NF ISO 20816-4
Mechanical vibration - Measurement and evaluation of machine vibration - Part 4 : gas turbines in excess of 3 MW, with fluid-film bearings
This document is applicable to land-based gas turbines with fluid-film bearings and power outputs greater than 3 MW and an operating speed under load between 3 000 r/min and 30 000 r/min. In some cases (see the list of exclusions below), this includes other rotating machinery coupled either directly or through a gearbox. The evaluation criteria provided in this document are applicable to the vibration of the main input and output bearings of the gearbox but are not applicable to the vibration of the internal gearbox bearings nor to the assessment of the condition of those gears. Specialist techniques required for evaluating the condition of gears are outside the scope of this document.This document is not applicable to the following:i) gas turbines with power outputs greater than 40 MW at rated speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min or 3 600 r/min (see ISO 20816-2);ii) aero-derivative gas turbines (including gas turbines with dynamic properties similar to those of aero-derivatives);NOTE ISO 3977-3 defines aero-derivatives as aircraft propulsion gas generators adapted to drive mechanical, electrical or marine propulsion equipment. Large differences exist between heavy-duty and aero-derivative gas turbines, for example, in casing flexibility, bearing design, rotor-to-stator mass ratio and mounting structure. Different criteria, therefore, apply for these two turbine types.iii) gas turbines with outputs less than or equal to 3 MW (see ISO 7919-3 and ISO 10816-3);iv) turbine driven generators (see ISO 20816-2, ISO 7919-3 and ISO 10816-3);v) turbine driven pumps (see ISO 10816-7);vi) turbine driven rotary compressors (see ISO 7919-3 and ISO 10816-3);vii) the evaluation of gearbox vibration (see this clause) but does not preclude monitoring of gearbox vibration;viii) the evaluation of combustion vibration but does not preclude monitoring of combustion vibration;ix) rolling element bearing vibration.This document establishes provisions for evaluating the severity of the following in-situ broad-band vibrations:a) structural vibration at all main bearing housings or pedestals measured radial (i.e. transverse) to the shaft axis;b) structural vibration at thrust bearing housings measured in the axial direction;c) vibration of rotating shafts radial (i.e. transverse) to the shaft axis at, or close to, the main bearings.These are in terms of the following:- 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 document is applicable to land-based gas turbines with fluid-film bearings and power outputs greater than 3 MW and an operating speed under load between 3 000 r/min and 30 000 r/min. In some cases (see the list of exclusions below), this includes other rotating machinery coupled either directly or through a gearbox. The evaluation criteria provided in this document are applicable to the vibration of the main input and output bearings of the gearbox but are not applicable to the vibration of the internal gearbox bearings nor to the assessment of the condition of those gears. Specialist techniques required for evaluating the condition of gears are outside the scope of this document.
This document is not applicable to the following:
i) gas turbines with power outputs greater than 40 MW at rated speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min or 3 600 r/min (see ISO 20816-2);
ii) aero-derivative gas turbines (including gas turbines with dynamic properties similar to those of aero-derivatives);
NOTE ISO 3977-3 defines aero-derivatives as aircraft propulsion gas generators adapted to drive mechanical, electrical or marine propulsion equipment. Large differences exist between heavy-duty and aero-derivative gas turbines, for example, in casing flexibility, bearing design, rotor-to-stator mass ratio and mounting structure. Different criteria, therefore, apply for these two turbine types.
iii) gas turbines with outputs less than or equal to 3 MW (see ISO 7919-3 and ISO 10816-3);
iv) turbine driven generators (see ISO 20816-2, ISO 7919-3 and ISO 10816-3);
v) turbine driven pumps (see ISO 10816-7);
vi) turbine driven rotary compressors (see ISO 7919-3 and ISO 10816-3);
vii) the evaluation of gearbox vibration (see this clause) but does not preclude monitoring of gearbox vibration;
viii) the evaluation of combustion vibration but does not preclude monitoring of combustion vibration;
ix) rolling element bearing vibration.
This document establishes provisions for evaluating the severity of the following in-situ broad-band vibrations:
a) structural vibration at all main bearing housings or pedestals measured radial (i.e. transverse) to the shaft axis;
b) structural vibration at thrust bearing housings measured in the axial direction;
c) vibration of rotating shafts radial (i.e. transverse) to the shaft axis at, or close to, the main bearings.
These are in terms of the following:
- 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 7919-4:2009 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. ISO 7919-4:2009 is applicable to heavy-duty gas turbine sets used in electrical and mechanical drive applications, with fluid-film bearings, outputs greater than 3 MW and an operating speed range under load between 3 000 r/min and 30 000 r/min. This includes gas turbines coupled to other rotating machinery either directly or through a gearbox. In some cases, ISO 7919-4:2009 is not applicable to the evaluation of the vibration of the coupled equipment.
Le présent amendement modifie la norme NF ISO 7919-4 sur les points suivants : clarification du fait que le document ne s'applique qu'aux ensembles de turbines à gaz avec paliers à film fluide ; ajout de rappels sur le fait que les spécifications d'acceptation fassent toujours l'objet d'un accord entre le fournisseur et l'acheteur de l'ensemble de turbines à gaz avant installation ; ajout de dispositions pour évaluer les vibrations des ensembles de turbines à gaz couplées durant un fonctionnement transitoire ; amélioration de l'alignement entre la présente partie de la NF ISO 7919 et la NF ISO 10816-4, notamment en ce qui concerne la limite d'exclusion des puissances développées inférieures ou égales à 40 MW (au lieu de 50 MW) des turbines à gaz et des turboalternateurs et/ou alternateurs. Les turbines à gaz et des turboalternateurs et/ou alternateurs de puissances développées supérieures à 40 MW sont désormais incluses dans la norme NF ISO 20816-2. L'évaluation des vibrations de ces machines par mesurages sur les parties non tournantes fait l'objet de la norme NF ISO 10816-4.
Le présent document s'applique à des ensembles de turbines à gaz à paliers à film fluide de puissance développée supérieure à 3 MW et dont la vitesse en charge est comprise entre 3 000 et 30 000 r/min. Il donne les lignes directrices concernant les critères d'évaluation des vibrations produites par l'ensemble de turbines à gaz : amplitudes de vibration en régimes permanent et non permanent ; variation de l'amplitude des vibrations en régime permanent. Les limites des zones d'évaluation sont données dans une annexe normative. Un exemple de réglage des niveaux d'alarmes et de déclenchements ainsi que des précautions d'utilisation des critères de vitesse des vibrations sont présentés en annexes informatives. L'évaluation des vibrations de ces machines par mesurages sur les arbres tournants fait l'objet de la norme NF ISO 7919-4.
Le présent amendement modifie la norme NF ISO 10816-4 sur les points suivants : clarification du fait que le document ne s'applique qu'aux ensembles de turbines à gaz avec paliers à film fluide ; rappels sur le fait que les spécifications d'acceptation fassent toujours l'objet d'un accord entre le fournisseur et l'acheteur de l'ensemble de turbines à gaz avant installation ; ajout de dispositions pour évaluer les vibrations des ensembles de turbines à gaz couplées durant un fonctionnement transitoire ; introduction d'une nouvelle annexe fournissant des notes relatives aux précautions d'utilisation des critères de vitesse constante des vibrations aux basses fréquences ; meilleur alignement entre la présente partie de la NF ISO 10816 et la NF ISO 7919-4, notamment en ce qui concerne la limite d'exclusion des puissances développées inférieures ou égales à 40 MW (au lieu de 50 MW) des turbines à gaz et des turboalternateurs et/ou alternateurs. Les turbines à gaz et des turboalternateurs et/ou alternateurs de puissances développées supérieures à 40 MW sont désormais incluses dans la norme NF ISO 20816-2. L'évaluation des vibrations de ces machines par mesurages sur les arbres tournants fait l'objet de la norme NF ISO 7919-4.
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1 Domaine d'application
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2 Références normatives
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3 Termes et définitions
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4 Modes opératoires de mesurage
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5 Critères d'évaluation
- Annexe A Limites des zones d'évaluation des vibrations des parties non tournantes
- Annexe B Limites des zones d'évaluation des vibrations des arbres tournants
- Annexe C Exemple de positionnement des valeurs d'ALARME et de DÉCLENCHEMENT
- Annexe D Notes de mise en garde relatives à l'utilisation des critères de vitesse de vibrations à des vitesses de rotation faibles
- Annexe E Limites des zones d'évaluation et jeu des paliers
- Bibliographie
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