ISO 10816-2:2001
(Main)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 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min and 3600 r/min
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 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min and 3600 r/min
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 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min et 3600 r/min
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10816-2
Second edition
2001-11-15
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
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
Reference number
ISO 10816-2:2001(E)
© ISO 2001
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10816-2:2001(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but shall not be
edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In downloading this file,
parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation parameters
were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In the unlikely event
that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2001
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, elec-
tronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO's mem-
ber body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
©
ii ISO 2001 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 10816-2:2001(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 10816 may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 10816-2 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 10816-2:1996), which has been technically revised.
Criteria for transient operating conditions, such as run up and run down, have been included.
ISO 10816 consists of the following parts, under the general title Mechanical vibration — Evaluation of machine
vibration by measurements on non-rotating parts:
— 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: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and
15 000 r/min when measured in situ
— Part 4: Gas turbine driven sets excluding aircraft derivatives
— Part 5: Machine sets in hydraulic power generating and pumping plants
— Part 6: Reciprocating machines with power ratings above 100 kW
Annex A forms a normative part of this part of ISO 10816. Annex B is for information only.
©
ISO 2001 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 10816-2:2001(E)
Introduction
ISO 10816-1 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 non-rotating parts. This part
of ISO 10816 applies 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 rotating shafts. Requirements and evaluation criteria for measurements on rotating
shafts are addressed in separate standards, ISO 7919-1 and ISO 7919-2.
The evaluation procedures presented in this part of ISO 10816 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 10816. They will be dealt with in ISO 13373-1 for vibration condition monitoring of machines. Further
parts of this series are currently under development.
©
iv ISO 2001 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10816-2:2001(E)
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
1 Scope
This part of ISO 10816 gives specific guidance for evaluating the severity of vibration measured on the bearings of
steam turbines and generators. Guidelines are presented for in situ, broad-band vibration measurements taken in the
radial direction on the bearings 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 guidelines also apply to axial vibration measured on thrust bearings.
This part of ISO 10816 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 10816 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 10816. 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 10816 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.
Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts — Part 2:
ISO 7919-2,
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
ISO 10816-1, Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts —
Part 1: General guidelines
3 Measurement procedures
The measurement procedures to be followed and the instrumentation to be used shall be as described in
ISO 10816-1.
©
ISO 2001 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 10816-2:2001(E)
The measurement system shall be capable of measuring broad-band vibration over a frequency range from 10 Hz to
at least 500 Hz. If, however, the instrumentation is also to be used for diagnostic purposes, or monitoring during
machine run up, run down or overspeed, a wider frequency range may be necessary. Furthermore, in special cases
where significant low-frequency vibration can be transmitted to the machine (e.g. in earthquake regions), it may be
necessary to attenuate the low-frequency response of the instrumentation.
The transducers for vibration measurements shall be mounted on a rigid part of the structure such that they provide
adequate sensitivity to the dynamic forces of the machine. Typically, this will require measuring in two orthogonal
radial directions on each bearing, as shown in Figure 1. Although the transducers may be placed at any angular
location on the bearings, vertical and horizontal directions are usually preferred.
NOTE Evaluation criteria in this part of ISO 10816 apply to radial vibration measurements on all bearings and to axial vibration
measurements on thrust bearings.
Figure 1 — Recommended locations of vibration measurements on bearings
©
2 ISO 2001 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 10816-2:2001(E)
A single radial transducer may be used on a bearing in place of the more typical pair of orthogonal transducers if it is
known to provide adequate information on the magnitude of the machine vibration. In general, however, caution
should be observed in evaluating vibration from a single transducer at a measurement plane since it may not be
oriented to provide a reasonable approximation of the maximum value at that plane.
It is not common practice to measure axial vibration on main radial load-carrying bearings of steam turbines and
generators for continuous operational monitoring. Such axial measurements are used primarily during periodic
vibration surveys, or for diagnostic purposes. Axial vibration criteria are not provided in this part of ISO 10816.
However, when axial vibration is measured at thrust bearings, the severity may be judged using the same criteria as
for radial vibration.
4 Evaluation criteria
4.1 General
ISO 10816-1 provides a general description of the two evaluation criteria used to assess vibration severity on various
classes of machines. One criterion considers the magnitude of observed broad-band 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.
4.2 Criterion I: Vibration magnitude
4.2.1 General
This criterion is concerned with defining limits for absolute vibration magnitude consistent with acceptable dynamic
loads on the bearings 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 vibration magnitude observed at each bearing or pedestal is assessed against four evaluation zones
established from international experience. The maximum magnitude of vibration measured is defined as the vibration
severity.
4.2.2.2 Evaluation zones
The following evaluation zones are defined to permit a qualitative assessment of the 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.
©
ISO 2001 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 10816-2:2001(E)
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. They apply to radial vibration measurements on
all bearings and to axial vibration measurements on thrust bearings when taken under steady-state operating
conditions at rated speed. The zone boundary values were established from representative data provided by
manufacturers and users. Since the data show significant spread, the zone boundary values should be considered
only as guidelines. They are not intended to serve as acceptance specifications, which shall be subject to agreement
between the machine manufacturer and customer. However, these values provide guidelines for ensuring that gross
deficiencies or unrealistic requirements are avoided.
In most cases the values given in Table A.1 are consistent with ensuring that the dynamic loads transmitted to the
bearing support structure and foundation are acceptable. 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) 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.
b) For some machine designs, where the rotor and bearings are supported on a compliant base/support structure,
the magnitudes of (absolute) bearing 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.
See also 4.2.3.2 and annex B with regard to setting limits for machines having bearings with different support
stiffness.
In general when higher zone boundary values are used, it might be necessary for technical justification to be
provided to confirm that the machine reliability will not be compromized by operating with higher vibration
magnitudes. This could be based, for example, on successful operating experience with machines of similar
structural design and support. Higher values may also be tolerated during transient conditions, such as run up and
rundown(see4.2.4).
This part of ISO 10816 does not provide different evaluation zone values for steam turbines and generators mounted
on rigid and flexible foundations. This is consistent with ISO 7919-2 which deals with shaft vibration for the same
class of machines. However, this part of ISO 10816 and ISO 7919-2 might be revised in the future to give different
criteria for steam turbines and generators mounted on massive concrete foundations and those mounted on lighter,
tuned steel foundations, if additional analysis of survey data on such machines shows this to be warranted.
The common measurement parameter for assessing machine vibration severity is velocity. Table A.1 presents the
evaluation zone boundaries based on broad-band r.m.s. (root-mean-square) velocity measurements. In many cases,
however, it was customary to measure vibration with instruments scaled to read peak rather than r.m.s. vibration
velocity values. If the vibration wave form is basically sinusoidal, a simple relationship exists between the peak and
r.m.s. values and the zone boundaries of Tab
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10816-2
Deuxième édition
2001-11-15
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
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
3600 r/min
Numéro de référence
ISO 10816-2:2001(F)
© ISO 2001
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10816-2:2001(F)
PDF — Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier peut
être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence autorisant l'uti-
lisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées acceptent de fait la res-
ponsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info du fi-
chier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir l'exploitation de ce
fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation, veuillez en informer le Secréta-
riat central à l'adresse donnée ci-dessous.
© ISO 2001
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quel-
que forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'ISO
à l'adresse ci-après ou au comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
ImpriméenSuisse
©
ii ISO 2001 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 10816-2:2001(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 10816 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 10816-2 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 10816-2:1996), 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 10816 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Vibrations mécaniques — Évaluation
des vibrations des machines par mesurages sur les parties non tournantes:
— 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 de puissance nominale supérieure à 15 kW et de vitesse nominale entre
120 r/min et 15 000 r/min, lorsqu'elles sont mesurées in situ
— Partie 4: Ensembles de turbines à gaz, à l'exception des turbines dérivées de celles utilisées en aéronautique
— Partie 5: Groupes générateurs de puissance et installations de pompage hydrauliques
— Partie 6: Machines alternatives de puissance nominale supérieure à 100 kW
L'annexe A constitue un élément normatif de la présente partie de l'ISO 10816. L'annexe B est donnée uniquement
à titre d'information.
©
ISO 2001 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 10816-2:2001(F)
Introduction
L'ISO 10816-1 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 parties non
tournantes. La présente partie de l'ISO 10816 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 les arbres tournants. Les
exigences et critères d'évaluation applicables aux mesurages effectués sur les arbres tournants font l'objet de
normes distinctes, à savoir l'ISO 7919-1 et l'ISO 7919-2.
Les procédures d'évaluation figurant dans la présente partie de l'ISO 10816 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 fine
bande ou de l'analyse spectrale est de plus en plus courante, particulièrement pour l'évaluation des vibrations, pour
la surveillance des machines 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 10816. 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.
©
iv ISO 2001 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 10816-2:2001(F)
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
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10816 donne des lignes directrices spéciales concernant l'évaluation de la sévérité
vibratoire mesurée sur les paliers des turbines à vapeur et des alternateurs. Ces lignes directrices sont présentées
pour des mesurages in situ des vibrations à large bande, ces mesurages étant effectués dans le sens radial sur les
paliers, 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 par 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 directives s'appliquent également aux vibrations axiales mesurées sur des paliers de butée.
La présente partie de l'ISO 10816 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 genre de cas, les critères de la présente partie de l'ISO 10816 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 10816. 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 10816 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 7919-2, 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
ISO 10816-1, Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les parties non
tournantes — Partie 1: Directives générales
©
ISO 2001 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 10816-2:2001(F)
3 Procédures de mesurage
Les procédures de mesurage à suivre et l'instrumentation à utiliser sont celles décrites dans l'ISO 10816-1.
Le système de mesurage doit être capable de mesurer des vibrations à large bande sur une gamme de fréquences
de 10 Hz à au moins 500 Hz. Toutefois, si l'instrumentation doit également servir aux fins de diagnostic ou de
surveillance pendant la montée en vitesse, le ralentissement ou la survitesse de la machine, il peut être nécessaire
d'utiliser une gamme de fréquences plus large. En outre, dans des cas particuliers où d'importantes vibrations à
basses fréquences risquent d'être transmises à la machine (par exemple dans les régions exposées aux séismes), il
peut être nécessaire d'atténuer la réponse de l'instrumentation aux basses fréquences.
Les capteurs destinés à mesurer les vibrations doivent être montés sur une partie rigide de la structure, de sorte
qu'ils offrent une sensibilité suffisante aux forces dynamiques de la machine. D'une manière générale, il faut
effectuer les mesurages dans deux directions radiales orthogonales sur chaque palier, comme illustré à la Figure 1.
Bien qu'il soit possible de placer les capteurs dans n'importe quelle position angulaire sur les paliers, il est
généralement préférable de les placer en positions verticale et horizontale.
On peut utiliser un seul capteur radial sur un palier à la place de la paire de capteurs orthogonaux généralement
utilisée, dans la mesure où l’on sait que ce capteur fournit des informations suffisantes sur l'amplitude des vibrations
de la machine. Il est toutefois généralement nécessaire de prendre des précautions lorsqu'on évalue les vibrations
avec un seul capteur dans un plan de mesurage, dans la mesure où le capteur risque de ne pas être orienté de
manière à donner une estimation suffisante de la valeur maximale mesurée dans ce plan.
Il n'est pas habituel de mesurer les vibrations axiales au niveau des paliers supportant la charge principale radiale
des turbines à vapeur et des alternateurs pour assurer une surveillance continue pendant le fonctionnement. Ce type
de mesurage axial est essentiellement utilisé pour effectuer des contrôles périodiques des vibrations ou aux fins de
diagnostic. La présente partie de l'ISO 10816 ne fournit aucun critère concernant les vibrations axiales. Toutefois,
lorsque les vibrations axiales sont mesurées au niveau des paliers de butée, la sévérité vibratoire peut être évaluée
en utilisant les mêmes critères qui sont applicables aux vibrations radiales.
4 Critères d'évaluation
4.1 Généralités
L'ISO 10816-1 donne une description générale des deux critères d'évaluation utilisés pour évaluer la sévérité
vibratoire sur diverses catégories de machines. Un critère tient compte de l'amplitude des vibrations à large bande
observées alors que l'autre tient compte des variations d'amplitude, qu'il s'agisse d'augmentations ou de réductions
d'amplitude.
Les critères sont présentés pour des conditions de fonctionnement en régime permanent aux gammes de vitesses
et de charges nominales spécifiées, y compris les variations normales lentes de la charge électrique de l'alternateur.
Les valeurs alternatives de l'amplitude des vibrations sont également fournies pour un régime transitoire.
4.2 Critère I: Amplitude des vibrations
4.2.1 Généralités
Ce critère sert à définir les limites de l'amplitude absolue des vibrations en fonction des charges dynamiques
acceptables sur les paliers et du niveau acceptable de transmission des vibrations au radier et à la fondation.
©
2 ISO 2001 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 10816-2:2001(F)
NOTE Les critères d'évaluation donnés dans la présente partie de l'ISO 10816 s'appliquent aux mesurages des vibrations ra-
diales sur l'ensemble des paliers ainsi qu'aux mesurages des vibrations axiales sur les paliers de butée.
Figure 1 — Emplacements recommandés pour mesurer les vibrations sur les logements de paliers
4.2.2 Amplitude des vibrations à la vitesse nominale dans des conditions normales de fonctionnement en
régime permanent
4.2.2.1 Généralités
L'amplitude maximale des vibrations observées au niveau de chaque palier ou support de palier est évaluée en
fonction de quatre zones d'évaluation déterminées à partir de l'expérience internationale. L'amplitude maximale des
vibrations mesurées constitue ce qu'on appelle la sévérité vibratoire.
©
ISO 2001 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 10816-2:2001(F)
4.2.2.2 Zones d'évaluation
Les zones d'évaluation suivantes ont été définies pour permettre d'effectuer une évaluation qualitative des vibrations
d'une machine donnée et pour donner des directives quant aux éventuelles mesures à prendre.
Zone A: Les vibrations des machines récemment mises en service doivent normalement se situer dans cette zone.
Zone B: Les machines dont les vibrations se situent dans cette zone sont normalement considérées comme
acceptables pour un service de longue durée sans la moindre restriction.
Zone C: Les machines dont les vibrations se situent dans cette zone sont normalement considérées comme non
satisfaisantes pour un service de longue durée en continu. En général, la machine peut fonctionner dans ces
conditions pendant une durée limitée, jusqu'à ce que l'occasion se présente pour prendre les mesures correctrices
qui s'imposent.
Zone D: Les valeurs de vibrations constatées dans cette zone sont normalement considérées comme suffisamment
importantes pour provoquer des détériorations de la machine.
NOTE Les zones d'évaluation définies ci-dessus correspondent à un fonctionnement en régime permanent normal 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 des limites de zones sont données dans l'annexe A. Elles s'appliquent au mesurage de
vibrations radiales sur tous les paliers et au mesurage de vibrations axiales sur les paliers de butée, dans des
conditions de fonctionnement en régime permanent, à la vitesse nominale. Les valeurs des limites de zones ont été
déterminées à partir de données représentatives fournies par les constructeurs et les utilisateurs. Étant donné la
dispersion considérable des données, il convient de considérer les valeurs des limites de zones uniquement comme
des recommandations. Elles ne sont pas destinées à servir de spécifications de «réception», ces dernières devant
faire l'objet d'un accord entre le fabricant de la machine et le client. Toutefois, ces valeurs constituent des indications
générales permettant d'éviter de graves anomalies ou l'application d'exigences excessives.
Dans la plupart des cas, les valeurs données dans le Tableau A.1 sont en accord avec le fait de s'assurer que les
charges dynamiques transmises au radier et à la fondation des paliers sont acceptables. 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) 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.
b) Pour certaines conceptions de machines où le rotor et les paliers reposent sur une structure socle/radier souple,
les amplitudes des vibrations (absolues) des paliers 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 éprouvé, d'augmenter les valeurs des
limites de zones données dans l'annexe A.
Voir également 4.2.3.2 et l'annexe B en ce qui concerne la détermination des limites de fonctionnement pour des
machines ayant des supports de palier à différents degrés de rigidité.
En règle générale, lorsque l'on utilise des valeurs de limites de zones 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 fonctionnement satisfaisante avec des machines de conception et de support
structuraux similaires. Des valeurs supérieures peuvent également être tolérées avec les régimes transitoires, tels
que la montée en vitesse et le ralentissement (voir 4.2.4).
La présente partie de l'ISO 10816 ne fournit aucune valeur de zone d'évaluation différente pour les turbines à vapeur
et les alternateurs montés sur fondations rigides et fondations souples. Ceci est en accord avec l'ISO 7919-2, qui est
applicable aux vibrations des arbres pour la même catégorie de machines. Toutefois, la présente partie de
©
4 ISO 2001 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 10816-2:2001(F)
l'ISO 10816 et l'ISO 7919-2 pourront être révisées ultérieurement de manière à donner des critères différents pour
les turbines à vapeur et les alternateurs montés sur des radiers de béton et pour ceux montés sur des fondations
plus légères en acier si une analyse plus poussée des données d'évaluation pour de telles machines est justifiée.
Le paramètre de mesurage commun pour l'évaluation de la sévérité vibratoire des machines est la vitesse vibratoire.
Le Tableau A.1 donne les limites des zones d'évaluation en fonction des mesurages à large bande de la vitesse
efficace. Dans bien des cas, toutefois, il peut être courant de mesurer les vibrations avec des instruments gradués
pour donner des valeurs de vitesses de crête plutôt que des valeurs de vitesses vibratoires efficaces. Si la forme
d'onde des vibrations est essentiellement sinusoïdale, il existe une relation simple entre les valeurs de crête et les
valeurs efficaces et les limites de zones du
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.