ISO 10816-2:1996
(Main)Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts — Part 2: Large land-based steam turbine generator sets in excess of 50 MW
Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts — Part 2: Large land-based steam turbine generator sets in excess of 50 MW
Gives a specific guidance for assessing the vibration of stationary generator sets by measurements on the bearings of steam turbine generator sets. Applicable to generator sets exceeding 50 MW which are directly coupled to a gas turbine.
Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les parties non tournantes — Partie 2: Turboalternateurs installés sur fondation radier, excédant 50 MW
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL
IS0
STANDARD
10816-2
First edition
1996-02-15
Mechanical vibration - Evaluation of
machine vibration by measurements on
non-rotating parts -
Part 2:
Large land-based steam turbine generator sets
in excess of 50 MW
Vibrations mkaniques
- t%aluation des vibrations des machines par
mesurages sur /es parties non tournantes -
Partie 2: Turboalternateurs install& sur fondation radier, exckdant 50 M W
Reference number
IS0 10816-2:1996(E)
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IS0 10816=2:1996(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
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.
International Standard IS0 10816-2 was prepared by Technical Committee
ISODC 108, Mechanical vibrafion and shock, Subcommittee SC 2,
Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied
to machines, vehicles and structures.
IS0 10816 consists of the following parts, under the general title Mech-
anical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on
non-r0 ta ting parts:
- Part 7: General guidelines
- Part 2: Large land-based steam turbine generator sets in excess of
50 MW
- Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and
nominal speeds between 720 r/min and 15000 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
0 IS0 1996
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-121 1 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
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0 IS0
IS0 10816=2:1996(E)
Annex A forms an integral part of this part of IS0 10816. Annexes B and
C are for information only.
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IS0 10816=2:1996(E)
Introduction
IS0 10816-I is the basic document which describes the general require-
ments for evaluating the vibration of various machine types when the vi-
bration measurements are made on non-rotating parts. Measurements at
such specified locations characterize reasonably well the overall state of
vibration of steam turbine generator sets. This part of IS0 10816 applies
to large steam turbine generator sets.
Two criteria are provided for assessing the machine vibration. One cri-
terion considers the magnitude of the observed vibration; the second
considers changes in the magnitudes. It must be recognized, however,
that these criteria do not form the only basis for judging the severity of
vibration. For steam turbine generator sets, it is also common to judge the
vibration based on measurements taken on the rotating shafts. Shaft vi-
bration measurement requirements and criteria are addressed in separate
documents, IS0 7919-1 and IS0 7919-2.
iv
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IS0 10816-2:1996(E)
INTERNATIONAL STANDARD 0 Iso
Mechanical vibration - Evaluation of machine
vibration by measurements on non-rotating parts -
Part 2:
Large land-based steam turbine generator sets in excess
of 50 MW
tions of the standards indicated below. Members of
1 Scope
IEC and IS0 maintain registers of currently valid
International Standards.
This part of IS0 10816 gives specific guidance for
assessing the severity of vibration measured on the
IS0 7919-2:-J), Mechanical vibration of non-
bearings of steam turbine generator sets.
reciprocating machines - Measurements on rotating
It is applicable to steam turbine generator sets ex- shafts and evaluation criteria - Part 2: Large land-
ceeding 50 MW with a normal operating speed of based steam turbine generator sets.
1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min or 3 600 r/min.
IS0 10816-I :I 995, Mechanical vibration - Evaluation
It includes steam turbines and generators which are
of machine vibration by measurements on non-
directly coupled to a gas turbine (such as for com-
rotating parts - Part 7: General guidelines.
bined cycle applications), but in such cases the criteria
of this part of IS0 10816 apply only to the steam tur-
bine and the generator.
3 Measurement procedures
NOTE 1 Evaluation of the gas turbine vibration should be
The measurement procedures and instrumentation
carried out in accordance with IS0 10816-4.
described in IS0 10816-I shall be used. The
measurement system shall be capable of measuring
The criteria apply to in situ, broad-band vibration
broad-band vibration over a frequency range from
measurements taken in the radial direction on the
10 Hz to at least 500 Hz. If, however, the instrumen-
bearings under steady-state operating conditions at
tation is also to be used for diagnostic purposes, or
the normal operating speed. They also apply to axial
monitoring during machine run-up, run-down or over-
vibration measured on thrust bearings.
speed, a wider frequency range may be necessary.
Furthermore, in special cases where significant low-
2 Normative references
frequency vibration may be transmitted to the ma-
chine (e.g. in earthquake regions), it may be necessary
The following standards contain provisions which,
to attenuate the low-frequency response of the
through reference in this text, constitute provisions
instrumentation.
of this part of IS0 10816. At the time of publication,
The locations of the vibration measurements shall be
the editions indicated were valid. All standards are
subject to revision, and parties to agreements based such that they provide adequate sensitivity to the dy-
on this part of IS0 10816 are encouraged to investi- namic forces of the machine. Typically, this will re-
gate the possibility of applying the most recent edi- quire measuring in two orthogonal radial directions on
1) To be published.
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0 IS0
IS0 10816=2:1996(E)
each bearing, as shown in figure 1. Although the reasonable approximation of the maximum value at
transducers may be placed at any angular location on that plane.
the bearings, vertical and horizontal directions are
It is not common practice to measure axial vibration
usually preferred.
on main radial load-carrying bearings of steam turbine
A single transducer may be used on a bearing in place generators for continuous operational monitoring.
of the more typical pair of orthogonal transducers if it Such axial measurements are used primarily during
is known to provide adequate information on the periodic vibration surveys, or for diagnostic purposes.
magnitude of the machine vibration. In general, how- Axial vibration criteria are not provided in this part of
ever, caution should be observed in evaluating vi-
IS0 10816. However, when axial vibration is meas-
bration from a single transducer at a measurement
ured at thrust bearings, the severity may be judged
plane since it may not be oriented to provide a
using the same criteria as for radial vibration.
NOTE - Axial measurements refer to thrust bearings only.
Figure 1 - Recommended locations of vibration measurements on bearings
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0 IS0 IS0 10816=2:1996(E)
4.1.2 Evaluation zone limits
4 Evaluation
Values for the zone boundaries are given in tableA.1.
IS01081 6-l provides a general description of the two
The zone boundary vibration values were established
evaluation criteria used to assess vibration severity on
from representative data provided by manufacturers
various classes of machines. One criterion considers
and users. Since the data showed significant spread,
the magnitude of observed broad-band vibration; the
the zone boundary values should be considered only
second considers changes in magnitude, irrespective
as guidelines. If it is known that the machine is not
of whether they are increases or decreases.
endangered, higher zone boundaries than those
shown in tableA. are permissible. The values in
4.1 Criterion I: Vibration magnitude
table A.1 apply to radial vibration measurements on
all bearings and axial vibration on thrust bearings
This criterion is concerned with defining limits for ab-
when taken under steady-state operating conditions
solute vibration magnitude consistent with acceptable
at rated speed.
dynamic loads on the bearings and acceptable vi-
bration transmission into the support structure and
This part of IS0 10816 does not provide different
foundation. The maximum vibration magnitude ob-
evaluation zone values for turbine generators
served at each bearing or pedestal is assessed against
mounted on rigid and flexible foundations. This is
four evaluation zones established from international
consistent with IS0 7919-2 which deals with shaft
experience. The maximum magnitude of vibration
vibration for the same class of machines. However,
measured is defined as the vibration severity.
IS0 7919-2 may be revised in the future to give dif-
ferent criteria for turbine generators mounted on
4.1 .I Evaluation zones
massive concrete foundations and those mounted on
lighter, tuned steel foundations, if additional analysis
The following evaluation zones are defined to permit
of survey data on such machines shows it to be war-
a qualitative assessment of the vibration of a given
ranted.
machine and to provide guidelines on possible ac-
tions.
The common measurement parameter for assessing
machine vibration severity is velocity. Table A.1 pre-
Zone A: The commissioned ma-
vibration of newly
sents the evaluation zone boundaries based on r.m.s.
chines would normally fall within this zone.
(root-mean-square) velocity measurements. In many
cases, however, it was customary to measure vi-
Zone B: Machines with vibration within this zone are
bration with instruments scaled to read peak rather
normally considered acceptable for unrestricted long-
than r.m.s. vibration velocity values. If the vibration
term operation.
wave form is basically sinusoidal, a simple relationship
exists between the peak and r.m.s. values and the
Zone C: Machines with vibration within this zone are
zone boundaries of table A.1 may be readily ex-
normally considered unsatisfactory for long-term con-
pressed in peak values.
tinuous operation. Generally, the machine may be
operated for a limited period in this condition until a
For large steam turbine generators, it is common for
suitable opportunity arises for remedial action.
the vibration to be predominantly at the running fre-
quency of the machine
...
NORME
Iso
INTERNATIONALE 10816-2
Première édition
1996-02-15
Vibrations mécaniques - Évaluation des
vibrations des machines par mesurages sur
les parties non tournantes -
Partie 2:
Turboalternateurs installés sur fondation
radier, excédant 50 MW
Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration b y measuremen ts
on non-rotating parts -
Part 2: Large land-based steam turbine generator sets in excess of 50 MW
Numéro de référence
KO 10816-2:1996(F)
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ISO 10816=2:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 10816-2 a été élaborée par le comité techni-
que lSO/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.
L’ISO 10816 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Vibrations mécaniques - Évaluation des vibrations des machines
par mesurages sur les parties non tournantes:
- Partie 1: Directives générales
- Partie 2: Turboalternateurs installés sur fondation radier, excédant
50 MW
- Partie 3: Machines industrielles de puissance nominale supérieure
à ? 5 kW et de vitesse nominale entre 120 tr/min et 75000 tr/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
o ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette pubii-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
imprimé en Suisse
II
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0 ISO
ISO 10816-2:1996(F)
- Partie 6: Machines alternatives de puissance nominale supérieure à
100 kW
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 10816. Les
annexes B et C sont données uniquement à titre d’information.
. . .
III
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0 ISO
ISO 10816-2:1996(F)
Introduction
L’ISO 10816-I est le document de référence qui décrit les exigences gé-
nérales pour l’évaluation des vibrations de divers types de machines lors-
que les mesurages des vibrations sont effectués sur des parties non
tournantes. Les mesurages effectués sur les éléments spécifiés détermi-
nent de manière raisonnablement acceptable l’état vibratoire général des
turboalternateurs. La présente partie de I’ISO 10816 s’applique aux grands
turboalternateurs.
Deux critères sont proposés pour évaluer les vibrations de machines. Le
premier tient compte de l’amplitude des vibrations observées alors que le
second tient compte des variations d’amplitude. II faut toutefois admettre
que ces critères ne constituent pas l’unique référence d’évaluation de la
sévérité vibratoire. Pour les turboalternateurs, il est également courant
d’évaluer les vibrations en fonction des mesurages effectués sur les ar-
bres tournants. Les exigences et critères applicables au mesurage des vi-
brations des arbres font l’objet de documents distincts, ISO 7919-l et
ISO 7919-2.
---------------------- Page: 4 ----------------------
~~
NORME INTERNATIONALE 0 BO ISO 10816=2:1996(F)
Vibrations mécaniques - Évaluation des vibrations
des machines par mesurages sur les parties non
tournantes -
Partie 2:
Turboalternateurs installés sur fondation radier, excédant
50 MW
tuent des dispositions valables pour la présente partie
1 Domaine d’application
de I’ISO 10816. Au moment de la publication, les
éditions indiquées étaient en vigueur. Toute norme
La présente partie de I’ISO 10816 donne des directi-
est sujette à révision et les parties prenantes des ac-
ves spéciales concernant l’évaluation de la sévérité
cords fondés sur la présente partie de I’ISO 10816
vibratoire mesurée sur les paliers des turboalterna-
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
teurs.
éditions les plus récentes des normes indiquées ci-
Elle s’applique aux turboalternateurs de plus de
après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent
50 MW dont la vitesse normale de fonctionnement
le registre des Normes internationales en vigueur à
est égale à 1 500 tr/min, 1 800 tr/min, 3 000 tr/min
un moment donné.
ou 3 600 tr/min. Elle inclut les turbines à vapeur et les
alternateurs qui sont couplés directement à une tur- ISO 7919-2: -J), Vibrations mécaniques des machines
bine à gaz pour des cycles d’applications combinés,
non alternatives - Mesurages sur les arbres tour-
mais dans de tels cas les critères de la présente partie nants et critères d’évaluation - Partie 2: Turbo-
de I’ISO 10816 s’appliquent uniquement aux turbines
alternateurs installés sur fondation radier.
à vapeur et aux alternateurs.
ISO 10816-l :1995, Vibrations mécaniques - Éva-
NOTE 1 L’évaluation des vibrations de la turbine à gaz
luation des vibrations des machines par mesurages
devrait être faite conformément à I’ISO 10816-4.
sur les parties non tournantes - Partie 1: Directives
générales.
Ces critères sont applicables aux mesurages in situ
des vibrations à large bande, les mesurages étant ef-
3 Procédures de mesurage
fectués dans le sens radial sur les paliers et dans des
conditions de régime stabilisé à la vitesse normale de
Les procédures de mesurage et l’instrumentation à
fonctionnement. Ils s’appliquent également aux vi-
utiliser sont ceux décrits dans I’ISO 10816-I. Le sys-
brations axiales mesurées sur des paliers de butée.
tème de mesurage doit être capable de mesurer des
vibrations à large bande sur une gamme de fré-
2 Références normatives quences de 10 Hz à au moins 500 Hz. Toutefois, si
l’instrumentation doit également servir aux fins de
Les normes suivantes contiennent des dispositions diagnostic ou de surveillance pendant la montée en
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti- vitesse, le ralentissement ou la sur-vitesse de la ma-
1) À publier.
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0 ISO
ISO 10816=2:1996(F)
forces dynamiques de la machine. D’une manière gé-
chine, il pourra être nécessaire d’utiliser une gamme
nérale, il faudra effectuer les mesurages dans deux
de fréquences plus large. En outre, dans des cas par-
sens radiaux orthogonaux sur chaque palier, comme
ticuliers où d’importantes vibrations à basses fré-
illustré à la figure 1. Bien qu’il soit possible de placer
quences risquent d’être transmises à la machine (par
les transducteurs dans n’importe quelle position an-
exemple, dans les régions exposées aux séismes), il
gulaire sur les paliers, il est généralement préférable
pourra être nécessaire d’atténuer la réponse de I’ins-
de les placer en positions horizontale et verticale.
trumentation aux basses fréquences).
Les mesurages des vibrations doivent être effectués
à des endroits offrant une sensibilité suffisante aux
nin
v v
--*--
h G
NOTE - Les mesurages axiaux ne concernent que les paliers de butée.
Figure 1 - Emplacements recommandés pour mesurer les vibrations sur le logement de palier
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0 ISO ISO 10816-2:1996(F)
On pourra utiliser un seul transducteur sur un palier à Zone A: Les vibrations des machines récemment mi-
la place de la paire de transducteurs orthogonaux gé- ses en service doivent normalement se situer dans
cette zone.
néralement utilisée, dans la mesure où on saura que
ce transducteur fournit des informations suffisantes
Zone B: Les machines dont les vibrations se situent
sur l’amplitude des vibrations de la machine. II est
dans cette zone sont normalement considérées
généralement nécessaire de prendre des précautions
comme acceptables pour un service de longue durée
lorsqu’on évalue les vibrations avec un seul transduc-
sans la moindre restriction.
teur au niveau d’un plan de mesurage dans la mesure
où le transducteur risque de ne pas être orienté de
Zone C: Les machines dont les vibrations se situent
manière à donner une approximation suffisante de la
dans cette zone sont normalement considérées
valeur maximale au niveau de ce plan.
comme non satisfaisantes pour un service de longue
durée en continu. En général, la machine peut fonc-
II n’est pas habituel de mesurer les vibrations axiales
tionner dans ces conditions pendant une durée limi-
au niveau des paliers supportant la charge radiale
tée, jusqu’à ce que l’occasion se présente pour
principale des turboalternateurs pour assurer une sur-
prendre les mesures correctrices qui s’imposent.
veillance continue pendant le fonctionnement. Ce
type de mesurage axial est essentiellement utilisé
Zone D: Les valeurs de vibrations constatées dans
pour effectuer des contrôles périodiques des vi-
cette zone sont normalement considérées comme
brations ou aux fins de diagnostic. La présente partie
suffisamment importantes pour endommager la ma-
de I’ISO 10816 ne fournit aucun critère concernant les
chine.
vibrations axiales. Toutefois, lorsque les vibrations
axiales sont mesurées au niveau des paliers de butée,
Les valeurs numériques affectées aux limites des zo-
la sévérité vibratoire pourra être évaluée au moyen
nes ne sont pas destinées à servir de spécifications
des critères applicables aux vibrations radiales.
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 gé-
4 Évaluation
nérales permettant d’éviter de graves anomalies ou
l’application d’exigences excessives. Dans certains
L’ISOI 0816-I donne une description générale des
cas, des caractéristiques particulières peuvent être
deux critères utilisés pour évaluer la sévérité vibratoire
associées à une machine donnée et peuvent, de ce
sur diverses catégories de machines. Un critère tient
fait, nécessiter l’utilisation de valeurs différentes (su-
compte de l’amplitude des vibrations à large bande
périeures ou inférieures) pour les limites de zones.
observées alors que l’autre tient compte des va-
Dans de telles circonstances, le fabricant devrait nor-
riations d’amplitude, qu’il s’agisse d’augmentations
malement en expliquer les raisons et devrait notam-
d’amplitude ou de réductions d’amplitude.
ment confirmer que le fonctionnement de la machine
à des valeurs de vibrations plus élevées ne présente
aucun risque pour la machine.
4.1 Critère 1: Amplitude des vibrations
Ce critère sert à définir les limites de l’amplitude ab-
4.1.2 Limites des zones d’évaluation
solue des vibrations en fonction des charges dynami-
ques acceptables sur les paliers et du niveau
Les valeurs des limites de zones sont données dans
acceptable de transmission des vibrations au radier
le tableau A.1 . Les valeurs limites de vibrations ont été
et à la fondation. L’amplitude maximale des vibrations
déterminées à partir de données représentatives
observées au niveau de chaque palier ou support de
fournies par les constructeurs et les utilisateurs. Etant
palier est évaluée en fonction de quatre zones d’éva-
donné la dispersion considérable des données, les
luation déterminées à partir de l’expérience interna-
valeurs des limites de zones ne constituent que des
tionale. L’amplitude maximale des vibrations
recommandations. Si l’on a pu constater que le bon
mesurées constitue ce qu’on appelle la sévérité vi-
fonctionnement de la machine n’est pas menacé, il
bratoire.
est admis d’appliquer des limites de zones plus éle-
dans le
vées que celles qui sont indiquées
tableau A.I. Les valeurs indiquées dans le tableau A.1
4.1.1 Zones d’évaluation
s’appliquent au mesurage de vibrations radiales sur
Les zones d’évaluation suivantes ont été définies pour tous les paliers et au mesurage de vibrations axiales
permettre d’effectuer une évaluation qualitative des sur les paliers de butée, dans des conditions de
vibrations d’une machine donnée et pour donner des fonctionnement à régime permanent, à làvitesse no-
directives quant aux éventuelles mesures à prendre. minale.
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ISO 10816-2:1996(F) 0 ISO
La présente partie de I’ISO 10816 ne fournit aucune
faibles variations de puissance de l’alternateur à la vi-
valeur de zone d’évaluation différente pour les turbo- tesse de fonctionnement normale.
alternateurs montés sur fondations rigides et fon-
Lorsque le Critère II est appliqué, il est indispensable
dations souples. Ceci est en accord avec I’ISO 7919-2
que les mesurages de vibrations à comparer soient
...
NORME
Iso
INTERNATIONALE 10816-2
Première édition
1996-02-15
Vibrations mécaniques - Évaluation des
vibrations des machines par mesurages sur
les parties non tournantes -
Partie 2:
Turboalternateurs installés sur fondation
radier, excédant 50 MW
Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration b y measuremen ts
on non-rotating parts -
Part 2: Large land-based steam turbine generator sets in excess of 50 MW
Numéro de référence
KO 10816-2:1996(F)
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 10816-2 a été élaborée par le comité techni-
que lSO/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.
L’ISO 10816 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Vibrations mécaniques - Évaluation des vibrations des machines
par mesurages sur les parties non tournantes:
- Partie 1: Directives générales
- Partie 2: Turboalternateurs installés sur fondation radier, excédant
50 MW
- Partie 3: Machines industrielles de puissance nominale supérieure
à ? 5 kW et de vitesse nominale entre 120 tr/min et 75000 tr/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
o ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette pubii-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
imprimé en Suisse
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- Partie 6: Machines alternatives de puissance nominale supérieure à
100 kW
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 10816. Les
annexes B et C sont données uniquement à titre d’information.
. . .
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ISO 10816-2:1996(F)
Introduction
L’ISO 10816-I est le document de référence qui décrit les exigences gé-
nérales pour l’évaluation des vibrations de divers types de machines lors-
que les mesurages des vibrations sont effectués sur des parties non
tournantes. Les mesurages effectués sur les éléments spécifiés détermi-
nent de manière raisonnablement acceptable l’état vibratoire général des
turboalternateurs. La présente partie de I’ISO 10816 s’applique aux grands
turboalternateurs.
Deux critères sont proposés pour évaluer les vibrations de machines. Le
premier tient compte de l’amplitude des vibrations observées alors que le
second tient compte des variations d’amplitude. II faut toutefois admettre
que ces critères ne constituent pas l’unique référence d’évaluation de la
sévérité vibratoire. Pour les turboalternateurs, il est également courant
d’évaluer les vibrations en fonction des mesurages effectués sur les ar-
bres tournants. Les exigences et critères applicables au mesurage des vi-
brations des arbres font l’objet de documents distincts, ISO 7919-l et
ISO 7919-2.
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NORME INTERNATIONALE 0 BO ISO 10816=2:1996(F)
Vibrations mécaniques - Évaluation des vibrations
des machines par mesurages sur les parties non
tournantes -
Partie 2:
Turboalternateurs installés sur fondation radier, excédant
50 MW
tuent des dispositions valables pour la présente partie
1 Domaine d’application
de I’ISO 10816. Au moment de la publication, les
éditions indiquées étaient en vigueur. Toute norme
La présente partie de I’ISO 10816 donne des directi-
est sujette à révision et les parties prenantes des ac-
ves spéciales concernant l’évaluation de la sévérité
cords fondés sur la présente partie de I’ISO 10816
vibratoire mesurée sur les paliers des turboalterna-
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
teurs.
éditions les plus récentes des normes indiquées ci-
Elle s’applique aux turboalternateurs de plus de
après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent
50 MW dont la vitesse normale de fonctionnement
le registre des Normes internationales en vigueur à
est égale à 1 500 tr/min, 1 800 tr/min, 3 000 tr/min
un moment donné.
ou 3 600 tr/min. Elle inclut les turbines à vapeur et les
alternateurs qui sont couplés directement à une tur- ISO 7919-2: -J), Vibrations mécaniques des machines
bine à gaz pour des cycles d’applications combinés,
non alternatives - Mesurages sur les arbres tour-
mais dans de tels cas les critères de la présente partie nants et critères d’évaluation - Partie 2: Turbo-
de I’ISO 10816 s’appliquent uniquement aux turbines
alternateurs installés sur fondation radier.
à vapeur et aux alternateurs.
ISO 10816-l :1995, Vibrations mécaniques - Éva-
NOTE 1 L’évaluation des vibrations de la turbine à gaz
luation des vibrations des machines par mesurages
devrait être faite conformément à I’ISO 10816-4.
sur les parties non tournantes - Partie 1: Directives
générales.
Ces critères sont applicables aux mesurages in situ
des vibrations à large bande, les mesurages étant ef-
3 Procédures de mesurage
fectués dans le sens radial sur les paliers et dans des
conditions de régime stabilisé à la vitesse normale de
Les procédures de mesurage et l’instrumentation à
fonctionnement. Ils s’appliquent également aux vi-
utiliser sont ceux décrits dans I’ISO 10816-I. Le sys-
brations axiales mesurées sur des paliers de butée.
tème de mesurage doit être capable de mesurer des
vibrations à large bande sur une gamme de fré-
2 Références normatives quences de 10 Hz à au moins 500 Hz. Toutefois, si
l’instrumentation doit également servir aux fins de
Les normes suivantes contiennent des dispositions diagnostic ou de surveillance pendant la montée en
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti- vitesse, le ralentissement ou la sur-vitesse de la ma-
1) À publier.
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0 ISO
ISO 10816=2:1996(F)
forces dynamiques de la machine. D’une manière gé-
chine, il pourra être nécessaire d’utiliser une gamme
nérale, il faudra effectuer les mesurages dans deux
de fréquences plus large. En outre, dans des cas par-
sens radiaux orthogonaux sur chaque palier, comme
ticuliers où d’importantes vibrations à basses fré-
illustré à la figure 1. Bien qu’il soit possible de placer
quences risquent d’être transmises à la machine (par
les transducteurs dans n’importe quelle position an-
exemple, dans les régions exposées aux séismes), il
gulaire sur les paliers, il est généralement préférable
pourra être nécessaire d’atténuer la réponse de I’ins-
de les placer en positions horizontale et verticale.
trumentation aux basses fréquences).
Les mesurages des vibrations doivent être effectués
à des endroits offrant une sensibilité suffisante aux
nin
v v
--*--
h G
NOTE - Les mesurages axiaux ne concernent que les paliers de butée.
Figure 1 - Emplacements recommandés pour mesurer les vibrations sur le logement de palier
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0 ISO ISO 10816-2:1996(F)
On pourra utiliser un seul transducteur sur un palier à Zone A: Les vibrations des machines récemment mi-
la place de la paire de transducteurs orthogonaux gé- ses en service doivent normalement se situer dans
cette zone.
néralement utilisée, dans la mesure où on saura que
ce transducteur fournit des informations suffisantes
Zone B: Les machines dont les vibrations se situent
sur l’amplitude des vibrations de la machine. II est
dans cette zone sont normalement considérées
généralement nécessaire de prendre des précautions
comme acceptables pour un service de longue durée
lorsqu’on évalue les vibrations avec un seul transduc-
sans la moindre restriction.
teur au niveau d’un plan de mesurage dans la mesure
où le transducteur risque de ne pas être orienté de
Zone C: Les machines dont les vibrations se situent
manière à donner une approximation suffisante de la
dans cette zone sont normalement considérées
valeur maximale au niveau de ce plan.
comme non satisfaisantes pour un service de longue
durée en continu. En général, la machine peut fonc-
II n’est pas habituel de mesurer les vibrations axiales
tionner dans ces conditions pendant une durée limi-
au niveau des paliers supportant la charge radiale
tée, jusqu’à ce que l’occasion se présente pour
principale des turboalternateurs pour assurer une sur-
prendre les mesures correctrices qui s’imposent.
veillance continue pendant le fonctionnement. Ce
type de mesurage axial est essentiellement utilisé
Zone D: Les valeurs de vibrations constatées dans
pour effectuer des contrôles périodiques des vi-
cette zone sont normalement considérées comme
brations ou aux fins de diagnostic. La présente partie
suffisamment importantes pour endommager la ma-
de I’ISO 10816 ne fournit aucun critère concernant les
chine.
vibrations axiales. Toutefois, lorsque les vibrations
axiales sont mesurées au niveau des paliers de butée,
Les valeurs numériques affectées aux limites des zo-
la sévérité vibratoire pourra être évaluée au moyen
nes ne sont pas destinées à servir de spécifications
des critères applicables aux vibrations radiales.
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 gé-
4 Évaluation
nérales permettant d’éviter de graves anomalies ou
l’application d’exigences excessives. Dans certains
L’ISOI 0816-I donne une description générale des
cas, des caractéristiques particulières peuvent être
deux critères utilisés pour évaluer la sévérité vibratoire
associées à une machine donnée et peuvent, de ce
sur diverses catégories de machines. Un critère tient
fait, nécessiter l’utilisation de valeurs différentes (su-
compte de l’amplitude des vibrations à large bande
périeures ou inférieures) pour les limites de zones.
observées alors que l’autre tient compte des va-
Dans de telles circonstances, le fabricant devrait nor-
riations d’amplitude, qu’il s’agisse d’augmentations
malement en expliquer les raisons et devrait notam-
d’amplitude ou de réductions d’amplitude.
ment confirmer que le fonctionnement de la machine
à des valeurs de vibrations plus élevées ne présente
aucun risque pour la machine.
4.1 Critère 1: Amplitude des vibrations
Ce critère sert à définir les limites de l’amplitude ab-
4.1.2 Limites des zones d’évaluation
solue des vibrations en fonction des charges dynami-
ques acceptables sur les paliers et du niveau
Les valeurs des limites de zones sont données dans
acceptable de transmission des vibrations au radier
le tableau A.1 . Les valeurs limites de vibrations ont été
et à la fondation. L’amplitude maximale des vibrations
déterminées à partir de données représentatives
observées au niveau de chaque palier ou support de
fournies par les constructeurs et les utilisateurs. Etant
palier est évaluée en fonction de quatre zones d’éva-
donné la dispersion considérable des données, les
luation déterminées à partir de l’expérience interna-
valeurs des limites de zones ne constituent que des
tionale. L’amplitude maximale des vibrations
recommandations. Si l’on a pu constater que le bon
mesurées constitue ce qu’on appelle la sévérité vi-
fonctionnement de la machine n’est pas menacé, il
bratoire.
est admis d’appliquer des limites de zones plus éle-
dans le
vées que celles qui sont indiquées
tableau A.I. Les valeurs indiquées dans le tableau A.1
4.1.1 Zones d’évaluation
s’appliquent au mesurage de vibrations radiales sur
Les zones d’évaluation suivantes ont été définies pour tous les paliers et au mesurage de vibrations axiales
permettre d’effectuer une évaluation qualitative des sur les paliers de butée, dans des conditions de
vibrations d’une machine donnée et pour donner des fonctionnement à régime permanent, à làvitesse no-
directives quant aux éventuelles mesures à prendre. minale.
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ISO 10816-2:1996(F) 0 ISO
La présente partie de I’ISO 10816 ne fournit aucune
faibles variations de puissance de l’alternateur à la vi-
valeur de zone d’évaluation différente pour les turbo- tesse de fonctionnement normale.
alternateurs montés sur fondations rigides et fon-
Lorsque le Critère II est appliqué, il est indispensable
dations souples. Ceci est en accord avec I’ISO 7919-2
que les mesurages de vibrations à comparer soient
...
Questions, Comments and Discussion
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