この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令Part 1 部に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、かかる特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受け取った特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を 参照)
本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。
規格の自主的な性質、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および貿易の技術的障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) 原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。次の URL: www.iso.org/iso/foreword.html
この文書は、ISO/TC 108 技術委員会「機械振動、衝撃および状態モニタリング」、小委員会 SC 2 「機械、車両および構造物に適用される機械振動および衝撃の測定および評価」によって作成されました。
ISO 20816-4 のこの初版は、技術的に改訂された ISO 7919-4:2009 および ISO 10816-4:2009 を廃止し、置き換えます。また、改正 ISO 7919-4/Amd.1:2017 および ISO 10816-4/Amd.1:2017 も組み込まれています。
主な変更点は、出力が 40 MW を超える、流体膜軸受を備え、定格速度が 1,500 r/min, 1,800 r/min, 3,000 r/min, または 3 の大型ガス タービンを除外するために範囲が縮小されたことです。 600rpこのようなガスタービンは現在、ISO 20816-2 の対象となっています。
ISO 20816 シリーズのすべての部品のリストは、ISO の Web サイトでご覧いただけます。
導入
ISO 20816 シリーズの文書は、ISO 7919 および ISO 10816 シリーズを統合し、置き換えるために開発されており、現在も開発されています。
ISO 20816-1 は ISO 20816 シリーズの基本部分であり、非回転部品と回転部品の両方で振動測定を行う場合のさまざまな機械タイプの振動を評価するための一般要件を規定しています。 ISO 20816-2 は、特定の回転速度での大型ガス タービンの機械振動の測定と評価を扱います。
この文書は、ISO 20816-2 でカバーされていないガス タービンのベアリング ハウジングまたはペデスタルおよび回転シャフトの振動を評価するための特別な規定を提供します。これらの場所での測定は、振動の状態をかなりよく特徴づけます。過去の経験に基づいた評価基準が提示されます。これらは、このような機械の振動状態を評価するために使用できます。ベアリングサポートとローターの質量比が高いwhere 、ベアリングハウジングまたは台座の振動値を低くすることが適切な場合があります。
定常状態条件下で動作するときの機械の振動を評価するために 2 つの基準が提供されます。基準の 1 つは、観察された振動の大きさを考慮します。 2 つ目は大きさの変化を考慮します。さらに、過渡動作条件に対してはさまざまな基準が提供されます。
この文書に記載されている評価手順は、広帯域測定に基づいています。しかし、技術の進歩により、特に振動評価、状態監視および診断の目的で、狭帯域測定またはスペクトル分析の使用がますます普及してきました。このような測定基準の仕様は、この文書の範囲を超えています。これらは、機械の振動状態の監視に関する規定を確立する ISO 13373 の関連部分に詳細に記載されています。
1 スコープ
この文書は、流体膜軸受を備え、出力が 3 MW を超え、負荷下での動作速度が 3,000 r/min ~ 30,000 r/min の陸上ガス タービンに適用されます。場合によっては (以下の除外リストを参照)、これには直接またはギアボックスを介して結合された他の回転機械が含まれます。この文書に記載されている評価基準は、ギアボックスのメイン入力および出力ベアリングの振動には適用されますが、ギアボックスの内部ベアリングの振動やそれらのギアの状態の評価には適用されません。ギアの状態を評価するために必要な専門技術については、この文書の範囲外です。
この文書は以下には適用されません。
- i)定格速度 1,500 r/min, 1,800 r/min, 3,000 r/min, または 3,600 r/min で出力が 40 MW を超えるガスタービン (ISO 20816-2 を参照)
- ii)航空転用ガスタービン(航空転用ガスタービンと同様の動的特性を有するガスタービンを含む)。
注ISO 3977-3 は、航空派生製品を、機械式、電気式、または船舶の推進装置を駆動するために適合された航空機推進ガス発生装置として定義しています。大型ガスタービンと航空転用ガスタービンの間には、たとえばケーシングの柔軟性、ベアリングの設計、ローターとステーターの質量比、取り付け構造などに大きな違いがあります。したがって、これら 2 つのタービン タイプには異なる基準が適用されます。
- iii)出力が 3 MW 以下のガスタービン (ISO 7919-3 および ISO 10816-3 を参照)
- iv)タービン駆動発電機 (ISO 20816-2, ISO 7919-3, および ISO 10816-3 を参照)
- v)タービン駆動ポンプ (ISO 10816-7 を参照)
- vi)タービン駆動ロータリーコンプレッサー (ISO 7919-3 および ISO 10816-3 を参照)
- vii)ギアボックスの振動の評価 (この節を参照)ただし、ギアボックスの振動の監視を妨げるものではありません。
- viii)燃焼振動の評価。ただし、燃焼振動のモニタリングを妨げない。
- ix)転動体ベアリングの振動。
この文書は、次の現場での広帯域振動の重大度を評価するための規定を確立します。
- a)シャフト軸に対して半径方向 (すなわち、横方向) に測定されたすべての主軸受ハウジングまたは台座における構造振動。
- b)軸方向に測定されたスラスト軸受ハウジングの構造振動。
- c)主軸受における、または主軸受の近くでの、軸軸に対して半径方向(すなわち、横方向)の回転軸の振動。
これらは次の点からなります。
- 通常の定常状態の動作条件下での振動。
- ランアップまたはランダウン、初期荷重および荷重変化などの過渡変化が発生している他の(非定常状態)条件中の振動。
- 通常の定常状態の動作中に発生する可能性のある振動の変化。
2 規範的参照
以下の文書は、その内容の一部またはすべてがこの文書の要件を構成する形で本文中で参照されています。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 20816-1:2016, 機械振動 — 機械振動の測定と評価 — Part 1: 一般ガイドライン
3 用語と定義
この文書には用語や定義は記載されていません。
ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。
参考文献
| 1 | ISO 2041, 機械振動、衝撃および状態の監視 — 語彙 |
| 2 | ISO 2954, 回転および往復機械の機械振動 - 振動の激しさを測定するための機器の要件 |
| 3 | ISO 3977-3, ガスタービン — 調達 — Part 3: 設計要件 |
| 4 | ISO 5348, 機械的振動と衝撃 — 加速度計の機械的取り付け |
| 5 | ISO 7919-3, 機械振動 — 回転シャフトの測定による機械振動の評価 — Part 3: 連結された産業機械 |
| 6 | ISO 10816-3, 機械振動 — 非回転部品の測定による機械振動の評価 — Part 3: 現場で測定した場合の公称出力が 15 kW を超え、公称速度が 120 r/min ~ 15,000 r/min の産業用機械 |
| 7 | ISO 10816-7, 機械振動 — 非回転部品の測定による機械振動の評価 — Part 7: 回転シャフトの測定を含む、産業用回転動ポンプ |
| 8 | ISO 10817-1, 回転シャフト振動測定システム - Part 1: ラジアル振動の相対的および絶対的検出 |
| 9 | ISO 1337, 機械の状態監視と診断 — 振動状態監視 |
| 10 | ISO 20816-2, 機械振動 — 機械振動の測定と評価 — Part 2: 流体膜軸受を備え、定格速度 1,500 r/min の 40 MW を超える陸上ガス タービン、蒸気タービンおよび発電機、1 800 r/min, 3,000 r/min, 3,600 r/min |
| 11 | ISO 21940-12, 機械振動 — ローターのバランス調整 — Part 12: 柔軟な動作をするローターの手順と許容値 |
| 12 | ISO 21940-31, 機械振動 - ローターのバランス - Part 31: アンバランスに対する機械の感受性と感受性 |
| 13 | Rathbone TC の振動耐性。発電所工学、1939 年 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration, shock and condition monitoring, Subcommittee SC 2, Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and structures.
This first edition of ISO 20816-4 cancels and replaces ISO 7919-4:2009 and ISO 10816-4:2009, which have been technically revised. It also incorporates the Amendments ISO 7919-4/Amd.1:2017 and ISO 10816-4/Amd.1:2017.
The main change is that the scope has been reduced to exclude large gas turbines with power outputs greater than 40 MW, fluid-film bearings and rated speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min or 3 600 r/min. Such gas turbines are now covered by ISO 20816-2.
A list of all parts in the ISO 20816 series can be found on the ISO website.
Introduction
Documents in the ISO 20816 series have been and are being developed to combine and supersede the ISO 7919 and ISO 10816 series.
ISO 20816-1 is the basic part of the ISO 20816 series that gives the general requirements for evaluating the vibration of various machine types when the vibration measurements are made on both non-rotating and rotating parts. ISO 20816-2 deals with the measurement and evaluation of machine vibration of large gas turbines with certain rotational speeds.
This document provides specific provisions for assessing the vibration of the bearing housings or pedestals and rotating shafts of those gas turbines which are not covered by ISO 20816-2. Measurements at these locations characterize the state of vibration reasonably well. Evaluation criteria, based on previous experience, are presented. These can be used for assessing the vibratory condition of such machines. In those cases where there is a high ratio between the mass of the bearing supports and the rotor, lower values of vibration of the bearing housings or pedestals can be appropriate.
Two criteria are provided for assessing the machine vibration when operating under steady-state conditions. One criterion considers the magnitude of the observed vibration; the second considers changes in the magnitude. In addition, different criteria are provided for transient operating conditions.
The evaluation procedures presented in this document are based on broad-band measurements. However, because of advances in technology, the use of narrow-band measurements or spectral analysis has become increasingly widespread, particularly for the purposes of vibration evaluation, condition monitoring and diagnostics. The specification of criteria for such measurements is beyond the scope of this document. They are provided in greater detail in the relevant parts of ISO 13373 which establish provisions for the vibration condition monitoring of machines.
1 Scope
This document is applicable to land-based gas turbines with fluid-film bearings and power outputs greater than 3 MW and an operating speed under load between 3 000 r/min and 30 000 r/min. In some cases (see the list of exclusions below), this includes other rotating machinery coupled either directly or through a gearbox. The evaluation criteria provided in this document are applicable to the vibration of the main input and output bearings of the gearbox but are not applicable to the vibration of the internal gearbox bearings nor to the assessment of the condition of those gears. Specialist techniques required for evaluating the condition of gears are outside the scope of this document.
This document is not applicable to the following:
- i) gas turbines with power outputs greater than 40 MW at rated speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min or 3 600 r/min (see ISO 20816-2);
- ii) aero-derivative gas turbines (including gas turbines with dynamic properties similar to those of aero-derivatives);
NOTE ISO 3977-3 defines aero-derivatives as aircraft propulsion gas generators adapted to drive mechanical, electrical or marine propulsion equipment. Large differences exist between heavy-duty and aero-derivative gas turbines, for example, in casing flexibility, bearing design, rotor-to-stator mass ratio and mounting structure. Different criteria, therefore, apply for these two turbine types.
- iii) gas turbines with outputs less than or equal to 3 MW (see ISO 7919-3 and ISO 10816-3);
- iv) turbine driven generators (see ISO 20816-2, ISO 7919-3 and ISO 10816-3);
- v) turbine driven pumps (see ISO 10816-7);
- vi) turbine driven rotary compressors (see ISO 7919-3 and ISO 10816-3);
- vii) the evaluation of gearbox vibration (see this clause) but does not preclude monitoring of gearbox vibration;
- viii) the evaluation of combustion vibration but does not preclude monitoring of combustion vibration;
- ix) rolling element bearing vibration.
This document establishes provisions for evaluating the severity of the following in-situ broad-band vibrations:
- a) structural vibration at all main bearing housings or pedestals measured radial (i.e. transverse) to the shaft axis;
- b) structural vibration at thrust bearing housings measured in the axial direction;
- c) vibration of rotating shafts radial (i.e. transverse) to the shaft axis at, or close to, the main bearings.
These are in terms of the following:
- vibration under normal steady-state operating conditions;
- vibration during other (non-steady-state) conditions when transient changes are taking place, including run up or run down, initial loading and load changes;
- changes in vibration which can occur during normal steady-state operation.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 20816-1:2016, Mechanical vibration — Measurement and evaluation of machine vibration — Part 1: General guidelines
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
Bibliography
| 1 | ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring — Vocabulary |
| 2 | ISO 2954, Mechanical vibration of rotating and reciprocating machinery — Requirements for instruments for measuring vibration severity |
| 3 | ISO 3977-3, Gas turbines — Procurement — Part 3: Design requirements |
| 4 | ISO 5348, Mechanical vibration and shock — Mechanical mounting of accelerometers |
| 5 | ISO 7919-3, Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts — Part 3: Coupled industrial machines |
| 6 | ISO 10816-3, Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts — Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and 15 000 r/min when measured in situ |
| 7 | ISO 10816-7, Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts — Part 7: Rotodynamic pumps for industrial applications, including measurements on rotating shafts |
| 8 | ISO 10817-1, Rotating shaft vibration measuring systems — Part 1: Relative and absolute sensing of radial vibration |
| 9 | ISO 13373 (all parts), Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration condition monitoring |
| 10 | ISO 20816-2, Mechanical vibration — Measurement and evaluation of machine vibration — Part 2: Land-based gas turbines, steam turbines and generators in excess of 40 MW, with fluid-film bearings and rated speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min and 3 600 r/min |
| 11 | ISO 21940-12, Mechanical vibration — Rotor balancing — Part 12: Procedures and tolerances for rotors with flexible behaviour |
| 12 | ISO 21940-31, Mechanical vibration — Rotor balancing — Part 31: Susceptibility and sensitivity of machines to unbalance |
| 13 | Rathbone T.C. Vibration tolerances. Power Plant Engineering, 1939 |