استاندارد ISO 10816 یکی از مهمترین استانداردهای بینالمللی در حوزه پایش وضعیت (Condition Monitoring) و تحلیل لرزش ماشینآلات صنعتی است. این استاندارد به مهندسان امکان میدهد با اندازهگیری لرزش تجهیزات دوار مانند پمپها، موتورهای الکتریکی، کمپرسورها، توربینها و گیربکسها، وضعیت سلامت مکانیکی آنها را ارزیابی کرده و قبل از وقوع خرابیهای پرهزینه، تمهیدات لازم را اتخاذ کنند.
در این مقاله، استاندارد ISO 10816 را به صورت کامل بررسی میکنیم: فلسفه ایجاد، ساختار، طبقهبندی ماشینآلات، حدود مجاز لرزش، روش اندازهگیری، تفاوت آن با استانداردهای جدیدتر (ISO 20816)، کاربردها و نکات مهم اجرای آن.
اهمیت استاندارد ISO 10816 در صنعت
لرزش یا ارتعاش یکی از مهمترین شاخصها برای تشخیص وضعیت سلامت ماشینآلات دوار است. افزایش لرزش معمولاً نشاندهنده وجود یک مشکل مکانیکی مانند:
-
عدم بالانس
-
لقی یا شل بودن اجزا
-
مشکلات یاتاقان
-
کاویتاسیون پمپ
-
ناهممحوری کوپلینگ
-
خرابی چرخدنده
-
ارتعاشات القایی الکترومغناطیسی
استاندارد ISO 10816 به مهندسان کمک میکند تا:
-
حدود قابلقبول لرزش برای تجهیزات را بدانند
-
سطوح هشدار و خطر را تعیین کنند
-
ماشینآلات را با یک معیار بینالمللی مقایسه کنند
-
قبل از خرابی، روند لرزش را تحت کنترل قرار دهند
به همین دلیل اکثر کارخانهها، نیروگاهها و صنایع پالایش و پتروشیمی از این استاندارد برای پایش وضعیت استفاده میکنند.
معرفی استاندارد ISO 10816
استاندارد ISO 10816 با عنوان کامل:
Mechanical vibration – Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts
به ارزیابی لرزش ماشینآلات از طریق اندازهگیری روی بخشهای غیرچرخان (مانند پوسته یا بدنه) میپردازد.
این استاندارد برای طیف وسیعی از تجهیزات دوار اعمال میشود و در چندین بخش (Part) ارائه شده است که هر بخش برای دسته مشخصی از ماشینآلات تعریف شده است.
ساختار استاندارد ISO 10816
استاندارد ISO 10816 شامل بخشهای زیر است:
Part 1 – الزامات عمومی (ISO 10816-1)
-
اصول ارزیابی لرزش
-
نحوه انتخاب نقاط اندازهگیری
-
دستهبندی ماشینآلات
-
حدود کلی لرزش
Part 2 – ماشینآلات بیسیمان بزرگ (ISO 10816-2)
برای ماشینهایی مانند:
-
ژنراتورهای بزرگ
-
توربینهای بخار
-
کمپرسورهای سنگین
Part 3 – پمپها و موتورهای کوچک و متوسط (ISO 10816-3)
یکی از پرکاربردترین بخشها در صنعت ایران.
Part 4 – پمپهای عمودی و توربینی (ISO 10816-4)
Part 5 – توربینهای گازی و دوّار با سرعت بالای 3,000 rpm (ISO 10816-5)
Part 6 – الکتروموتورهای بزرگ (ISO 10816-6)
Part 7 – ماشینآلات سرعت پایین (ISO 10816-7)
این بخشها بعدها در قالب استاندارد جدید ISO 20816 بازنگری و منتشر شدند.
طبقهبندی ماشینآلات در ISO 10816
بسته به اندازه، توان و نحوه نصب ماشینآلات، آنها در 4 گروه اصلی قرار میگیرند:
گروه 1: ماشینهای کوچک
-
توان کمتر از 15 کیلووات
-
الکتروموتورهای کوچک
-
پمپهای خانگی
گروه 2: ماشینهای متوسط و بزرگ نصب سطحی
-
توان بیش از 15 کیلووات
-
کمپرسورها، بلوئرها، موتورهای القایی صنعتی
گروه 3: ماشینآلات بزرگ با فونداسیون صلب
-
ماشینآلات سنگین با جرم زیاد
-
خطوط تولید فولاد
-
توربینها و ژنراتورها
گروه 4: ماشینهای بزرگ با سازه انعطافپذیر
-
ماشینآلاتی که ساختار نصب یا فونداسیون آنها لزومأ سخت نیست
-
برخی ماشینآلات دوار در صنایع پتروشیمی
این گروهبندی نقش مهمی در تعیین حدود لرزش دارد.
پارامترهای اندازهگیری لرزش در ISO 10816
در استاندارد ISO 10816، لرزش ماشینآلات بر اساس سرعت مؤثر (RMS velocity) ارزیابی میشود.
واحد اندازهگیری:
mm/s (میلیمتر بر ثانیه)
چرا سرعت لرزش؟
-
بهترین شاخص برای بیان انرژی ارتعاشی
-
حساس به اغلب عیوب مکانیکی
-
قابل مقایسه بین ماشینهای مختلف
-
استاندارد صنعتی پذیرفتهشده در جهان
اگرچه در آنالیز لرزش، پارامترهای دیگری مانند شتاب و جابجایی نیز اهمیت دارند، اما در استاندارد ISO 10816 فقط سرعت لرزش در محدوده فرکانسی 10–1000 Hz ملاک است.
حدود مجاز لرزش در ISO 10816
استاندارد چهار محدوده کلی برای ارزیابی وضعیت ماشین تعریف میکند:
| Zone A | وضعیت خوب | لرزش قابل قبول و در محدوده امن |
|———–|———–|
| Zone B | وضعیت قابل قبول | دستگاه در حال کار طبیعی |
| Zone C | هشدار | شرایط قابل تحمل اما باید برنامهریزی برای تعمیر انجام شود |
| Zone D | وضعیت خطرناک | دستگاه ممکن است آسیب ببیند؛ توقف سریع توصیه میشود |
مقادیر عددی این محدودهها برای هر گروه ماشین متفاوت است، اما به طور کلی:
محدوده لرزش برای ماشینهای گروه 2 (یکی از رایجترینها)
-
Zone A: تا حدود 2.8 mm/s
-
Zone B: 2.8 – 4.5 mm/s
-
Zone C: 4.5 – 7.1 mm/s
-
Zone D: بالاتر از 7.1 mm/s
این حدود بسته به توان، سرعت، نوع پایه و ساختار ماشین تغییر میکند.
روش اندازهگیری لرزش در ISO 10816
برای اندازهگیری صحیح لرزش، استاندارد دستورالعمل دقیقی ارائه میدهد:
1. انتخاب نقاط اندازهگیری
-
معمولاً روی یاتاقانها یا نزدیک به آنها
-
روی پوسته موتور یا پمپ
-
در راستای سه محور X، Y و Z
-
نقاط باید قابل تکرار باشند
۲. نوع سنسور
معمولاً از شتابسنج (Accelerometer) استفاده میشود.
ویژگیهای سنسور:
-
بازه فرکانسی مناسب 10 تا 1000 هرتز
-
نصب به روش پیچ، آهنربا یا چسب
-
حساسیت استاندارد (معمولاً 100 mV/g)
۳. شرایط اندازهگیری
-
ماشین در سرعت نامی
-
بار کاری نرمال
-
دمای پایدار
-
عدم وجود ضربه یا ارتعاشات انتقالی
۴. ابزار و دستگاه تحلیل
-
آنالایزرهای پرتابل لرزش
-
سیستمهای پایش آنلاین
-
نرمافزارهای تحلیل طیف (FFT)
تفاوت استاندارد ISO 10816 و استاندارد ISO 20816
از سال 2016 تا 2021، استاندارد ISO 10816 بازنگری و با نام ISO 20816 منتشر شد.
تفاوتهای مهم:
| ISO 10816 | ISO 20816 |
|---|---|
| فقط اندازهگیری روی بخشهای غیرچرخان | اندازهگیری هم روی بخشهای چرخان و هم غیرچرخان |
| تمرکز بر سرعت RMS | اضافه شدن معیارهای جدید |
| ساختار قدیمی و کمتر طبقهبندیشده | ساختار جدید با گروهبندی منظمتر |
| بخش 1 تا 7 | اصلاح شده و در 20816 ادغام شده |
با این حال، بسیاری از صنایع همچنان از 10816 استفاده میکنند چون:
-
سادهتر است
-
دستگاههای لرزشسنج با 10816 تنظیم شدهاند
-
اساس کار 20816 همچنان بر پایه 10816 است
کاربردهای استاندارد ISO 10816 در صنعت
1. پایش وضعیت (CM) و نگهداری پیشبینانه
کمک به جلوگیری از خرابیهای ناگهانی.
2. پایش کیفیت مونتاژ
بررسی لرزش پس از نصب پمپ، موتور یا گیربکس.
3. بررسی سلامت یاتاقانها
افزایش لرزش میتواند اولین نشانه خرابی یاتاقان باشد.
4. بررسی عملکرد پمپها
تشخیص مشکلاتی مانند:
-
کاویتاسیون
-
اختلالات هیدرولیکی
-
لقی شفت
5. کنترل کیفیت تولید
برای سازندگان الکتروموتورها و پمپها، تست لرزش طبق این استاندارد ضروری است.
6. آنالیز ریشهای خرابیها
ارتعاشات به مهندسان کمک میکند تا دلیل اصلی خرابی را شناسایی کنند.
نکات مهم اجرای ISO 10816
-
حتماً از سنسورهای کالیبرهشده استفاده کنید.
-
نقاط اندازهگیری ثابت و مشخص باشند.
-
شرایط بار و سرعت باید پایدار باشد.
-
دادهها باید ذخیره و مقایسه شوند (Trend Analysis).
-
تغییرات ناگهانی لرزش بسیار مهمتر از مقدار مطلق آن است.
-
محیط نصب (سازه، فونداسیون، لقیها) نقش زیادی در مقدار لرزش دارد.
A&L Feed Mixer with Hydraulic Drive and Electronic Control
جمعبندی
استاندارد ISO 10816 یکی از پایهایترین استانداردها برای ارزیابی لرزش ماشینآلات دوار است. این استاندارد با ارائه حدود مجاز لرزش، روش اندازهگیری، طبقهبندی تجهیزات و الزامات نصب، به مهندسان کمک میکند تا سلامت پمپها، الکتروموتورها، کمپرسورها، فنها و سایر تجهیزات دوار را به دقت بررسی کنند.
با استفاده از این استاندارد میتوان:
-
از خرابیهای ناگهانی جلوگیری کرد
-
هزینه تعمیرات را کاهش داد
-
طول عمر ماشینآلات را افزایش داد
-
به استانداردهای جهانی نزدیک شد