Pomiar drgań maszyn według serii norm ISO 20816 – przewodnik dla działów UR
Współczesny przemysł stawia przed działami utrzymania ruchu ogromne wyzwania. Maszyny pracują przy coraz wyższych obrotach i obciążeniach, a elastyczne harmonogramy produkcji wymagają od nich bezawaryjności. Jak w takim środowisku skutecznie zapobiegać kosztownym przestojom?
Kluczem jest regularny i precyzyjny pomiar drgań maszyn, realizowany w oparciu o uznane standardy międzynarodowe. Najważniejszym fundamentem współczesnej wibroakustyki przemysłowej jest seria norm ISO 20816, która zastąpiła dawne wytyczne ISO 10816. Co ta norma oznacza w praktyce dla kierowników utrzymania ruchu i jakie kryteria należy spełnić, aby ocena stanu technicznego maszyn była rzetelna?
Czym jest norma ISO 20816 i kiedy się ją stosuje?
Norma ISO 20816-1 zawiera kluczowe wytyczne dotyczące pomiaru oraz oceny drgań maszyn przemysłowych. Norma ISO 20816 składa się z kilku części, z których każda dotyczy innego typu maszyn lub zastosowania. Określają one jasne limity dla drgań, pomagając inżynierom ocenić, czy dana maszyna (np. pompa, wentylator, kompresor czy silnik elektryczny) może bezpiecznie pracować, czy też wymaga natychmiastowego serwisu.
Profesjonalny pomiar drgań według tej normy skupia się na ocenie trzech podstawowych wielkości fizycznych, w zależności od specyfiki maszyny i zaleceń jej producenta:
- Przemieszczenie drgań – mierzone w mikrometrach (μm)
- Prędkość drgań – mierzona w milimetrach na sekundę (mm/s),
- Przyspieszenie drgań – mierzone w metrach na sekundę kwadrat (m/s²).
Sposób i pasmo częstotliwości pomiaru powinny być zawsze dobrane tak, aby w pełni pokrywały zakres częstotliwości pracy diagnozowanego urządzenia.
Klasyfikacja maszyn wg normy
Norma ISO 20816 klasyfikuje intensywność drgań na podstawie prędkości szerokopasmowej w mm/s RMS, mierzonej na obudowie łożyska maszyn wirujących. Norma definiuje cztery strefy oceny:
- Strefa A — Wibracje maszyn nowo oddanych do eksploatacji lub poddanych regeneracji
- Strefa B — Dopuszczalne do nieograniczonej, długotrwałej eksploatacji
- Strefa C — Nie nadaje się do długotrwałej pracy ciągłej; wymagane są działania naprawcze
- Strefa D — Niebezpieczne poziomy wibracji; możliwość wystąpienia uszkodzeń; konieczne natychmiastowe działanie
Metodologia pomiarowa: Części nieobrotowe vs. drgania wału
Wibroakustyka przemysłowa wykorzystuje dwie główne metody zbierania danych diagnostycznych. Wybór odpowiedniej z nich zależy od konstrukcji maszyny i wskazań producenta.
1. Pomiary drgań na częściach nieobrotowych
To najpowszechniejsza metoda, polegająca na montażu czułego przetwornika (akcelerometru lub czujnika prędkości drgań) bezpośrednio na elementach konstrukcyjnych maszyny – najczęściej na obudowie łożyska. Czujnik rejestruje wartość bezwzględną prędkości drgań, które są następnie porównywane z limitami RMS (wartości skutecznej) wyrażonymi w mm/s.
2. Względne pomiary drgań wału
Stosowane głównie w przypadku dużych maszyn wirnikowych wyposażonych w łożyska ślizgowe (np. turbiny, duże kompresory). Do tego celu wykorzystuje się bezdotykowe przetworniki wiroprądowe, które mierzą dystans i przemieszczenie drgań między obracającym się wałem a nieruchomą obudową. W tym przypadku limity normowe opierają się na wartościach międzyszczytowych (peak-to-peak) wyrażonych w mikrometrach (µm).
Jak przebiega profesjonalny pomiar drgań? Wymagania sprzętowe
Aby pomiar był miarodajny i zgodny z prawem oraz normami, aparatura pomiarowa musi spełniać surowe kryteria techniczne (m.in. normę ISO 2954 dla przyrządów tradycyjnych oraz ISO 10817 dla systemów pomiaru drgań wału).
Współczesny, zaawansowany miernik drgań pozwala na jednoczesną rejestrację przyspieszenia, prędkości i przemieszczenia, oferując dodatkowo:
- Analizę częstotliwościową: Wykonywaną w pasmach oktawowych, tercjowych lub za pomocą transformaty FFT, co pozwala precyzyjnie wskazać źródło problemu (np. niewyważenie, rozosiowanie, uszkodzenie bieżni łożyska).
- Pomiar prędkości obrotowej (RPM): Realizowany za pomocą zintegrowanych obrotomierzy laserowych, co jest niezbędne do powiązania amplitudy drgań z konkretną częstotliwością obrotową.
Ważne ogniwo diagnostyki: Montaż czujnika
Nawet najlepszy analizator nie pomoże, jeśli czujnik zostanie zamontowany nieprawidłowo. Sposób mocowania przetwornika (na magnes, śrubkę czy klej) drastycznie wpływa na charakterystykę odpowiedzi częstotliwościowej. Wytyczne w tym zakresie ściśle określa norma ISO 5348.
Dlaczego warto zlecić usługi pomiaru drgań ekspertom VIMS?
Sam zakup miernika drgań to dopiero połowa sukcesu. Prawdziwą wartością w utrzymaniu ruchu jest właściwa interpretacja wyników oraz umiejętność przekształcenia surowych danych w konkretne rekomendacje remontowe.
W VIMS nie tylko dostarczamy najwyższej klasy komponenty i czujniki, ale przede wszystkim świadczymy kompleksowe usługi pomiaru drgań maszyn.
Dlaczego warto z nami współpracować?
- Certyfikacja Mobius Institute: Nasi inżynierowie diagnostyki posiadają międzynarodowe certyfikaty, co gwarantuje pełną zgodność analiz z normami ISO 20816 oraz najwyższy standard wiedzy wibrodiagnostycznej.
- Technologia Motion Amplification: Poza tradycyjnymi metodami opisanymi w normach, jako jedni z nielicznych na rynku wdrażamy unikalną technologię wizualizacji drgań. Motion Amplification® to zastrzeżony algorytm przetwarzania wideo, który wykrywa najmniejsze przemieszczenia, a następnie wzmacnia ten ruch do poziomu widocznego gołym okiem, co pozwala na diagnostykę pojedynczej maszyny, jak i całego zespołu maszyn i otaczających instalacji.
Regularny, normowany pomiar drgań to inwestycja, która zwraca się już przy pierwszej wykrytej przedwcześnie usterce. Chroni Twój zakład przed milionowymi stratami związanymi z zatrzymaniem linii produkcyjnej.
Masz problem z nadmiernymi drganiami maszyn w swoim zakładzie? Chcesz przeprowadzić audyt?
Skontaktuj się z inżynierami VIMS – zapytaj o wycenę usług pomiarowych
