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モーター・ポンプの振動監視：ISO 10816のしきい値と運用方法

回転機械の状態監視で最もよく使われる指標が振動速度（mm/s RMS）で、その判定基準として広く参照されているのがISO 10816（現在はISO 20816シリーズに統合）です。この記事では、評価ゾーンの意味、機械クラスの考え方、現場でのしきい値設定、ワイヤレス振動センサーを使った運用方法を解説します。

ISO 10816の評価ゾーン

規格は、非回転部（軸受ハウジング）で測定した振動速度の実効値（RMS、10〜1,000 Hz）を4つのゾーンに分けます。

• ゾーンA：新品・据付直後の機械が通常入る範囲
• ゾーンB：長期連続運転に問題ない範囲
• ゾーンC：長期運転には不適。是正措置の計画が必要
• ゾーンD：機械を損傷させるおそれのある振動。速やかな対応が必要

ゾーン境界の値は機械のクラス（出力・据付基礎の剛性）によって異なります。たとえばISO 10816-3（産業用機械、15 kW超）では、中型機（15〜300 kW）の剛性基礎で、おおむねA/B境界 2.3 mm/s、B/C境界 4.5 mm/s、C/D境界 7.1 mm/s、大型機（300 kW超）や柔軟基礎ではそれぞれ値が大きくなります。実際の設定では、必ず該当パートと表を確認してください。

規格値をそのまま使ってはいけない理由

規格のゾーンはあくまで一般的な目安です。同じクラスでも、機械の構造、配管の拘束、据付状態によって正常時の振動レベルは変わります。規格値だけで警報を設定すると、「正常なのに警報が出続ける」か「異常なのに警報が出ない」のどちらかになりがちです。現場では次の手順を推奨します。

1. ベースライン取得：正常運転時のデータを2〜4週間、負荷条件を含めて収集する
2. 注意レベル（Alert）：ベースライン平均の＋25〜50%程度、またはゾーンB/C境界の低い方
3. 警報レベル（Alarm）：ベースラインの2倍程度、またはゾーンC/D境界の低い方
4. トレンド監視：絶対値だけでなく、上昇率（1か月で20%上昇など）も判定に加える
5. 定期見直し：オーバーホールや部品交換後にベースラインを取り直す

測定点と方向

モーターとポンプ（またはファン）それぞれの駆動側・反駆動側軸受で、水平・垂直・軸方向の3方向を測るのが基本です。ワイヤレスセンサーは1点3軸で測定できる製品が多く、取付位置は軸受に近い剛性のある平面を選び、磁石またはねじで固定します。塗装の厚い部分や薄い板金の上は避けます。

振動値が上がる主な原因

• アンバランス：回転周波数（1X）成分が増加。羽根車の付着物・摩耗
• ミスアライメント：1X・2X成分、軸方向振動の増加。カップリング芯出し不良
• 軸受劣化：高周波成分・加速度（g）やエンベロープ値の上昇。速度値より先に加速度で現れる
• 緩み・基礎不良：多数の高調波成分
• キャビテーション（ポンプ）：広帯域のランダム振動、異音

ワイヤレス振動センサーによる運用

巡回測定（月1回の携帯計測）では、その間に起こる急な劣化を捉えられません。i-ALERTのようなワイヤレス振動・温度センサーをモーター・ポンプに常設すると、数分〜1時間ごとのデータが自動で蓄積され、しきい値超過はスマートフォン・SCADAに通知されます。配線不要なので既存設備に後付けでき、まず重要設備5〜20台でパイロット運用し、効果を確認してから横展開するのが現実的です。

振動監視と合わせて行いたい対策

• ポンプのインバータ制御で負荷と振動を低減（ReliaPump）
• モーターの電流・電圧波形による電気的診断（ElectroSine）
• 減速機・油圧ユニットの油状態監視（Poseidon Trident）
• 漏れが多いポンプのメカニカルシール見直し（Flexaseal）

パッケージの内容は振動監視・予知保全のページへ。原文（ベトナム語）：Giám sát rung động cơ, bơm: ngưỡng ISO 10816