ГОСТ Р ИСО 13373-3-2016

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Контроль состояния и диагностика машин

ВИБРАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МАШИН

Часть 3

Руководство по диагностированию по параметрам вибрации

Condition monitoring and diagnostics of machines. Vibration condition monitoring. Part 3. Guidelines for vibration diagnosis

ОКС 17.160

Дата введения 2017-12-01

  Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ОАО "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 24 ноября 2016 г. N 1769-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13373-3:2015* "Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния машин. Часть 3. Руководство по диагностированию по параметрам вибрации" (ISO 13373-3:2015 "Condition monitoring and diagnostics of machines - Vibration condition monitoring - Part 3: Guidelines for vibration diagnosis", IDT).

________________

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

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

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.

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.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт устанавливает общие процедуры, применяемые при организации диагностирования машин по параметрам вибрации. Эти процедуры включают в себя анализ структурных схем диагностирования, таблиц процессов и неисправностей и обобщены в виде логически структурированной последовательности шагов по диагностированию машин по параметрам вибрации. Вместе с тем руководство, установленное настоящим стандартом, не исключает возможность применения других подходов к диагностированию.

В стандартах серии ИСО 7919 (для измерений вибрации на вращающихся валах) и ИСО 10816 (для измерений вибрации на стационарных частях машин) установлены критерии оценки вибрации и зоны вибрационного состояния для машин разных видов и размеров, как новых, так и находящихся в эксплуатации длительное время.

В ИСО 13373-1 представлены основные процедуры, используемые при анализе вибрационных сигналов в целях контроля состояния. Они включают в себя выбор преобразователей и мест их размещения, а также диапазона частот измерений для машин разных видов, выбор вида контроля вибрации (непрерывного или периодического), анализ потенциальных проблем в работе машины.

В ИСО 13373-2, который является вводным руководством по диагностированию, рассматриваются такие аспекты, как характеристики системы формирования сигнала, методы представления сигнала вибрации во временной и частотной областях, характерные формы сигналов и признаки, которым могут и соответствовать типичные неисправности или особенности работы машины.

Руководство, установленное в настоящем стандарте, распространяется на машины всех видов. Более детальные рекомендации могут быть даны в других стандартах для машин отдельных видов.

Настоящий стандарт не устанавливает границ зон вибрационного состояния. Такие границы установлены в стандартах серии ИСО 7919 для параметров вибрации вращающихся валов и в стандартах серии ИСО 10816 для параметров вибрации на стационарных частях машин.

     1 Область применения

В настоящем стандарте приведено общее руководство по процедурам, применяемым в целях диагностирования машин вращательного действия, использование которого обеспечивает логически структурированный подход к диагностированию этих машин по параметрам вибрации. Руководство дополнено примерами неисправностей, типичными для широкого класса машин.

Примечание - Руководства для машин конкретных видов установлены другими стандартами серии ИСО 13373.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:      

ISO 1925 Mechanical vibration - Balancing - Vocabulary (Вибрация. Балансировка. Словарь)

_______________

После пересмотра данному международному стандарту будет присвоен номер ISO 21940-2.

ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring - Vocabulary (Вибрация, удар и контроль состояния. Словарь)

ISO 7919-1, Mechanical vibration of non-reciprocating machines - Measurements on rotating shafts and evaluation criteria - Part 1: General guidelines (Вибрация машин без возвратно-поступательного движения. Измерения на вращающихся валах и критерии оценки. Часть 1. Общее руководство)

ISO 13372, Condition monitoring and diagnostics of machines - Vocabulary (Контроль состояния и диагностика машин. Словарь)

ISO 13373-1, Condition monitoring and diagnostics of machines - Vibration condition monitoring - Part 1: General procedures (Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния. Часть 1. Общие методы)

ISO 13373-2, Condition monitoring and diagnostics of machines - Vibration condition monitoring - Part 2: Processing, analysis and presentation of vibration data (Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния. Часть 2. Обработка, анализ и представление результатов измерений вибрации)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 1925, ИСО 2041 и ИСО 13372.

     4 Измерения

4.1 Измерения вибрации

Результаты применения процедур, установленных настоящим стандартом, зависят от того, насколько надежными являются измерения параметров вибрации (см. [1]).

В общем случае измерения вибрации бывают трех видов:

a) измерения на конструктивно неподвижных частях машины, таких как подшипниковая опора, корпус или фундамент машины, с использованием, например, акселерометров или преобразователей скорости (см. [6]);

b) измерения относительного движения ротора и подшипниковой опоры с использованием, например, датчиков вибрации бесконтактного типа (см. [9]);

c) измерения абсолютного движения вращающихся элементов, например, с использованием прижимного щупа с датчиком инерционного типа или посредством сочетания средств измерений, указанных в перечислениях а) и b) (см. [9]).

Указанные виды измерений используют для оценки вибрационного состояния машин, например, в соответствии со стандартами серий [7] и [8].

Важно понимать, что для обнаружения неисправностей разных видов в разных машинах необходим правильный выбор соответствующих преобразователей и систем измерений вибрации. Например, от конкретного режима работы машины будет зависеть диапазон частот измерений и требуемое разрешение по частоте.

При выборе преобразователей вибрации и систем измерений вибрации следует руководствоваться рекомендациями ИСО 13373-1 и ИСО 13373-2.

4.2 Измерения рабочих характеристик машины

Вибрация машины и соответствующие диагностические признаки в значительной степени зависят от текущих значений рабочих характеристик машины, что необходимо учитывать при проведении диагностирования. Поэтому наряду с измерениями вибрации необходимо измерять также такие характеристики, как скорость вращения ротора, приложенная нагрузка, давление, температура и т.п.

Рекомендуется, чтобы базовые уровни контролируемых параметров вибрации, с которыми впоследствии сопоставляют текущие значения этих параметров, были построены для разных возможных значений рабочих характеристик.

Дополнительные рекомендации по использованию результатов измерений рабочих характеристик приведены в [11].

     5 Структурный подход к диагностированию

В настоящем стандарте процесс диагностирования описывается через такие элементы, как структурные схемы, таблицы процессов и таблицы неисправностей. Структурные схемы и таблицы процессов, по сути, представляют собой последовательность ответов на вопросы, встающие перед пользователем в ходе диагностирования. Структурные схемы используют для общего обзора событий и описания их особенностей, в то время как таблицы процессов позволяют провести более углубленный анализ этих событий. Таблицы неисправностей используют, чтобы связать основные события, которые могут произойти с машиной, и способы, которыми они себя проявляют.

В приложении А структурный подход к диагностированию машины определен следующим образом:

a) сбор общей информации о машине, источниках вибрации и вибрационном состоянии (раздел А.1);

b) получение ответов на ряд вопросов, направленных на диагностирование наиболее характерных неисправностей, таких как дисбаланс, несоосность, трение между движущимися частями (раздел А.2);

c) анализ возможных действий, связанных с полученным диагнозом (раздел А.3).

В других приложениях к настоящему стандарту рассмотрены подходы к поиску неисправностей широкого класса машин:

- неисправностей, связанных с установкой машины (приложение В);

- неисправностей радиальных гидродинамических подшипников (приложение С);

- неисправностей подшипников качения (приложение D).

Более подробные рекомендации для машин разных видов приведены в других стандартах серии ИСО 13373.

Структурный подход можно рассматривать как обобщение практики опытных специалистов, работающих в сфере диагностирования машин, хотя он не исключает возможность применения других подходов.

Следует обратить внимание на такое важное обстоятельство: иногда результаты диагностирования по параметрам вибрации указывают на возможное наличие недостатков конструкции обследуемой машины. В этом случае рекомендуется обратиться за консультациями к изготовителю машины.

     6 Дополнительные исследования

6.1 Общие положения

После использования основных инструментов структурного подхода (структурных схем, таблиц процессов и таблиц неисправностей) в целях более детального выяснения причинно-следственных связей могут потребоваться дополнительные исследования. В некоторых ситуациях при согласии оператора машины для этого прибегают к изменению ее физического состояния.

Типичные методы дополнительных исследований описаны в 6.2-6.4.

6.2 Методы без изменения рабочих характеристик

6.2.1 Общие положения

Исследования данного вида проводят в ходе нормального функционирования машины при неизменных рабочих характеристиках.

6.2.2 Анализ тренда

Цель анализа тренда состоит в отслеживании изменений состояния машины со временем на основе непрерывных или периодических измерений как контролируемых параметров вибрации, так и рабочих параметров машины. Контролируемые параметры вибрации могут представлять собой энергетические характеристики (пиковое или среднеквадратичное значение) широкополосной вибрации или характеристики отдельных узкополосных составляющих. Более детальный анализ может включать в себя исследование регрессионных зависимостей наблюдаемых параметров с возможной экстраполяцией данных.

6.2.3 Анализ фазовых соотношений

Фаза составляющей вибрации несет важную информацию о состоянии машины, которая может быть использована при наличии соответствующего сигнала сравнения. Например, информацию о фазе используют, чтобы различать между собой такие неисправности, как несоосность, дисбаланс, резонанс механической системы и трение между движущимися частями.

6.2.4 Возбуждение резонансов

Испытания с возбуждением резонансов элементов машины, например с помощью ударника молоткового типа или вибровозбудителя, проводят с целью обнаружения собственных частот, которые могут совпадать с частотами вынуждающих сил в машине. Обычно такие испытания проводят на стационарных частях машин. Схожие по характеру испытания заключаются в определении критических скоростей вращения вала или валопровода. Испытания на резонанс обычно выполняют при неработающей машине, а критические скорости вращения определяют на режимах разгона или выбега (см. 6.3.1).

6.2.5 Определение форм колебаний в рабочем режиме машины

Измерения в данном виде исследований проводят с целью визуализации вибрации машины на разных частотах (но обычно на частоте вращения ротора) в нормальном режиме ее работы. Такие измерения должны включать в себя определение не только амплитудных, но и фазовых составляющих во всех точках машины. Это позволяет исследовать движение различных частей машины относительно друг друга.

6.2.6 Анализ длинных временных реализаций

Данный метод применяют с целью получения таких временных реализаций, которые обычно не записывают в традиционных методах контроля вибрации. Длительность записи зависит от конкретного применения. Обычно такие записи получают одновременно для нескольких параметров, включая рабочие характеристики машины, и используют для выявления быстротекущих событий или для последующего детального анализа собранных данных.