ISO 7919-2:2009
(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 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min and 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 3 600 r/min
ISO 7919-2:2009 establishes provisions for applying evaluation criteria for the severity of in-situ, broad-band shaft vibration measured radial (i.e. transverse) to the shaft axis at, or close to, the main bearings. These are in terms of: - vibration under normal steady-state operating conditions; - vibration during other (non-steady-state) conditions when transient changes are taking place, including run up or run down, initial loading and load changes; - changes in vibration which can occur during normal steady-state operation. ISO 7919-2:2009 is applicable to land-based steam turbines and generators with power outputs greater than 50 MW and a normal operating speed of 1 500 r/min, 1800 r/min, 3 000 r/min or 3 600 r/min.
Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les arbres tournants — Partie 2: Turbines à vapeur et alternateurs pour applications terrestres, 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
L'ISO 7919-2:2009 établit des dispositions pour évaluer la sévérité in situ des vibrations en bande large des arbres, mesurées radialement (c'est-à-dire transversalement) par rapport à l'axe de l'arbre au droit ou à proximité des paliers principaux. Il s'agit des vibrations dans des conditions normales de fonctionnement en régime permanent, des vibrations dans d'autres conditions (en régime non permanent), lorsque des fluctuations transitoires interviennent, notamment pendant la montée en vitesse ou le ralentissement, le chargement initial et les variations de charge, et des changements de vibrations susceptibles de se produire durant un fonctionnement normal en régime permanent. L'ISO 7919-2:2009 est applicable aux turbines à vapeur et aux alternateurs pour applications terrestres avec des puissances utiles excédant 50 MW et avec des vitesses normales de fonctionnement de 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min ou 3 600 r/min.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7919-2
Third edition
2009-10-01
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 excédant 50 MW pour
applications terrestres, 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 2009
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Measurement procedures.1
4 Evaluation criteria.3
4.1 General.3
4.2 Criterion I: Vibration magnitude .3
4.3 Criterion II: Change in vibration magnitude under steady-state conditions at normal
operating speed.8
4.4 Supplementary procedures/criteria.9
4.5 Evaluation based on vibration vector information .9
Annex A (normative) Evaluation zone boundaries.10
Annex B (informative) Evaluation zone boundary limits and bearing clearance .11
Bibliography.12
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 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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 document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 7919-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration, shock and condition
monitoring, Subcommittee SC 2, Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied
to machines, vehicles and structures.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 7919-2:2001), of which it constitutes a technical
revision. The main changes are:
⎯ emphasis on acceptance specifications always being agreed on between the supplier and the purchaser
of the steam turbine and generator prior to installation;
⎯ recommendation for setting the ALARM limit for steady-state operation of new machines at the zone B/C
boundary when no established baseline data are available;
⎯ closer alignment of this part of ISO 7919 with ISO 7919-4, ISO 10816-2 and ISO 10816-4.
ISO 7919 consists of the following parts, under the general title Mechanical vibration — Evaluation of machine
vibration by measurements on rotating shafts:
1)
⎯ 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 with fluid-film bearings
⎯ Part 5: Machine sets in hydraulic power generating and pumping plants
1) It is anticipated that when ISO 7919-1 is revised, it will have the same general title as the other parts of ISO 7919.
iv © ISO 2009 – All rights reserved
Introduction
ISO 7919-1 is the basic part of ISO 7919 giving the general requirements for evaluating the vibration of
various machine types, when the vibration measurements are made on rotating shafts. This part of ISO 7919
gives specific provisions for assessing the severity of radial shaft vibration measured at, or close to, the
bearings of large steam turbines and generators. Measurements at these locations characterize the state of
vibration reasonably well. Evaluation criteria, based on previous experience, are presented. These can be
used for assessing the vibratory condition of such machines.
Two criteria are provided for assessing the machine vibration when operating under steady-state conditions.
One criterion considers the magnitude of the observed vibration; the second considers changes in the
magnitude. In addition, different criteria are provided for transient operating conditions. However, shaft
vibration does not form the only basis for judging the severity of vibration. For large steam turbines and
generators, it is also common to judge the vibration based on measurements taken on non-rotating parts. For
such vibration measurement requirements, see ISO 10816-1 and ISO 10816-2.
The evaluation procedures presented in this part of ISO 7919 are based on broad-band measurements.
However, because of advances in technology, the use of narrow-band measurements or spectral analysis has
become increasingly widespread, particularly for the purposes of vibration evaluation, condition monitoring
and diagnostics. The specification of criteria for such measurements is beyond the scope of this part of
ISO 7919. They are dealt with in greater detail in ISO 13373 (all parts), which establish provisions for the
vibration condition monitoring of machines.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 7919-2:2009(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 establishes provisions for evaluating the severity of in-situ, broad-band shaft vibration
measured radial (i.e. transverse) to the shaft axis at, or close to, the main bearings. These are in terms of:
⎯ vibration under normal steady-state operating conditions;
⎯ vibration during other (non-steady-state) conditions when transient changes are taking place, including
run up or run down, initial loading and load changes;
⎯ changes in vibration which can occur during normal steady-state operation.
This part of ISO 7919 is applicable to land-based steam turbines and generators with power outputs greater
than 50 MW and a normal operating speed of 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min or 3 600 r/min. It is also
applicable to 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 (including synchronizing clutches). ISO 7919-4 and ISO 10816-4 are applicable to
the evaluation of the gas turbine vibration.
The numerical values specified are not intended to serve as the only basis for judging the severity of vibration.
For large steam turbines and generators, it is also common to judge the vibration based on measurements
taken on non-rotating parts. For such vibration measurement requirements, see ISO 10816-1 and
ISO 10816-2.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 7919-1:1996, Mechanical vibration of non-reciprocating machines — Measurements on rotating shafts
and evaluation criteria — Part 1: General guidelines
3 Measurement procedures
The measurement procedures and instrumentation shall comply with the general requirements of ISO 7919-1
and are as follows.
Early experience with steam turbines and generators was restricted to the measurement of shaft absolute
vibration using shaft-riding transducers. More recently, as non-contacting transducers were developed, shaft
relative vibration measurements have become more common but, if required, the shaft absolute 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 in common use and
measurements of shaft relative vibration or shaft absolute vibration are therefore equally acceptable for the
purposes of this part of ISO 7919. However, it should be noted that the frequency range for shaft-riding
transducers is more restrictive than that for non-contacting transducers.
For monitoring purposes, the measurement system shall be capable of measuring broad-band vibration over a
frequency range from 1 Hz to at least three times the maximum normal operating frequency, or 125 Hz,
whichever is the greater. If, however, the instrumentation is also used for diagnostic purposes, a wider
frequency range and/or spectral analysis can be necessary. In special cases where significant low-frequency
vibration can be transmitted to the machine, such as in earthquake regions, it can be necessary to filter the
low-frequency response of the instrumentation and/or implement an appropriate time delay. If measurements
from different machines are compared, care should be taken to ensure that the same frequency range is used.
The locations of vibration measurements should be such that the transverse movement of the shaft at points
of importance can be assessed. Care should be taken to avoid locating measurement positions at any
vibration nodes and to ensure that the measurement equipment is not unduly influenced by external sources,
such as airborne and structure-borne noise. Typically, this requires measuring in two radial directions with a
pair of orthogonal transducers at, or adjacent to, each main bearing. The transducers may be placed at any
angular location, but it is common practice to select locations on the same bearing half which are either at
±45° to the vertical direction or close to the vertical and horizontal directions.
A single radial transducer may be used in place of the more typical pair of orthogonal transducers, if it is
known to provide adequate information on the magnitude of the shaft vibration. In general, however, caution
should be observed when evaluating vibration from a single transducer at a measurement plane since it might
not be oriented to provide a reasonable approximation of the maximum value at that plane.
It is not common practice to measure axial shaft vibration on steam turbines and generators.
The characteristics of the measurement system should be known with regard to the effects of the environment,
including:
a) temperature variations;
b) magnetic fields;
c) airborne and structure-borne noise;
d) power source variations;
e) cable impedance;
f) transducer cable length;
g) transducer orientatio
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 7919-2
Troisième édition
2009-10-01
Vibrations mécaniques — Évaluation des
vibrations des machines par mesurages
sur les arbres tournants —
Partie 2:
Turbines à vapeur et alternateurs pour
applications terrestres, 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 3 600 r/min
Numéro de référence
©
ISO 2009
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Version française parue en 2010
Publié en Suisse
ii © ISO 2009 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
1 Références normatives.1
2 Modes opératoires de mesurage .2
3 Critères d'évaluation .3
3.1 Généralités .3
3.2 Critère I: Amplitude des vibrations.4
3.3 Critère II: Variation de l'amplitude des vibrations dans des conditions de régime
permanent à une vitesse normale de fonctionnement.9
4.4 Modes opératoires/critères supplémentaires.10
4.5 Évaluation fondée sur les informations relatives aux vecteurs de vibrations.10
Annexe A (normative) Limites des zones d'évaluation.11
Annexe B (informative) Limites des zones d'évaluation et jeu des paliers .12
Bibliographie.13
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 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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 du présent document 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.
L'ISO 7919-2 a été élaborée par le Comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques, et leur
surveillance, sous-comité SC 2, Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant les
machines, les véhicules et les structures.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 7919-2:2001), qui a fait l'objet d'une
révision technique. Les principales modifications sont:
⎯ l'insistance sur le fait que les spécifications d'acceptation fassent toujours l'objet d'un accord entre le
fournisseur et l'acheteur de la turbine à vapeur et de l'alternateur avant installation;
⎯ la recommandation de positionner la limite d'ALARME pour un fonctionnement en régime permanent de
nouvelles machines à la limite de zone B/C, lorsque aucune donnée de référence établie n'est disponible;
⎯ un meilleur alignement entre la présente partie de l'ISO 7919 et l'ISO 7919-4, l'ISO 10816-2 et
l'ISO 10816-4.
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:
1)
⎯ Partie 1: Directives générales
⎯ Partie 2: Turbines à vapeur et alternateurs pour applications terrestres, 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 à paliers à film fluide
⎯ Partie 5: Machines équipant les centrales hydroélectriques et les stations de pompage
1) Il est anticipé que, lors de la révision de l'ISO 7919-1, elle aura le même titre général que les autres parties de
l'ISO 7919.
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés
Introduction
L'ISO 7919-1 est la partie de référence de l'ISO 7919 qui fournit les exigences générales pour 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 donne des dispositions spécifiques concernant l'évaluation de la
sévérité vibratoire radiale des arbres mesurée au droit ou à proximité des paliers de turbines à vapeur et
d'alternateurs de grande taille. Les mesurages effectués à ces endroits reflètent l'état vibratoire de manière
raisonnablement acceptable. Les critères d'évaluation présentés, fondés sur l'expérience passée, peuvent
être utilisés pour l'évaluation du régime vibratoire des machines de ce type.
Deux critères sont fournis pour évaluer les vibrations des machines lorsqu'elles fonctionnent dans des
conditions de régime permanent. Le premier tient compte de l'amplitude des vibrations observées, alors que
le second tient compte des variations d'amplitude. De plus, différents critères sont fournis pour des conditions
de fonctionnement transitoire. Cependant, les vibrations des arbres ne constituent pas l'unique référence
d'évaluation de la sévérité vibratoire. Pour les turbines à vapeur et les alternateurs de grande taille, il est
également courant d'évaluer les vibrations en fonction des mesurages effectués sur les parties non
tournantes. Pour des exigences sur ces mesurages des vibrations, voir l'ISO 10816-1 et l'ISO 10816-2.
Les modes opératoires d'évaluation présentés dans la présente partie de l'ISO 7919 sont basés sur des
mesurages en bande large. Cependant, grâce aux progrès de la technologie, l'utilisation de mesurages en
bande étroite ou de l'analyse spectrale est de plus en plus répandue, en particulier 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. Ceux-ci sont traités plus en détail
dans l'ISO 13373 (toutes les parties), qui fournit des dispositions pour la surveillance de l'état vibratoire des
machines.
NORME INTERNATIONALE ISO 7919-2:2009(F)
Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des
machines par mesurages sur les arbres tournants —
Partie 2:
Turbines à vapeur et alternateurs pour applications terrestres,
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 établit des dispositions pour évaluer la sévérité in situ des vibrations en bande
large des arbres, mesurées radialement (c'est-à-dire transversalement) par rapport à l'axe de l'arbre au droit ou
à proximité des paliers principaux. Il s'agit:
⎯ des vibrations dans des conditions normales de fonctionnement en régime permanent;
⎯ des vibrations dans d'autres conditions (en régime non permanent), lorsque des fluctuations transitoires
interviennent, notamment pendant la montée en vitesse ou le ralentissement, le chargement initial et les
variations de charge;
⎯ des changements de vibrations susceptibles de se produire durant un fonctionnement normal en régime
permanent.
La présente partie de l'ISO 7919 est applicable aux turbines à vapeur et aux alternateurs pour applications
terrestres avec des puissances utiles excédant 50 MW et avec des vitesses normales de fonctionnement de
1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min ou 3 600 r/min. Elle est également applicable aux turbines à vapeur et/ou
aux alternateurs directement couplés à une turbine à gaz (par exemple pour des applications à cycle combiné).
Dans ces cas, les critères de la présente partie de l'ISO 7919 ne s'appliquent qu'à la turbine à vapeur et à
l'alternateur (y compris les embrayages de synchronisation). l'ISO 7919-4 et l'ISO 10816-4 sont applicables pour
l'évaluation des vibrations des turbines à gaz.
Les valeurs numériques spécifiées ne constituent pas l'unique référence d'évaluation de la sévérité vibratoire.
Pour les turbines à vapeur et les alternateurs de grande taille, il est également courant d'évaluer les vibrations
en fonction des mesurages effectués sur les parties non tournantes. Pour des exigences sur ces mesurages
des vibrations, voir l'ISO 10816-1 et l'ISO 10816-2.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 7919-1:1996, Vibrations mécaniques des machines non alternatives — Mesurages sur les arbres
tournants et critères d'évaluation — Partie 1: Directives générales
3 Modes opératoires de mesurage
Les modes opératoires et les instruments de mesurage doivent être conformes aux exigences générales de
l'ISO 7919-1 et sont comme suit.
L'expérience antérieure sur les turbines à vapeur et les alternateurs était limitée au mesurage des vibrations
absolues des arbres à l'aide de transducteurs en contact direct avec l'arbre. Plus récemment, à mesure qu'ont
été mis au point des transducteurs sans contact, les mesurages des vibrations relatives des arbres sont
devenus plus courants mais, le cas échéant, on peut obtenir les vibrations absolues des arbres par combinaison
vectorielle des sorties d'un transducteur sans contact et d'un transducteur sismique sur un montage commun qui
mesure les vibrations de la structure. Les deux approches sont utilisées, et les mesurages des vibrations
relatives des arbres ou des vibrations absolues des arbres sont en conséquence considérées au même titre
dans la présente partie de l'ISO 7919. Il convient toutefois de noter que la plage de fréquences des
transducteurs en contact direct avec l'arbre est plus restrictive que pour les transducteurs sans contact.
Pour la surveillance, le système de mesurage doit pouvoir mesurer les vibrations en bande large sur une plage
de fréquences allant de 1 Hz jusqu'à au moins trois fois la vitesse normale de fonctionnement maximale ou
125 Hz, en prenant la valeur la plus élevée. Toutefois, si les instruments servent également au diagnostic, une
gamme de fréquences plus étendue et/ou une analyse spectrale peuvent être nécessaires. Dans certains cas
particuliers où des vibrations significatives à basse fréquence peuvent être transmises à la machine, par
exemple dans les zones sismiques, il peut être nécessaire de filtrer la réponse basse fréquence des
instruments et/ou d'introduire un retar
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.