Эксплуатационные нормы вибрации

 

СА 03-001-05

 

Разработан: Научно-производственным центром "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" (НПЦ "ДИНАМИКА"); генеральный директор д-р техн. наук лауреат премии Правительства РФ В.Н. Костюков;

 

Ассоциацией "Ростехэкспертиза"; президент ассоциации лауреат премии Правительства РФ заслуженный химик РФ Е.А. Малов.

 

Редакционная коллегия: В.Б. Артемьев, В.Н. Костюков, B.C. Котельников, Б.А. Красных, Н.Г. Кутьин, Е.А. Малов, С.Н. Мокроусов, Н.А. Хапонен, А.А. Шаталов

 

 

Настоящий стандарт разработан на основе заключений комиссии Госгортехнадзора РФ по проведению приемочных испытаний комплексных систем мониторинга оборудования опасных производств, созданной согласно Распоряжению заместителя начальника Госгортехнадзора России от 02 декабря 2003 г. № Р-20, отражающих многолетний опыт создания и внедрения комплексных систем мониторинга технического состояния машинного и технологического оборудования в реальном времени опасных производств химической, нефтехимической, нефтедобывающей, нефте- и газоперерабатывающей, горной промышленности, железнодорожного транспорта, коммунального хозяйства, энергетики, и рекомендуется для применения экспертными, проектными организациями и промышленными предприятиями в качестве руководства по выбору и применению системы вибрационных показателей для мониторинга состояния машинных агрегатов с целью предотвращения техногенных аварий и обеспечения безопасной ресурсосберегающей эксплуатации оборудования по фактическому техническому состоянию.

 

Область применения

 

1.1. Настоящий стандарт распространяется на центробежные и винтовые насосные и компрессорные агрегаты с приводом от электродвигателей и/или паровых турбин с редукторами или мультипликаторами, а также вентиляторы, дымососы, воздуходувки и аппараты воздушного охлаждения мощностью более 2 кВт и номинальной частотой вращения от 120 до 15000 мин^-1 и устанавливает нормы вибрации для оценки их технического состояния при эксплуатации и приемочных испытаниях после монтажа и ремонта.

1.2. Настоящий стандарт разработан на основе 30-летнего опыта исследования вибраций при разработке и внедрении стационарных систем мониторинга состояния тысяч машин и агрегатов опасных производств более 600 типов, который впервые был отражен в Руководящем документе [2], созданном с учетом [3], и подтвердившем за 10 лет эксплуатации справедливость предложенных нормативов для отечественного и импортного оборудования, установленного в различных климатических зонах страны.

1.3. Типы машинного оборудования, вибрационные параметры которого были использованы при разработке стандарта, приведены в Приложении Г.

1.4. Настоящий стандарт предписывает совместное применение средних квадратических значений виброскорости, виброперемещения, виброускорения и скоростей изменения трендов указанных значений во времени для вибродиагностики и мониторинга состояния агрегатов опасных производств.

1.5. Значения параметров вибрации, указанные в настоящем стандарте, носят рекомендательный характер и могут корректироваться по решению ответственных технических служб предприятия по мере доводки диагностируемого оборудования до требуемых показателей надежности, гарантирующих безопасность и безаварийность работы оборудования опасных производств.

 

2. Термины и определения

 

В настоящем стандарте применяются следующие термины с соответствующими определениями [5-7]:

2.1. Агрегат: совокупность механически соединенных механизмов, узлов, машин и конструкций, работающих в комплексе.

2.2. Мониторинг параметров: наблюдение за какими-либо параметрами (вибрацией, температурой и т.д.). Результат мониторинга параметров представляет собой совокупность измеренных значений параметров, получаемых на неразрывно примыкающих друг к другу интервалах времени, в течение которых значения параметров существенно не изменяются.

2.3. Мониторинг технического состояния агрегата (мониторинг агрегата): наблюдение за техническим состоянием агрегата (конструкции, машины, узла, механизма) для определения и предсказания момента перехода в предельное состояние. Результат мониторинга агрегата представляет собой совокупность диагнозов составляющих его субъектов (конструкций, машин, узлов, механизмов), получаемых на неразрывно примыкающих друг к другу интервалах времени, в течение которых состояние агрегата существенно не изменяется. Принципиальным отличием мониторинга состояния от мониторинга параметров является наличие интерпретатора измеренных параметров в терминах технического состояния (экспертной системы поддержки принятия решения о состоянии объекта и дальнейшем управлении).

2.4. Мониторинг технического состояния комплекса агрегатов (мониторинг производственного комплекса): наблюдение за техническим состоянием комплекса, входящих в него агрегатов и их субъектов (конструкции, машины, узла, механизма) для определения и предсказания момента перехода в предельное состояние. Результат мониторинга производственного комплекса представляет собой совокупность диагнозов составляющих его агрегатов, получаемых на неразрывно примыкающих друг к другу интервалах времени, в течение которых состояние комплекса существенно не изменяется.

2.5. Техническое диагностирование (диагностирование) агрегата: определение технического состояния агрегата, включающее диагнозы наиболее важных субъектов, составляющих агрегат и определяющих полноту диагностирования агрегата.

2.6. Технический диагноз (диагноз): результат диагностирования, привязанный к определенному моменту времени.

2.7. Техническое состояние агрегата: состояние, которое характеризуется в определенный момент времени при определенных условиях внешней среды значениями параметров, установленных технической документацией на агрегат. Определяется техническим состоянием субъектов (входящих в агрегат механизмов, узлов, машин или конструкций).

2.8. Диагностический признак: характеристика физического процесса или сигнала, содержащая информацию о параметрах технического состояния объекта.

2.9. Опасность технического состояния комплекса агрегатов (производственного комплекса): определяется входящим в него агрегатом, имеющим наиболее опасное техническое состояние.

2.10. Опасность технического состояния агрегата: определяется субъектом (входящим в агрегат механизмом, узлом, машиной или конструкцией), имеющим наиболее опасное техническое состояние.

2.11. Опасность технического состояния субъекта (входящего в агрегат механизма, узла, машины или конструкции): обратно пропорциональна продолжительности достижения им предельного состояния (остаточному ресурсу) и определяется отношением текущей скорости утраты работоспособности к текущему запасу работоспособности.

2.12. Вибрация: движение материальной точки, при котором происходят колебания характеризующих его скалярных величин.

2.13. Виброакустический сигнал: физическая величина, характеризующая механические колебания (вибрационные, акустические, гидравлические и т.д.), сопровождающие функционирование объекта.

2.14. Виброперемещение: составляющая перемещения, описывающая вибрацию.

2.15. Виброскорость: производная виброперемещения по времени.

2.16. Виброускорение: производная виброскорости по времени.

2.17. Диагностический контроллер: вычислительное устройство промышленного исполнения, используемое в составе системы компьютерного мониторинга состояния оборудования, обеспечивающее управление процессом сбора, обработки и накопления информации о состоянии оборудования, передачу ее в диагностическую сеть, взаимодействие с человеком-оператором.

2.18. Диагностическая станция: часть системы компьютерного мониторинга состояния оборудования, включающая диагностический контроллер и средства отображения, регистрации, предупреждения и взаимодействия системы с человеком-оператором и полевой сетью измерительного оборудования.

2.19. Диагностическая сеть: комплекс программно-аппаратных средств систем компьютерного мониторинга состояния оборудования, обеспечивающий передачу, хранение, отображение, регистрацию на удаленных станциях пользователей информации о состоянии оборудования в реальном времени с выдачей необходимого предупреждения.

2.20. Сервер диагностической сети: программно-аппаратный комплекс на базе специализированного компьютера повышенной надежности, обеспечивающий сбор, хранение, передачу на станции пользователей информации о состоянии оборудования в реальном времени.

2.21. Станция пользователя: программно-аппаратный комплекс на базе компьютеров общего применения, предназначенный для получения, отображения и протоколирования информации о состоянии оборудования в реальном времени.

2.22. Динамическая ошибка распознавания опасного состояния оборудования (динамическая ошибка первого рода): пропуск своевременного распознавания опасного состояния оборудования, вызванный тем, что период мониторинга (диагностирования) превышает интервал развития неисправности от момента ее обнаружения до предельного состояния оборудования.

2.23. Статическая ошибка распознавания опасного состояния оборудования (статическая ошибка первого рода): пропуск своевременного распознавания опасного состояния оборудования, вызванный тем, что неисправное состояние оборудования система воспринимает (диагностирует) как исправное.

2.24. Риск пропуска опасного состояния оборудования: совокупность статической, динамической ошибок и влияния человеческого фактора, обусловленного несвоевременным выполнением персоналом предписаний системы мониторинга по устранению обнаруженного системой опасного состояния оборудования.

2.25. Датчики вторичных процессов: датчики физических величин, описывающих вторичные процессы функционирования оборудования, применяемые в различных методах неразрушающего контроля: датчики вибрации, акустической эмиссии, магнитных полей и т.д.

2.26. Система мониторинга состояния оборудования: система (машина), продуктом которой является текущая информация о техническом состоянии оборудования и его опасности с необходимыми комментариями (прогноз остаточного ресурса, предписания на неотложные действия персонала и т.д.) и заданным риском.

 

Обозначения и сокращения

 

В настоящем стандарте применены следующие сокращения.

СМ - Система мониторинга

ОТ - Техническое состояние агрегата или его узла "Отлично"; используется при приемке нового оборудования

X - Техническое состояние агрегата или его узла "Хорошо"; используется при приемке отремонтированного оборудования

Д - Техническое состояние агрегата или его узла "Допустимо"; характеризует исправную работу агрегата или его узла в эксплуатации

ТПМ - Техническое состояние агрегата или его узла "Требует принятия мер"; характеризует наличие развивающихся неисправностей

НДП - Техническое состояние агрегата или его узла "Недопустимо"; характеризует наличие существенных неисправностей и опасное состояние агрегата или его узла

АЧХ - Амплитудно-частотная характеристика

СКЗ - Среднее квадратическое значение

А_е, м/с² - Среднее квадратическое значение виброускорения

V_е, мм/с - Среднее квадратическое значение виброскорости

S_e, мкм - Среднее квадратическое значение виброперемещения

V_A,м/с²/ч - Скорость изменения виброускорения, отнесенная к временной базе продолжительностью в 1 ч

V_V,мм/с/ч - Скорость изменения виброскорости, отнесенная к временной базе продолжительностью в 1 ч

V_S, мкм/ч - Скорость изменения виброперемещения, отнесенная к временной базе продолжительностью в 1 ч