Démystifier la surveillance des vibrations (3e partie) : identifier et interpréter les schémas généraux de vibrations et de défauts
Accès rapide
Partie 1 : Pourquoi la surveillance des vibrations est importante et comment elle fonctionne
Partie 2 : Principes d'analyse des vibrations sur les machines tournantes
Partie 3 : Identification et interprétation des schémas globaux de vibrations et de défauts
Partie 4 : Diagnostic du déséquilibre, du désalignement, du desserrage et de l'usure des roulements
Analyse des vibrations globales (OV)
L'analyse vibratoire globale, contrairement à l'analyse spectrale, est beaucoup plus simple. Les données temporelles permettent de calculer une valeur vibratoire globale unique, représentant l'énergie moyenne de l'échantillon vibratoire. Cette valeur unique peut servir d'indicateur de l'état général de la machine. (Remarque : plusieurs méthodes permettent de calculer la valeur vibratoire globale.) L'avantage de l'analyse vibratoire globale réside dans sa simplicité : un seul nombre est à examiner.
Certains principes à respecter lors du travail avec le niveau OV incluent :
- Une machine avec « Sans défaut » doit avoir un faible niveau de vibration global.
- Une vibration globale élevée peut indiquer qu'il y a un autre problème avec la machine, tel qu'une résonance, une excitation externe provenant d'une machine à proximité, une fondation, un problème de processus, etc. Des tests supplémentaires peuvent être justifiés.
Analyse des données spectrales des machines tournantes : 3 étapes simples
Il faut des années pour qu'une personne soit formée pour devenir un bon analyste de vibrations, mais il suffit d'examiner les points forts pour examiner les données telles que celles présentées dans la figure 1 ci-dessous :
L’analyse de ces données est un processus en trois étapes :
- Identifier les pics de vibrations liés à un composant source de la machine. Le pic le plus important provient généralement de l'arbre. Chaque rotation de l'arbre produit quatre vibrations provenant des quatre aubes de la turbine.
- Notez les échos du pic 1X à 2X, 3X, 4X et 6X.
- Ces « harmoniques » sont normales dans toutes les machines tournantes.
- Rechercher des modèles dans les données en fonction des règles de vibration
- Mesurez l’amplitude du pic de vibration et le modèle pour déterminer la gravité du défaut.
Comment les données de vibration sont affichées pour examen des données
Un arbre en rotation effectue des mouvements de haut en bas, d'avant en arrière et axialement. Le testeur de vibrations mesure les vibrations dans trois directions de mouvement de l'arbre et sur deux plages de fréquences. Cela nous permet de comparer les données entre les axes afin de déterminer les schémas et de diagnostiquer les défauts des machines. Cela fournit une image complète pour le diagnostic, comme illustré à la figure 3 :
Analyse des données spectrales des machines tournantes typiques
Approfondissons l’analyse des données spectrales de trois configurations de machines tournantes différentes, aboutissant à différents modèles d’analyse.
Machines couplées
Pour les machines couplées, mesurez les roulements de deux moteurs et de deux pompes. Pour les petites machines, mesurez un seul roulement de moteur et un seul roulement de pompe, comme illustré à la figure 1.
Machines à arbre unique — Accouplées monobloc
Pour les machines à un seul arbre, mesurez uniquement deux roulements de moteur. Pour les petits moteurs, mesurez un seul roulement, comme illustré à la figure 4 (ci-dessous). Remarques :
- Mesurer à partir des roulements uniquement (moteur UNIQUEMENT)
- La turbine de la pompe est montée sur un arbre moteur allongé. La pompe est dépourvue de roulements.
- Aucune donnée n'a été extraite de la pompe (moteur uniquement). Des pics de 4X et 8X sont toujours visibles sur les aubes de la turbine de la pompe.
Machines à entraînement par courroie (les machines à boîte de vitesses sont similaires)
Pour les machines à entraînement par courroie, mesurez les dimensions de deux roulements de moteur et de deux roulements de pompe. Pour les petites machines, mesurez uniquement un roulement de moteur et un roulement de pompe, comme illustré à la figure 5.
Choses à noter:
- Harmoniques du moteur 1X et de la pompe 1X observées dans les données du moteur et de la pompe (les vibrations se transmettent à travers la fondation).
- Même plage de fréquences pour les deux emplacements. Superposez et comparez les données des deux emplacements.
- Harmoniques de moteur plus fortes dans les données du moteur et harmoniques de pompe plus fortes dans les données de pompe.
- Les vibrations de la pompe (quatre aubes de turbine) sont sur l'arbre de la pompe : 4 X 1.1 = 4.4X ; 8 X 1.1 = 8.8X.
Conclusion
Comprendre les tendances globales des vibrations et la relation entre les modèles spectraux et la configuration de la machine donne aux équipes de maintenance les bases pour diagnostiquer efficacement les problèmes, en particulier les quatre défauts les plus fréquemment observés dans les équipements rotatifs.
Auteur Bio: John Bernet est spécialiste des applications et produits mécaniques chez Fluke Corporation. Fort de plus de 30 ans d'expérience dans la maintenance et l'exploitation de centrales nucléaires et de machines dans des centrales commerciales, il a collaboré avec des clients de tous secteurs pour la mise en œuvre de programmes de fiabilité. Analyste certifié en vibrations de catégorie II et professionnel certifié en fiabilité de maintenance (CMRP), il possède plus de 20 ans d'expérience dans le diagnostic des pannes de machines.
