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      故障診斷的參考標準ISO2372
      作者:勒振檢測 發布日期:2019-07-16 08:54

      故障診斷的參考標準
      為了獲得最佳的診斷效果,在機械設備診斷的過程中應該建立設備的故障報警門限參考標準,現將國際上通用的標準列出如下:
      1、ISO2372
      常用機械設備的ISO2372振動標準

      振動烈度的分級范圍 機械設備的類別
      振動速度的有效值
      (mm/s)
      分貝
      (dB)
      第一類 第二類 第三類 第四類
      0.071-0.112 71-81   良好 良好 良好 良好
      0.112-0.18 81-85
      0.18-0.28 85-89
      0.28-0.45 89-93
      0.45-0.71 93-97
      0.71-1.12 97-101 容許
      1.12-1.8 101-105 容許
      1.8-2.8 105-109 可容許 容許
      2.8-4.5 109-113 可容許 容許
      4.5-7.1 113-117 可容許
      7.1-11.2 117-121 不允許 可容許
      11.2-18 121-125 不允許
      18-28 125-129 不允許
      28-45 129-133 不允許
      45-71 133-137
      在國際標準ISO2372中規定了轉速為10—200r/s的機器在10—1000Hz的頻率范圍內機械振動強烈度的范圍,它將振動速度有效值從0.11mm/s(人體剛有振動的感覺)到71mm/s的范圍內分為15個量級,相鄰兩個烈度量級的比約為1:1.58,即相差4dB。這是由于對于大多數機器的振動來說4dB之差意味著振動響應有了較大的變化。有了振動烈度量級的劃分就可以用它表示機器的運行質量。為了便于實用,將機器運行質量分成四個等級:
          A級——機械設備正常運轉時的振級,此時稱機器的運行狀態“良好”。
      B級——已超過正常運轉時的振級,但對機器的工作量尚無顯著的影響,此種運行狀態是“容許”的。
      C級——機器的振動已經到了相當劇烈的強度,導致機器只能勉強維持工作,此時機器的運行狀態稱為“可容許”的。
      D級——機器的振動能已達到使機器不能運轉工作,此種機器的振級是不允許的。
      顯然,不同的機械設備由于工作要求、結構特點、動力特性、功率容量、尺寸大小以及安裝條件等方面的區分,其對應于各等級運行狀態的振動烈度范圍必然是各不相同的。所以對各種機械設備是不能用同一標準來衡量的,但也不可能對每種機械設備專門制定一個標準。為了便于實用,ISO2372將常用的機械設備分為六大類,令每一類的機械設備用同一標準來衡量其運行質量。機械設備分類情況如下:
      第一類:在其正常工作條件下與整機連接成整體的發動機和機器的零件(如15kw以下的發動機)。
      第二類:設有專用基礎的中等尺寸的機器(如15—75kw的發電機)及剛性固定在專用基礎上的發動機和機器(300kw以下)。
      第三類:安裝在測振方向上相對較硬的、剛性的和重的基礎上的具有旋轉質量的大型原動機和其它大型機器。
      第四類:安裝在測振方向上相對較軟的基礎上具有旋轉質量的大型原動機和其它大型機器(如透平發電機)。
      第五類:安裝在測振方向相對較硬的基礎上具有不平衡損性力的往復式機器和機械驅動系統。
      第六類:安裝在測振方向相對較軟的基礎上具有不平衡慣性力的拄復式機器和機械驅動系統等。
      通過大量的實驗得到了前四類機械設備的運行質量與振動烈度量級的對應關系,如上表。
      至于第五類、六類的機械設備,特別是往復式發動機由于結構不同,其振動特性變化很大,往往允許有較強烈的振動(如Vrms=20-30mm/s)而不影響其運行質量。而安裝在彈性基礎上的機器受到隔振作用,由安裝點傳到周圍物體的作用力是很小的,在這種情況下機器的振動將大于安裝在剛體基礎上的振動,加大轉速的電機上測得的振速度有效值可達50mm/s或更大。在上述情況下用振動絕對量級來衡量機器的運行質量顯然是不恰當的;就是對于第一致經四類機器,由于實際情況是千變萬化的,表中所示的機器運行質量與振動烈度的關系也只能作為參考。實踐表明;比較可靠準確的辦法是用振動烈度的相對變化表示機器的行質量??梢钥紤]以機器“良好”態的量級為考值,在此基礎上若增大2.5倍(8dB),表明機器的態已有重要變化,此時機器雖能進行工作,實際上已處于不正常態;若從參態的基礎上增大10倍(20dB),就說明該機器已需進行修理;再繼續增大,機器就將處于不允許狀態。上述振動烈度相對變化與機器運行質量間關系常用于以振動信號進行故障診斷時的判據。
      2、ISO2373DIN45665電動機振動標準
      ISO2373和DIN45665電動機振動標準
      質量等級 轉速(r/min) 電動機中心高H=80-400mm,允許最大值Vrms(mm/s)
      8<H<132 132<H<225 225<H<400
      N(正常值) 600-3600 1.8 2.8 4.5
      R(良好級) 600-1800 0.71 1.12 1.8
      1800-3600 1.12 1.8 2.8
      S(特佳級) 600-1800 0.45 0.71 1.12
      1800-3600 0.71 1.12 1.8
      注:1 本標準把電動機按其中心高度分為三類,中心高度越大,振動閾值越大。
          2 電動機狀態分為三個等級:正常,良好,特佳。
          3 本標準是指電動機在空轉狀態下的閾值。
          4 診斷參數為速度有效值。
      3、汽輪機及汽輪發電機組振動標準
                      水電部汽輪發電機組振動標準(軸承雙振幅允許值)
      轉速(r/min) 標準(DP-P/μm)
      合格
      1500 30以下 50以下 70以下
      3000 20以下 30以下 50以下
        ≤5000 10以下 30以下 50以下
      注:1 本表準規定測點位置在軸承處的垂直和水平方向。
          2 閾值的大小取決于汽輪機的轉速,轉速越大,振動位移允許越小。
          3 狀態評判分為三個等級:優,良,合格。
          4 診斷參數為位移峰峰值。
      4、離心鼓風機和壓縮機振動標準
                    表3-4離心鼓風機和壓縮機振動標準
      標準(DP-P/μm) 轉速(r/min)
      ≤3000 ≤6500 ≤10000 ≥10000~16000
      主軸軸承 ≤50 ≤40 ≤30 ≤20
      齒輪軸承 - ≤40 ≤40 ≤30
       注:1 本標準按轉速離心鼓風機和壓縮機分為4類,轉速越高,允許振動值越小。
           2 測點部位分兩種型式:主軸軸承和齒輪箱軸承,后者振動值允差略高于前者。
           3 診斷參數為振動位移峰峰值(雙幅)。
      5、往復式機械振動標準
           GB/T7777-1987往復式活塞壓縮機機械振動測量與評價
      壓縮機類型 壓縮機結構型式 振動烈度Vrms(mm/s)
      對稱平衡型 18.0
      角度式(L形,V形,W形,扇形,對置式) 28.0
      立式,臥式 45.0
      非固定式 71.0
      注:本標準按壓縮機的結構類型,規定了往復式壓縮機振動烈度的允許最大值。
      6、行業設備判斷標準
                  部分化工設備的振幅標準
      序號 設備類型 設備轉速/(r/min) 允許全振幅/mm 標準代號
      1 活塞式壓縮機 <200
      200-400
      ≥400
      0.25
      0.15
      0.10
      HGJ1018-79
      2 汽輪機 - 0.02 HGJ1019-79
      3 離心壓縮機 - 0.015 HGJ1020-79
      4 離心式冷凍機 - 0.015 HGJ1021-79
      5 螺桿式壓縮機 - 0.05 HGJ1022-79
      6 離心式通風機 1000
      1500
      2000
      2500
      3000
      4000
      0.12
      0.11
      0.10
      0.09
      0.06
      0.05
      HGJ1024-79
      7 軸流式通風機 - 0.15 HGJ1025-79
      8 柱塞泵 <200
      200-400
      >400
      0.20
      0.15
      0.10
      HGJ1027-79
      9 深井泵 1500
      3000
      0.12
      0.06
      HGJ1030-79
      10 低溫泵 1500
      3000
      0.038
      0.025
      HGJ1032-79
      11 高速泵 - 0.03 HGJ1033-79
      12 清水泵及金屬耐蝕泵 <750
      1500
      3000
      0.24
      0.12
      0.06
      HGJ1033-79
      13 離心式熱油泵 1500
      3000
      0.09
      0.06
      HGJ1034-79
      14 多級離心泵 5000
      3000
      0.09
      0.06
      HGJ1035-79
      15 SZ型水環式真空泵 - 0.09 HGJ1038-79
      16 行星齒輪增速器 - 0.01 HGJ1041-79
      17 齒輪減速器 - 0.08 HGJ1042-79
      18 行星擺線針輪減速器 - 0.08 HGJ1043-79
      19 沉降式離心機 主軸承
      差速器尾軸
      進料口
      機座
      空載/負荷
      0.02/0.04
      0.20/0.30
      0.05/0.10
      0.02/0.04
      0.025/0.05
      HGJ1044-79
      注:1 化工行業制訂的機械振動標準門類比較齊全,主要是旋轉機械,也有往復機械,齒輪減速器。影響振動的因素除考慮了設備轉速影響,少數機械還考慮了載荷的影響。本標準適用于現場設備巡檢或普測試時參考。
      2 測量參數為位移峰峰值。
      ①30Mpa活塞式壓縮機的轉速〈200r/min時,允許振動全幅為0.20mm.。
      ②此值為參考值。
      7、管道和機器振動速度現場判據
      管道
      (在兩支架中心測量)
      機器
      (在軸承殼體上測量)
      現場評估
      <15.3 <5.1 基本可以接受
      15.3~38.1 5.1~12.7 惡化,應進行應急處理
      38.1~76.2 12.7~25.4 危險,考慮停機修理
      注:1 本標準著重考慮了測點位置選擇,可以作現場初步評估。
          2 本標準把管道和機器的振動狀態分為三個等級:可接受,惡化和危險。
          3 診斷參數為速度有效值。(單位:mm/s)

      8、不同機械的軸承振動值判據
      用于下列機器的
      總振動速度均方根的
      允許值
      新機器 舊機器(全速,全功率)
      長壽命 短壽命 檢查界限值 修理界限值
      VdB mm/s VdB mm/s VdB mm/s VdB mm/s



      >20000hp
      6~20000hp
      ≤5000hp
      138
      128
      118
      7.9
      2.5
      0.79
      145
      135
      130
      18
      5.6
      3.2
      145
      140
      135
      18
      10
      5.6
      150
      145
      140
      32
      18
      10


      >20000hp
      6~20000hp
      ≤5000hp
      125
      120
      115
      1.8
      1.0
      0.56
      145
      135
      130
      18
      5.6
      3.2
      145
      145
      140
      18
      18
      10
      150
      150
      145
      32
      32
      18


      自由活塞
      高壓空氣
      低壓空氣
      電冰箱
      40
      133
      123
      115
      10
      4.5
      1.4
      0.56
      150
      140
      135
      135
      32
      10
      5.6
      5.6
      150
      140
      140
      140
      32
      10
      10
      10
      155
      145
      145
      145
      56
      18
      18
      18
      柴油發電機組 123 1.4 140 10 145 18 150 32
      離心機油分離器 123 1.4 140 10 145 18 150 32


      >10000hp
      10~10000hp
      ≤10hp
      120
      115
      110
      1.0
      0.56
      0.32
      140
      135
      130
      10
      5.6
      3.2
      45
      145
      140
      18
      18
      10
      150
      150
      145
      32
      32
      18
      鍋爐(輔助) 120 1.0 130 3.2 135 5.6 140 10
      發電機組 120 1.0 130 3.2 135 5.6 140 10
      >5hp
      ≤5hp
      123
      118
      1.4
      0.79
      135
      130
      5.6
      3.2
      140
      135
      10
      5.6
      145
      140
      18
      10

      >1800r/min
      ≤1800r/min
      120
      115
      1.0
      0.56
      130
      130
      3.2
      3.2
      135
      135
      5.6
      5.6
      140
      140
      10
      10


      >5hp
      ≤5hp
      108
      103
      0.25
      014
      125
      125
      1.8
      1.8
      130
      130
      3.2
      3.2
      135
      135
      5.6
      5.6


      >1kVA
      ≤1kVA
      103
      100
      0.4
      0.10
          115
      110
      0.56
      0.32
      120
      115
      1.0
      0.56
      注:1 本標準確定的頻率范圍較寬,所包括的機器類型較多,因此適用范圍較廣。
          2 標準除考慮功率因素外,還考慮了轉速,工作壽命,機器的新舊程度等多種因素,準確性較大,可作為制定相對標準的參考。
      ①長壽命為1000~10000h。
      ②短壽命為100~1000h。
      ③達到此值時,應進行檢查,同時要進行頻繁的倍頻程分析并與下一行的數據進行比較。
      ④任何一個倍頻程分量達到此值時應立即進行修理。
      ⑤參考值10-6mm/s。
      9、石化行業蒸汽透平振動標準
      與離心式壓縮機類似,蒸汽透平也是石油化工行業廣泛使用的驅動機械,典型的一類是為石油化工生產過程驅動壓縮機、風機和鍋爐給水泵而設計的蒸汽透平,根據其支承是剛性的還是柔性的,可分別應用轉軸振動標準和軸承振動標準。
      表6為國際電工委員會(IEC)的蒸汽透平振動標準。其中規定的振動值為峰-峰值,測量方向規定為軸承座上沿軸直徑方向測得的振動。該標準給出的振動值為經過良好平衡、在額定轉速和穩定工況下運行的蒸汽透平的振動標準,對振動限制值沒有做出規定。標準規范又指出,“在汽輪機振動高于表中相應規定值情況下,也可能持續良好地運行。”從標準本身來看,它相當于“良好”這一檔。

      表7為美國石油學會標準API611《一般煉油廠用通用蒸汽渦輪機》中規定的振動標準,為振動容許值。


      表8為美國石油學會標準API612《一般煉油廠用特殊用途蒸汽渦輪機》中規定的在所有轉速下的振動容許值(峰-峰值)。標準沒再對不同轉速(這些汽輪機實際上都是高轉速)的振動標準做出規定,而只規定在任何工況下機組振動不容許超過的數值(雙振幅)。


       

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