ISO 7919-2:2001
(Main)Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts — Part 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating speeds of 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min and 3600 r/min
Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts — Part 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating speeds of 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min and 3600 r/min
Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les arbres tournants — Partie 2: Turbines à vapeur et alternateurs installés sur fondation radier, excédant 50 MW avec des vitesses normales de fonctionnement de 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min et 3600 r/min
La présente partie de l'ISO 7919 donne des lignes directrices concernant l'application des critères d'évaluation des vibrations des arbres mesurées dans le sens radial au droit ou à proximité des paliers des turbines à vapeur et des alternateurs. Ces lignes directrices sont présentées en termes de: - vibrations dans des conditions normales de fonctionnement en régime permanent; - vibrations au cours d'un fonctionnement en régime transitoire y compris le passage des vitesses de rotation critiques pendant la montée en vitesse ou le ralentissement; - changements de vibrations susceptibles de se produire pendant un fonctionnement normal en régime permanent. Les valeurs numériques spécifiées ne sont pas destinées à être utilisées comme base unique pour l'évaluation des vibrations étant donné qu'en général, comme décrit dans l'introduction de l'ISO 7919-1, le régime vibratoire d'une machine est évalué en prenant en compte les vibrations à la fois de l'arbre et des structures qui lui sont associées (voir l'ISO 10816-2). La présente partie de l'ISO 7919 est applicable aux turbines à vapeur et aux alternateurs installés sur fondation radier dont la vitesse normale de fonctionnement est égale à 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min ou 3 600 r/min et dont les puissances utiles sont supérieures à 50 MW. Elle inclut également les turbines à vapeur et/ou les alternateurs qui sont couplés directement à une turbine à gaz (telle que pour des cycles d'applications combinés). Dans ce cas, les critères de la présente partie de l'ISO 7919 s'appliquent uniquement à la turbine à vapeur et à l'alternateur. Il convient que l'évaluation des vibrations de la turbine à gaz soit faite conformément à l'ISO 7919-4 et à l'ISO 10816-4.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7919-2
Second edition
2001-11-15
Mechanical vibration — Evaluation of
machine vibration by measurements on
rotating shafts —
Part 2:
Land-based steam turbines and generators
in excess of 50 MW with normal operating
speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min,
3 000 r/min and 3 600 r/min
Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par
mesurages sur les arbres tournants —
Partie 2: Turbines à vapeur et alternateurs installés sur fondation radier,
excédant 50 MW avec des vitesses normales de fonctionnement de
1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min et 3 600 r/min
Reference number
ISO 7919-2:2001(E)
© ISO 2001
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ISO 7919-2:2001(E)
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ii ISO 2001 – All rights reserved
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ISO 7919-2:2001(E)
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 7919 may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 7919-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and
shock, Subcommittee SC 2, Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines,
vehicles and structures.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 7919-2:1996), which has been technically revised.
Criteria for transient operating conditions, such as run up and run down, have been included.
ISO 7919 consists of the following parts, under the general title Mechanical vibration — Evaluation of machine
vibration by measurements on rotating shafts:
— Part 1: General guidelines
— Part 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating speeds of
1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min and 3 600 r/min
— Part 3: Coupled industrial machines
— Part 4: Gas turbine sets
— Part 5: Machine sets in hydraulic power generating and pumping plants
Annex A forms a normative part of this part of ISO 7919. Annex B is for information only.
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ISO 2001 – All rights reserved iii
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ISO 7919-2:2001(E)
Introduction
ISO 7919-1 is the basic document which describes the general requirements for measurement and evaluation of the
vibration of various machine types when the vibration measurements are made on rotating shafts. This part of
ISO 7919 is applicable to steam turbines and generators.
Evaluation criteria, based on previous experience, are presented which may be used as guidelines for assessing the
vibratory condition of such machines. It must be recognized that these criteria do not form the only basis for judging
the severity of vibration. For steam turbines and generators, it is common practice also to judge the vibration based
on measurements taken on non-rotating parts. Requirements and evaluation criteria for measurements on non-
rotating parts are addressed in separate standards, ISO 10816-1 and ISO 10816-2.
The evaluation procedures presented in this part of ISO 7919 are based on broad-band measurements. However, it
is important to note that 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 present scope of this
part of ISO 7919. They will be dealt with in ISO 13373-1 for vibration condition monitoring of machines. Further parts
of this series are currently under development.
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iv ISO 2001 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 7919-2:2001(E)
Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by
measurements on rotating shafts —
Part 2:
Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with
normal operating speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min
and 3 600 r/min
1 Scope
This part of ISO 7919 gives guidelines for applying evaluation criteria for shaft vibration measured in the radial
direction at or close to the bearings of steam turbines and generators. These guidelines are presented in terms of:
— vibration under normal steady-state operating conditions;
— vibration during transient operation, including passage through resonant speeds during run up or run down;
— changes in vibration which can occur during normal steady-state operation.
The numerical values specified are not intended to serve as the only basis for vibration evaluation since, in general
as described in the introduction to ISO 7919-1, the vibratory condition of a machine is assessed by consideration of
both the shaft vibration and the associated structural vibration (see ISO 10816-2).
This part of ISO 7919 is applicable to land-based steam turbines and generators with a normal operating speed of
1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min or 3 600 r/min, and power outputs greater than 50 MW. It also includes steam
turbines and/or generators which are directly coupled to a gas turbine (such as for combined cycle applications). In
such cases the criteria of this part of ISO 7919 apply only to the steam turbine and the generator. Evaluation of the
gas turbine vibration should be carried out in accordance with ISO 7919-4 and ISO 10816-4 .
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 7919. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications do
not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 7919 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references,
the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of
currently valid International Standards.
ISO 7919-1, Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts — Part 1:
General guidelines
ISO 10816-2, Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts —
Part 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating speeds of 1 500 r/min,
1 800 r/min, 3 000 r/min and 3 600 r/min
3 Measurement procedures
The measurement procedures to be followed and the instrumentation to be used shall be as described in
ISO 7919-1.
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ISO 2001 – All rights reserved 1
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ISO 7919-2:2001(E)
Early experience on steam turbines and generators was restricted to the measurement of absolute shaft vibration
using shaft-riding transducers. More recently, as non-contacting transducers were developed, relative shaft vibration
measurements have become more common but, if required, the absolute shaft vibration can be obtained by
vectorially combining the outputs of a non-contacting transducer and a seismic transducer on a common mounting
which measures the structural vibration. Both approaches are at present in common use and measurements of
relative shaft vibration or absolute shaft vibration are therefore equally acceptable for the purposes of this part of
ISO 7919.
For monitoring purposes, the measuring system shall be capable of covering overall vibration up to a frequency
corresponding to not less than three times the normal operating speed. However, it should be noted that for
diagnostic purposes it may be desirable to cover a wider frequency range.
Prior to running steam turbines and generators up to speed, slow-roll measurements of shaft displacement may be
carried out to assess the amount of runout obtained at low speed when stable bearing oil films have been established
but centrifugal effects are negligible (for example, on a machine of rated speed 3 000 r/min, the runout could be
assessed at a speed of the order of 200 r/min). The results obtained are compared with expected vibration vectors
and may be used as a basis for judging whether the state of the shaft line is satisfactory; for example, whether a
temporary bend is present in the shaft or whether there is any lateral or angular misalignment between couplings
(“crank effect”). Such measurements cannot normally be regarded as giving a valid indication of shaft runout under
normal operating conditions since they can be affected by, for example, temporary bows, erratic movements of the
journal within the bearing clearance, axial movements, etc. In particular, it is recommended that vector subtraction of
slow-roll measurements from rated speed vibration measurements should not be carried out without consideration of
the above factors, since the results may provide a misleading interpretation of the machine vibration (see
ISO 7919-1).
If slow-roll measurements are taken, it is important to ensure that the low-frequency characteristics of the measuring
system are adequate.
4Evaluationcriteria
4.1 General
Criteria for vibration magnitude, changes in vibration magnitude and operational limits are presented below.
The vibration magnitude is the higher value of the peak-to-peak displacement measured in two selected orthogonal
measurement directions. The values presented are the result of experience with machinery of this type and, if due
regard is paid to them, acceptable operation may be expected. If only one measurement direction is used, care
should be taken to ensure that it provides adequate information (see ISO 7919-1).
Two evaluation criteria are used to assess the shaft vibration of steam turbines and generators, measured at or close
to the bearings. One criterion considers the magnitude of the observed broad-band shaft vibration; the second
considers changes in magnitude, irrespective of whether they are increases or decreases.
Criteria are presented for steady-state operating conditions at the specified rated speed and load ranges, including
the normal slow changes in electrical load of the generator. Alternative values of vibration magnitude are also
provided for transient operation.
It should be noted that an overall judgement of the vibratory state of a machine is often made on the basis of both
shaft vibration as defined above and of measurements made on non-rotating parts (see ISO 10816-1 and
ISO 10816-2).
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2 ISO 2001 – All rights reserved
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ISO 7919-2:2001(E)
4.2 Criterion I: Vibration magnitude
4.2.1 General
This criterion is concerned with defining limits for shaft vibration magnitude consistent with acceptable dynamic loads
on the bearings, adequate margins on the radial clearance envelope of the machine, and acceptable vibration
transmission into the support structure and foundation.
4.2.2 Vibration magnitude at rated speed under normal steady-state operating conditions
4.2.2.1 General
The maximum shaft vibration magnitude observed at each bearing is assessed against four evaluation zones
established from international experience.
4.2.2.2 Evaluation zones
The following evaluation zones are defined to permit a qualitative assessment of the shaft vibration of a given
machine and to provide guidelines on possible actions.
Zone A: The vibration of newly commissioned machines would normally fall within this zone.
Zone B: Machines with vibration within this zone are normally considered acceptable for unrestricted long-term
operation.
Zone C: Machines with vibration within this zone are normally considered unsatisfactory for long-term continuous
operation. Generally, the machine may be operated for a limited period in this condition until a suitable opportunity
arises for remedial action.
Zone D: Vibration values within this zone are normally considered to be of sufficient severity to cause damage to the
machine.
NOTE The evaluation zones defined above are relevant to normal steady-state operation at rated speed. Subclause 4.2.4
provides guidelines for transient operation.
4.2.2.3 Evaluation zone boundaries
Recommended values for the zone boundaries are given in annex A for both relative shaft vibration and absolute
shaft vibration. These values, which are based on present accumulated experience of shaft vibration measurements
in this field, are not intended to serve as acceptance specifications, which shall be subject to agreement between the
machine manufacturer and customer. However, they provide guidelines for ensuring that gross deficiencies or
unrealistic requirements are avoided.
In most cases the values given in Tables A.1 and A.2 are consistent with ensuring satisfactory operation. However, in
certain cases, specific features or available experience associated with a particular machine type may require
different zone boundaries to be used (lower or higher). Examples are as follows.
a) Where bearings with small clearance are used, or for bearings with built-in preloads (e.g. generator to exciter)
which reduce the minimum bearing clearance, the values given in Table A.1 might be greater than the available
bearing clearance. In such cases the zone boundary values will need to be reduced.
NOTE This applies only if the shaft relative vibration is measured on the pedestal close to the bearing. The degree to which
the zone boundary values are to be reduced will vary, depending on the type of bearing used and the relationship between the
measurement direction and the minimum clearance. It is therefore not possible to give precise recommendations but annex B
provides a representative example for a plain cylindrical bearing.
b) For comparatively lightly loaded bearings (e.g. exciter rotor steady bearings) or other more flexible bearings,
other criteria based on the detailed machine design may be necessary.
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ISO 2001 – All rights reserved 3
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ISO 7919-2:2001(E)
c) Where vibration measurements are made away from the bearing.
d) For some machine designs, where the rotor and bearings are supported on a compliant base/support structure,
the magnitudes of absolute shaft vibration might be higher than those for steam turbines and generators that
have more rigid bearing support structures. It may then be acceptable, based on demonstrated satisfactory
operating history, for the zone boundary values given in annex A to be increased.
In general when higher zone boundar
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 7919-2
Deuxième édition
2001-11-15
Vibrations mécaniques — Évaluation des
vibrations des machines par mesurages sur
lesarbrestournants —
Partie 2:
Turbines à vapeur et alternateurs installés
sur fondation radier, excédant 50 MW avec
des vitesses normales de fonctionnement
de 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min et
3 600 r/min
Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements
on rotating shafts —
Part 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with
normal operating speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min and
3600 r/min
Numéro de référence
ISO 7919-2:2001(F)
© ISO 2001
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ISO 7919-2:2001(F)
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ii ISO 2001 – Tous droits réservés
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ISO 7919-2:2001(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison
avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l'ISO 7919 peuvent faire l'objet
de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas
avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 7919-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs
mécaniques, sous-comité SC 2, Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant les machines,
les véhicules et les structures.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 7919-2:1996), dont elle constitue une révision
technique. Les critères relatifs aux conditions de fonctionnement en régime transitoire, telles que la montée en
vitesse et le ralentissement, font partie intégrante des modifications rédactionnelles.
L’ISO 7919 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Vibrations mécaniques — Évaluation
des vibrations des machines par mesurages sur les arbres tournants:
— Partie 1: Directives générales
— Partie 2: Turbines à vapeur et alternateurs installés sur fondation radier, excédant 50 MW avec des vitesses
normales de fonctionnement de 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min et 3 600 r/min
— Partie 3: Machines industrielles couplées
— Partie 4: Turbines à gaz
— Partie 5: Machines équipant les centrales hydroélectriques et les stations de pompage
L'annexe A constitue un élément normatif de la présente partie de l'ISO 7919. L'annexe B est donnée uniquement à
titre d'information.
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ISO 2001 – Tous droits réservés iii
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ISO 7919-2:2001(F)
Introduction
L'ISO 7919-1 est le document de référence qui décrit les exigences générales pour le mesurage et l'évaluation des
vibrations de divers types de machines lorsque les mesurages des vibrations sont effectués sur des arbres
tournants. La présente partie de l'ISO 7919 est applicable aux turbines à vapeur et aux alternateurs.
Les critères d'évaluation présentés, fondés sur l'expérience passée, peuvent être utilisés comme directives
d'évaluation du régime vibratoire des machines de ce type. Il faut admettre que ces critères ne constituent pas
l'unique référence d'évaluation de la sévérité vibratoire. Pour les turbines à vapeur et les alternateurs, il est
également courant d'évaluer les vibrations en fonction des mesurages effectués sur des parties non tournantes. Les
exigences et critères d'évaluation applicables aux mesurages effectués sur des parties non tournantes font l'objet de
normes distinctes, à savoir l'ISO 10816-1 et l'ISO 10816-2.
Les procédures d'évaluation figurant dans la présente partie de l'ISO 7919 sont fondées sur des mesurages à large
bande. Il est toutefois important de noter que, du fait des progrès technologiques, l'utilisation des mesurages à bande
étroite ou de l'analyse spectrale est de plus en plus courante, particulièrement pour l'évaluation des vibrations, pour
la surveillance et aux fins de diagnostics. Les spécifications de critères relatifs à ces mesurages ne relèvent pas du
domaine d'application de la présente partie de l'ISO 7919. Elles sont traitées dans l'ISO 13373-1 relative à la
surveillance vibratoire des machines; d’autres parties de l’ISO 13373 sont en cours d'élaboration.
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iv ISO 2001 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 7919-2:2001(F)
Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines
par mesurages sur les arbres tournants —
Partie 2:
Turbines à vapeur et alternateurs installés sur fondation radier,
excédant 50 MW avec des vitesses normales de fonctionnement de
1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min et 3 600 r/min
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 7919 donne des lignes directrices concernant l'application des critères d'évaluation des
vibrations des arbres mesurées dans le sens radial au droit ou à proximité des paliers des turbines à vapeur et des
alternateurs. Ces lignes directrices sont présentées en termes de:
— vibrations dans des conditions normales de fonctionnement en régime permanent;
— vibrations au cours d'un fonctionnement en régime transitoire y compris le passage des vitesses de rotation
critiques pendant la montée en vitesse ou le ralentissement;
— changements de vibrations susceptibles de se produire pendant un fonctionnement normal en régime
permanent.
Les valeurs numériques spécifiées ne sont pas destinées à être utilisées comme base unique pour l'évaluation des
vibrations étant donné qu'en général, comme décrit dans l'introduction de l'ISO 7919-1, le régime vibratoire d'une
machine est évalué en prenant en compte les vibrations à la fois de l'arbre et des structures qui lui sont associées
(voir l'ISO 10816-2).
La présente partie de l'ISO 7919 est applicable aux turbines à vapeur et aux alternateurs installés sur fondation
radier dont la vitesse normale de fonctionnement est égale à 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min ou 3 600 r/min et
dont les puissances utiles sont supérieures à 50 MW. Elle inclut également les turbines à vapeur et/ou les
alternateurs qui sont couplés directement à une turbine à gaz (telle que pour des cycles d'applications combinés).
Dans ce cas, les critères de la présente partie de l'ISO 7919 s'appliquent uniquement à la turbine à vapeur et à
l'alternateur. Il convient que l'évaluation des vibrations de la turbine à gaz soit faite conformément à l’ISO 7919-4 et
à l’ISO 10816-4.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 7919. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 7919 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 7919-1, Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les arbres
tournants — Partie 1: Directives générales
ISO 10816-2, Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les parties non
tournantes — Partie 2: Turbines à vapeur et alternateurs installés sur fondation radier, excédant 50 MW avec des
vitesses normales de fonctionnement de 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min et 3 600 r/min
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ISO 2001 – Tous droits réservés 1
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ISO 7919-2:2001(F)
3 Procédures de mesurage
Les procédures de mesurage et les instruments utilisés doivent être comme décrit dans l'ISO 7919-1.
Les premières expériences acquises sur les turbines à vapeur et les alternateurs se limitaient au mesurage des
vibrations absolues des arbres à l'aide de capteurs en contact avec l'arbre. Plus récemment, les mesurages des
vibrations relatives des arbres en utilisant des capteurs sans contact sont devenus plus courants. Les vibrations
absolues des arbres peuvent toutefois être obtenues, si nécessaire, par la sommation des signaux issus d'un
capteur sans contact et d'un capteur sismique disposés ensemble sur un support qui mesure les vibrations de la
structure. Chacune de ces méthodes est actuellement utilisée et c'est la raison pour laquelle les mesurages des
vibrations absolues et relatives des arbres sont considérés au même titre dans la présente partie de l'ISO 7919.
Pour la surveillance, le système de mesurage doit pouvoir mesurer les vibrations globales jusqu'à une fréquence
équivalente à au moins trois fois la vitesse normale de fonctionnement. Toutefois, il convient de noter que pour le
diagnostic, il peut être souhaitable de couvrir un domaine de fréquences plus large.
Avant la mise en exploitation des turbines à vapeur et des alternateurs, des mesurages du déplacement de l'arbre à
basse vitesse peuvent être effectués pour évaluer l'importance du faux-rond lorsque les films d'huile deviennent
stables et que les effets centrifuges sont négligeables (par exemple sur une machine dont la vitesse nominale est de
3 000 r/min, le faux-rond peut être évalué à une vitesse de l'ordre de 200 r/min). Les résultats obtenus sont comparés
aux vecteurs de vibrations escomptés et peuvent servir de base pour juger de l'état satisfaisant ou non de la ligne
d'arbre, par exemple pour déterminer s'il existe une flèche ou un déport latéral ou un défaut d'alignement entre les
accouplements («effet manivelle»). De tels mesurages ne peuvent généralement pas être considérés comme
fournissant une indication valide du faux-rond des arbres dans des conditions normales de fonctionnement puisque
ces conditions peuvent être affectées, par exemple, par des flèches transitoires, des mouvements irréguliers du
tourillon dans le coussinet, des mouvements axiaux, etc. Il est particulièrement recommandé de ne pas soustraire
les signaux mesurés à basse vitesse des signaux mesurés à la vitesse nominale, sans tenir compte des facteurs
ci-dessus, dans la mesure où les résultats peuvent fournir une mauvaise interprétation concernant les vibrations de
la machine (voir ISO 7919-1).
Si des mesurages à basse vitesse sont effectués, il est important de s'assurer que les caractéristiques de basse
fréquence du système de mesure sont appropriées.
4 Critères d'évaluation
4.1 Généralités
Les critères concernant l'amplitude des vibrations, les variations des amplitudes des vibrations et les limites de
fonctionnement sont présentés ci-dessous.
L'amplitude des vibrations est la plus grande des amplitudes de déplacements crête à crête mesurées dans deux
directions perpendiculaires fixées. Les valeurs présentées résultent de l'expérience avec des machines de ce type et
lorsque celles-ci sont convenablement entretenues, elles permettent un fonctionnement acceptable. Si l'on n'utilise
qu'une seule direction de mesurage, il convient de veiller à ce que soient fournies des indications adéquates (voir
ISO 7919-1).
Deux critères permettent d'évaluer les vibrations des arbres des turbines à vapeur et des alternateurs, mesurées au
droit ou à proximité des paliers. Le premier considère l'amplitude des vibrations des arbres observées en bande
large; le second considère les modifications d'amplitude, qu'il s'agisse d'augmentations ou de réductions.
Les critères sont applicables pour les conditions de fonctionnement en régime permanent à la vitesse et à la charge
nominales spécifiées, y compris les variations lentes normales de la charge électrique de l'alternateur. Des valeurs
alternatives d'amplitude des vibrations sont également fournies pour un fonctionnement en régime transitoire.
Il convient de noter qu'une évaluation globale de l'état vibratoire d'une machine repose souvent sur les vibrations des
arbres, comme défini ci-dessus, et sur les mesurages effectués sur des parties non tournantes (voir ISO 10816-1 et
ISO 10816-2).
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ISO 7919-2:2001(F)
4.2 Critère I: Amplitude des vibrations
4.2.1 Généralités
Ce critère porte sur la définition des limites de l'amplitude des vibrations des arbres cohérentes avec des forces
dynamiques acceptables des paliers, des déplacements radiaux (jeux) convenables de la machine et une
transmission acceptable des vibrations au support et aux fondations.
4.2.2 Amplitude des vibrations à la vitesse nominale dans des conditions de fonctionnement normales en
régime permanent
4.2.2.1 Généralités
L'amplitude maximale des vibrations des arbres, observée au droit de chaque palier, est évaluée par rapport à
quatre zones d'évaluation établies par expérience au niveau international.
4.2.2.2 Zones d'évaluation
Les zones d'évaluation ci-dessous sont définies pour permettre une évaluation qualitative des vibrations de l'arbre
sur une machine donnée et pour fournir des directives en vue d'actions éventuelles.
Zone A: Les vibrations des machines nouvellement mises en service appartiendraient normalement à cette zone.
Zone B: Les machines dont les vibrations appartiennent à cette zone sont normalement jugées acceptables pour un
fonctionnement à long terme sans restriction.
Zone C: Les machines dont les vibrations appartiennent à cette zone sont normalement jugées inaptes à un
fonctionnement continu à long terme. D'une manière générale, la machine peut être exploitée pendant une période
limitée dans ces conditions dans l'attente d'une occasion permettant d'effectuer des opérations de maintenance.
Zone D: Les valeurs de vibrations appartenant à cette zone sont normalement jugées susceptibles de provoquer des
détériorations de la machine.
NOTE Les zones d'évaluation définies ci-dessus correspondent à un fonctionnement normal en régime permanent à la vitesse
nominale. Le paragraphe 4.2.4 donne des lignes directrices pour un régime transitoire.
4.2.2.3 Limites des zones d'évaluation
Les valeurs recommandées pour les limites de zone sont données dans l'annexe A pour les vibrations relatives et
absolues de l'arbre. Ces valeurs, qui reposent sur l'expérience actuelle acquise en matière de mesurage des
vibrations des arbres dans ce domaine, ne sont pas destinées à servir de spécifications de réception qui doivent faire
l'objet d'un accord entre le fabricant de la machine et le client. Toutefois, elles fournissent des lignes directrices pour
éviter des insuffisances graves ou des exigences irréalistes.
Dans la plupart des cas, les valeurs données dans les Tableaux A.1 et A.2 permettent de garantir un fonctionnement
satisfaisant. Toutefois, dans certains cas, des caractéristiques particulières ou l'expérience acquise associée(s) à un
type de machine spécifique peuvent nécessiter l'utilisation de différentes limites de zones (inférieures ou
supérieures). Ci-après quelques situations à titre d'exemple.
a) Lorsque l'on utilise des paliers à faible jeu, ou pour des paliers à précontraintes intégrées (par exemple entre
alternateur et excitatrice) qui réduisent le jeu minimal des paliers, les valeurs données dans le Tableau A.1
peuvent être supérieures au jeu disponible de paliers. Les valeurs des limites de zone doivent alors être réduites.
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ISO 7919-2:2001(F)
NOTE Ceci s'applique uniquement si les vibrations relatives des arbres sont mesurées sur le support de palier à proximité
de ce dernier. Le degré de réduction des valeurs des limites de zone varie en fonction du type de palier utilisé et de la relation
entre la direction de mesurage et le jeu minimal. Il n'est par conséquent pas possible de donner des recommandations
précises mais l'annexe B donne un exemple représentatif d'un palier cylindrique lisse.
b) Pour des paliers faiblement chargés (par exemple les coussinets des excitatrices) ou pour d'autres paliers plus
souples, d'autres critères fondés sur la conception détaillée de la machine peuvent être nécessaires.
c) Lorsque les vibrations sont mesurées à distance du palier.
d) Pour certaines conceptions de machines où le rotor et les paliers reposent sur une structure socle/radier souple,
les amplitudes des vibrations absolues des arbres peuvent être supérieures aux amplitudes propres aux turbines
à vapeur et aux alternateurs qui ont des structures d'appui de paliers plus rigides. Il peut alors être acceptable,
sur la base d'un diagramme de fonctionnement satisfaisant et éprouvé, d'augmenter les valeurs des limites de
zone données dans l'annexe A.
En règle générale, lorsque l'on utilise des valeurs de limites de zone supérieures, il peut se révéler nécessaire de
faire appel à une justification technique permettant de confirmer que la fiabilité de la machine ne peut être
compromise du fait d'un fonctionnement avec des amplitudes de vibrations plus élevées. Ceci peut reposer, par
exemple, sur une expérience de fonction
...
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