ISO 13373-1:2002

Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration condition monitoring — Part 1: General procedures

This part of ISO 13373 provides general guidelines for the measurement and data collection functions of machinery vibration for condition monitoring. It is intended to promote consistency of measurement procedures and practices, which usually concentrate on rotating machines. Because of the diversity of approaches to condition monitoring, recommendations specific to a particular kind of monitoring programme will be addressed in additional parts of ISO 13373. This part of ISO 13373 is a basic document which presents recommendations of a general nature, encompassing  measurement methods,  measurement parameters,  transducer selection,  transducer location,  transducer attachment,  data collection,  machine operating conditions,  vibration monitoring systems,  signal conditioning systems,  interfaces with data-processing systems,  continuous monitoring, and  periodic monitoring. The vibratory conditions of a machine can be monitored by vibration measurements on the bearing or housing structure and/or by vibration measurements of the rotating elements of the machine. In addition, measurements can be continuous or non-continuous. This part of ISO 13373 provides guidance on the types of measurements recommended in both the continuous and the non-continuous modes. It is emphasized that this part of ISO 13373 addresses only the procedures for vibration condition monitoring of machines. In many cases, the complete condition monitoring and diagnostics of a machine can also include other parameters, such as thermography, oil analysis, ferrography, process variations, temperatures and pressures. These non-vibratory parameters will be included in other International Standards. This part of ISO 13373 covers rotating machines. However, many of the procedures included can be applied to other types of machines, for example reciprocating machines.

Surveillance et diagnostic d'état des machines — Surveillance des vibrations — Partie 1: Procédures générales

La présente partie de l'ISO 13373 fournit des principes directeurs généraux pour les fonctions de mesurage et de collecte de données des vibrations des machines, liées à la surveillance. Elle est destinée à promouvoir une cohérence des modes opératoires de mesure et des pratiques de mesurage, concernant généralement les machines tournantes. Étant donné la diversité des approches liées à la surveillance, des recommandations spécifiques à un type particulier de programme de surveillance seront abordées dans les parties supplémentaires de l'ISO 13373. La présente partie de l'ISO 13373 est un document de base qui présente des recommandations de nature générale, incluant les sujets suivants:  méthodes de mesurage;  paramètres de mesurage;  sélection du capteur;  emplacement du capteur;  fixation du capteur;  collecte de données;  conditions de fonctionnement de la machine;  systèmes de surveillance des vibrations;  systèmes de conditionnement des signaux;  interfaces avec les systèmes de traitement des données;  surveillance continue; et  surveillance périodique. Les conditions vibratoires d'une machine peuvent être surveillées par des mesurages des vibrations sur le palier ou la structure de la carcasse et/ou par des mesurages des vibrations des éléments tournants de la machine. De plus, les mesurages peuvent être continus ou non continus. La présente partie de l'ISO 13373 fournit des indications sur les types de mesurages recommandés à la fois dans les modes continu et non continu. Il est à noter que la présente partie de l'ISO 13373 ne traite que des procédures de surveillance des vibrations des machines. Dans de nombreux cas, la surveillance et le diagnostic complets d'une machine peuvent également inclure d'autres paramètres, tels que la thermographie, l'analyse de l'huile, la ferrographie, les variations du procédé, les températures et les pressions. Ces paramètres non vibratoires seront inclus dans d'autres Normes internationales. La présente partie de l'ISO 13373 couvre les machines tournantes. Cependant, un certain nombre de procédures incluses peut être appliqué à d'autres types de machines, par exemple, les machines alternatives.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 27-Feb-2002
• ICS: 17.160 - Vibrations, shock and vibration measurements
• Technical Committee: ISO/TC 108/SC 2 - Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and structures
• Drafting Committee: ISO/TC 108/SC 2/WG 1 - Rotordynamics and vibration of machines
• Current Stage: 9060 - Close of review
• Start Date: 02-Dec-2028

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13373-1
First edition
2002-02-15


Condition monitoring and diagnostics of
machines — Vibration condition
monitoring —
Part 1:
General procedures
Surveillance des conditions et diagnostic des machines — Surveillance
relative aux conditions des vibrations —
Partie 1: Procédures générales





Reference number
ISO 13373-1:2002(E)
©
ISO 2002

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ISO 13373-1:2002(E)
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ISO 13373-1:2002(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references.2
3 Terms and definitions .2
4 Vibration condition monitoring .2
4.1 General.2
4.2 Types of vibration condition monitoring systems .2
4.3 Data collection .3
4.4 Condition monitoring programme .5
5 Measurements.7
5.1 General.7
5.2 Types of measurements.7
5.3 Measurement quantities.14
5.4 Measurement accuracy and repeatability .15
6 Transducers .16
6.1 Transducer types.16
6.2 Transducer selection.16
6.3 Transducer attachment.20
7 Data presentation formats .21
7.1 General.21
7.2 Baseline measurements.21
7.3 Vibration trending.23
7.4 Discrete-frequency vibration.28
7.5 Analysis of high-frequency vibration envelope .30
8 Data analysis and communication.30
Annex A (informative) Guidelines for types and locations of measurements .31
Annex B (informative) Typical information to be recorded.37
Annex C (informative) Potential causes of vibration excitations.39
Annex D (informative) Conventions for identifying vibration measurement locations .42
Bibliography.50


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ISO 13373-1:2002(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO 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. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 13373 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 13373-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock, Subcommittee
SC 2, Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and
structures.
ISO 13373 consists of the following parts, under the general title Condition monitoring and diagnostics of
machines — Vibration condition monitoring:
— Part 1: General procedures
— Part 2: Data processing, analysis, diagnostics, display and general vibration
Annexes A, B, C and D of this part of ISO 13373 are for information only.
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ISO 13373-1:2002(E)
Introduction
The principal purpose of vibration condition monitoring of machinery is to provide information on the operating
condition of the machine for protection and predictive maintenance. An integral part of this process is the evaluation
of the vibratory condition of the machine over operating time. The purpose of this part of ISO 13373 is to promote
the use of well-accepted guidelines for acquiring and evaluating vibration measurements for condition monitoring.
In contrast to vibration testing used strictly for diagnostic or acceptance purposes, condition monitoring involves the
acquisition of data which can be compared over a span of time, and emphasizes the changes in vibration
behaviour rather than any particular behaviour by itself.
Changes in vibration behaviour may typically be caused by
 changes in balance,
 changes in alignment,
 wear of or damage to journals or anti-friction bearings,
 gear or coupling defects,
 cracks in the critical components,
 operational transients,
 fluid-flow disturbances in hydraulic machinery,
 transient excitations in electric machinery,
 rubbing, and
 mechanical looseness.
Vibration condition monitoring can provide information for the following purposes:
 to increase equipment protection;
 to improve safety for personnel;
 to improve maintenance procedures;
 to detect problems early;
 to avoid catastrophic failures;
 to extend equipment life;
 to enhance operations.
Vibration measurements for condition monitoring may take many forms from the very simple to the very complex,
and can include continuous or periodic measurements. However, they all share the common goal of accurately and
reliably assessing the condition of machinery. The instrumentation and procedures recommended in this part of
ISO 13373 will assist in achieving that goal.
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ISO 13373-1:2002(E)
The measurement methods described in this part of ISO 13373 reflect current common methods of measurements
utilizing seismic and non-contacting vibration transducers. However, it is recognized that other methods of
assessing the vibration condition of machines are in development. Although not included at this time, this part of
ISO 13373 does not preclude the use of such measurement techniques.
ISO/TC 108 is at present also in the process of developing new International Standards on the subject of
Machinery Diagnostics. These International Standards are intended to provide guidance on the overall monitoring
of the “health” of machines, including factors such as vibration, tribology, oil purity and thermography.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13373-1:2002(E)

Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration
condition monitoring —
Part 1:
General procedures
1 Scope
This part of ISO 13373 provides general guidelines for the measurement and data collection functions of machinery
vibration for condition monitoring. It is intended to promote consistency of measurement procedures and practices,
which usually concentrate on rotating machines.
Because of the diversity of approaches to condition monitoring, recommendations specific to a particular kind of
monitoring programme will be addressed in additional parts of ISO 13373.
This part of ISO 13373 is a basic document which presents recommendations of a general nature, encompassing
 measurement methods,
 measurement parameters,
 transducer selection,
 transducer location,
 transducer attachment,
 data collection,
 machine operating conditions,
 vibration monitoring systems,
 signal conditioning systems,
 interfaces with data-processing systems,
 continuous monitoring, and
 periodic monitoring.
The vibratory conditions of a machine can be monitored by vibration measurements on the bearing or housing
structure and/or by vibration measurements of the rotating elements of the machine. In addition, measurements
can be continuous or non-continuous. This part of ISO 13373 provides guidance on the types of measurements
recommended in both the continuous and the non-continuous modes.
It is emphasized that this part of ISO 13373 addresses only the procedures for vibration condition monitoring of
machines. In many cases, the complete condition monitoring and diagnostics of a machine can also include other
parameters, such as thermography, oil analysis, ferrography, process variations, temperatures and pressures.
These non-vibratory parameters will be included in other International Standards.
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ISO 13373-1:2002(E)
This part of ISO 13373 covers rotating machines. However, many of the procedures included can be applied to
other types of machines, for example reciprocating machines.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 13373. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 13373 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 1925, Mechanical vibration — Balancing — Vocabulary
ISO 2041, Vibration and shock — Vocabulary
ISO 7919-1, Mechanical vibration of non-reciprocating machines — Measurements on rotating shafts and
evaluation criteria — Part 1: General guidelines
ISO 10816-1, Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts —
Part 1: General guidelines
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 13373, the terms and definitions given in ISO 1925 and ISO 2041 apply.
4 Vibration condition monitoring
4.1 General
Vibration monitoring is conducted to assist in the evaluation of the “health” of the machine during sustained
operation. Depending on the machine type and the critical components to be monitored, one or more measurement
parameters, and a suitable monitoring system, have to be selected. The objective of such a programme is to
recognize an “unhealthy” condition in sufficient time to take remedial action before certain defects in the machine
parts significantly decrease equipment operation or projected machine life, or fail completely, thereby establishing a
cost-effective maintenance plan.
Several types of condition monitoring systems are described below; depending on the machine, the machine’s
condition and other factors, any one of the systems, or combinations thereof, may be selected.
4.2 Types of vibration condition monitoring systems
4.2.1 General
Condition monitoring systems take many forms. They utilize permanently installed, semi-permanent or portable
measuring equipment.
A decision to select the appropriate measuring system depends upon a number of factors, such as
 criticality of the machine operation,
 cost of machine down-time,
 cost of catastrophic failure,
 cost of the machine,
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 rate of progress of the failure mode,
 accessibility for repair/maintenance (e.g. in nuclear plants or other remote locations),
 accessibility of the appropriate measurement positions,
 quality of the measurement/diagnostic system,
 operational modes of the machine (e.g. speed, power),
 cost of the monitoring system,
 safety, and
 environmental impacts.
4.2.2 Permanently installed systems
This type of system is one in which the transducers, signal conditioners, data-processing and data-storage
equipment are permanently installed. Data may be collected either continuously or periodically. The application of
permanently installed systems is usually limited to costly and critical machinery or to machines with complex
monitoring tasks. Figure 1 shows a typical permanently installed on-line system.
4.2.3 Semi-permanent systems
The semi-permanent system is a cross between the permanent and portable systems. In this type of system the
transducers are generally permanently installed, whereas the electronic data-acquisition components are
intermittently connected.
4.2.4 Portable monitoring systems
A portable monitoring system performs similar functions as the “continuous” on-line system, but it is less elaborate
and normally less expensive. With this arrangement, the data are recorded periodically either automatically or
manually, with a portable data collector. This type of system is shown in Figure 2.
More commonly, portable monitoring systems are used to record manually measurements at preselected locations
on the machine at periodic intervals (weekly, monthly, etc.). The data are usually entered and stored locally on a
portable data collector. A preliminary cursory analysis can be done immediately; however, for more in-depth
processing and analysis, the data is downloaded to a personal computer that has the appropriate software.
4.3 Data collection
4.3.1 General
Data may be collected on a continuous or periodic basis; and the data analysis may be driven by events or by
intervals.
4.3.2 Continuous data collection
A continuous data-collection system is one in which vibration transducers are installed permanently at key locations
on the machine (as shown in Figure 1), and in which the vibration measurements are usually recorded and stored
continuously, during operation of the machine. It can include automatic vibration monitoring systems with multiplex
connections provided that the multiplexing rate is sufficiently rapid so that no significant data or trends are lost. The
data may be processed to provide either broadband or spectral information which can be compared to previously
acquired data. By setting “alert limits” on the stored data it is possible to inform the operator that the vibratory
pattern of the machine has changed (the magnitude has either increased or decreased), and therefore diagnostic
procedures are recommended.
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ISO 13373-1:2002(E)

Key
1 Driver 6 Radial
2 Shaft displacement probes (typical) 7 Axial
3 Phase reference 8 Printer
4 Transducers on stationary bearing structure (typical) 9 Computer with data storage
5 Driven process machinery 10 Signal conditioner
NOTE This figure shows one typical arrangement. Alternative systems are permissible (e.g. microprocessor-based
systems often have integral signal conditioning which may be carried out after the A/D conversion).
Figure 1 — Typical permanently installed on-line vibration condition monitoring system

Key
1 Driver    7 Printer
2 Data points (typical)   8 Computer with data storage
3 Phase reference   9 Computer link
4 Driven process machinery  10 Portable data logger
5 Radial    11 Transducer
6 Axial
Figure 2 — Typical portable monitoring system
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ISO 13373-1:2002(E)
A continuous data-collection system can be installed at the machine site for direct use by the machine operating
crew, or it can be installed at remote sites with data transmitted to a central data analysis centre. The obvious
advantage of a “continuous” system is the availability of on-line machine condition in real time.
In an automatic system, permanent vibration transducers are installed on the machine in much the same manner
as with the continuous monitoring system. The system is programmed to record and store data automatically. The
last data are compared with the previously stored data in order to determine whether an ALARM condition exists.
A decision to select a continuous data-collection system should be taken after consideration of the factors listed in
4.2.1.
4.3.3 Periodic data collection
Periodic data collection can be done with either permanent on-line or portable systems. On-line periodic systems
may include automatic vibration monitoring systems with multiplexer connections. In this case all channels are
cyclically scanned one after the other with respect to off-limit conditions. The measuring system is permanently in
action but there are gaps in monitoring the individual measuring points, which are dependent on the number of
channels monitored and the measuring period per channel. These systems are sometimes referred to as
“scanning” or “intermittent” systems.
For machines for which permanent on-line systems cannot be justified, portable systems are usually used and they
are in most cases suitable for periodic monitoring.
4.4 Condition monitoring programme
After selection of the equipment to be monitored, and determining the type of measurement system that is
appropriate, it is recommended that a condition monitoring programme flowchart be developed. Figure 3 shows
such a typical flowchart. However, since each plant and each system is unique, the data flow should be customized
to provide the maximum benefits.
Clear descriptions of operating conditions, such as speed, load or temperature, should accompany any vibration
data collected. As a minimum, such descriptions should include shaft speed (r/min) and machine load (power, flow,
pressure, etc.) and any other operating parameter that can affect the measured vibration.
In general, during data acquisition it is strongly emphasized that the operating conditions should approximate the
normal operating conditions of the machine as closely as possible, to ensure consistency and valid comparability of
the data. When this is not possible, the characteristics of the machine must be well known in order to evaluate any
differences in the data.
Since the procedure of condition monitoring includes the process of “trending”, which examines the rate at which
vibration values change with operating time, it is especially important that the operating conditions during
successive measurements remain the same, in order for such trending to be valid. For example, in the case of
pumps, the vibration values can vary significantly between “normal” and “off-normal” operating loads. Thus, a
change in vibration response due to a change in operating conditions could easily be incorrectly interpreted as a
change due to an impending problem.
In addition, the time rate of data acquisition need not to be constant. As pointed out in 7.3, it depends on the
current condition of the machine.
Data under other conditions may also need to be collected depending on the complexity of the machine and the
purpose of the measurement. For example, where problems with unbalance, rubbing, shaft cracks or oil whirl are
suspected, testing during transient operating conditions such as start-up and shut-down is recommended.
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ISO 13373-1:2002(E)

Figure 3 — Vibration condition monitoring flowchart
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ISO 13373-1:2002(E)
5 Measurements
5.1 General
This clause provides information on the types of measurements and the measurement quantities recommended for
vibration condition monitoring. Annex B lists the typically required information to be recorded for each machine and
measurement.
5.2 Types of measurements
5.2.1 General considerations
In general, there are three types of measurements that may be employed for machine vibration condition
monitoring, as follows:
a) vibration measurements made on the non-rotating structure of the machine, such as the bearing housings,
machine casing or machine base;
b) relative motion between the rotor and the stationary bearings or housing;
c) absolute vibratory motion of the rotating elements.
Vibration measurements on structures would normally use r.m.s. velocity often combined with r.m.s. displacement
or acceleration (see ISO 10816-1). If the vibration is predominantly sinusoidal, vibratory displacement (zero-to-peak
or peak-to-peak) may also be used.
For high-speed machines/gears and machines with anti-friction bearings, peak acceleration is often used for
monitoring in combination with r.m.s. velocity. In addition, increasing use is being made of other more sophisticated
techniques which enable greater use to be made of the information contained within the vibration signal.
Absolute and relative displacement of the rotating components are further defined by several different displacement
quantities, each of which is now in widespread use and is defined in ISO 7919-1. These include
 S , the maximum value of shaft displacement from the time-integrated zero mean position, and
max
 S the vibratory peak-to-peak displacement in the direction of measurement.
p-p,
Each of these displacement quantities may be used for measurement of shaft vibration. However, the quantities
shall be clearly identified so as to ensure correct interpretation of the measurements.
It should be noted that the ISO 7919 and ISO 10816 series address broadband measurements only. However,
condition monitoring may include additional vibration measurements and analyses such as
 spectral analysis,
 filtering,
 time wave forms and orbits,
 vector analysis with magnitude and phase, and
 analysis of the high-frequency vibration envelope.
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ISO 13373-1:2002(E)
5.2.2 Transducer locations
The locations of transducers for the purposes of condition monitoring depend on the particular machine and the
specific parameters to be measured. Before specifying “location”, it is first necessary to identify which parameters
should be monitored, i.e.
 the absolute vibration of the machine housing,
 the vibratory motion of the rotor relative to the housing,
 the position of the shaft relative to the housing during machine operation, and
 the absolute motion of the shaft.
In general, the transducers should be located at or near the bearings. However, if experience is available for a
particular type of machine and if such transducer locations are practical, it could be useful to locate transducers at
other positions than the bearings, as follows:
a) at the positions which are most likely to provide maximum values of vibration (such as intermediate shaft mid-
span of large gas turbine units);
b) at the positions where a small clearance exists between the static and rotating parts and rubbing may occur.
Whatever the plane chosen for the vibration measurement, transducers should be located at those angular
positions which are most likely to provide early indications of wear or failure.
5.2.3 Transducer locations for typical machines
Annex A includes a table showing recommended locations for obtaining meaningful vibration data for various types
of machines. These locations and directions provide for shaft measurements near the bearings.
5.2.4 Transducer orientation and identification
The locations of the transducers should be clearly marked and identified to ensure repeatability of location during
successive measurements. It is important to establish a consistent naming convention for assets and measurement
points. Annex D provides an example of a typical convention for transducer orientation and identification.
5.2.5 Measurements on non-rotating structures
The ISO 10816 series provides specific procedures and instrumentation for different classes of machinery and
identifies r.m.s. vibration velocity (in millimetres per second) as the preferred evaluation parameter. Measurements
may be made either directly by a velocity transducer or by an accelerometer with an integrating circuit.
Typical locations for these types of measurements for horizontal machines are on each bearing housing or pedestal
as shown in Figure 4. For vertical machines, see Figure 5.
8 © ISO 2002 – All rights reserved

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ISO 13373-1:2002(E)

X horizontal
Y vertical
Z axial
Figure 4 — Schematic diagram of typical transducer locations for vibration measurements on horizontal
machines
© ISO 2002 – All rights reserved 9

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ISO 13373-1:2002(E)

Figure 5 — Schematic diagram of typical transducer locations for vibration measurement on vertical
machines
10 © ISO 2002 – All rights reserved

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ISO 13373-1:2002(E)
5.2.6 Measurements on rotating shafts
5.2.6.1 General
As defined in ISO 7919-
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 13373-1
Première édition
2002-02-15


Surveillance et diagnostic d'état
des machines — Surveillance
des vibrations —
Partie 1:
Procédures générales
Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration
condition monitoring —
Part 1: General procedures




Numéro de référence
ISO 13373-1:2002(F)
©
ISO 2002

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ISO 13373-1:2002(F)
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Version française parue en 2003
Publié en Suisse

ii © ISO 2002 — Tous droits réservés

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ISO 13373-1:2002(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 2
3 Termes et définitions . 2
4 Surveillance des vibrations. 2
4.1 Généralités. 2
4.2 Types de systèmes de surveillance des vibrations . 2
4.3 Collecte de données . 5
4.4 Programme de surveillance . 6
5 Mesurages. 8
5.1 Généralités. 8
5.2 Types de mesurages. 8
5.3 Grandeurs de mesure . 15
5.4 Précision et répétabilité des mesurages . 17
6 Capteurs. 18
6.1 Types de capteurs. 18
6.2 Sélection du capteur. 18
6.3 Fixation du capteur . 22
7 Formats de présentation des données .23
7.1 Généralités. 23
7.2 Mesurages des données de référence.24
7.3 Détermination des tendances des vibrations . 25
7.4 Vibrations à fréquence discrète . 32
8 Analyse et communication des données . 33
Annexe A (informative) Principes directeurs pour les types de mesurages et leurs emplacements. 35
Annexe B (informative) Exigences relatives à l'enregistrement des informations. 42
Annexe C (informative) Causes potentielles des sources de vibrations. 44
Annexe D (informative) Conventions pour l'identification des emplacements de mesurage
des vibrations. 48
Bibliographie . 56

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ISO 13373-1:2002(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'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
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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 comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l’ISO 13373 peuvent faire
l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13373-1 a été élaborée par le comité technique ISO/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 13373 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Surveillance et diagnostic d'état
des machines — Surveillance des vibrations:
 Partie 1: Procédures générales
 Partie 2: Traitement des données, analyse, diagnostic, affichage et vibrations générales
Les annexes A, B, C et D de la présente partie de l’ISO 13373 sont données uniquement à titre d’information.

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ISO 13373-1:2002(F)
Introduction
L’objectif principal de la surveillance des vibrations des machines est de fournir des informations sur l’état de
fonctionnement des machines à des fins de protection et de maintenance prévisionnelle. L’évaluation de l’état
vibratoire de la machine sur le temps de fonctionnement fait partie intégrante de ce processus. Le but de la
présente partie de l’ISO 13373 est de promouvoir l’utilisation de principes directeurs admis relatifs à
l’acquisition et à l’évaluation des mesurages des vibrations pour la surveillance.
Par opposition aux essais de vibrations strictement utilisés pour des besoins de diagnostic et de réception, la
surveillance implique l’acquisition de données qui peuvent être comparées sur un court espace de temps, et
elle met l’accent sur les changements du comportement vibratoire plutôt que sur tout comportement particulier
en soi.
Les changements du comportement vibratoire peuvent être généralement le résultat de
 variation de l’état d’équilibre,
 variation de l’alignement,
 l’usure ou de l’endommagement du palier lisse ou du roulement antifriction,
 défauts d’engrenage ou d’accouplement,
 fissures dans les composants critiques,
 transitoires de fonctionnement,
 perturbations du débit de fluide dans les machines hydrauliques,
 excitations transitoires dans les machines électriques,
 frottements,
 desserrages mécaniques.
La surveillance des vibrations peut fournir des informations pour les besoins suivants:
 augmentation de la protection de l’équipement;
 amélioration de la sécurité du personnel;
 amélioration des procédures de maintenance;
 détection précoce des problèmes;
 évitement de pannes catastrophiques;
 prolongement de la vie de l’équipement;
 amélioration du fonctionnement.
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ISO 13373-1:2002(F)
Les mesurages des vibrations liés à la surveillance peuvent être de différents types, du plus simple au plus
complexe, et peuvent inclure des mesurages continus ou périodiques. Toutefois, ils partagent tous un même
but, celui d’apprécier de façon précise et fiable l’état des machines. L’instrumentation et les procédures
recommandées dans la présente partie de l’ISO 13373 aideront à atteindre cet objectif.
Les méthodes de mesure décrites dans la présente partie de l’ISO 13373 reflètent les méthodes communes
et courantes de mesure utilisant des capteurs de vibrations sismiques et sans contact. Toutefois, il est
reconnu que d’autres méthodes d’évaluation de l’état vibratoire des machines sont en développement. Bien
qu’elles ne soient pas incluses pour le moment, la présente partie de l’ISO 13373 n’écarte pas l’utilisation de
ces techniques de mesurage.
En outre, l’ISO/TC 108 est actuellement en voie de développer de nouvelles Normes internationales dans le
domaine du diagnostic des machines. Ces Normes internationales sont destinées à fournir des indications sur
la surveillance globale de la «santé» des machines, y compris des facteurs tels que les vibrations, la pureté
de l’huile et la thermographie.

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NORME INTERNATIONALE ISO 13373-1:2002(F)

Surveillance et diagnostic d'état des machines — Surveillance
des vibrations —
Partie 1:
Procédures générales
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 13373 fournit des principes directeurs généraux pour les fonctions de mesurage et
de collecte de données des vibrations des machines, liées à la surveillance. Elle est destinée à promouvoir
une cohérence des modes opératoires de mesure et des pratiques de mesurage, concernant généralement
les machines tournantes.
Étant donné la diversité des approches liées à la surveillance, des recommandations spécifiques à un type
particulier de programme de surveillance seront abordées dans les parties supplémentaires de l’ISO 13373.
La présente partie de l’ISO 13373 est un document de base qui présente des recommandations de nature
générale, incluant les sujets suivants:
 méthodes de mesurage;
 paramètres de mesurage;
 sélection du capteur;
 emplacement du capteur;
 fixation du capteur;
 collecte de données;
 conditions de fonctionnement de la machine;
 systèmes de surveillance des vibrations;
 systèmes de conditionnement des signaux;
 interfaces avec les systèmes de traitement des données;
 surveillance continue; et
 surveillance périodique.
Les conditions vibratoires d’une machine peuvent être surveillées par des mesurages des vibrations sur le
palier ou la structure de la carcasse et/ou par des mesurages des vibrations des éléments tournants de la
machine. De plus, les mesurages peuvent être continus ou non continus. La présente partie de l’ISO 13373
fournit des indications sur les types de mesurages recommandés à la fois dans les modes continu et non
continu.
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ISO 13373-1:2002(F)
Il est à noter que la présente partie de l’ISO 13373 ne traite que des procédures de surveillance des vibrations
des machines. Dans de nombreux cas, la surveillance et le diagnostic complets d’une machine peuvent
également inclure d’autres paramètres, tels que la thermographie, l’analyse de l’huile, la ferrographie, les
variations du procédé, les températures et les pressions. Ces paramètres non vibratoires seront inclus dans
d’autres Normes internationales.
La présente partie de l’ISO 13373 couvre les machines tournantes. Cependant, un certain nombre de
procédures incluses peut être appliqué à d’autres types de machines, par exemple, les machines alternatives.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 13373. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties
prenantes aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 13373 sont invitées à rechercher la possibilité
d'appliquer les éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non
datées, la dernière édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI
possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
ISO 1925, Vibrations mécaniques — Équilibrage — Vocabulaire
ISO 2041, Vibrations et chocs — Vocabulaire
ISO 7919-1, Vibrations mécaniques des machines non alternatives — Mesurages sur les arbres tournants et
critères d’évaluation — Partie 1: Directives générales
ISO 10816-1, Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les
parties non tournantes — Partie 1: Directives générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 13373, les termes et définitions donnés dans l’ISO 1925 et
l’ISO 2041 s'appliquent.
4 Surveillance des vibrations
4.1 Généralités
La surveillance des vibrations est effectuée pour permettre l’évaluation de la «santé» de la machine durant un
fonctionnement soutenu. Selon le type de machine et les composants critiques à surveiller, un ou plusieurs
paramètres de mesurage et un système de surveillance adéquat doivent être sélectionnés. L’objectif d’un tel
programme est de reconnaître rapidement un état «maladif» afin d’entreprendre une action corrective avant
que certains défauts des pièces de la machine n’affectent de façon significative le fonctionnement de
l’équipement ou la durée de vie prévue de la machine, ou ne tombent en panne complètement, et d’établir de
cette façon un plan de maintenance rentable.
Plusieurs types de systèmes de surveillance sont décrits ci-dessous; selon la machine, son état et d’autres
facteurs, l’un de ces systèmes, ou des combinaisons de ces derniers, peuvent être sélectionnés.
4.2 Types de systèmes de surveillance des vibrations
4.2.1 Généralités
Il existe plusieurs types de systèmes de surveillance. Ils peuvent utiliser des équipements de mesure installés
de façon permanente, semi-permanente ou des équipements portatifs.
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ISO 13373-1:2002(F)
La décision quant au choix du système de mesure approprié dépend d’un certain nombre de facteurs, tels que
 la criticité du fonctionnement de la machine,
 le coût du temps d’arrêt de la machine,
 le coût d’une panne catastrophique,
 le prix de la machine,
 la vitesse de progression du mode de défaillance,
 l’accessibilité en ce qui concerne la réparation/maintenance (par exemple pour les centrales nucléaires
ou d’autres sites éloignés),
 l’accessibilité relative à des positions de mesurage appropriées,
 la qualité du système de mesure/diagnostic,
 les modes d’exploitation de la machine (par exemple vitesse ou puissance),
 le prix du système de surveillance,
 la sécurité, et
 l’impact environnemental.
4.2.2 Systèmes installés de façon permanente
Dans ce type de système, les capteurs, les conditionneurs de signaux, l’équipement de traitement et de
stockage des données sont installés de façon permanente. Les données peuvent être collectées soit de façon
continue, soit de façon périodique. L’utilisation de systèmes installés de façon permanente est généralement
limitée aux machines coûteuses et critiques. La Figure 1 montre un système type en ligne installé de façon
permanente.
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ISO 13373-1:2002(F)

Légende
1 Machine d’entraînement
2 Capteurs de déplacement (types)
3 Référence de phase
4 Capteurs (types) sur une structure à paliers fixes
5 Machine du procédé entraînée
6 Radial
7 Axial
8 Imprimante
9 Ordinateur avec stockage des données
10 Conditionneur de signaux
NOTE Cette figure montre une description courante. D’autres systèmes sont admis (par exemple ceux à base de
microprocesseurs ont souvent un conditionnement du signal intégral qui peut être exécuté après la conversion courant
alternatif/courant continu).
Figure 1 — Système type en ligne de surveillance des vibrations, installé de façon permanente
4.2.3 Systèmes semi-permanents
Le système semi-permanent est à mi-chemin entre le système permanent et le système portatif. Dans ce type
de système, les capteurs sont généralement installés de façon permanente, alors que les matériels
électroniques d’acquisition des données sont connectés de façon intermittente.
4.2.4 Systèmes de surveillance portatifs
Un système de surveillance portatif présente des fonctions similaires à celles du système en ligne «continu»,
mais il est moins élaboré et normalement moins onéreux. Avec cette configuration, les données sont
enregistrées périodiquement, soit automatiquement, soit manuellement, avec un collecteur de données
portatif. Ce type de système est présenté à la Figure 2.
Les systèmes de surveillance portatifs sont plus communément utilisés pour enregistrer manuellement des
mesurages à des emplacements présélectionnés sur la machine, à des intervalles périodiques (hebdomadaire,
mensuel, etc.). Les données sont généralement entrées et stockées localement sur un collecteur de données
portatif. Une analyse préliminaire rapide peut être effectuée immédiatement; toutefois, pour un traitement et
une analyse plus détaillés, les données sont téléchargées sur un ordinateur doté du logiciel approprié.

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ISO 13373-1:2002(F)

Légende
1 Machine d’entraînement
2 Points de données (types)
3 Référence de phase
4 Machine du procédé entraînée
5 Radial
6 Axial
7 Imprimante
8 Ordinateur avec stockage des données
9 Liaison à l’ordinateur
10 Enregistreur de données portatif
11 Capteur
Figure 2 — Système portatif type de surveillance
4.3 Collecte de données
4.3.1 Généralités
Les données peuvent être collectées de façon continue ou périodique; l’analyse des données peut être
réalisée ponctuellement (événement) ou par intervalles.
4.3.2 Collecte continue de données
Dans un système de collecte continue de données, les capteurs de vibrations sont installés de façon
permanente aux emplacements clés de la machine (comme le montre la Figure 1), et les mesures des
vibrations sont généralement enregistrées et stockées de façon continue, pendant l’exploitation de la machine.
Ce système peut inclure des systèmes automatiques de surveillance des vibrations avec des connexions
multiplex, à condition que le taux de multiplexage soit suffisamment rapide pour qu’aucune donnée ou
tendance significative ne soit perdue. Les données peuvent être traitées pour fournir des informations à large
bande ou des informations spectrales relatives à la machine, qui peuvent être comparées à des données
préalablement acquises. En fixant des «limites d’alerte» sur les données stockées, il est possible d’informer
l’opérateur que le comportement vibratoire de la machine a changé (le niveau a augmenté ou diminué), et que
par conséquent des procédures de diagnostic sont recommandées.
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ISO 13373-1:2002(F)
Un système de collecte continue de données peut être installé sur le site de la machine pour une utilisation
directe par l’équipe chargée de l’exploitation de cette dernière ou il peut être installé sur des sites distants, les
données étant transmises à un centre d’analyse des données. L’avantage évident d’un système «continu» est
la disponibilité de l’état en ligne de la machine, en temps réel.
Dans un système automatique, les capteurs de vibrations permanents sont installés sur la machine
pratiquement de la même façon qu’avec le système continu de surveillance. Le système est programmé pour
enregistrer et stocker automatiquement les données. Les dernières données sont comparées aux données
préalablement stockées de façon à déterminer s’il y a une ALARME.
Un système de collecte continue de données peut être justifié lorsque les facteurs énumérés en 4.2.1 sont
pris en considération.
4.3.3 Collecte périodique de données
La collecte périodique de données peut être effectuée avec des systèmes en ligne permanents ou portatifs.
Les systèmes périodiques en ligne peuvent inclure des systèmes automatiques de surveillance des vibrations
avec des connexions à un multiplexeur. Dans ce cas, tous les canaux sont balayés de façon cyclique l’un
après l’autre en tenant compte des conditions hors limites. Le système de mesure est en fonctionnement de
façon permanente, mais il y a des vides dans la surveillance des points de mesure individuels, qui dépendent
du nombre de canaux surveillés et de la période de mesurage par canal. Ces systèmes sont parfois appelés
systèmes de «balayage» ou «intermittents».
Pour les machines qui ne peuvent justifier l’utilisation de systèmes en ligne permanents, des systèmes
portatifs sont généralement utilisés et sont, dans la plupart des cas, adaptés à la surveillance périodique.
4.4 Programme de surveillance
Après la sélection de l’équipement à surveiller et la détermination du type de système de mesure approprié, il
est recommandé qu’un organigramme relatif au programme de surveillance soit développé. La Figure 3
montre un organigramme type. Toutefois, étant donné que chaque installation et chaque système sont
uniques, il convient que l’organigramme soit adapté de façon à fournir le maximum d’avantages.
Il convient que des descriptions claires des conditions de fonctionnement, telles que la vitesse, la charge ou la
température, accompagnent toute donnée collectée relative aux vibrations. Il convient que ces descriptions
incluent, au minimum, la vitesse de l’arbre (tr/min), la charge de la machine (puissance, débit, pression, etc.)
et tout autre paramètre de fonctionnement qui peut affecter les vibrations mesurées.
En général, durant l’acquisition des données, il est important de souligner qu’il convient que les conditions de
fonctionnement se rapprochent le plus possible des conditions de fonctionnement normales de la machine,
pour garantir une cohérence et une comparabilité valable des données. En cas d’impossibilité, les
caractéristiques de la machine doivent être bien déterminées de façon à évaluer toute différence au niveau
des données.
Étant donné que la procédure de surveillance inclut le processus de «détermination des tendances», qui
examine la vitesse à laquelle les valeurs des vibrations changent par rapport au temps de fonctionnement, il
est particulièrement important que les conditions de fonctionnement durant les mesurages successifs restent
les mêmes, de façon que la détermination des tendances soit valable. Par exemple, dans le cas des pompes,
les valeurs des vibrations peuvent varier de façon significative, des charges de service «normales» à «hors de
la normale». Par conséquent, un changement dans la réponse vibratoire dû à un changement des conditions
de fonctionnement peut facilement être interprété de façon erronée comme un changement dû à un problème
imminent.
De plus, la vitesse d’acquisition des données nécessite d’être constante. Comme il est souligné en 7.3, elle
dépend de l’état courant de la machine.

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Figure 3 — Organigramme de surveillance des vibrations
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ISO 13373-1:2002(F)
Il peut également être nécessaire de collecter des données pour d’autres conditions, selon la complexité de la
machine et le but du mesurage. Par exemple, lorsque des problèmes avec un balourd, un frottement, des
fissures de l’arbre ou une instabilité d’huile sont suspectés, l’essai durant le démarrage et l’arrêt, pour les
conditions transitoires, est recommandé.
5 Mesurages
5.1 Généralités
Cet article fournit des informations sur les types de mesurages et les grandeurs de mesure recommandés
pour la surveillance des vibrations. L’Annexe B donne une liste des informations couramment requises à
enregistrer pour chaque machine et mesurage.
5.2 Types de mesurages
5.2.1 Considérations générales
En général, il existe les trois types de mesurages suivants, qui peuvent être utilisés pour la surveillance des
vibrations des machines:
a) mesurages des vibrations effectués sur la partie non tournante de la machine, telle que les logements de
palier, la carcasse de la machine ou l’embase de la machine;
b) mouvement relatif entre le rotor et les paliers fixes ou la carcasse;
c) mouvement vibratoire absolu des parties tournantes.
Les mesurages des vibrations sur les structures utilisent normalement une combinaison de la vitesse efficace
avec le déplacement efficace ou avec l’accélération efficace (voir l’ISO 10816-1). Si les vibrations sont
essentiellement sinusoïdales, le déplacement vibratoire (zéro à crête ou crête à crête) peut également être
utilisé.
Pour les machines/engrenages à haute vitesse et les machines avec des roulements antifriction, l’accélération
de crête est souvent utilisée pour la surveillance, en combinaison avec la vitesse efficace. De plus, il est fait
un usage accru d’autres techniques plus sophistiquées, qui permettent de faire une meilleure exploitation des
informations contenues dans le signal des vibrations.
Le déplacement absolu et relatif des composants tournants est défini plus en détail par plusieurs grandeurs
de déplacement différentes, chacune étant aujourd’hui utilisée couramment et définie dans l’ISO 7919-1. Elles
incluent
 S , valeur maximale du déplacement de l’arbre à partir d’une position moyenne zéro intégrée sur le
max
temps, et
 S , déplacement vibratoire crête à crête dans la direction du mesurage.
p-p
Chacune de ces grandeurs de déplacement peut être utilisée pour le mesurage des vibrations de l’arbre.
Toutefois, les grandeurs doivent être clairement identifiées de façon à garantir une interprétation correcte des
mesurages.
Il convient de noter que l’ISO 7919 et l’ISO 10816 traitent uniquement des mesurages à large bande.
Cependant, la surveillance peut inclure des mesurages et analyses des vibrations supplémentaires tels que
 analyse spectrale,
 filtrage,
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ISO 13373-1:2002(F)
 formes d’ondes temporelles et orbites,
 analyse vectorielle avec amplitude et phase, et
 analyse de l’enveloppe des vibrations à haute fréquence.

X horizontal
Y vertical
Z axial
Figure 4 — Diagramme schématique des emplacements t
...