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故障诊断的参考标准ISO2372
作者:勒振检测 发布日期:2019-07-16 08:54

故障诊断的参考标准
为了获得最佳的诊断效果,在机械设备诊断的过程中应该建立设备的故障报警门限参考标准,现将国际上通用的标准列出如下:
1ISO2372
常用机械设备的ISO2372振动标准

振动烈度的分级范围 机械设备的类别
振动速度的有效值
(mm/s)
分贝
(dB)
第一类 第二类 第三类 第四类
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 容许
1.12-1.8 101-105 容许
1.8-2.8 105-109 可容许 容许
2.8-4.5 109-113 可容许 容许
4.5-7.1 113-117 可容许
7.1-11.2 117-121 不允许 可容许
11.2-18 121-125 不允许
18-28 125-129 不允许
28-45 129-133 不允许
45-71 133-137
在国际标准ISO2372中规定了转速为10—200r/s的机器在10—1000Hz的频率范围内机械振动强烈度的范围,它将振动速度有效值从0.11mm/s(人体刚有振动的感觉)到71mm/s的范围内分为15个量级,相邻两个烈度量级的比约为1:1.58,即相差4dB。这是由于对于大多数机器的振动来说4dB之差意味着振动响应有了较大的变化。有了振动烈度量级的划分就可以用它表示机器的运行质量。为了便于实用,将机器运行质量分成四个等级:
    A级——机械设备正常运转时的振级,此时称机器的运行状态“良好”。
B级——已超过正常运转时的振级,但对机器的工作量尚无显著的影响,此种运行状态是“容许”的。
C级——机器的振动已经到了相当剧烈的强度,导致机器只能勉强维持工作,此时机器的运行状态称为“可容许”的。
D级——机器的振动能已达到使机器不能运转工作,此种机器的振级是不允许的。
显然,不同的机械设备由于工作要求、结构特点、动力特性、功率容量、尺寸大小以及安装条件等方面的区分,其对应于各等级运行状态的振动烈度范围必然是各不相同的。所以对各种机械设备是不能用同一标准来衡量的,但也不可能对每种机械设备专门制定一个标准。为了便于实用,ISO2372将常用的机械设备分为六大类,令每一类的机械设备用同一标准来衡量其运行质量。机械设备分类情况如下:
第一类:在其正常工作条件下与整机连接成整体的发动机和机器的零件(如15kw以下的发动机)。
第二类:设有专用基础的中等尺寸的机器(如15—75kw的发电机)及刚性固定在专用基础上的发动机和机器(300kw以下)。
第三类:安装在测振方向上相对较硬的、刚性的和重的基础上的具有旋转质量的大型原动机和其它大型机器。
第四类:安装在测振方向上相对较软的基础上具有旋转质量的大型原动机和其它大型机器(如透平发电机)。
第五类:安装在测振方向相对较硬的基础上具有不平衡损性力的往复式机器和机械驱动系统。
第六类:安装在测振方向相对较软的基础上具有不平衡惯性力的拄复式机器和机械驱动系统等。
通过大量的实验得到了前四类机械设备的运行质量与振动烈度量级的对应关系,如上表。
至于第五类、六类的机械设备,特别是往复式发动机由于结构不同,其振动特性变化很大,往往允许有较强烈的振动(如Vrms=20-30mm/s)而不影响其运行质量。而安装在弹性基础上的机器受到隔振作用,由安装点传到周围物体的作用力是很小的,在这种情况下机器的振动将大于安装在刚体基础上的振动,加大转速的电机上测得的振速度有效值可达50mm/s或更大。在上述情况下用振动绝对量级来衡量机器的运行质量显然是不恰当的;就是对于第一致经四类机器,由于实际情况是千变万化的,表中所示的机器运行质量与振动烈度的关系也只能作为参考。实践表明;比较可靠准确的办法是用振动烈度的相对变化表示机器的行质量。可以考虑以机器“良好”态的量级为考值,在此基础上若增大2.5倍(8dB),表明机器的态已有重要变化,此时机器虽能进行工作,实际上已处于不正常态;若从参态的基础上增大10倍(20dB),就说明该机器已需进行修理;再继续增大,机器就将处于不允许状态。上述振动烈度相对变化与机器运行质量间关系常用于以振动信号进行故障诊断时的判据。
2ISO2373DIN45665电动机振动标准
ISO2373和DIN45665电动机振动标准
质量等级 转速(r/min) 电动机中心高H=80-400mm,允许最大值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(良好级) 600-1800 0.71 1.12 1.8
1800-3600 1.12 1.8 2.8
S(特佳级) 600-1800 0.45 0.71 1.12
1800-3600 0.71 1.12 1.8
注:1 本标准把电动机按其中心高度分为三类,中心高度越大,振动阈值越大。
    2 电动机状态分为三个等级:正常,良好,特佳。
    3 本标准是指电动机在空转状态下的阈值。
    4 诊断参数为速度有效值。
3、汽轮机及汽轮发电机组振动标准
                水电部汽轮发电机组振动标准(轴承双振幅允许值)
转速(r/min) 标准(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 本表准规定测点位置在轴承处的垂直和水平方向。
    2 阈值的大小取决于汽轮机的转速,转速越大,振动位移允许越小。
    3 状态评判分为三个等级:优,良,合格。
    4 诊断参数为位移峰峰值。
4、离心鼓风机和压缩机振动标准
              表3-4离心鼓风机和压缩机振动标准
标准(DP-P/μm) 转速(r/min)
≤3000 ≤6500 ≤10000 ≥10000~16000
主轴轴承 ≤50 ≤40 ≤30 ≤20
齿轮轴承 - ≤40 ≤40 ≤30
 注:1 本标准按转速离心鼓风机和压缩机分为4类,转速越高,允许振动值越小。
     2 测点部位分两种型式:主轴轴承和齿轮箱轴承,后者振动值允差略高于前者。
     3 诊断参数为振动位移峰峰值(双幅)。
5、往复式机械振动标准
     GB/T7777-1987往复式活塞压缩机机械振动测量与评价
压缩机类型 压缩机结构型式 振动烈度Vrms(mm/s)
对称平衡型 18.0
角度式(L形,V形,W形,扇形,对置式) 28.0
立式,卧式 45.0
非固定式 71.0
注:本标准按压缩机的结构类型,规定了往复式压缩机振动烈度的允许最大值。
6、行业设备判断标准
            部分化工设备的振幅标准
序号 设备类型 设备转速/(r/min) 允许全振幅/mm 标准代号
1 活塞式压缩机 <200
200-400
≥400
0.25
0.15
0.10
HGJ1018-79
2 汽轮机 - 0.02 HGJ1019-79
3 离心压缩机 - 0.015 HGJ1020-79
4 离心式冷冻机 - 0.015 HGJ1021-79
5 螺杆式压缩机 - 0.05 HGJ1022-79
6 离心式通风机 1000
1500
2000
2500
3000
4000
0.12
0.11
0.10
0.09
0.06
0.05
HGJ1024-79
7 轴流式通风机 - 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 低温泵 1500
3000
0.038
0.025
HGJ1032-79
11 高速泵 - 0.03 HGJ1033-79
12 清水泵及金属耐蚀泵 <750
1500
3000
0.24
0.12
0.06
HGJ1033-79
13 离心式热油泵 1500
3000
0.09
0.06
HGJ1034-79
14 多级离心泵 5000
3000
0.09
0.06
HGJ1035-79
15 SZ型水环式真空泵 - 0.09 HGJ1038-79
16 行星齿轮增速器 - 0.01 HGJ1041-79
17 齿轮减速器 - 0.08 HGJ1042-79
18 行星摆线针轮减速器 - 0.08 HGJ1043-79
19 沉降式离心机 主轴承
差速器尾轴
进料口
机座
空载/负荷
0.02/0.04
0.20/0.30
0.05/0.10
0.02/0.04
0.025/0.05
HGJ1044-79
注:1 化工行业制订的机械振动标准门类比较齐全,主要是旋转机械,也有往复机械,齿轮减速器。影响振动的因素除考虑了设备转速影响,少数机械还考虑了载荷的影响。本标准适用于现场设备巡检或普测试时参考。
2 测量参数为位移峰峰值。
①30Mpa活塞式压缩机的转速〈200r/min时,允许振动全幅为0.20mm.。
②此值为参考值。
7管道和机器振动速度现场判据
管道
(在两支架中心测量)
机器
(在轴承壳体上测量)
现场评估
<15.3 <5.1 基本可以接受
15.3~38.1 5.1~12.7 恶化,应进行应急处理
38.1~76.2 12.7~25.4 危险,考虑停机修理
注:1 本标准着重考虑了测点位置选择,可以作现场初步评估。
    2 本标准把管道和机器的振动状态分为三个等级:可接受,恶化和危险。
    3 诊断参数为速度有效值。(单位:mm/s)

8、不同机械的轴承振动值判据
用于下列机器的
总振动速度均方根的
允许值
新机器 旧机器(全速,全功率)
长寿命 短寿命 检查界限值 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
高压空气
低压空气
电冰箱
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
柴油发电机组 123 1.4 140 10 145 18 150 32
离心机油分离器 123 1.4 140 10 145 18 150 32
齿

>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
锅炉(辅助) 120 1.0 130 3.2 135 5.6 140 10
发电机组 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 本标准确定的频率范围较宽,所包括的机器类型较多,因此适用范围较广。
    2 标准除考虑功率因素外,还考虑了转速,工作寿命,机器的新旧程度等多种因素,准确性较大,可作为制定相对标准的参考。
①长寿命为1000~10000h。
②短寿命为100~1000h。
③达到此值时,应进行检查,同时要进行频繁的倍频程分析并与下一行的数据进行比较。
④任何一个倍频程分量达到此值时应立即进行修理。
⑤参考值10-6mm/s。
9、石化行业蒸汽透平振动标准
与离心式压缩机类似,蒸汽透平也是石油化工行业广泛使用的驱动机械,典型的一类是为石油化工生产过程驱动压缩机、风机和锅炉给水泵而设计的蒸汽透平,根据其支承是刚性的还是柔性的,可分别应用转轴振动标准和轴承振动标准。
表6为国际电工委员会(IEC)的蒸汽透平振动标准。其中规定的振动值为峰-峰值,测量方向规定为轴承座上沿轴直径方向测得的振动。该标准给出的振动值为经过良好平衡、在额定转速和稳定工况下运行的蒸汽透平的振动标准,对振动限制值没有做出规定。标准规范又指出,“在汽轮机振动高于表中相应规定值情况下,也可能持续良好地运行。”从标准本身来看,它相当于“良好”这一档。

表7为美国石油学会标准API611《一般炼油厂用通用蒸汽涡轮机》中规定的振动标准,为振动容许值。


表8为美国石油学会标准API612《一般炼油厂用特殊用途蒸汽涡轮机》中规定的在所有转速下的振动容许值(峰-峰值)。标准没再对不同转速(这些汽轮机实际上都是高转速)的振动标准做出规定,而只规定在任何工况下机组振动不容许超过的数值(双振幅)。


 

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