Die erste Messung ist so viel wert, wie Sie sie wiederholen können

Kurz gefasst

• Die Baseline ist ein Zustand, eine stabile und bekannte Maschine, keine Mindestzahl von Messungen.
• Eine Maschine mit mehreren Betriebsbereichen braucht eine Baseline pro Zustand.
• Zwei Kriterien: der Absolutwert und die Veränderung, die 25 % der Grenze B/C beträgt, nicht 25 % der Baseline.
• Programme scheitern daran, wer die Daten ansieht, nicht an der Messung.

Die Baseline ist ein Zustand, keine Anzahl von Messungen

Baseline bedeutet nur eines: die Daten, die erfasst werden, wenn der Betrieb der Maschine bekanntermaßen akzeptabel und stabil ist (ISO 13373-1:2002, Abschnitt 7.2.1; ISO 17359:2018, Abschnitt 8.10).

Viele erwarten eine Vorgabe wie zwölf Messungen in dreißig Tagen. Die gibt es nicht: Keine der genannten Normen legt eine Anzahl von Stichproben oder eine Mindestdauer fest. Sie legen einen Zustand fest: normaler und stabiler Betrieb, nach dem Einlaufen, mit dokumentierten Betriebsbedingungen.

Ein Zustand ist ernsthafter als eine Zahl: Eine Zahl erfüllt man auch, wenn man eine schlecht laufende Maschine zwölfmal misst. Bei einer neuen oder überholten Maschine ändert sich die Schwingung in den ersten Tagen: Das ist Einlaufen, keine Verschlechterung. Die Baseline wird danach aufgenommen, im eingeschwungenen Betrieb, und Drehzahl, Last, Durchfluss und Druck werden zusammen mit der Messung notiert.

Eine Maschine mit mehreren Zuständen braucht mehrere Baselines

Eine Maschine, die in mehreren Betriebsbereichen arbeitet, hat keine normale Schwingung: Sie hat eine pro Zustand. Ein Ventilator mit Frequenzumrichter bei 40 % und derselbe bei 90 % sind messtechnisch zwei Maschinen. ISO 20816-3 (Abschnitt 4.5) verlangt, in allen Betriebsbedingungen zu messen, in denen die Maschine über längere Zeit läuft, und den höchsten Wert als Schwingstärke heranzuziehen.

Der Fehler, der das Programm entwertet: verschiedene Zustände in einer einzigen Baseline zu vermischen. Heraus kommt ein Mittelwert, der keinen realen Zustand beschreibt, und das System schlägt an, wenn die Maschine lediglich ihre Betriebsweise geändert hat.

Zwei Bewertungskriterien

ISO 20816-1 trennt den Absolutwert (Abschnitt 6.3.2) von der Veränderung gegenüber einem Referenzwert (Abschnitt 6.3.3). Das zweite Kriterium sieht, was das erste nicht sieht: Eine Maschine kann von 1,6 auf 2,6 mm/s steigen und dabei in Zone B bleiben, aber die Veränderung zeigt, dass sich etwas getan hat.

Zone	Gruppe 2, starre Aufstellung	Wie man sie liest
A	bis 1,4 mm/s	typisch für eine gerade in Betrieb genommene Maschine
B	bis 2,8 mm/s	kann so dauerhaft laufen
C	bis 4,5 mm/s	sollte so nicht im Dauerbetrieb laufen
D	über 4,5 mm/s	kann die Maschine beschädigen

Breitband-Schwinggeschwindigkeit als Effektivwert, Gruppe 2 (über 15 kW bis 300 kW) auf starrer Aufstellung; andere Klassen haben andere Werte. Es sind Richtwerte, kein Zeugnis: Hersteller und Kunde können andere Werte vereinbaren. Eine Anforderung ist jedoch verbindlich: Zwei Messungen sind nur vergleichbar, wenn sie am selben Punkt, in derselben Richtung, unter ähnlichen Betriebsbedingungen und im stationären Betrieb aufgenommen wurden.

25 % von was

Die 25-%-Schwelle sind nicht 25 % der Baseline oder der vorherigen Messung: Es sind 25 % der Grenze zwischen Zone B und Zone C (ISO 20816-3, Abschnitt 6.3).

Gruppe 2 auf starrer Aufstellung: Grenze B/C bei 2,8 mm/s, also 0,7 mm/s. Das ist eine absolute Größe, die sich mit der Maschinenklasse ändert und nicht mit Ihrer Baseline:

• Baseline 0,5 mm/s, die auf 1,3 steigt: Veränderung 0,8, Schwelle überschritten;
• Baseline 2,0, die auf 2,4 steigt: Veränderung 0,4, unter der Schwelle.

In Prozent wären das +160 % und +20 %, aber das Kriterium wird in mm/s angewendet. Die 25 % bleiben ein Richtwert: Die Norm lässt auf Basis von Erfahrung andere Werte zu und verlangt, auffällige Veränderungen auch unterhalb der Schwelle zu untersuchen.

Warnung und Eingriff

Die Warnung zeigt an, dass ein Wert erreicht wurde oder eine signifikante Veränderung vorliegt: Die Maschine kann weiterlaufen, während Sie untersuchen. Der Eingriff markiert die Grenze, oberhalb derer ein Weiterbetrieb Schaden anrichten kann.

Warnung an der Grenze B/C und Eingriff an der Grenze C/D ist gängige Praxis, keine Regel der Norm. Was die Norm stattdessen sagt:

• Alarm oberhalb der Baseline um 25 % der Obergrenze von Zone B, in jedem Fall nicht mehr als 1,25-mal diese Grenze (ISO 20816-3, Abschnitt 6.5.2); bei niedriger Baseline kann er unter die Grenze B/C fallen, und das ist so vorgesehen;
• neue Maschine ohne Baseline: von der Erfahrung mit ähnlichen Maschinen oder von den vereinbarten Abnahmewerten ausgehen, dann korrigieren; nach einer größeren Überholung wird sie neu aufgenommen;
• die Eingriffsgrenze betrifft die mechanische Integrität und hängt von der Konstruktion ab: Sie liegt in Zone C oder D, in der Regel nicht über 1,25-mal der Obergrenze von Zone C (Abschnitt 6.5.3);
• die anfänglichen Schwellenwerte sind ein Ausgangspunkt: ISO 17359 empfiehlt, sie im Lauf der Zeit zu überprüfen (Abschnitte 8.9 und 11).

Wer die Daten ansieht

Programme scheitern nicht an der Messung. Sie scheitern an vier Fragen ohne schriftliche Antwort: Wer sieht die Daten an, wie oft, was geschieht, wenn eine Schwelle anschlägt, wer hält die Maschine an. Antworten Sie mit Namen von Personen, bevor Sie irgendetwas kaufen.

Der Feind ist der Fehlalarm: ein paar Wochen nutzloser Benachrichtigungen, und das System wird ignoriert. Drei Gegenmittel: Vergleichen Sie nur Messungen, die unter ähnlichen Bedingungen aufgenommen wurden; filtern Sie statistisch, bevor Sie das Veränderungskriterium anwenden, wie es ISO 20816-3 für Maschinen mit variablem Verhalten vorschlägt; prüfen Sie die Qualität der Messung (defekter Aufnehmer, stehende Maschine, Schwingung einer benachbarten Maschine).

Die Daten, die nicht mehr ankommen. Ein toter Sensor und eine gesunde Maschine sehen gleich aus: Keiner von beiden meldet etwas. Achten Sie auf das Alter der letzten Messung, nicht nur auf den Wert; gleichen Sie mit Betriebsstunden oder Stromaufnahme ab; gehen Sie von Zeit zu Zeit hin und fassen Sie den Sensor an, Befestigungen lockern sich.

Checkliste für den Start

1. Welche Maschinen aufgenommen werden und warum: nach Kritikalität, nicht nach Zugänglichkeit.
2. Welche Ausfälle Sie erwarten, und ob sie ein messbares Symptom haben.
3. Wo Sie messen: Punkte an den Lagern, markiert und schriftlich benannt.
4. Wie Sie den Aufnehmer befestigen: Methode, Kalibrierung und Empfindlichkeit ändern sich nie.
5. Welche Betriebszustände Sie unterscheiden, und was Sie aufzeichnen: mindestens Drehzahl und Last.
6. Wann das Einlaufen endet und die Baseline beginnt.
7. Welche anfänglichen Schwellenwerte Sie verwenden, woher sie kommen, wann Sie sie überprüfen.
8. Wer die Daten ansieht, wie oft, was er tut, wenn eine Schwelle anschlägt.
9. Wer die Maschine anhält, und wer ihn vertritt.
10. Wie Sie bemerken, dass ein Messgerät aufgehört hat zu sprechen.