Aktueller Stand und Tendenzen der nationalen und ... - Kolerus.de

Symposium zur schwingungsdiagnostischen Überwachung von Kraftwerkstur-bosätzen
in Potsdam, 22.- 24. März 2006
Aktueller Stand und Tendenzen der nationalen und internationalen
Normung für die Schwingungsüberwachung von
Kraftwerksturbosätzen
Prof. Dr. Josef Kolerus
Obmann des NA 001-03-06-05 UA „Schwingungsüberwachung“ (NALS/VDI)
Müller BBM GmbH Planegg
Zusammenfassung
In diesem Beitrag wird ein Überblick über die aktuellen Normen für die Schwingungsüberwachung
von Kraftwerkturbosätzen gegeben. Es wird dabei differenziert nach der reinen
Betriebsüberwachung und nach Verfahren für Überwachung und Diagnose. Der Beitrag liefert
einerseits einen Überblick über den gegenwärtigen Stand der Normung, andererseits
werden die Einstiegspunkte zur optimalen Nutzung des mittlerweile sehr umfangreichen
Normen- und Richtlinienwerkes markiert. Aktuelle Tendenzen sind zu den einzelnen Normen
angegeben, laufende Neuprojekte werden als Ergänzung zitiert.
Im Text ist die Abfolge nach sachlichen Gesichtspunkten strukturiert, die Zitate erfolgen in
diesem Hauptteil nur nach Nummer oder in abgekürzter Form. Das abschließende Normenverzeichnis
ist nach Nummern sortiert und enthält die vollständigen Zitate.
1. Einleitung
Auf dem Sektor Kraftwerks-Turbosätze hat die Schwingungsüberwachung bereits sehr frühzeitig
große Bedeutung erlangt. Die Tendenz in Richtung Gewichtsreduktion, Leistungssteigerung,
höherer spezifischer Belastung und optimaler Wirkungsgrade hatte zunehmende
Schwingungsbeanspruchungen zur Folge, Erfahrungen für die Beurteilung mechanischer
Schwingungen wurden besonders auf diesem Feld gesammelt und in Richtlinien zusammen
gefasst, aus denen die heute aktuellen einschlägigen Normen hervorgegangen sind.
Für die Normung war hier zunächst ausschließlich die Betriebsüberwachung von Bedeutung,
basierend auf breitbandiger Schwingungsbeurteilung mit den Zielen, zuverlässige
Aussagen über den dynamischen Gesamtzustand zu erhalten, Großschäden zu vermeiden
und Revisionsintervalle auf ein wirtschaftliches Maß auszudehnen. Kraftwerksturbosätze
wurden schon bald standardmäßig mit Schwingungs-Überwachungseinrichtungen nach diesen
Vorgaben ausgerüstet.
Vom normativen Standpunkt hatte die Diagnose anfänglich keine Bedeutung. So war Verfahren
der Schwingungsanalyse in der ersten Ausgabe der Richtlinie VDI 2059 (1979) zitiert
als ‚Spezialisten vorbehalten, die keiner Richtlinie bedürfen’.
Im Zuge der allgemeinen technischen Entwicklung und durch steigendes Kostenbewusstsein
hat die Technische Diagnose eine immer noch rasant steigende Bedeutung erlangt,
was mittlerweile ebenfalls in einem umfangreichen Normenwerk Niederschlag gefunden
hat.
Fast alle Normen wurden als ISO-Norm erstellt, die wichtigsten wurden als DIN ISO-Norm
übernommen. Da nach den Regeln der Normung ISO und DIN ISO vom Inhalt her identisch

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sind 1 , werden, sofern vorhanden, lediglich die DIN ISO-Ausgaben zitiert. Bei ISO-Zitaten
werden z. T. auch ins Deutsche übersetzte Titel angegeben.
2. Historisches
Die heute zur Betriebsüberwachung aktuellen Normen basieren auf breitbandigen Messund
Beurteilungsverfahren. Sie sind wesentlich geprägt durch die Richtlinien VDI 2056 [28]
und VDI 2059 [29]–[33]. Auf Basis dieser Richtlinien sind die Normenreihen DIN ISO 7919
[2]–[6] und DIN ISO 10816 [7]–[12] entstanden, die heute als aktuelle Norm anzusehen
sind. Die erste Richtlinie, VDI 2056, ist mittlerweile zurückgezogen. Von der Reihe VDI 2059
wurde bisher Blatt 2 zurückgezogen, die anderen Blätter sind noch gültig. Dennoch sind
hier die entsprechenden Teile von DIN ISO 7919 als erstrangig zu betrachten, schon wegen
ihres normativen Charakters. Dort, wo vielleicht in der VDI-Richtlinie in einzelnen Details
noch zusätzliche Information gefunden oder bessere Didaktik empfunden wird, kann diese
ergänzend durchaus noch konsultiert werden.
Bahn brechend und weltweit eine der ersten einschlägigen Richtlinie war die Richtlinie
VDI 2056, in der Umgangssprache als ‚Lagerschwingungsmessung’ bezeichnet. Als sich
diese Richtlinie für viele Maschinentypen - vor allem Turbomaschinen als nicht hinreichend
aussagekräftig erwies, wurde die Richtlinie VDI 2059 zur Beurteilung von Wellenschwingungen
erarbeitet.
Die Richtlinie VDI 2056 ist seit 1997 ersatzlos zurückgezogen, an ihrer Stelle wird die Reihe
DIN ISO 10816 empfohlen, in welche die Erkenntnisse eingeflossen sind.
Die Richtlinie VDI 2059 geht im Wesentlichen konform mit der Reihe ISO 7919. Blatt 2 der
der Richtlinie wurde im Jahre 2002 zurückgezogen, als Ersatz wird die genannte ISO-
Normreihe auch empfohlen und zwar in allen Teilen, so dass auch hier die Tendenz zur
Wachablöse von allen Seiten deutlich erkennbar wird.
Die Reihe DIN ISO 7919 hat zentrale Bedeutung in der Überwachung von Turbomaschinen
und daher in diesem Beitrag entsprechend positioniert. Sie wird auch sachlich einen ersten
logischen Einstiegspunkt in dieses Gebiet bilden.
Ganz allgemein kann man seit längerer Zeit schon eine stark steigende Tendenz auf dem
Sektor der Diagnose erkennen, was sich mittlerweile ebenfalls in einem umfangreichen
Normen- und Richtliniewerk niederschlägt. Gestützt wird diese Tendenz neben den allgemeinen
technologischen und wissenschaftlichen Fortschritten durch
• Die Qualitätssicherung nach ISO 9000, die in der Qualitätskontrolle eine Verlagerung
vom Produkt auf die Produktionsmittel bringt
• Verschärfte Anforderungen bei Produkthaftung und Maschinenversicherung
• Neue Aufgabenstellungen bei neuen technischen Konzepten (Windkraftwerke – Einfluss
von Kräften aus der Umgebung)
Überwachung und Diagnose sind heute als Einheit anzusehen und nicht mehr wie früher
getrennt zu betrachten. Für den Einstieg in dieses sehr umfassende Sachgebiet ist die ü-
bergeordnete Norm DIN ISO 17359 gedacht, die nicht nur die grundlegenden Informationen
liefert sondern einen Leitfaden durch das gesamte Normenwerk bietet. Beiblatt 1 zu dieser
1 DIN ISO-Normen können bei Bedarf lediglich durch ein nationales Vorwort mit kommentierendem Charakter
ergänzt werden

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Norm wird eine systematische Zusammenstellung aller einschlägigen Begriffsdefinitionen
aus sämtlichen zugehörigen Normen bringen und stellt eine wichtige Ergänzung dar.
3. Die Normenreihen in sachlicher Gliederung
In diesem Abschnitt wird, gegliedert nach sachlichen Gruppen, ein Überblick über die einschlägigen
Normen und Richtlinien gegeben. Die Gliederung erfolgt nach den Punkten
• Betriebsüberwachung
• Überwachung und Diagnose
• Laufende Projekte
Die Reihenfolge der Zitate spiegelt auch annähernd eine Rangordnung hinsichtlich der
praktischen Bedeutung wider und kann auch als Leitfaden für den Einstieg dienen.
In die Zitate sind nur DIN- und ISO-Normen aufgenommen. Die VDI-Richtlinien, deren Bedeutung
dadurch nicht geschmälert werden soll, sprechen durch ihren Titel für sich. Sie sind
im abschließenden Schrifttumverzeichnis enthalten.
3.1. Richtlinien zur Betriebsüberwachung
3.1.1. Wellenschwingungen
DIN ISO 7919 [2]–[6]
Mechanische Schwingungen — Bewertung der Schwingungen von Maschinen durch Messungen
an rotierenden Wellen.
Die Normenreihe umfasst aktuell fünf Teile
• Teil 1: Allgemeine Anleitungen
• Teil 2: Stationäre Dampfturbinen und Generatoren über 50 MW mit Nenn-Betriebsdrehzahlen
von 1500 min -1 , 1800 min -1 , 3000 min -1 und 3600 min -1
• Teil 3: Gekuppelte industrielle Maschinen
• Teil 4: Gasturbinensätze
• Teil 5: Maschinensätze in Wasserkraft- und Pumpenanlagen
Anwendungsbereich
Messung und Beurteilung von Wellenschwingungen zur Betriebsüberwachung rotierender
Maschinen mit Ausnahme von Kobenmaschinen. Messung und Beurteilung erfolgen breitbandig,
schmalbandige Methoden werden lediglich als Diagnosemittel skizziert, im Übrigen
wird diesbezüglich auf DIN ISO 13373-1 verwiesen.
Wegen ihrer Bedeutung für die Überwachung von Industrieturbosätzen wird der Inhalt dieser
Reihe in Abschnitt 4 noch näher vorgestellt.

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Aktuelle Tendenzen
Definition der Grenzen, vor allem die Abgrenzung zwischen Zonen A und B (Abschnitt 4),
sind anpassungswürdig. Durch ergänzende Formulierungen sollen die Grenzen zwar nicht
geändert, aber mehr Spielraum für die Begründung von Abweichungen eingeräumt werden.
Die Teile 4 über Gasturbinen, in denen vor allem Kriterien zur Schwingungsbeurteilung
beim An- und Auslauf sowie bei transienten Betriebszuständen eine Rolle spielen, sollen
überarbeitet werden (bisher PWI beim ISO/TC 108/SC 2). Dadurch werden sich Anpassungen
von Teil 2 und Teil 3 als notwendige Folge ergeben, die jedoch nicht vor Verabschiedung
der Änderungen von Teil 4 als CD 2 erfolgen werden.
DIN ISO 10817-1 [13]
Messeinrichtung für die Schwingungen rotierender Wellen
• Teil 1: Erfassung der relativen und der absoluten Radialschwingungen
• Teil 2: Signalverarbeitung zur Ermittlung der Wellenschwingungen (angedachtes ISO-
Projekt)
Norm für eine Wellenschwingungs-Messeinrichtung nach DIN ISO 7919. Sie basiert auf der
mittlerweile zurückgezogenen Norm DIN 45670 „Wellenschwingungs-Messeinrichtung; Anforderungen
an eine Messeinrichtung zur Überwachung der relativen Wellenschwingung“.
Aktuelle Tendenzen
Soll in PWI 13377 integriert werden, siehe Abschnitt 3.3.
ISO/PWI 22266
Beurteilung von Drehschwingungen – siehe Abschnitt 3.3.
2 In Abschnitt 5 sind die Bedeutungen der Abkürzungen in der ISO zusammengestellt.

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3.1.2. Schwingungen von nicht-rotierenden Bauteilen
DIN ISO 10816 [7]–[12]
Mechanische Schwingungen - Bewertung der Schwingungen von Maschinen durch Messungen
an nicht-rotierenden Teilen.
Die Reihe läuft weitgehend parallel zu DIN ISO 7919 und wird dort auch für ergänzende
Messungen und Beurteilung von Schwingungen zitiert. Sie ist in mehreren Teilen erschienen
3 :
• Teil 1: Allgemeine Anleitungen
• Teil 2: Stationäre Dampfturbinen und Generatoren über 50 MW mit Nenn-
Betriebsdrehzahlen von 1500 min -1 , 1800 min -1 , 3000 min -1 und 3600 min -1
• Teil 3: Industrielle Maschinen mit Nennleistungen über 15 kW und Nenndrehzahlen
zwischen 120 min -1 und 15000 min -1 bei Messungen am Aufstellungsort
• Teil 4: Maschinensätze mit Antrieb durch Gasturbinen mit Ausnahme von Flug-
Triebwerken
• Teil 5 4 : Machine sets in hydraulic power generating and pumping plants
Aktuelle Tendenzen
Die Tendenzen laufen parallel mit denen von DIN ISO 7919, siehe Abschnitt 3.1.1.
ISO 2954 [1]
Anforderungen an Schwingstärkemessgeräte.
DIN 45666 Schwingstärkemessgerät - Anforderungen ist 2001 zurückgezogen worden.
Aktuelle Tendenzen
Geplant ist eine Neuauflage oder die Integration in das Projekt über Messeinrichtungen zu
Schwingungs-Zustandsüberwachung von Maschinen PWI 13377, siehe Abschnitt 3.3.
3 An dieser Stelle werden lediglich diejenigen zitiert, die bei Kraftwerksturbosätzen in Frage kommen
4 Derzeit nur erschienen als ISO 10816-5

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3.2. Richtlinien für Überwachung und Diagnose
DIN ISO 17359 [22]
Zustandsüberwachung und -diagnostik von Maschinen - Allgemeine Anleitungen.
Einstiegsdokument für das Normenwerk Überwachung und Diagnose.
Diese Internationale Norm enthält allgemeine Anleitungen für die Zustandsüberwachung
und –diagnostik von Maschinen. Sie ist als übergeordnetes Dokument einer Gruppe von
Normen auf diesem Gebiet zu sehen. Sie beschreibt allgemeine Verfahren, welche bei der
Erarbeitung von Programmen zur Zustandsüberwachung beliebiger Maschinen zu berücksichtigen
sind und gibt Hinweise auf andere Normen und Dokumente. Einzelne Techniken
werden in dieser Norm nur kurz vorgestellt mit Hinweis auf weitere Normen, die eine detailliertere
Darstellung enthalten.
DIN ISO 17359 Beiblatt 1
Zustandsüberwachung und –diagnostik von Maschinen – Begriffe
Sachlich gegliederte Definition von Begriffen mit den englischsprachigen Äquivalenten und
Hinweisen auf die Normen, in denen sie definiert bzw. interpretiert sind. Die Veröffentlichung
als Entwurf ist für 2006 vorgesehen.
Das Beiblatt ist der Internationalen Norm ISO 13372 vorzuziehen, da es
• auch Bezug auf die deutschsprachigen Dokumente enthält
• Vollständigkeit und Aktualität bei Bezug auf andere Dokumente gewährleistet
ISO 13372 [14]
Zustandsüberwachung und -diagnostik von Maschinen – Begriffe.
Wegen der Komplexität des Fachgebietes, der Vielfalt von Strategien und Zielsetzungen ist
bei der Formulierung von Aufgabenstellungen, Lastenheften, Dokumentationen etc. auf präzise
Begriffdefinitionen großer Wert zu legen, um missverständliche Interpretationen zu
vermeiden. Es besteht daher unbedingter Bedarf nach einer Norm dieses Inhalts.
Nach Ansicht des NA 001-03-06-05 UA ‚Schwingungsüberwachung’ 5 genügt diese Norm
nicht den Ansprüchen, die auf diesem Sektor zu stellen sind. Einerseits ist der Bezug auf
Internationale Normen nicht vollständig und teilweise nicht auf aktuellem Stand, zum anderen
ist die deutschsprachige Terminologie nicht hinreichend erfasst.
In DIN ISO Normen sind gegenüber den entsprechenden ISO-Dokumenten keine sachlichen
Unterschiede zugelassen. Da die Abweichungen zu umfangreich sind, um in einem
Nationalen Vorwort abgedeckt zu werden, wurde die Erstellung eines Beiblatts zur Norm
DIN ISO 17359 mit Begriffsdefinitionen beschlossen.
5 Früher NALS/VDI C 6 UA 5

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DIN ISO 13373 [15]–[16]
Zustandsüberwachung und -diagnostik von Maschinen - Schwingungs-Zustandsüberwachung
Die Reihe befasst sich mit der Zustandsüberwachung und –diagnostik von Maschinen. Derzeit
sind zwei Teile erschienen, ein Teil 3 ist in Vorbereitung:
• Teil 1: Allgemeine Anleitungen
• Teil 2: Verarbeitung, Analyse und Darstellung von Schwingungsmesswerten
• Teil 3: Basic techniques for diagnostics
Teil 1 gibt allgemeine Hinweise für Messung und Datengewinnung von Maschinenschwingungen
zur Zustandsdiagnostik. Es werden Empfehlungen allgemeiner Natur gegeben zu
den Punkten
• Messverfahren
• Messgrößen
• Aufnehmer-Auswahl
• Auswahl der Messpunkte
• Anbringung der Aufnehmer
• Messdaten-Sammlung
• Betriebsbedingungen der Maschine
• Schwingungs-Überwachungssysteme
• Systeme zur Signalaufnahme
• Schnittstellen zu Signalverarbeitungssystemen
• Kontinuierliche Überwachung
• Periodische Überwachung
Teil 2 enthält Anleitungen für die Verarbeitung, Analyse und Darstellung der Schwingungsdaten.
Die gebräuchlichsten Techniken für Schwingungs-Zustandsüberwachung, Schwingungsanalyse
und Diagnostik sind beschrieben.
Teil 3 ist im ISO/TC 108/SC 2 als Working Draft in Arbeit und befasst sich mit der systematischen
Durchführung der Diagnose, also der Anwendung der in den Teilen 1 und 2 beschriebenen
Verfahren.
ISO 13374 [17]–[18]
Condition monitoring and diagnostics of machines - Data processing, communication and
presentation
Die Reihe ist in zwei Teilen erschienen. Sie wendet sich nicht unmittelbar an den Instandhaltungstechniker.
Sie befasst sich im Wesentlichen mit den Formaten und Server/Client
Konzepten zur Datenübertragung basieren auf dem XML-Standard, was vor allem für vernetze
Systeme von Bedeutung ist.

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ISO 13379 [19]
Allgemeine Anleitungen zur Dateninterpretation und für Diagnoseverfahren.
Aktuelle Tendenzen
In diese Norm soll das bisherige Projekt ISO/AWI 24957, „Approaches for fault diagnosis“,
integriert werden, wobei diese Norm als ISO 13379-1 umbenannt wird, um in Zukunft Raum
für weitere, auf spezielle Anwendungen bezogene Teile zu schaffen. ISO/AWI 24957 wurde
in diesem Zusammenhang eingestellt.
ISO 13380 [20]
Condition monitoring and diagnostics of machines - General guidelines on using performance
parameters
Diese Internationale Norm enthält allgemeine Richtlinien für die Zustandsüberwachung und
–diagnostik von Maschinen unter Benutzung solcher Kenngrößen wie Temperatur, Durchflussrate,
Verschmutzung, Leistung und Drehzahl, welche üblicherweise mit der Leistung,
dem Zustand, der Sicherheit und Qualitätskriterien einer Maschine in Zusammenhang stehen.
Die Beurteilung der Funktionsfähigkeit und des Zustandes einer Maschine kann auf
die Leistung, die Betriebsbedingungen, die Produktqualität oder die Sicherheit zurückgeführt
werden.
ISO 13381 [21]
Condition monitoring and diagnostics of machines – Prognostics – Part 1: General guidelines.
Diese Norm befasst sich mit Prognosekonzepten, Alarm- und Abschaltschwellen. Sie behandelt
auch Fragen einer multivariaten Analyse (Multiple parameter analysis)
ISO 18436 [23]–[25a]
Condition monitoring and diagnostics of machines - Requirements for training and certification
of personnel.
Die bisher in 4 Teilen erschienene Internationale Normenreihe befasst sich mit der Ausbildung
und Zertifizierung auf dem Sektor Überwachung und Diagnose. Die spezifizierten Anforderungen
sind umfangreich. So würde die Ausbildung etwa einem eigenen Studienzweig
für Ingenieure entsprechen.
Die Anforderungen scheinen gegenwärtig vielleicht etwas hoch angesetzt, für zukünftige
Entwicklungen, die eine steigende Bedeutung des Fachgebietes erwarten lassen, scheint
diese Norm durchaus interessant.
ISO 19860 [26]
Gas turbines - Data acquisition and trend monitoring system requirements for gas turbine
installations.
Umfassende Überwachungskonzepte für Gasturbinen, interessant vor allem im Hinblick auf
Trendanalyse. Geht weit über die Schwingungsüberwachung hinaus.

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3.3. Laufende Projekte
ISO/WD 13373-3
Condition monitoring and diagnostics of machines - Vibration condition monitoring of machines
Part 3: Basic techniques for diagnostics
Siehe Abschnitt 3.2
ISO/PWI 13377
Transducers and instrumentation for vibration condition monitoring of machines.
Dieses Projekt soll eine übergeordnete Norm für Aufnehmer und Instrumentierung zur Zustandsüberwachung
von Maschinen werden. Bisheriges Ziel ist es, ISO 2954 (Anforderungen
an Schwingstärkemessgeräte) und ISO 10817-1 (Messeinrichtung für die Schwingungen
rotierender Wellen) zu integrieren und in einer Norm zu vereinen.
ISO/PWI 22266
Mechanical vibration – Torsional vibration of rotating machinery
Vorläufiges Projekt über Drehschwingungen. Das Gebiet wird als erforderlich angesehen für
eine umfassende Überwachung und Diagnose, wird jedoch von den Normen DIN ISO 7919
und DIN ISO 10816 nicht abgedeckt.
ISO/AWI 24957
Condition monitoring and diagnostics of machines – Advanced diagnostic techniques (Approaches
for fault diagnosis)
Das Projekt beschäftigte sich mit Diagnosemodellen und Entscheidungssystemen. SC 5 hat
beschlossen, Punkt AWI 24957 einzustellen und den Inhalt in ISO 13379-1 zu integrieren.
VDI 3834
Messung und Beurteilung der mechanischen Schwingungen von Windenergieanlagen und
deren Komponenten.
Der VDI/NALS Ausschuss C 23 bearbeitet seit Anfang 2005 ein Richtlinienprojekt VDI 3834
über Windenergieanlagen. Die Richtlinie soll auf den Normen der Reihen DIN ISO 10816
und DIN ISO 7919 basieren.
VDI 3839 Blatt 3
Richtlinienreihe zu "Hinweisen zur Messung und Interpretation der Schwingungen von Maschinen".
Blatt 3: Typische Schwingungsbilder bei Dampfturbinen, Gasturbinen und Turboverdichtern.
Die Arbeiten an Blatt 3 wurden eingestellt, da nach Ausscheiden von Mitgliedern des Arbeitskreises
keine entsprechend qualifizierten Mitarbeiter gefunden werden konnten.

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4. Messung und Beurteilung von Wellenschwingungen
Wegen ihrer zentralen Bedeutung für die Schwingungsüberwachung von Turbomaschinen
wird die Reihe DIN ISO 7919 in diesem Abschnitt zumindest in ihren wesentlichen Punkten
vorgestellt.
DIN ISO 7919-1 [2]
Messung und Bewertung von Wellenschwingungen — Teil 1: Allgemeine Anleitungen
Als Messgröße für die Beurteilung des Maschinenzustandes wird nach dieser Norm die
Wellenschwingung herangezogen. Wegen der Vielzahl der Parameter ist hier auch die Definition
der Messgröße genau beschrieben.
Definitionen
Abb. 4.1: Kinetische Wellenbahn
Grundlage ist die Bewegung der Welle entweder relativ zu festen Maschinenteilen (Lager)
oder absolut, siehe Abb. 4.1 und Abb. 4.2.

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Als Beurteilungsgröße dienen alternativ (siehe Abb. 4.2)
• der breitbandig gemessene Spitze-Spitze-Wert des Schwingweges s (p-p)max
• der Maximalausschlag s max
Abb. 4.2: Definition der Beurteilungsgröße

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Da die Größe s (p-p)max nur relativ aufwändig zu bestimmen ist, sind mehrere Näherungen zulässig:
• Die Resultierende der in zwei orthogonalen Richtungen gemessenen Werte
s
2
2
( p− p)
max
= sA(
p−p)
+ sB(
p−p)
• Der größere der beiden in zwei orthogonalen Richtungen gemessenen Spitze-Spitze-
Werten
s
{ s s }
( p− p ) max
= max
A ( p−p
)
,
B ( p−p
)
• Messung von s max
s
s
max
=
( p−p) max
2
[ s ( t)
] = ⎡ [ s ( t)
] + [ s ( t )]
1
= 2s
max
max
⎢⎣
A
B
2
⎤
⎥⎦
max
Teilweise ist auch s max direkt als Beurteilungsgröße spezifiziert.
Anmerkung: Die parallele Richtlinie VDI 2059 verwendet vorzugsweise s max als Beurteilungsgröße.
Messtechnik
Die Messung der Wellenschwingung erfolgt über eine Wellenschwingungs-Messeinrichtung
vorzugsweise in zwei orthogonal angeordneten Wegaufnehmern je Messebene. Die
Schwingungen können relativ oder absolut gemessen werden. Es ist jedoch auch die Messung
in nur einer Richtung zulässig, wenn die damit gewonnene Information ausreichend
ist.
Abb. 4.3: Wellenschwingungs-Messeinrichtung

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Beurteilung
Der Schwingungsbeurteilung liegen zwei Kriterien zu Grunde,
• Kriterium 1 – Überschreitung von Grenzwerten
• Kriterium 2 – Änderung der Schwingstärke
Kriterium 1
Im Drehzahl/Ampituden-Diagramm sind vier Zonen festgelegt – siehe Abb. 4.4 - mit folgenden
Beurteilungen
• Zone A – gut
• Zone B – brauchbar
• Zone C – noch zulässig
• Zone D – unzulässig
Abb. 4.4: Allgemeines Beispiel für Beurteilungskriterien

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Kriterium 2
Eine Änderung der breitbandig gemessenen Schwingungsamplitude über einen in den einzelnen
Teilen der Norm individuell festgelegten Grenzwert wird als Indikation eines Fehlers
interpretiert. Bezugswert ist der Schwingungspegel einer einwandfreien Maschine, die maximal
zulässige Änderung wird auf die Grenzen von Kriterium 1 bezogen (z. B. die maximal
zulässige Änderung beträgt 25% der Obergrenze von Zone B).
Betriebsgrenzen
Es werden Grenzen für Alarmwerte und Abschaltwerte festgelegt.
Vektoranalyse der Schwingungsänderung
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Schaden auch durch Änderung der Phasenlage der
Wellenschwingung indiziert werden kann, auch wenn die Amplitude dabei nicht ansteigt, im
Extremfall sogar verringert sein kann. Die Anwendung ist jedoch auf einzelne Frequenzkomponenten
beschränkt.
Die Methode wird qualitativ beschrieben, für die Anwendung wird jedoch auf die Reihe
DIN ISO 13373 verwiesen.
DIN ISO 7919-2 [3]
Messung und Bewertung von Wellenschwingungen — Teil 2: Stationäre Dampfturbinen und
Generatoren über 50 MW mit Nenn-Betriebsdrehzahlen von 1500 min -1 , 1800 min -1 ,
3000 min -1 und 3600 min -1
Kriterium 1
Für diese Maschinengruppen werden Grenzwerte für relative und für absolute Wellenschwingungen
angegeben.
Abb. 4.5: Grenzwerte für Kriterium 1 nach DIN ISO 7919-2

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Kriterium 2
Als kritischer Wert für die Änderung der breitbandig gemessenen Schwingungsamplitude
werden 25% der Grenze B/C angegeben.
Die Norm enthält auch Angaben über zulässige Grenzwerte bei instationärem Betrieb
(Hoch- und Auslauf).
DIN ISO 7919-3 [4]
Messung und Bewertung von Wellenschwingungen — Teil 3: Gekuppelte industrielle Maschinen
Kriterium 1
Abb. 4.6:Empfohlene Grenzwerte für die Wellenschwingung nach DIN ISO 7919-3
Kriterium 2
Als kritischer Wert für die Änderung der breitbandig gemessenen Schwingungsamplitude
werden 25% der Obergrenze der Zone B angegeben.

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DIN ISO 7919-4 [5]
Messung und Bewertung von Wellenschwingungen — Teil 4: Gasturbinensätze
Kriterium 1
Abb. 4.7: Empfohlene Grenzwerte für die Wellenschwingung nach DIN ISO 7919-4
Kriterium 2
Als kritischer Wert für die Änderung der breitbandig gemessenen Schwingungsamplitude
werden 25% der Grenze B/C angegeben.

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DIN ISO 7919-5 [6]
Messung und Bewertung von Wellenschwingungen — Teil 5: Maschinensätze in Wasserkraft-
und Pumpenanlagen
Kriterium 1
Abb. 4.8: Empfohlene Grenzwerte für die Wellenschwingung nach DIN ISO 7919-5
Kriterium 2
Als kritischer Wert für die Änderung der breitbandig gemessenen Schwingungsamplitude
werden 25% der Grenze A/B angegeben.

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5. Entwicklungsstufen einer ISO-Norm
Da die in den ISO-Normen angegebenen Abkürzungen für den aktuellen Status einer Norm
oft nicht geläufig sind, wird hier eine Tabelle mit Erläuterungen angegeben.
Tabelle 5-1: Projektstufen nach ISO/IEC Directives Part 1, Procedures for the technical work
Projektstufe
Zugeordnetes Dokument
Bezeichnung
Abkürzung
Approved Approved work item AWI
Preliminary stage Preliminary work item PWI
Proposal stage New work item proposal NP
Preparatory stage Working draft(s) 1 WD
Committee stage Committee draft(s) 1 CD
Enquiry stage Enquiry draft 2 ISO/DIS
IEC/CDV
Approval stage Final draft international standard 3 FDIS
Pubication stage International standard ISO, IEC oder
ISO/IEC
1 diese Stufen können entfallen
2 Draft International Standard in ISO, Committee Draft for Vote in IEC
3 kann entfallen

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6. Schrifttum
[1] ISO 2954: Mechanical vibration of rotating and reciprocating machinery; Requirements
for instruments for measuring vibration severity. Ausgabe 1975
[2] DIN ISO 7919-1: Mechanische Schwingungen von Maschinen mit Ausnahme von Kolbenmaschinen
- Messung und Bewertung von Wellenschwingungen - Teil 1: Allgemeine
Anleitungen (ISO 7919-1:1996). Ausgabe 1997-08
[3] DIN ISO 7919-2: Mechanische Schwingungen - Bewertung der Schwingungen von
Maschinen durch Messungen an rotierenden Wellen - Teil 2: Stationäre Dampfturbinen
und Generatoren über 50 MW mit Nenn-Betriebsdrehzahlen von 1500 min -1 ,
1800 min -1 , 3000 min -1 und 3600 min -1 (ISO 7919-2:2001). Ausgabe 2002-02
[4] DIN ISO 7919-3: Mechanische Schwingungen von Maschinen mit Ausnahme von Kolbenmaschinen
- Messung und Bewertung von Wellenschwingungen - Teil 3: Gekuppelte
industrielle Maschinen (ISO 7919-3:1996). Ausgabe 1997-08
[5] DIN ISO 7919-4: Mechanische Schwingungen von Maschinen mit Ausnahme von Kolbenmaschinen
- Messung und Bewertung von Wellenschwingungen - Teil 4: Gasturbinensätze
(ISO 7919-4:1996). Ausgabe 1997-08
[6] DIN ISO 7919-5: Mechanische Schwingungen - Bewertung der Schwingungen von
Maschinen durch Messungen an rotierenden Wellen - Teil 5: Maschinensätze in Wasserkraft-
und Pumpenanlagen (ISO 7919-5:2005). Ausgabe 2005-10
[7] DIN ISO 10816-1: Mechanische Schwingungen - Bewertung der Schwingungen von
Maschinen durch Messungen an nicht-rotierenden Teilen - Teil 1: Allgemeine Anleitungen
(ISO 10816-1:1995). Ausgabe:1997-08
[8] DIN ISO 10816-2: Mechanische Schwingungen - Bewertung der Schwingungen von
Maschinen durch Messungen an nicht-rotierenden Teilen - Teil 2: Stationäre Dampfturbinen
und Generatoren über 50 MW mit Nenn-Betriebsdrehzahlen von 1500 min -1 ,
1800 min -1 , 3000 min -1 und 3600 min -1 (ISO 10816-2:2001). Ausgabe:2002-02
[9] DIN ISO 10816-2 Berichtigung 1: Berichtigungen zu DIN ISO 10816-2:2002-02 (ISO
10816-2:2001/Corr. 1:2004). Ausgabe: 2004-10
[10] DIN ISO 10816-3: Mechanische Schwingungen - Bewertung der Schwingungen von
Maschinen durch Messungen an nicht-rotierenden Teilen - Teil 3: Industrielle Maschinen
mit Nennleistungen über 15 kW und Nenndrehzahlen zwischen 120 min -1 und
15000 min -1 bei Messungen am Aufstellungsort (ISO 10816-3:1998). Ausgabe 1998-
12
[11] DIN ISO 10816-4: Mechanische Schwingungen - Bewertung der Schwingungen von
Maschinen durch Messungen an nicht-rotierenden Teilen - Teil 4: Maschinensätze mit
Antrieb durch Gasturbinen mit Ausnahme von Flug-Triebwerken (ISO 10816-4:1998).
Ausgabe 1998-12
[12] ISO 10816-5: Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements
on non-rotating parts — Part 5: Machine sets in hydraulic power generating and
pumping plants. Ausgabe:2000

Symposium zur schwingungsdiagnostischen Überwachung von Kraftwerksturbosätzen
in Potsdam, 22.- 24. März
20
2006
[13] DIN ISO 10817-1: Messeinrichtung für die Schwingungen rotierender Wellen - Teil 1:
Erfassung der relativen und der absoluten Radialschwingungen (ISO 10817-1:1998).
Ausgabe:1999-11
[14] ISO 13372: Condition monitoring and diagnostics of machines — Vocabulary. Ausgabe
2004
[15] DIN ISO 13373-1: Zustandsüberwachung und -diagnostik von Maschinen - Schwingungs-Zustandsüberwachung
- Teil 1: Allgemeine Anleitungen (ISO 13373-1:2002).
Ausgabe 2002-07
[16] DIN ISO 13373-2: Zustandsüberwachung und -diagnostik von Maschinen - Schwingungs-Zustandsüberwachung
- Teil 2: Verarbeitung, Analyse und Darstellung von
Schwingungsmesswerten (ISO 13373-2:2005). Ausgabe 2006-01
[17] ISO 13374-1: Condition monitoring and diagnostics of machines - Data processing,
communication and presentation - Part 1: General guidelines. Ausgabe 2003
[18] ISO/DIS 13374-2: Condition monitoring and diagnostics of machines - Data processing,
communication and presentation – Part 2: Data processing. Entwurf 2005
[19] ISO 13379: Mechanical vibration - Condition monitoring and diagnostics of machines -
General guidelines on data interpretation and diagnostic techniques. Ausgabe 2003
[20] ISO 13380: Condition monitoring and diagnostics of machines - general guidelines on
using performance parameters. Ausgabe: 2002
[21] ISO 13381-1: Condition monitoring and diagnostics of machines – Prognostics. Part 1:
General guidelines. Ausgabe: 2004
[22] DIN ISO 17359: Zustandsüberwachung und -diagnostik von Maschinen - Allgemeine
Anleitungen (ISO 17359:2003). Ausgabe 2003-11
[23] ISO 18436-1: Condition monitoring and diagnostics of machines - Requirements for
training and certification of personnel - Part 1: Requirements for certifying bodies and
the certification process. Ausgabe 2004
[24] ISO 18436-2: Condition monitoring and diagnostics of machines - Requirements for
training and certification of personnel - Part 2: Vibration condition monitoring and diagnostics.
Ausgabe 2003
[25] ISO/DIS 18436-3: Condition monitoring and diagnostics of machines - Requirements
for training and certification of personnel - Part 3: Requirements for training bodies
and the training process. Entwurf 2006
[25a] ISO/DIS 18436-6: Condition monitoring and diagnostics of machines — Requirements
for training and certification of personnel — Part 9: Acoustic emission. Entwurf 2006
[26] ISO 19860: Gas turbines - Data acquisition and trend monitoring system requirements
for gas turbine installations. Ausgabe 2005
[27] DIN 45661: Schwingungsmesseinrichtungen – Begriffe. Ausgabe 1998-06
[28] VDI 2056: Beurteilungsmaßstäbe für mechanische Schwingungen von Maschinen.
Ausgabe 1964-10, zurückgezogen 1997-07.
[29] VDI 2059-1: Wellenschwingungen von Turbosätzen; Grundlagen für die Messung und
Beurteilung. Ausgabe 1981-11.
[30] VDI 2059-2: Wellenschwingungen von Dampfturbosätzen für Kraftwerke - Messung
und Beurteilung. Ausgabe 1990-06, zurückgezogen 2002-03.

Symposium zur schwingungsdiagnostischen Überwachung von Kraftwerksturbosätzen
in Potsdam, 22.- 24. März
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2006
[31] VDI 2059-3: Wellenschwingungen von Industrieturbosätzen; Messung und Beurteilung.
Ausgabe 1985-10.
[32] VDI 2059-4: Wellenschwingungen von Gasturbosätzen; Messung und Beurteilung.
Ausgabe 1981-11.
[33] VDI 2059-5: Wellenschwingungen von Wasserkraftmaschinensätzen; Messung und
Beurteilung. Ausgabe 1982-10.
[34] VDI 3832: Körperschallmessungen zur Zustandsbeurteilung von Wälzlagern in Maschinen
und Anlagen . Ausgabe 2005-01.
[35] VDI 3839-1: Hinweise zur Messung und Interpretation der Schwingungen von Maschinen
- Allgemeine Grundlagen. Ausgabe 2001-03.
[36] VDI 3839-5: Hinweise zur Messung und Interpretation der Schwingungen von Maschinen
- Typische Schwingungsbilder bei elektrischen Maschinen. Ausgabe 2001-09
[37] VDI 3839-6: Hinweise zur Messung und Interpretation der Schwingungen von Maschinen
- Typische Schwingungsbilder bei Maschinensätzen in hydraulischen Kraftwerken.
Ausgabe 2005-09
[38] VDI 3841: Schwingungsüberwachung von Maschinen - Erforderliche Messungen.
Ausgabe 2002-11