Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. Газотурбинные агрегаты
Настоящий стандарт устанавливает критерии оценки вибрационного состояния газотурбинных агрегатов, работающих в нормальном режиме, по результатам измерений вибрации валов, проводимых внутри или вблизи подшипников этих машин. Оценку вибрационного состояния проводят на основе как абсолютных значений вибрации, так и изменении этих значений.
Настоящий стандарт распространяется на все агрегаты (включая те, в которых используется зубчатая передача) с подшипниками скольжения с жидкостной смазкой выходной мощностью более 3 МВт и частотами вращения от 3000 до 30000 мин в ст. минус 1. Стандарт не распространяется на приводы авиационных двигателей, поскольку они существенно отличаются от обычных промышленных газотурбинных агрегатов как по типу подшипников (подшипники качения), так и по соотношению жесткости и массы для ротора и опоры |
Этот ГОСТ находится в:
- Раздел: Общероссийский классификатор стандартов
- Подраздел: МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
- Подраздел: Вибрации, измерения удара и вибрации
- Подраздел: МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
- Раздел: ОКП
- Подраздел: ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕН
- Подраздел: МАШИНЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
- Подраздел: Приборы виброметрии
- Подраздел: МАШИНЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
- Подраздел: ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕН
Страница 1
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС)
1ЮЕРЗТАТЕ СОШИСИ. РОК ЗТАН0АК012АТ1ОМ, МЕТР.01.00У АИй СЕКТ1Р1САТЮЫ
[18С1
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
гост исо
7919-4— 2002
Вибрация
КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ ВИБРАЦИИ НА ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛАХ
Газотурбинные агрегаты
130 7919-4:1996
МесНатса! у|Ьга(юп о? поп-геаргоса1шд тасМпез — Меазигететй оп го(а(шд 5ЬаКз апс! еуа1иа(юп сгИепа — Раг! 4: бае 1игЬше зе(8 (ЮТ)
Издание официальное
Страница 2
ГОСТ ИСО 7919-4—2002
Предисловие
Цели, основные принципы и основной лорядоклро&едения работ по межгосударственной стандартизации установпены ГОСТ 1.0—92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 12—97 «сМежгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» на основе собственного аутентичного леревода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Госстандартом России
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 21 от 30 мая 2002 г.)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Азербайджан А2 Азгоссгандарт
Армения АМ А р м госеган д арт
Беларусь ВУ Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан К2 Госстандарт Республики Казахстан
Кыргызстан КС Кыргызстандарт
Молдова МО М олдоеа-Станд арт
Российская Федерация НХ) Госстандарт России
Таджикистан Т4 Т а д жи кета н д а р т
Туркменистан тм Главгосслужба «Туркменстандартлары»
Узбекистан иг Узгосстандарт
Украина УА Госстандарт Украины
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 7919-4:1996 «Вибрация машин без возвратно-поступательного движения. Измерения на вращающихся валах и критерии оценки состояния. Часть 4, Газотурбинные агрегаты» (150 7919*4:1996 «МесМалюа! адЬгаНоп о( пол-гес1ргоса(1лд гпасЫпез — Меазигетеп(5 0ПГ01а11пд 5&ай$ап<Эеуа1иа1юп сгНепа — РаП4: 6а$(игЫпе
Степень соответствия — идентичная (ЮТ). Настоящий стандарт идентичен ГОСТ Р ИСО 7919-4—99
5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 апреля 2007 г М&79*ст межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 7919-4—2002 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2007 г
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».
Информация об изменениях к настоящему стандарту лубликуется в указателе (каталоге) «Национальные стандарты», а текст изменений — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае лересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»
©Стандартинформ, 2007
В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
II
Страница 3
ГОСТ ИСО 7919-4—2002
Содержание
1 Область применения...........................................
2 Нормативные ссылки .... .................... ..................*
3 Измерение вибрации. . . ................................. . . . 1
4 Критерии оценки....................................................2
Приложение А (обязательное) Критерии оценки вибрационного сословия газотурбинных агрегатов при
их работе в заданном режиме.........................................
Страница 4
ГОСТ ИСО 7919-4—2002
Введение
В настоящем стандарте установлены требования кизмерениям поперечных колебаний валов газо-турбинных агрегатов и приведены критерии, установленные по результатам предшествующей эксплуатации, которые могут быть использованы при оценке вибрационного состояния таких машин.
Общее описание принципов измерений и оценки вибрации валов машин без возвратно-поступательного движения приведено в ГОСТ ИСО 7919-1.
IV
Страница 5
ГОСТ ИСО 7919-4—2002
Вибраций
КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ ВИБРАЦИИ
НА ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛАХ
Газотурбинные агрегаты
УКнаИогк Еуа1иа!юп о* гласите ушга(юп оу теазигетеШв оп гоиишд впаНз. Саз (игЫпе зетз
Дата введений 2007—11—01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает критерии оценки вибрационного состояния газотурбинных агрегатов (далее — агрегаты), работающих в нормальном режиме, по результатам измерений вибрации валов, проводимых внутри или вблизи подшипников этих машин. Оценку вибрационного состояния проводят на основе как абсолютных значений вибрации, так и изменения этих значений*
Настоящий стандарт распространяется на все агрегаты (включая те, в которых используется зубчатая передача) сподшипникамискольжениясжидкостной смазкой выходной мощностью более 3 МВт и частотами вращения от 3000 до 30000 мин1. Стандарт не распространяется на приводы авиационных двигателей, поскольку они существенно отличаются от обычных промышленных газотурбинных агрегатов как по типу подшипников (подшипники качения), так и по соотношению жесткости и массы для ротора и опоры.
В зависимости от конструкции и режима работы агрегаты относятся к трем основным группам:
* газотурбинные агрегаты с одним валом, вращающимся с постоянной скоростью: - газотурбинные агрегаты с одним валом, вращающимся с переменной скоростью;
* газотурбинные агрегаты с раздельными системами производства горячего газа и отбора мощности.
8 настоящее время оценку вибрационного состояния агрегатов всех трех групп проводят одинаково. Однако в дальнейшем возможно, что для каждой из этих групп потребуется установление своих критериев.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ ИСО 7919-1—2002 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. Общие требования
ГОСТ ИС010816-4—2002 Вибрация. Контрольсостояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 3. Газотурбинные установки
ГОСТ ИСО 10817*1—2002 Системы измерений вибрации вращающихся валов. Часть 1. Устройства для снятия сигналов относительной и абсолютной вибрации вращающихся валов
3 Измерение вибрации
Измерительная аппаратура и методы измерений — по ГОСТ ИС010817-1 и ГОСТ ИСО 7919-1.
Вибрацию валов агрегатов обычно измеряют относительно их подшипников, поэтому о настоящем стандарте рассматриваются только относительные виброперемещения. Поскольку скорость вращения вала агрегата довольно высокая, измерения обычно проводят с помощью бесконтактных датчиков, которые предпочтительны когда рабочая скорость вращения вала равна 3000 мин 1 и более. Средства измерений, используемые для контроля вибрационного состояния агрегатов, должны обеспечивать
Издание официальное
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
1
Страница 6
ГОСТ ИСО 7919-4—2002
измерение общей вибрации о диапазоне частот, верхняя граница которого е2,5 раза больше максимальной рабочей частоты вращения вала агрегата. Однако если измерения проводятся в целях диагностики, желательно использовать более широкий диапазон частот.
4 Критерии оценки
Критерии оценки вибрационного состояния агрегата по абсолютным значениям и изменениям этих значений и соответствующие ограничения функционирования агрегата приведены в приложении А.
В качестве абсолютного значения, по которому осуществляют оценку, принимают наибольший из двух размахов перемещения, измеренных в заданных взаимно ортогональных направлениях. Если измерения проводят только в одном направлении, необходимо убедиться, что такие измерения обеспечат достаточную информацию о копебаниях вала (ГОСТ ИСО 7919*1).
Критерии применяют дпя агрегатов, работающих в установившемся режиме на заданной номинальной скорости в номинальном диапазоне нагрузок, включая нормальные медленные изменения электрической нагрузки. Эти критерии не применяют при других режимах работы агрегата, а также во время переходных процессов, таких как разгон и выбег с прохождением через критические скорости вращения вала.
Общее решение о вибрационном состоянии агрегата, как правило, принимают на основе результатов измерений как колебаний вала, как определено выше, так и вибрации на невращающихся частях (ГОСТ ИСО 10816*4).
Приложение А (обязательное)
Критерии оценки вибрационного состояния газотурбинных агрегатов при их работе
в заданном режиме
А.1 Общие положения
Для оценки вибрации валовагрегатовпоее измерениям внутри или вблизи подшипников используют два критерия. В одном рассматривают абсолютное значение наблюдаемой широкополосной вибрации вала; во втором — изменения этого абсолютного значения, безотносительно к тому, повышается это значение или понижается.
А.2 Критерий 1. Абсолютные значения вибрации при работе агрегата с номинальной скоростью в установившемся режиме
Данный критерий связан с определением границ для абсолютного значения вибрации вала, установленных из условия допустимых динамических нагрузок на подшипники, допустимых значений радиального зазора в подшипнике и допустимой вибрации, передаваемой вовне на опоры и фундамент. Максимальное значение вибрации вала, измеренное для каждого подшипника, сравнивают с границами четырех зон. установленными на основе международного опыта проведения исследований.
А.2.1 Зоны состояния
Для качественной оценки вибрации агрегата и принятия решений о необходимых действиях в конкретной ситуации устанавливают следующие зоны состояния.
Зона А — в эту зону попадает, как правило, вибрация новых агрегатов, вводимых в эксплуатацию.
Зона В — агрегаты, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают пригодными для эксплуатации без ограничения сроков.
Зона С — агрегаты, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают непригодными для длительной непрерывной эксплуатации. Такие агрегаты могут функционировать ограниченный период времени до начала ремонтных работ.
Зона О — уровни вибрации в данной зоне обычно могут вызывать серьезные повреждения агрегатов. А.2.2 Границы зон состояния
Рекомендуемые значения границ зон. обратно пропорциональные квадратному корню частоты вращения вала я* мин-1, указаны на рисунке А.1 для размаха перемещения 8. мкм. и получены из следующих выражений: ${р-р) ■ 4600/— для границы зон А'В: $(р~р) ~ 9000/ Л* — для границы зон В*С; ^р_р^ = 13200/^л" — для границы зон С/О.
Примечание — Определение 5, , — по ГОСТ ИСО 7919-1.
2
Страница 7
ГОСТ ИСО 7919-4 2002
200
1Ю
эо
20
и
Эти значений не предназначены для и> использования а качестве условий испытаний при приемке продукции. Такие условий должны быть установлены по соглашению между изготовителем машины и потребителем. Однако использование информации об установленных границах зон позволяет избежать ненужных затрат на снижение вибрации и предъявления завышенных требований.
В некоторых случаях специфические особенности конкретного агрегата допускают установление иных границ (более низких или более высоких), например дли устанавливающегося (качающегосй) подшипника. В случае эллиптического подшипника может потребоваться применение различных критериев в направлениях минимального и максимального зазоров. Необходимо иметь в виду, что допустимая вибрация может быть связана с диаметром подшипника, поскольку, как правило, у подшипников большего диаметра зазор также имеет большие размеры. Как следствие, для различных подшипников одного валолровода допускается устанавливать разные граничные значения. В таких случаях изготовитель, как правило, должен объяснить причину изменения граничных значений и. а частности, подтвердить, что агрегат не будет подвергаться опасности при эксплуатации с более высокими уровнями вибрации.
Повышенные уровни еибрвцни долусквюгся в случае, если измерения проводят не в непосредственной близости от подшипника или в условиях работы агрегата а переходном режиме, включая разгон и выбег с прохождением областей критических частот вращения.
А.Э Критерий 2. Изменения значений вибрации
Данный критерий основан на сравнении измеренного значения широкополосной вибрации в установившемся режиме работы агрегата с предварительно установленным значением {базовой линией). Значительное изменение значения широкополосной вибрации в сторону увеличения или уменьшения может потребовать принятия определенных мер даже а случае, когда граница зоны С по критерию I еще не достигнута. Такие изменения могут быть быстрыми или постепенно нарастающими во времени и указывают на повреждения агрегата в начальной стадии или на другие неполадки.
Базовая линия для этого критерия представляет собой характерное воспроизводимое значение вибрации, известное по опыту предыдущих измерений в определенных условиях работы. При появлении существенных отклонений уровня вибрации от базовой линии (обычно за существенные изменения принимают те. которые превышают 25 % значения вала верхней границы зоны В), независимо от того, повысилась вибрация или понизилась, необходимо принять меры для выяснения причин таких изменений. Решение о том. какие меры следует принять и нужны ли они. принимают после рассмотрения мвксимального значения вибрации с учетом факта, стабилизировалось ли поведение агрегата в новых условиях.
При использовании критерия 2 необходимо, чтобы измерения вибрации проводились при одном и том же положении и ориенгвции датчиков вибрации в одном и том же режиме работы агрегата.
Следует учитывать, что критерий, основанный на изменении значения вибрации, имеет ограниченное применение, поскольку значительные изменения и скорость этих изменений на отдельных частотных составляющих вибрации не всегда проявляются в сигнале широкополосной вибрации вала (ГОСТ ИСО 7919-1). Например рост трещины в роторе может сопровождаться ускоренным повышением гармоник оборотной частоты, но их амплитуда может оставаться небольшой по срввнению с составляющей на оборотной частоте. Поэтому бывает сложно выявить рост трещины, наблюдая только изменения широкополосной вибрации. Таким образом, хотя контроль изменения широкополосной вибрации и помогает обнаружить некоторые признаки возможных дефектов, для более точного анализа могут потребоваться методы измерений изменений векторов отдельных частотных составляющих вибрации и соответствующая измерительная аппаратура. Измерительная аппаратура и методы анализа результатов могут быть более сложными, чем это требуется для общего контроля вибрации. Установление критериев для подобного рода измерений выходит за рамки настоящего стандарта.
ч
Щ
1
4 в а 10
20 31
1000, ими
Рисунок А.1 — Рекомендуемые значения максимальных относительных перемещений вала в зависимости от максимальной рабочей скорости вращения вала агрегата
3
Страница 8
ГОСТ ИСО 7919-4—2002
А.4 Ограничения функционирования
При долговременной эксплуатации агрегатов обычно устанавливают ограничения функционирования, связанные с вибрацией. Эти ограничения имеют следующие формы.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — для указания, что вибрация или изменения вибрации достигли определенного уровня, когда может потребоваться проведение восстановите лены* мероприятий. Как правило, придостижении уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ агрегат можно эксплуатировать а течение некоторого периода времени, пока проводят исследования причин изменения вибрации и определяют комплекс необходимых мероприятий.
ОСТАНОВ — для определения значений вибрации, при превышении которого дальнейшая эксплуатация агрегата может привести к его повреждениям. При достижении уровня ОСТАНОВ следует принять немедленные меры по снижению вибрации или остановить агрегат.
Вследствие разницы в динамических нагрузках и жесткостях опор для различных положений и ориентации датчиков вибрации допускается устанавливать разные уровни ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ и ОСТАНОВ.
А.4.1 Установка уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
Для различных агрегатов уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ может существенно изменяться; возрастать или уменьшаться. Обычно этот уровень устанавливают относительно некоторого базового значения (базовой линии), определяемого для конкретного агрегата и определенного положения и направления измерений по опыту эксплуатации этого агрегата.
Рекомендуется устанавливать уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ выше базовой линии на значение, равное 25 % значения верхней границы зоны В. Если базовое значение мало, уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ может находиться ниже зоны С.
Если базовое значение не определено, например для новых агрегатов, начальную установку уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ следует проводить либо исходя из опыта эксплуатации аналогичных агрегатов, либо относительно согласованного приемлемого значения. Спустя некоторое время по наблюдениям за вибрацией агрегата следует установить постоянную базовую линию и соответствующим образом скорректировать уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.
Изменение базового значения (например вследствие капитального ремонта агрегата) может потребовать соответствующего изменения уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Для разных подшипников машины могут быть установлены разные уровни ПРЕД УПРЕЖДЕН И Е. Это определяется различиями в динамических нагрузках на эти подшипники и различиями в их жесткости.
А.4.2 Установка уровня ОСТАНОВ
Уровень ОСТАНОВ обычно связывают с необходимостью сохранения механической целостности агрегата: он может зависеть от различных конструктивных особенностей агрегата, применяемых для того, чтобы агрегат мог противостоять воздействию аномальных динамических сил. Таким образом, уровень ОСТАНОВ, как правило, будет одним и тем же для агрегатов аналогичных конструкций и не будет связан с базовой линией
Вследствие многообразия агрегатов различных конструкций не представляется возможным дать четкое руководство по точному установлению уровня ОСТАНОВ. Обычно уровень ОСТАНОВ устанавливают в пределах зон С или О.
УДК 621.9:534.1.08:006.354 МКС 17.160 Т34 ОКП 427791
Ключевые слова: вибрация, машины, газотурбинные агрегаты, вращающиеся валы, измерения, оценка, контроль, вибрационное состояние
Рсдлмор Т.Л. Леонова Технический редактор НС. Гришянова Корректор 8.И. Баранова Ком ппю терм ли версия АН. Золотаревой
Сдано о набор 04.10.2007. Подписано в печать 30.10.2007. Формат 60-84/. Бумага офсетная. Гарнитура Ариап Печать офсетная. Усп. печ. п. 0.93. Уч.-над. л. 0.70. Тиран 147 за. За*. 793.
ФГУП .СТАНДАРТИНФОРМ». 123995 Москва. Гранатный пер., 4. л»».до1!1п!о-ги 1п(а@доз11п'о.ш
Набрано во ФГУП .СТАНДАРТИНФОРМ. на ПЭВМ. Отпечатано а филиале ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ- — тип. •Московский печатник». 105062 Москва. Лялин пер . 6