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Norma ISO 10816-1995
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VIBRACIÓN MECÁNICA. - EVALUACIÓN DE LA VIBRACIÓN EN UNA MÁQUINA MEDIANTE MEDIDAS EN PARTES NO ROTATIVAS.
Establece las condiciones y procedimientos generales para la medición y
evaluación de la vibración, utilizando mediciones realizadas sobre
partes no rotativas de las máquinas. El criterio general de evaluación
se basa tanto en la monitorización operacional como en pruebas de
validación que han sido establecidas fundamentalmente con objeto de
garantizar un funcionamiento fiable de la máquina a largo plazo. Esta
norma reemplaza a las ISO 2372 e ISO 3945, que han sido objeto de
revisión técnica. Este estándar consta de cinco partes:
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Parte 1: Indicaciones generales.
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Parte 2: Turbinas de vapor y generadores que superen los 50 MW con velocidades típicas de trabajo
de 1500, 1800, 3000 y 3600 RPM.
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Parte 3: Maquinaria industrial con potencia nominal por encima de 15 kW y velocidades entre 120 y
15000 RPM.
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Parte 4: Conjuntos movidos por turbinas de gas excluyendo las empleadas en aeronáutica.
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Parte 5: Conjuntos de maquinas en plantas de hidrogeneración y bombeo (únicamente disponible en
inglés).
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Este nuevo estándar evalúa la severidad de la vibración de maquinaria
rotativa a través de mediciones efectuadas en planta en partes no
giratorias de las mismas. Engloba y amplia los estándares citados
anteriormente.
Los criterios de vibración de este estándar se aplican a un conjunto de
máquinas con potencia superior a 15 kW y velocidad entre 120 RPM y
15.000 RPM. Los criterios son sólo aplicables para vibraciones
producidas por la propia máquina y no para vibraciones que son
transmitidas a la máquina desde fuentes externas. El valor eficaz (RMS)
de la velocidad de la vibración se utiliza para determinar la condición
de la máquina. Este valor se puede determinar con casi todos los
instrumentos convencionales para la medición de vibración.
Se debe prestar especial atención para
asegurar que los sensores estén montados correctamente y que tales
montajes no degraden la precisión de la medición. Los puntos de medida
típicamente son tres, dos puntos ortogonales en la dirección radial en
cada caja de descanso y un punto en la medición axial.
Las mediciones
deben realizarse cuando el rotor y los descansos principales han
alcanzado sus temperaturas estacionarias de trabajo y con la máquina
funcionando bajo condiciones nominales o específicas (por ejemplo de
velocidad, voltaje, flujo, presión y carga).
En máquinas con velocidad o carga variable, las velocidades deben
realizarse bajo todas las condiciones a las que se espera que la
máquina trabaje durante períodos prolongados de tiempo. Los valores
máximos medidos, bajo estas condiciones, serán considerados
representativos de la vibración. Si la vibración es superior a lo que
el criterio permite y se sospecha de excesiva vibración de fondo, las
mediciones se deben realizar con la máquina detenida para determinar el
grado de influencia de la vibración externa. Si con la máquina detenida
excede el 25% de la vibración medida con la máquina operando, son
necesarias acciones correctivas para reducir el efecto de la vibración
de fondo. En algunos casos el efecto de la vibración de fondo se puede
anular por análisis espectral o eliminando las fuentes externas que
provocan las vibraciones de fondo.
La severidad de la vibración se clasifica conforme a los siguientes parámetros:
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Potencia o altura de eje.
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Flexibilidad del soporte.
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Clasificación de acuerdo al tipo de máquina, potencia o altura de eje
Las significativas diferencias en el diseño, tipos de descanso y
estructuras soporte de la máquina, requieren una división en grupos.
Las máquinas de estos grupos pueden tener eje horizontal, vertical o
inclinado y además pueden estar montados en soportes rígidos o
flexibles.
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Grupo 1: Máquinas rotatorias grandes con potencia superior 300 kW. Máquinas eléctricas con altura
de eje H >= 315 mm.
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Grupo 2: Máquinas rotatorias medianas con potencia entre 15 y 300 kW. Máquinas eléctricas con
altura de eje 160 =< H =< 315 mm.
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Grupo 3: Bombas con impulsor de múltiples álabes y con motor separado (flujo centrífugo, axial o
mixto) con potencia superior a 15 kW.
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Grupo 4: Bombas con impulsor de múltiples álabes y con motor integrado (flujo centrífugo, axial o
mixto) con potencia superior a 15 kW.
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NOTA:
La altura del eje H de una máquina está definida como la distancia
medida entre la línea de centro del eje y el plano basal de la máquina
misma.
La altura del eje H de una máquina sin patas
o de una máquina con pies levantados o cualquier máquina vertical, se
debe tomar como la altura de eje H de una máquina horizontal en el
mismo marco básico. Cuando el soporte es desconocido, la mitad del
diámetro de máquina puede ser utilizada.
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Clasificación según la flexibilidad del soporte
Si la primera frecuencia natural del sistema máquina-soporte en la
dirección de la medición es mayor que su frecuencia principal de
excitación (en la mayoría de los casos es la frecuencia de rotación) en
al menos un 25%, entonces el sistema soporte puede ser considerado
rígido en esa dirección. Todos los otros sistemas soportes pueden ser
considerados flexibles. En algunos casos el sistema máquina-soporte
puede ser considerado rígido en una dirección de medición y flexible en
la otra dirección. Por ejemplo, la primera frecuencia natural en la
dirección vertical puede estar sobre la frecuencia principal de
excitación mientras que la frecuencia natural horizontal puede ser
considerablemente menor. Tales sistemas serían rígidos en el plano
vertical y flexibles en el plano horizontal. En estos casos, la
vibración debe ser evaluada de acuerdo a la clasificación del soporte
que corresponda en la dirección de la medición.
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Evaluación
Zona A: Valores de vibración de máquinas recién puestas en funcionamiento o reacondicionadas.
Zona B: Máquinas que pueden funcionar indefinidamente sin restricciones.
Zona C: La condición de la máquina no es adecuada para una operación
continua, sino solamente para un período de tiempo limitado. Se
deberían llevar a cabo medidas correctivas en la siguiente parada
programada.
Zona D: Los valores de vibración son peligrosos, la máquina puede sufrir daños.
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Tabla 5: Severidad de la vibración según la norma ISO 10816-3.
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