(高清版)GBT 41850.8-2022 机械振动 机器振动的测量和评价 第8部分：往复式压缩机系统

ICS17.160GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018机械振动机器振动的测量和评价第8部分：往复式压缩机系统(ISO20816-8:2018,IDT)国家标准化管理委员会GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018 I Ⅱ 3术语和定义 4振动测量 24.1测量方法 24.2测量仪器及测量量 34.4运行工况 64.5测量结果记录 7 75.1测量量 75.2评价区域 7 8附录A(规范性)测量信息要求 A.1压缩机详细信息 A.2测量量 A.3其他信息 附录B(资料性)振动速度总量值限值曲线图 B.1总则 B.2振动速度总量值限值曲线图 附录C(资料性)十字头滑道上振动量值的测量 C.2测量位置和方向 C.3十字头滑道可接受的振动推荐值 附录D(资料性)均方根值、峰值和波峰因数 附录E(规范性)小口径连接(SBC) E.2测量位置和方向 E.3小口径连接的可接受的相对振动速度的推荐值 E.4相对振动速度总量值限值图 IGB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T41850《机械振动机器振动的测量和评价》的第8部分。GB/T41850已经发布——第8部分：往复式压缩机系统。本文件等同采用ISO20816-8:2018《机械振动机器振动的测量和评价第8部分：往复式压缩机请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会(SAC/TC53)提出并归口。ⅡGB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018设计和使用的限制就更为严格。通常希望机器连续工作并且两次维修之间的期限是2年或3年，因此对机器的振动幅值规定了更多限制性的要求，以保证其连续安全和可靠地工作。GB/T41850《机械振动机器振动的测量和评价》是关于机器振动的测量和评价的重要基础标准，给出了在旋转部件、非旋转部件上测量和评价机器振动的方法。GB/T41850拟由以下部分构成。——第1部分：总则。目的在于给出在非旋转部件和旋转轴上测量和评价各种类型机器振动的一般要求。 第2部分：40MW以上，具有滑动轴承且额定转速为1500r/min、1800r/min、3000r/mir和3600r/min,陆地安装的燃气轮机、汽轮机和发电机。目的在于给出大型陆地安装的燃气 第4部分：3MW以上、具有滑动轴承的燃气轮机。目的在于给出第2部分中未涉及的燃气轮机轴承座振动和轴振动的具体评价。 第5部分：水力发电和抽水蓄能电站机组。目的在于给出水力发电和抽水蓄能电站机组轴承座振动和轴振动测量评价的指南。一-第8部分：往复式压缩机系统。目的在于为往复式压缩机系统机械振动的测量及分级建立特殊的程序和指南。 第9部分：齿轮装置。目的在于给出测量和评价齿轮装置振动的具体规定本文件确立了往复式压缩机的机械振动测量及分级的方法和指南。通常，本文件针对压缩机的主在这些结构上的附属设备出现问题，本文件给出了推荐的测量及评价准则。动阻尼器、管道系统上的脉动力，所有这些特征导致主支承承受相当大的交变载荷和压缩机系统的振件定量的振动仅给出机器内部构件振动状态的大致描述。当超过根据同类压缩机系统经验得到的推荐值时，损坏主要出现在与机器相连接的部件(如仪表、热交换器、过滤器、泵等),压缩机与周边设备相连接的构件(如管道)或安装在机器上的监视仪器(如压力计、温度计)。以振动评定损坏的情况主要取决于这些部件的设计和安装。在某些情况下，压缩机的某些部件可能需要进行特定的测量，以确保振动不会造成机器损坏。由于机器所装配的部件种类很多，多数情况下规定一个可测量变量来描述振动状态并给出其推荐值是可行的。这说明根据可测量变量和如果按照本文件测量的振动量值不超过推荐值，不太可能发生由振动引起的内部压缩机组件异常磨损。往复式压缩机系统的振动量值不仅受机器本身特性的影响，很大程度上还受基础的影响。往复式系统产生相当大的影响。1GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018机械振动机器振动的测量和评价第8部分：往复式压缩机系统本文件适用于刚性安装的额定转速为120r/min～1800r/min的往复式压缩机系统。提出的总体2规范性引用文件ISO2041机械振动、冲击与状态监测词汇(Mechanicalvibration,shockandconditionmonito-ring—Vocabulary)注：GB/T2298—2010机械振动、冲击与状态监测词汇(ISO2041:2009,IDT)。3术语和定义2GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:20183.23.3供应商vendor买方purchaser主管路mainlinepiping注2:非圆柱形部件的主管路直径的定义见图E.1。注1:不包括支路比大于36%的连接。注3:小口径连接的直径见表E.1。4振动测量3GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018所有的振动量值应在5.3中所描述的振动总量值可接受的推荐值范围内。单的数学关系式(见附录D)。2Hz～10Hz的范围内，精度为+10%～-20%,这些值可以是一个传感器信号经过处理得到的值而不的仪器应满足ISO2954的规定。信号处理和显示如时域和频域、加窗、平均等的应用方法见对于小口径连接，两个位置之间的最高和最低振动速度值之差应按照附录E中的规定进行测量，因为这决定了循环应力的最大值。根据E.2.1的定义，振动总量值的可接受推荐值基于两个位置上测振动测量至少应在如图1～图5所示位置进行：4GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018注：加速度传感器通常安装在十字头滑道上，用于对压缩机内部部件的状态监测。振动在该滑道的十字头施加力用在十字头滑道上测量的振动量值判断压缩机的整体性能。十字头滑道振动量值的测量方法见附录C.3本体的每个缸之间的位置(压缩机的一侧有多个气缸时要求);4——每个气缸(气缸盖法兰的刚性位置);5——脉动阻尼器(在图中仅标识了一个容器)。注：数字编号适用于所有这种类型的压缩机(为了清楚起见，图中大部分测量位置仅显示了一个测点)。由于管道3本体的每个缸之间的位置(压缩机有多个气4——每个气缸(气缸盖法兰的刚性位置);5——脉动阻尼器(在图中仅标识了一个容器)。注：数字编号适用于所有这种类型的压缩机(为了清楚起见，图中大部分测量位置仅显示了一个测点)。由于管道5GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018标引序号说明：1——压缩机本体上所有脚螺栓位置；2——本体的每个角点；3——本体的每个缸之间的位置(图中未显示，压缩机有多个气缸时要求，见图1和图2);4——每个气缸(气缸盖法兰的刚性位置);5——脉动阻尼器(在图中仅标识了一个容器)。注：数字编号适用于所有这种类型的压缩机(为了清楚起见，图中大部分测量位置仅显示了一个测点)。由于管道是与供应商商定的，因此没有在图中显示。测量方向的详细描述见4.3.2。图3V型压缩机的测量位置标引序号说明：1——压缩机本体上所有脚螺栓位置；2——本体的每个角点；3——本体的每个缸之间的位置(图中未显示，压缩机有3个以上气缸时要求，见图1和图2);4——每个气缸(气缸盖法兰的刚性位置);5——脉动阻尼器(在图中仅标识了一个容器)。注：数字编号适用于所有这种类型的压缩机(为了清楚起见，图中大部分测量位置仅显示了一个测点)。由于管道是与供应商商定的，因此没有在图中显示。测量方向的详细描述见4.3.2。6GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:20181-—压缩机本体上所有脚螺栓位置；图5L型压缩机的测量位置a)卧式压缩机b)立式压缩机c)V型压缩机d)W型压缩机基础、本体、脉动阻尼器和管道：如图4所示的三个相互垂直的X、Y和Z方向；e)L型压缩机围内发生的最大振动量值确定，并应对所有的运行状态(例如不同的压力、温度)、指定的替代气体(如利7GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:20184.5测量结果记录所有测量结果的记录应包括压缩机系统和附录A规定的测量系统的基本数据。5振动评价准则5.1测量量5.2评价区域定义以下典型评价区域，以便对给定的压缩机系统进行定性的振动评价，并为可行的操作提供指南。分配给区域边界的数值主要作为推荐值，而不是作为最终验收准则。可接受的振动推荐值旨在保不同的区域值(更高或更低),宜供应商和买方协商。在此情况下，通常需要说明理由，尤其要确认压缩机系统在较高的振动量值下运行不会发生危险。——区域C:压缩机系统的振动量值处于该区域通常认为不宜作长时间连续运行。通常压缩机可声明压缩机适合长期安全运行所需的条件。——区域D:压缩机系统的振动量值处于该区域通常认为其剧烈程度足以导致压缩机及其附属设备损坏。表1总结了往复式压缩机系统的评价区域。8GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018区域范围准则说明A可接受的压缩机系统振动处于该区域通常认为可无限制地长期运行B>A/B且≤B/CC>B/C且≤C/D临界需要诊断并采取检修措施。供应商需向买方声明压缩机适合长期安全运行所需的条件D不可接受的需要进行紧急检修或停机器等发生变化，试验台工况不能代表现场工况。对于试验台工况，可以压缩机设备制造商的经验及其与买方达成的协议作为指南。注2:区域B包含了A/B到B/C定义的范围，可作为工程参考。以低速、连续稳定运行为主的机器，其现场测量的振动量值中心应位于区域边界A/B附近。注3:如果主管路系统的振动速度值超过相应的C/D振动值(区域D),根据定义，这并不意味着主管路会发生疲劳失效。疲劳失效通常发生在小口径管道和主管路的附属设备上，例如，温度、压力变送器以及排凝管。因此，如果以下条件全部满足就不用考虑停机：——主管路的最大振动速度值不超过均方根值45mm/s;——与主管路相连的小口径连接件振动测量值不超过推荐值(见附录E);反之，参考注4;——主管道上的振动位移值小于区域边界C/D的定义值；——供应商与买方需就允许长期运行达成一致；——应该避免引起在区域D振动的机械固有频率的激发注4:如果小口径连接的相对振动速度量值超过相应的C/D振动值(区域D),根据定义，这并不意味着小口径连接会发生疲劳失效。小口径连接中的应力受几何形状、连接类型、焊接细节和质量等影响，如果循环应力没有超过疲劳极限，则不用考虑停机。为了验证这一点，可采取以下措施：——在关键点处测量实际循环应力，通常是靠近主管路的焊接处，用应变仪测量并与焊接处的疲劳极限进行比较，或者测量小口径连接和主管路之间振动位移时域波形(峰-峰值位移，单位为毫米)的差(相对振动);——几何数据取自小口径连接和主管路，包括直径、长度和壁厚；——使用经验证的解析方法或有限元分析对相对振动位移进行疲劳分析，并检查循环应力最大值是否超过疲劳极限。供应商与买方应在购买安装之前就验收准则达成一致。表1为定义新的或翻新机器的验收准则提供了依据。表2～表4,图示见附录B。9GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018单位为毫米压缩机系统部件卧式压缩机振动位移均方根值立式压缩机振动位移均方根值评价区域界限评价区域界限A/BB/CC/DA/BB/CC/D基础0.0320.0480.0720.0320.0480.072本体(顶部)0.0840.1270.1910.0840.1270.191气缸(横向)0.1390.2070.3100.1700.2550.382气缸(轴向)0.1700.2550.3820.1390.2070.310阻尼器0.2020.3020.4540.2020.3020.454主管路0.2020.3020.4540.2020.3020.454小口径连接见表E.2单位为毫米每秒压缩机系统部件卧式压缩机振动速度均方根值立式压缩机振动速度均方根值评价区域界限评价区域界限A/BB/CC/DA/BB/C基础4.54.5本体(顶部)气缸(横向)气缸(轴向)阻尼器主管路小口径连接见表E.3注：主管路振动量值超过评价区域界限C/D时参考表1的注3.GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018表4压缩机系统各部件振动加速度总量值一览表压缩机系统部件卧式压缩机振动加速度均方根值立式压缩机振动加速度均方根值评价区域界限评价区域界限A/BB/CC/DA/BB/CC/D基础本体(顶部)气缸(横向)24.520.1气缸(轴向)20.124.5阻尼器23.923.9主管路23.923.9小口径连接见表E.4表2~表4给出的振动值适用于安装在刚性基础上的压缩机系统，即压缩机及其驱动机直接安装在混凝土基础上。如果压缩机及其驱动机安装在基座上，基座应有足够的刚度并直接安装在混凝土基装隔振的基础(如混凝土安装在弹簧上和滑道安装在减振基座上)是一个特例，这类系统的可接受的振动值宜由供应商与买方协商。气缸中的气体作用力(拉伸)会引起轴向振动，一般轴向振动大于横向振动产生的拉应力和压应力比横向振动产生的弯应力的破坏性小，因此允许轴向振动比横向振动大。立式压缩机相比卧式压缩机在横向上有更大的挠性，允许立式压缩机的气缸横向振动比轴向振动大。GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018(规范性)测量信息要求项目压缩机编号压缩机类型气缸数量结构型式额定转速定速或变速速度变化(如果可以)额定功率压缩机支撑联轴器流量控制类型以下信息也有记录价值。驱动器类型A.2测量量对每个测量系统，应记录以下信息。测量位置测量单位测量单位限定符测量类型传感器型号FFT或其他处理校准要求还应记录以下过程和操作参数。项目测量时的转速测量时的功率多台压缩机的运行示例/附加信息设备代码或标签编号气体压缩机/其他卧式/立式/V型/L型/W型r/min或Hz定速或变速kW安装在刚性基础上或弹性固定刚性或挠性示例/附加信息示例/附加信息仪器的生产商和型号绘图(首选),描述或代码mm/s;mm,μm;m/s²均方根(rms)总/振幅/频谱/时间历程探头/磁铁/螺纹/黏合剂滤波器(高截止频率和低截止频率),谱线数，平均次最后校准的类型和日期示例/附加信息kWGB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018每台压缩机的负荷工况卸载方法操作参数阀卸载(无级或设定),余隙容积(固定或可调节)A.3其他信息除了上述信息之外，还有一些额外的压缩机信息和测量信息应该记录，如历史维护数据。表A.1给出了记录压缩机设备信息和测量数据的表单示例。表A.1典型压缩机信息记录表基本情况记录编号：日期：安装地点：测量人员：压缩机系统相关信息压缩机编号：类型：气体压缩机/其他气缸数量：1/2/3/4/5/6/8/12/其他结构型式：卧式/立式/其他*额定转速：r/min实际转速：r/min安装：刚性/挠性*;直接/通过基座供应商：型号/系列编号：驱动类型：联轴器：刚性/挠性测量期间的负荷工况：额定功率：kW测量功率：kW运行时间：测量系统相关信息仪器生产商：测量单位：测量单位限定符：传感器类型和生产商：仪器型号：FFT或其他处理方式：附件：图表压缩机草图如下：测量记录、读数、图表等都应该给出测量位置和测量时的条件。视情况删除或提供。GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018(资料性)振动速度总量值限值曲线图本附录将表2~表4中的振动值以振动速度图的形式给出。这些值来源于2Hz～10Hz范围内稳定的振动位移、10Hz～200Hz范围内稳定的振动速度、200Hz～1000Hz范围内稳定的振动加速度。其中10Hz和200Hz为交越频率。对于正弦信号，振动位移、振动速度和振动加速度之间的关系如下：……(B.1)v——速度；i——虚数单位；…………(B.2)…………(B.3)利用这些关系可将正弦信号的振动位移、振动加速度转换为在交越频率10Hz和200Hz的振动速度。B.2振动速度总量值限值曲线图图B.1～图B.10显示了压缩机系统不同部分的振动速度总量值限值曲线。标引序号说明：Vm.——振动速度均方根值，单位为毫米每秒(mm/s);f——频率，单位为赫兹(Hz)。图B.1卧式压缩机基础的振动速度总量值限值图GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018f——频率，单位为赫兹(Hz)。图B.2卧式压缩机本体的振动速度总量值限值图图B.3卧式压缩机气缸横向的振动速度总量值限值图图B.4卧式压缩机气缸轴向的振动速度总量值限值图GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018f——频率，单位为赫兹(Hz)。f——频率，单位为赫兹(Hz)。图B.6立式压缩机基础的振动速度总量值限值图图B.9立式压缩机气缸轴向的振动速度总量值限值图GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018(资料性)C.1总则有关于压缩机振动速度和加速度大小的推荐值，否则使用表C.2C.2测量位置和方向C.2.1测量位置对于卧式压缩机，每个十字头滑道上应在压缩机原始设备制造商(OEM)指示的标记位置上进行测量。如果没有标记位置，则在沿着十字头滑道行程长度一半位置的中心线上方，见图C.1。这个位置需位于刚性结构部件上，可能需要在OEM机械图纸上进行核实。图C.1卧式压缩机上的十字头滑道位置GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018表C.1十字头滑道的振动位移总量值表单位为毫米压缩机系统部件卧式压缩机振动位移均方根限值评估区域边界A/BB/C十字头滑道0.0950.1430.215注：位移限值通常不用于十字头滑道。单位为毫米每秒压缩机系统部件卧式压缩机振动速度均方根限值评估区域边界A/BB/CC/D十字头滑道单位为米每二次方秒压缩机系统部件卧式压缩机振动位移均方根限值评估区域边界A/BB/CC/D十字头滑道注：十字头滑道通常优选加速度限值。GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018f——频率，单位为赫兹(Hz)。GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018均方根值、峰值和波峰因数本文件中使用的均方根值(rms)是一种更加一致的测量方法，因为在这种类型的计算中正弦数据占主导地位。均方根值的缺点是振动信号(尤其是加速度)如自然界(敲打)可听声中的瞬时峰值没有多少能量，因此不能在均方根值的测量中捕捉到。大振幅加速度峰值也可能具有较小的振动位移和振动速度，因为它们是被测加速度信号的积分。振动信号的峰值表明压缩机系统的部件上存在较大的局部应力，或者表示内部或外部部件的松动。因此，振动信号峰值是检测松动和表征应力的一种较好的度量，事实上信号峰值与循环应力成正比。均方根值和峰值之间没有简单的数学关系，而波峰因数可以方便地将振动均方根值转换为峰值。如果测量得到波峰因数，本文件的振动均方根值就可以转换成振动峰值。在本附录中，解释了均方根值、峰值和波峰因数，它们可以用来表示振动均方根值和振动峰值之间的关系。D.2均方根值、峰值和波峰因数D.2.1均方根值振动信号的均方根值U.由公式(D.1)给出：…………(D.1)u(t)随时间变化的振动信号；注；公式(D.1)所定义的均方根值也叫真实均方根值。D.2.2峰值注1:振动峰值通常指偏离平均值的最大偏差。正峰值为最大正偏差，负峰值为最大负偏差。注2:所使用的峰值的其他约定与国际标准不一致，如：——真实峰值(tP)[也叫峰值(p)或者零到峰值(0～p)]定义为，在给定的时间间隔内，振动信号的最大值与最小值之差除以2,这与ISO2041中定义的峰值不同； 伪峰值(pP)[也叫计算峰值(cP)或者导出峰值(dP)],pP=√2Um.。伪峰值是基于单个正弦波的峰值和均方根值之间的转换。尽管波形复杂的伪峰值没有直接的数学关系式，它经常作为均方根值和峰值之间快速转换的推荐值。这种关系非常实用，但要牢记，伪峰值可能比真实峰值更小(如三角形波、锯齿形波),相等(纯正弦波形),或者更大(如正方形波、矩形波)。(D.2)GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018…………(D.2)注1:还可以使用几个波峰因数的其他定义，例如常用的有包含一个以上的(真实)峰值。注2:如果发生很小的冲击，根据往复式压缩机系统的测量，基于真实峰值的波峰因数典型范围是2~4。如果物体受到较大的冲击力，波峰因数可以是数倍之大。其他类型的容积式压缩机或泵可能有更大的波峰因数。注3:以纯音共振为主的物体接近正弦波的波峰因数，即√2。GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018(规范性)E.1总则注：主管路的直径是小口径连接相连的非圆柱形部件沿小口径连接轴方向的最小宽度。此宽度作为主管路的实际图E.1非圆柱形部件主管路直径的定义小口径连接(SBC)管道的直径见表E.1的灰色部分。表E.1小口径连接直径外径/mm234681234注1:灰色部分表示小口径连接管道的直径。注2:NPS指公称管子尺寸(参见ASMEB31.3),DN指公称直径(参见ISO6708)。24GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018振动测量的差应在最高振动点(即反节点)的小口径连接处和小口径连接与主管路的连接处取得。支撑处之间的某个点。典型小口径连接配置的测量位置如图E.2所示。测量宜在三个相互垂直的X、Y和Z方向上进行。a)主管路侧视图b)带有小口径连接的主管路的等距视图1,2——安装在主管路顶部的小口径连接的测量位置，主管路顶部的位置1应尽量靠近支路；3,4——压力安全阀连接的测量位置，主管路顶部的位置3应尽量靠近支路；5,6——安装在主管路底部的小口径连接的测量位置，主管路底部的位置5应尽量靠近支路；图E.2几种典型小口径连接的测量位置表E.2～表E.4中的振动推荐值是相对值(即主路上靠近小口径连接分支点的振动与小口径连接考信号。这可以通过使用多通道设备来实现，如果无法使用这种设备，则两个传感器都应使用触发GB/T41850.8—2022/ISO20816-8:2018表E.2小口径连接可接受的振动相对位移总量值的推荐值振动相对位移限值均方根值评价区域界限A/BB/CC/D0.2020.3020.454表E.3小口径连接可接受的振动相对速度总量值的推荐值单位为毫米每秒振动相对速度限值均方根值评价区域界限A/BB/CC/D表E.4小口径连接可接受的振动相对加速度总量值的推荐值单位为米每二次方秒振动相对加速度限值均方根值评价区域界限A/BB/CC/DE.4相对振动速度总量值限值图小口径连接的相对振动速度总量值限值曲线如图E.3所示。图E.3中的振动速度推荐值是相对值(即两个测量位置之间包含正确相位差的振动速度之差，如图E.2所示)。应按照E.3考虑两个测量点振动之间的正确相位差。图E.3小口径连接的相对振动速度总量值曲线图26[1]ISO2954Mechanicalvibrationofrotatingandreciprocatingmachinery—Requirementsforinstrumentsformeasuringvibrationseverity[2]ISO5348Mechanicalvibrationandshock—Mechanicalmountingofaccelerometers[3]ISO6708Pipeworkcomponents—DefinitionandselectionofDN(nominalsize)[4]ISO10816(allparts)Mechanicalvibration—Evaluationofmachinevibrationbymeasure-mentsonnon-rotatingparts[5]ISO13373-1Conditionmonitoringanddiagnosticsofmachines—Vibrationconditionmo-nitoring—Part1:Generalprocedures[6]ISO13373-2Conditionmonitoringanddiagnosticsofmachines—Vibrationconditionmo-nitoring—Part2:Processing,analysisandpresentationofvibrationdata[7]ISO13373-3Condition