ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ ВИБРАЦИИ НА НЕВРАЩАЮЩИХСЯ

ЧАСТЯХ

Часть 7

Насосы динамические промышленные

ISO 10816-7:2009

Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on nonrotating parts - Part 7: Rotodynamic pumps for industrial applications, including measurements on rotating shafts (MOD)

Издание официальное

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода 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 29 ноября 2012 г. № 1388-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 10816-7:2009 «Вибрация. Оценка состояния машин по результатам измерения вибрации на невращающихся частях. Часть 7. Насосы динамические промышленные, включая измерения на вращающихся валах» (ISO 10816-7:2009 «Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts - Part 7: Rotodynamic pumps for industrial applications, including measurements on rotating shafts») путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту. Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.5).

ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ P 55265.7—2012

Правипа применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). 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 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 (gost.ru)

© Стандартинформ. 2014

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

III

Введение

Измерения вибрации динамических насосов проводят с разными целями, в том числе, в процессе приемочных испытаний, при реализации программ контроля состояния и диагностирования машин.

Общие принципы измерений вибрации и оценки вибрационного состояния машин установлены в ГОСТ ИСО 10816-1 (для измерений на невращающихся частях) и ГОСТ ИСО 7919-1 (для измерений вибрации вращающихся валов).

Рекомендации настоящего стандарта основаны на данных о результатах измерений около 1500 насосов как в условиях эксплуатации, так и в процессе стендовых испытаний. Собранные данные относятся к насосам разных типов, разной мощности, с разной подачей и с разными частотами вращения ротора. Обьем этих данных позволяет считать их представительными для нормально работающих машин, хотя и недостаточными для установления связи между вибрационным состоянием и средней наработкой на отказ.

Статистической обработке были подвергнуты данные, полученные для насосов, работающих в оптимальном режиме, т е. в диапазоне КПД. составляющих от 70 % до 120 % значения оптимального КПД.

Анализ данных показал отсутствие существенной зависимости вибрации насоса в точках измерений. установленных настоящим стандартом, от типа опоры (жесткая или податливая), а также от установки насоса (вертикальной или горизонтальной). Вместе с тем он показал наличие некоторой зависимости вибрации от потребляемой мощности. Поэтому в настоящем стандарте насосы разделены на два класса: с потребляемой мощностью до и более 200 кВт.

По сравнению с примененным международным стандартом ИСО 10816-7:2009 настоящий стандарт дополнен следующими положениями, учитывающими отечественный опыт эксплуатации машин данного вида:

рекомендацией использовать дополнительные критерии оценки состояния насосов, применяемых на опасных производствах (раздел 1):

исключением из области применения питательных насосов тепловых электростанций (раздел 1).

Кроме того, в разделе 3 ссылки на международные стандарты заменены ссылками на идентичные им национальные стандарты, а структурный элемент «Библиография» дополнен международными и национальными стандартами, на которые даны библиографические ссылки в тексте настоящего стандарта.

Внесенные дополнения выделены в тексте стандарта курсивом

IV

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО ИЗМЕРЕНИЯМ ВИБРАЦИИ НА НЕВРАЩАЮЩИХСЯ ЧАСТЯХ Часть 7

Насосы динамические промышленные

Mechanical vibration Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts Part 7 Rotodynamic

pumps for industrial applications

Дата введения — 2013—12—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния промышленных динамических насосов, конструкция которых включает в себя рабочее колесо (далее - насосов). мощностью свыше 1 кВт по результатам измерений вибрации на невращающихся частях (корпусах подшипников) как на месте эксплуатации, так и на стенде изготовителя при приемочных испытаниях. Дополнительно приведено руководство по оценке вибрации по ее измерениям на вращающихся валах.

Настоящий стандарт устанавливает зоны вибрационного состояния и пороговые значения для вертикальных и горизонтальных насосов безотносительно к жесткости их опоры. Установленные критерии оценки вибрационного состояния могут применяться в целях контроля состояния насосов, а также при приемочных испытаниях ¹ на месте эксплуатации или на стенде изготовителя.

В целях долговременного контроля состояния настоящий стандарт устанавливает два критерия: для интегрального параметра вибрации в широкой полосе частот и для изменений этого параметра. Эти критерии применяют для оценки вибрации, создаваемой самим насосом, но не вибрации, передаваемой на насос извне. Можно ожидать, что применение указанных критериев обеспечит нормальную долговременную работу насосов, а также незначительность негативного воздействия создаваемой насосом вибрации на присоединенное оборудование. Также приведены рекомендации по заданию пороговых значений, связанных с ограничением возможностей эксплуатации: уровней ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ и ОСТАНОВА.

Если насос объединен с электродвигателем (лопастное колесо насажено на вал электродвигателя или соединено с валом электродвигателя жесткой связью), то рекомендации настоящего стандарта применяют ко всему агрегату. При гибкой связи между валом электродвигателя и лопастным колесом рекомендации настоящего стандарта применяют только к насосу. Настоящий стандарт не распространяется также на любые отдельно установленные приводы, в отношении которых следует руководствоваться рекомендациями [12].

При контроле состояния насосов, используемых на опасных производствах, рекомендуется использовать дополнительные критерии оценки вибрационного состояния по [14].

Настоящий стандарт не распространяется на насосы следующих типов:

-    насосы на гидростанциях и насосных станциях мощностью свыше 1 МВт (см. (4] и (13));

-    питательные насосы тепловых электростанций (см. [15]);

-    погружные насосы и насосы для перекачки грязи, ила и подобных им веществ, а также веществ, содержащих твердые частицы.

Настоящий стандарт не распространяется на крутильные колебания насосов.

¹ В настоящем стандарте всюду, где упоминается о приемочных испытаниях, предполагается, что условия таких испытаний в части места проведения, объема и вида исследований должны быть определены и согласованы заинтересованными сторонами

Издание официальное

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ ИСО 2954-97 Вибрация машин с возвратно-поступательным и вращательным движением Требования к средствам измерений (ИСО 2954:1975, ЮТ)

ГОСТ ИСО 7919-1-2002 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. Общие требования (ИСО 7919-1:1996. ЮТ)

ГОСТ ИСО 10816-1-97 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 1. Общие требования (ИСО 10816-1:1995, ЮТ)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный стандарт. на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия) Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт. на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку

3    Измерения вибрации

3.1    Измеряемые величины и методы измерений

Величиной, измеряемой на невращающихся частях¹' насосов для оценки их вибрационного состояния является среднеквадратичное значение скорости в миллиметрах на секунду (мм/с). Для насосов с рабочей частотой вращения менее 600 мин дополнительно измеряют размах перемещения в микрометрах (мкм). Метод измерений указанных величин установлен ГОСТ ИСО 10816-1.

3.2    Средства измерений и диапазон частот измерений

3.2.1 Общие положения

Средства измерений должны обеспечивать измерения среднеквадратичного значения скорости широкополосной вибрации в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц и удовлетворять требованиям ГОСТ ИСО 10816-1 и ГОСТ ИСО 2954.

Для насосов с рабочей частотой вращения менее 600 мин нижнюю границу диапазона частот измерений обычно выбирают равной 2 Гц. чтобы частота вращения была внутри этого диапазона и достаточно далеко от его границы. Кроме того, в этом случае средства измерений помимо измерений среднеквадратичного значения скорости должны обеспечивать измерение размаха перемещения.

Поскольку размах перемещения широкополосной вибрации в низкочастотном диапазоне может сильно зависеть от импульсных возмущений потока жидкости в насосе, иногда это приводит к получению более высоких значений измеряемых величин, что требует дополнительного анализа, например с использованием частотной фильтрации. Поэтому для оценки качества насоса рекомендуется измерять размах перемещения для отдельных составляющих на половине оборотной частоты, на оборотной частоте и на удвоенной оборотной частоте с использованием узкополосного фильтра с

” В отношении измерений на вращающихся валах см приложение В

ГОСТ P 55265.7—2012

полосой пропускания не более 1 Гц.

Для высокооборотных насосов, а также в целях диагностирования (см. например (8)) может потребоваться проведение измерений в более широком диапазоне частот с верхней границей, лежащей обычно не ниже лопастной частоты, умноженной на 2.5. чтобы в диапазон измерений попали гармоники лопастной частоты.

3.2.2 Специальные меры при проведении измерений

Необходимо принять соответствующие меры, чтобы на средства измерений не оказывали влияния такие факторы, как:

-    изменения температуры:

-    магнитные поля;

-    акустический шум;

-    колебания напряжения питания: петля заземления;

-    длина соединительного кабеля;

-    ориентация датчика вибрации.

Особое внимание следует уделять правильной установке датчика вибрации и тому, чтобы способ крепления датчика не ухудшал точность измерений. При использовании датчика с креплением на магнит поверхность установки датчика должна быть соответствующим образом подготовлена. На рисунке 1 показаны некоторые часто используемые на практике (но не обязательные для применения) способы крепления датчиков вибрации.

Примечание - Требования к установке акселерометров, которые в большей части применимы также к датчикам скорости, определены в (2].

3.2.3 Непрерывный и периодический контроль

Обычно в системах мониторинга крупных и ответственных насосов принято использовать постоянно установленные средства измерений и проводить непрерывный контроль вибрации в реальном масштабе времени в ключевых точках конструкции. Но для большинства насосов малых размеров и мощности необходимость в проведении непрерывного контроля вибрации отсутствует. Появление дисбаланса ротора, ухудшение состояния подшипников, изменение в сопряжении кинематических пар и другие неисправности могут с достаточной надежностью быть выявлены в ходе периодических измерений с помощью переносной аппаратуры.

Необходимо иметь в виду, что в ходе периодического контроля зачастую невозможно своевременно обнаружить быстроразвивающиеся повреждения. Поэтому в тех случаях, когда исправное состояние насоса важно с точки зрения обеспечения общей безопасности проводимых работ, рекомендуется использовать непрерывный контроль вибрационного состояния с применением компьютерного анализа трендов и генерированием сигналов предупреждения при нарушениях в работе насоса. Подробная информация о методах и средствах вибрационного контроля состояния приведена в [8].

3

ГОСТ P 55265.7—2012

3.3 Точки и направления измерений

3.3.1 Общие положения

Основные измерения вибрации проводят на корпусах подшипников насосов, обычно на их открытых частях, к которым есть удобный доступ (см. рисунки 2 и 3).

Следует убедиться, что результаты измерений правильно характеризуют вибрацию подшипников. не подвержены влиянию местных резонансов и отсутствует усиление вибрации на пути ее распространения от источника к датчику. Расположение точек измерений и направление осей измерений выбирают таким образом, чтобы измеренная вибрация в наибольшей степени отражала динамические силы, действующие в насосе. Такие точки обычно находятся вблизи оси подшипников. Поэтому измерения обычно проводят на корпусе каедого подшипника 8 двух ортогональных радиальных направлениях, а также в ряде случаев в осевом направлении (см. 3.3.2). как показано на рисунках 2 и 3.

V

4

ГОСТ P 55265.7—2012

Примечание - Измерения в точке, указанной цифрой 2. проводят, если эта точка доступна В противном случае измерения проводят на нижнем подшипнике двигателя

Рисунок 3 — Точки и направления измерений вертикального насоса

Для насосов с горизонтальным расположением вала предпочтительными являются измерения радиальной вибрации в горизонтальном и вертикальном направлениях. Если вал расположен вертикально или под некоторым углом к горизонту, то точки и направления измерений выбирают таким образом. чтобы вибрация данного подшипника в них была максимальна. В большинстве случаев для этого вибрацию измеряют в направлении, в котором жесткость подшипниковой опоры минимальна, а также в направлении, перпендикулярном этому направлению.

Выбранные точки и направления измерений должны быть указаны в протоколе измерений.

3.3.2 Измерения осевой вибрации

Измерение осевой вибрации радиальных подшипников в процессе периодического контроля не является общепринятой практикой. Обычно такие измерения проводят при периодических осмотрах оборудования, а также в целях диагностирования. Вместе с тем неисправности отдельных видов легче обнаружить по изменениям именно осевой вибрации. В настоящее время критерии оценки состояния по результатам измерений осевой вибрации установлены только для упорных подшипников, у которых осевая вибрация коррелированна с осевыми пульсациями, способными привести к повреждению торцевых поверхностей подшипников. Критерии, приведенные в таблицах А.1 и А 2. применяют к радиальной вибрации всех подшипников и осевой вибрации упорных подшипников.

5

3.4 Условия установки насоса и режим работы при измерениях

При установке насоса важно принять меры к тому, чтобы системы присоединенных трубопроводов и фундамент не имели резонансов на основных частотах возбуждения, таких как первая и вторая гармоники оборотной частоты, лопастная частота и пр.. поскопьку резонансы в механических системах. связанных с насосом, могут сопровождаться недопустимо большой вибрацией.

Измерения вибрации проводят после того, как температура ротора насоса и его подшипников достигла своего нормального рабочего значения. Насос должен работать в заданном рабочем режиме при номинальных значениях подачи и высоты всасывания, а также при частоте вращения ротора в пределах рекомендуемого рабочего диапазона частот (см. рисунок 4).

Особое внимание следует обратить на возможность работы насоса в разных рабочих режимах. Если предполагается эксплуатировать насос на разных частотах вращения или с разными нагрузками. и каждый из таких режимов будет обладать достаточной продолжительностью, то измерения необходимо проводить для каждого из режимов В качестве представительной характеристики вибрационного состояния насоса следует рассматривать максимальное из полученных значений. Если результаты измерений предполагается сравнивать между собой, то важно, чтобы они были получены для одного и того же режима работы в пределах заданных допусков на эксплуатационные параметры насоса.

1

5    X

Рисунок 4 — Рабочие диапазоны насоса

В технической документации, представляемой изготовителем насоса, должны быть указаны допустимый диапазон и предпочтительный диапазон работы насоса (обычно составляющий от 70 % до 120 % значения оптимального КПД). За пределами допустимого рабочего диапазона может иметь место повышенная вибрация насоса, что допустимо для небольших периодов времени. Если же повышенная вибрация наблюдается в течение длительного времени, то она способна привести к по-6