Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Les enjeux de la maintenance, que les entretiens soient préventifs ou correctifs, sont considérables, elle garantit leur sûreté de fonctionnement et la sécurité des personnes. Cet article traite spécifiquement de l’analyse vibratoire des installations comme outil de détection, de diagnostic et de pronostic de leurs dysfonctionnements. Il en décrit les défauts et manifestations, passe en revue les trois étapes du processus d’analyse, puis expose les différentes stratégies de surveillance.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
Jacques MOREL : Ingénieur de l’École nationale supérieure de mécanique (ENSM) - Ancien chef adjoint du Département surveillance diagnostic maintenance à EDF, - Division recherches et développement
INTRODUCTION
La maintenance des installations est essentielle à leur sûreté de fonctionnement et à la sécurité des personnes. Compte tenu de son coût, il est cependant judicieux d’établir un bon équilibre entre entretien préventif systématique et entretien correctif.
La surveillance des installations concourt à limiter le niveau d’entretien préventif. Dans ce contexte, l’analyse vibratoire constitue un outil de détection puis de diagnostic de défauts de fonctionnement des installations.
Aussi, après avoir décrit les principales manifestations vibratoires des défauts de fonctionnement des machines, cet article examine les stratégies de détection, de surveillance et la démarche de diagnostic s’appuyant sur l’analyse vibratoire et permettant de déduire une politique et des gestes de maintenance.
Le lecteur consultera utilement les articles :
-
Analyse vibratoire des machines tournantes [BM 5 145] ;
-
Vibrations [A 410] dans le traité Sciences fondamentales ;
-
Aéroacoustique et hydroacoustique [A 430] dans le traité Sciences fondamentales.
les vibrations sont caractérisées par un déplacement, une vitesse ou une accélération. Dans cet article, nous représenterons schématiquement les phénomènes quels que soient les paramètres mesurés (qui dépendent du type de capteurs utilisés pour chaque cas). Les courbes ainsi obtenues sont généralement représentatives de l’évolution de l’amplitude du déplacement, de la vitesse ou de l’accélération de la vibration.
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Détection, diagnostic et pronostic d’anomalie
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2. Défauts et manifestations
2.1 Rotors et parties tournantes
2.1.1 Déséquilibre massique des rotors. Balourds
Quel que soit le soin apporté à la construction des machines, il n'est pas possible de faire coïncider l'axe de rotation avec le centre de gravité de chaque tranche élémentaire du rotor, ce qui caractérise le balourd. Il en résulte que l'arbre en rotation est soumis à des efforts centrifuges qui le déforment. Ces efforts se traduisent par des vibrations liées à la fréquence de rotation
.
Les déséquilibres proviennent en général de défauts d'usinage, d'assemblage des rotors ou de montage. En fonctionnement, les rotors peuvent alors aussi se déformer sous l'effet d'échauffements dissymétriques. Quelques exemples de causes de déséquilibre (ou balourds) sont représentés figure 2.
Sur cette figure, les défauts semblent exagérés, surtout si l’on se réfère aux déformations réelles des rotors. Mais si l’on considère que ces défauts peuvent être amplifiés par les phénomènes de résonance, les figures deviennent réalistes. En effet, un décentrage du rotor de 10 µm par rapport à son axe de rotation peut se traduire par des vibrations élevées si l'amortissement interne du rotor est faible. Avec 1 % d'amortissement, c'est-à-dire avec un coefficient d'amplification de 50, les vibrations au passage des vitesses critiques pourront atteindre une amplitude de 500 µm. Or, un usinage à 10 µm près est déjà un bon usinage, difficile à réaliser.
Pour compenser ce défaut, on peut se reporter à la référence [11].
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Défauts et manifestations
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MOREL (J.) - Vibrations des machines et diagnostic de leur état mécanique. - Collection de la Direction des Études et Recherches EDF, Éditions EYROLLES (1992).
-
(2) - BALLESTER (J.L.) - Influence de l’alignement des paliers sur la statique et la dynamique des rotors. Essais de caractérisation. - Thèse de DEA, UER d’Orléans (1981).
-
(3) - BIGRET (R.) - Vibrations des machines tournantes et des structures. - Éditions Techniques et Documentation (1980).
-
(4) - HUTZLER (D.), JAUDET (A.), MATTEI (J.) - Vibrations d’obstacles cylindriques excités par un écoulement fluide. - Proceeding du 6ème congrès d’acoustique TOKYO (1968).
-
(5) - HORI (Y.) - A theory of oil whip. Journal of Applied Mechanics. - Transaction of the ASME, n 59 APM2.
-
(6) - KELLENBERGER - Spiral...
ANNEXES
(liste non exhaustive)
BENTLY NEVADA (propose également des formations) http://www.bently.com
SCHLUMBERGER SEMA http://www.slb.com/Hub/Docs/SchlumbergerSema http://www.sema.fr
01 DB STELL http://www.01db-stell.com/01dbstell-soc.htm
BRüEL & KJAER http://www.bkhome.com
VIBROMETER
HAUT DE PAGE2.1 Association française de normalisation (AFNOR) http://www.afnor.fr
NF E 90-100 (12-1985), Vibrations des machines tournantes ou alternatives. Spécifications des appareils de mesurage de l’intensité vibratoire.
NF ISO 13373-1 (6-2003), Surveillance et diagnostic d’état des machines. Surveillance des vibrations. Partie 1 : procédures générales.
NF ISO 13379 (2-2004), Surveillance et diagnostic d’état des machines. Lignes directrices générales sur l’interprétation des données et techniques de diagnostic.
PR NF ISO 13380 (3-2002), Vibrations mécaniques. Surveillance et dia- (projet de norme) gnostic d’état des machines. Recommandations générales sur...
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