в определенных доступных местах. В результате этой процедуры добиваются снижения колебаний вала или опоры до заданных пределов, чтобы обеспечить безаварийную работу машины в течение всего жизненного цикла.

Примечание - В некоторых случаях однократная балансировка машин, обладающих повышенной чувствительностью к дисбалансу, не может обеспечить низкое значение вибрации в течение всего срока эксплуатации. Это особенно справедливо, если машина работает на частоте, близкой к области острого резонансного пика (см. ИСО 10814), а также если дисбаланс машины зависит от ее нагрузки.

Как правило, при использовании штатного оборудования на месте эксплуатации машины имеется меньше возможностей для измерений и обработки данных, чем при балансировке на специальном балансировочном оборудовании. Поэтому необходимость проведения балансировки на месте может потребовать использования дополнительного оборудования. Пуск ротора с установленными корректирующими массами потенциально опасен для персонала, что требует принятия специальных мер.

4.2 Основания для проведения балансировки на месте

4.2.1 Хотя отдельный ротор может быть удовлетворительно уравновешен на низкоскоростном или высокоскоростном балансировочном станке, после его установки на машину в составе валопровода может потребоваться проведение дополнительной балансировки. Это обусловливается разными условиями вращения ротора в реальной машине и на балансировочном станке, в том числе:

- разными динамическими характеристиками опор ротора на машине и балансировочном станке;

- неточностью сборки при установке ротора на машину;

- наличием элементов, которые не могут быть уравновешены до их сборки;

- изменением дисбаланса ротора в реальных условиях работы машины.

4.2.2 Балансировка на месте может потребоваться для компенсации изменений состояния ротора в процессе его эксплуатации, таких как:

- износ;

- утрата некоторых частей конструкции, например противоэрозионных лопастных наплавок;

- изменение взаимного расположения или замена частей ротора в процессе ремонта;

- смещение элементов валопровода (муфт, дисков газовых турбин, короткозамыкающих колец асинхронных двигателей).

Примечание - Обычно лопатки ротора устанавливают после их совместной балансировки, однако при замене некоторого числа лопаток уравновешенность ротора может быть нарушена.

4.2.3 Дополнительная балансировка на месте может быть обусловлена также рядом технических или экономических причин, таких как:

- отсутствие балансировочного станка;

- экономическая невыгодность предварительной балансировки на балансировочном станке;

- экономическая невыгодность демонтажа машины и транспортировки ротора до балансировочного оборудования.

4.3 Цели балансировки на месте

Задачей балансировки является снижение вибрации до уровня, позволяющего осуществлять долговременную эксплуатацию машины. Для большинства машин предельные значения вибрации устанавливают либо на основе практики их эксплуатации, либо используя рекомендации стандартов ИСО 10816 и ИСО 7919 в отношении вибрации, соответственно, на невращающихся частях и на валах.

Если первоочередного внимания требует дисбаланс ротора, то его посредством балансировки необходимо уменьшить до допустимых пределов (см. ИСО 1940-1).

     5 Критерии проведения балансировки на месте

Машины в нормальных рабочих условиях или при изменениях частоты вращения ротора (в результате проведения ремонтных или пусконаладочных работ) могут иметь недопустимо высокую вибрацию, превышающую пределы, установленные на основе опыта эксплуатации, условий договора или исходя из рекомендаций стандартов (например, серий ИСО 10816 и ИСО 7919). Во многих случаях снизить вибрацию до допустимого уровня позволяет балансировка на месте.

Перед проведением балансировки необходимо выяснить, имеется ли доступ к таким плоскостям коррекции, чтобы установленные в них массы могли существенно повлиять на вибрацию машины, поскольку вследствие ограниченности доступных плоскостей коррекции и точек измерений на машине в сборе процедура балансировки на месте может стать неэффективной. Рекомендуется изучить опыт предыдущих балансировок. Иногда требуется проведение модального анализа. Приступать к проведению балансировки на месте следует только при выполнении следующих условий:

- причины повышенной вибрации известны и нет другого эффективного способа их устранения;

- анализ показывает возможность безопасной и эффективной балансировки на месте;

- в нормальном заданном режиме работы машины вектор вибрации остается стабильным;

- существенной составляющей вибрации является вибрация оборотной частоты (поскольку только эту составляющую можно уменьшить в результате балансировки).

В особых случаях, когда оборотная составляющая вибрации изменяется в процессе нормальной работы машины (например, вследствие температурного прогиба ротора генератора), добавление корректирующих масс позволяет оптимизировать вибрационную характеристику машины в процессе ее эксплуатации. Иногда можно допустить повышенные значения вибрации в режиме максимальной частоты вращения без нагрузки, чтобы получить приемлемые значения под полной нагрузкой.

Примечание - Если работа машины характеризуется нелинейной зависимостью от дисбаланса, добавление корректирующих масс может повлиять на другие составляющие вибрации, включая ее гармоники и субгармоники.

Причиной появления вибрации оборотной частоты могут быть другие источники помимо дисбаланса (например, силы гидравлической или электрической природы). Вклад в эту составляющую вибрации могут дать и дефекты сборки, например несоосность валов или перекос подшипников. В этом случае, как правило, добиться существенного эффекта посредством балансировки невозможно, поскольку балансировка позволит снизить вибрацию для конкретной частоты вращения, при этом маскируя наличие других дефектов машины.

Изменения вектора вибрации должны быть достаточно стабильными и такими, чтобы амплитуда этих изменений была незначительна по сравнению с амплитудой самого вектора вибрации.

     6 Меры безопасности

6.1 Общие положения

Балансировка на месте должна быть выполнена только квалифицированным персоналом, включая представителей исполнителя и заказчика, понимающих последствия установки на ротор пробных и корректирующих масс и имеющих опыт обслуживания машины, в состав которой входит уравновешиваемый ротор. Несоблюдение этого требования может привести к повышенному риску повреждения машины и получения травм обслуживающим персоналом.

6.2 Безопасность персонала, работающего вблизи вращающегося вала

Во время проведения балансировки на месте машина работает в специальном режиме, допускающем доступ к вращающимся частям для установки на них пробных и корректирующих масс. Поэтому данную процедуру необходимо выполнять в строгом соответствии с инструкцией по безопасности, где указаны меры, позволяющие приостановить работу машины в момент доступа к ней персонала, а также правила использования вспомогательного оборудования, исключающие его контакт с вращающимся валом.

6.3 Режим работы машины при балансировке

В процессе балансировки на месте машина подвергается многократным пускам и остановам, что может быть связано с нагрузками, нехарактерными для работы машины в нормальных условиях. Возможность работы машины в данном режиме требует проведения специального анализа (пример такого анализа для машин некоторых классов приведен в приложении А). Необходимо убедиться, что многократные пуски и остановы не приведут к ухудшению надежности и сокращению срока эксплуатации машины.

6.4 Установка корректирующих масс