1. Description du problème et de sa portée

Ce manuel définit la procédure de diagnostic et d'élimination des dysfonctionnements associés à une baisse critique des performances (faible débit) ou à un manque total d'alimentation en fluide de travail (pas de hauteur de chute) dans les pompes industrielles cantilever, monoblocs et sectionnelles. Le problème est classé comme critique (défaillance critique du processus technologique) ou important (diminution de l'efficacité), selon la fonction de l'unité dans l'approvisionnement en eau, le refroidissement, le pompage de réactifs chimiques et les circuits d'énergie dans les entreprises ukrainiennes.

Équipement couvert :

Pompes centrifuges horizontales monocellulaires selon les normes ISO 2858 / EN 733.
Pompes sectionnelles multicellulaires à haute pression.
Unités de pompage avec contrôle de fréquence variable (VFD) et entraînement direct par moteurs asynchrones.

Niveau de criticité : CRITIQUE / IMPORTANT. L'absence totale d'alimentation entraîne un fonctionnement à sec, des dommages aux joints d'extrémité et la destruction des ensembles de roulements dans les 3 à 5 minutes de fonctionnement.

2. Précautions

ATTENTION ! RISQUE DE HAUTE PRESSION ET DE TEMPÉRATURE. Effectuez une procédure de verrouillage/étiquetage (LOTO) avant de commencer tout travail de diagnostic ou de réparation. Éteignez l'interrupteur principal de l'entraînement électrique de la pompe, verrouillez les vannes d'arrêt des conduites d'aspiration et de refoulement en position fermée, installez les panneaux d'avertissement « NE PAS ALLUMER ! Des gens travaillent ».

RISQUE ÉLEVÉ DE BRÛLURES THERMIQUES. Utilisez un équipement de protection individuelle (EPI) : des lunettes de sécurité, des gants résistants à la chaleur, une combinaison résistante aux produits chimiques et des bottes de sécurité à embout d'acier. Assurez-vous que la température du corps de la pompe est inférieure à 40 °C avant de dépressuriser le système. Éliminez la pression résiduelle dans le circuit hydraulique grâce à des vannes de vidange spéciales.

3. Outils de diagnostic nécessaires

Nom de l'outil	Spécification / Modèle	Plage de mesure	Objectif
Multimètre numérique	True RMS (par exemple Fluke 87V)	0 à 1 000 V CA/CC, 0 à 10 A, 0 à 50 MΩ	Contrôle de la tension d'alimentation, de la résistance des enroulements du moteur, de l'isolation
Pinces conductrices de courant	Pince ampèremétrique de courant AC/DC	0–400 A	Mesure du courant de fonctionnement du moteur électrique en charge
Manomètre portable / Vacuomètre	Classe de précision 0,6 (avec séparateur à membrane)	De -1 à +16 bars	Mesure de pression à l'aspiration et au refoulement de la pompe
Débitmètre à ultrasons	Lettre de transport portable (temps de transit)	0,01 - 25 m/s	Détermination de l'approvisionnement réel en liquide dans le pipeline
Imageur thermique	Activité de rayonnement 0,1-1,0 (par exemple FLIR E4/E8)	-20 °C à +250 °C	Détection d'échauffements locaux des roulements, bourrages, zones de cavitation
Vibroanalyseur	Analyse spectrale (ISO 10816 / ISO 20816)	10 Hz – 10 kHz, 0,1 – 50 mm/s	Diagnostic de balourd, cavitation, usure des roulements

4. Liste de contrôle pour l'évaluation initiale

Paramètre/Observation	État normal	Valeur réelle (écriture)	Statut (Normal / Alarme)
Position du robinet d'arrêt (aspiration)	Entièrement ouvert (100%)	[ ] Ouvert [ ] Fermé [ ] Partiellement	[ ] Norma [ ] Anxiété
Position des vannes d'arrêt (injection)	Selon le point de fonctionnement	[ ] Ouvert [ ] Fermé [ ] Partiellement	[ ] Norma [ ] Anxiété
La présence de bruits parasites/crépitements (cavitation)	Le bourdonnement constant du moteur	[ ] Bourdonnement [ ] Craquement [ ] Cognement [ ] Vibration	[ ] Norma [ ] Anxiété
Température des roulements	+40 °C ... +70 °C	____ °C	[ ] Norma [ ] Anxiété
Pression d'aspiration ($P_{vsm}$)	Selon le soutien du projet	____ barre	[ ] Norma [ ] Anxiété
Pression de suralimentation ($P_{boost}$)	Selon les caractéristiques de la pompe	____ barre	[ ] Norma [ ] Anxiété
Consommation de courant du moteur électrique ($I_{slave}$)	$\le$ Courant nominal selon le passeport	____A	[ ] Norma [ ] Anxiété

5. Schéma fonctionnel systématique des diagnostics

Étape 1 : Vérifiez l'alimentation totale et la pression
- Lisez les lectures du manomètre sur les conduites d'aspiration et de refoulement.
- SI $P_{nagn} \approx 0$ et $P_{vsm}$ est en dessous de la norme ALORS passer à l'étape 2 (Problèmes d'aspiration et bourrages d'air).
  - Vérifiez le niveau de liquide dans le réservoir alimentant le système.
  - Vérifier l'étanchéité de la conduite d'aspiration pour la présence d'aspiration d'air.
- SI $P_{push}$ est bien inférieur à la valeur nominale à une pression d'aspiration normale ALORS passer à l'étape 3 (usure de la roue et fuites internes).
  - Mesurez la consommation de courant du moteur. SI le courant est réduit de 15 à 25 % ALORS l'usure ou le manque de liquide est confirmé.
- S'il y a un bruit/fissuration et des vibrations caractéristiques du pompage du gravier dans la zone d'entrée de la pompe, ALORS passez à l'étape 4 (Phénomènes de cavitation).
Étape 2 : Diagnostic de la conduite d'aspiration et des blocages d'air
- Vérifiez l'état du clapet anti-retour et de la crépine d'admission sur la conduite d'aspiration (ou la vanne inférieure). SI le grillage est obstrué par des inclusions solides ALORS nettoyez-le.
- Vérifier la présence de poches d'air dans les sections horizontales de la canalisation d'aspiration (la canalisation doit avoir une pente vers la source d'au moins 2° ou vers la pompe d'au moins 1°).
- Vérifiez que le corps de la pompe et la conduite d'aspiration sont remplis de liquide. S'il n'y a pas de fluide dans la chambre de la pompe, ALORS remplissez et faites circuler l'air par la vanne d'air.
Étape 3 : Analyse des performances hydrauliques du système (courbe du système)
- Comparez le point de fonctionnement réel (débit/hauteur) avec les spécifications de la pompe (courbe Q-H).
- SI la vanne d'arrêt au refoulement est bloquée ou si l'actionneur de la vanne de régulation est défectueux ALORS ouvrir complètement la vanne.
- SI la résistance totale du réseau dépasse celle calculée (filtres fins encrassés, tartre dans les échangeurs de chaleur) ALORS nettoyer les éléments du système.
Étape 4 : Vérification du sens de rotation et de la vitesse d'entraînement
- Alignez le sens de rotation de l'arbre de la pompe avec la flèche indicatrice sur le boîtier (généralement dans le sens des aiguilles d'une montre vu du côté moteur).
- SI la rotation est inversée ALORS intervertir les deux phases d'alimentation sur la boîte à bornes du moteur asynchrone (pour un réseau 380V).
- SI un variateur de fréquence (VFD) est utilisé ALORS vérifiez la fréquence réglée (le fonctionnement à vitesse réduite réduit la hauteur de chute proportionnellement au carré de la vitesse).

6. Matrice des dysfonctionnements et des causes

Symptôme	Causes probables (par probabilité)	Test diagnostique	Résultat attendu après confirmation
Il n'y a pas d'approvisionnement du tout, la pression est nulle	1. Panne de vide/bourrage d'air dans la conduite d'aspiration 2. Vanne fermée 3. Sens de rotation du moteur incorrect	Mesure de pression, contrôle de niveau de liquide, inspection visuelle des raccords	Pas de liquide dans le carter, perte de charge nulle ($P_{vsm} = P_{nagn}$), courant moteur au ralenti
Faible pression et débit, niveau élevé de vibrations et de bruit	1. Cavitation dans la conduite d'aspiration 2. Obstruction du filet d'aspiration 3. Faible marge de cavitation du réseau ($NPSHa < NPSHr$)	Analyse du spectre vibratoire (hautes fréquences au niveau des pales), mesure du vide en entrée	L'apparition d'un bruit haute fréquence (« bruit de coulée de sable »), culmine à la fréquence des pales dans le spectre vibratoire
Chute progressive du débit et de la pression au fil des mois de fonctionnement	1. Usure de la roue et des joints d'étanchéité 2. Érosion par cavitation des pales 3. Dépôt de sels ou de boues dans la partie flux	Mesure des caractéristiques hydrauliques et comparaison avec celle de base, défectoscopie de la cavité interne	Une augmentation des jeux dans les bagues d'étanchéité au-dessus de la norme (plus de 0,5-0,8 mm), une diminution de l'épaisseur des lames
Travail stable à consommation minimale, impossibilité de se rendre au point de travail	1. Résistance excessive du réseau d'injection 2. Colmatage du filtre à mailles au refoulement 3. Chevauchement partiel du clapet anti-retour	Mesure de la perte de charge sur le filtre d'injection ($> 0,5$ bar)	Différence de pression importante avant et après le filtre/raccord

7. Analyse des causes profondes de chaque défaut

7.1. Cavitation

Pourquoi cela se produit : Cela se produit lorsque la pression absolue en tout point de la partie débit de la pompe (généralement à l'entrée des aubes de la roue) tombe en dessous de la pression de vapeur saturée du liquide pompé ($P_{v}$). Des bulles de vapeur se forment, qui « s'effondrent » (s'effondrent) instantanément dès leur entrée dans la zone à haute pression, créant des microhydrochocs locaux avec une pression allant jusqu'à 1000 bars.

Comment confirmer : À l'aide d'un analyseur de vibrations, enregistrez l'augmentation des vibrations dans la plage des hautes fréquences (1 kHz - 10 kHz) et la présence d'un bruit caractéristique similaire au pompage de copeaux de métal ou de gravier. Une caméra thermique peut montrer un refroidissement local de la buse d'entrée en raison d'une évaporation intense.

Conséquences : Destruction (érosion et piqûres) du matériau de la roue et du corps de pompe, défaillance des roulements due aux charges vibratoires, destruction du joint d'extrémité.

7.2. Usure de la roue et des roues à fentes (Recirculation interne)

Pourquoi cela se produit : Usure aérodynamique/hydroabrasive du matériau de la roue par des particules abrasives dans le liquide ou destruction corrosive. Une augmentation de l'espace entre les bagues d'étanchéité remplaçables du boîtier et la roue entraîne un flux interne de liquide du côté pression vers l'aspiration.

Comment confirmer : Démontez la pompe et mesurez les jeux avec une jauge d'épaisseur ou un micromètre. Si le jeu réel est 2 à 2,5 fois plus grand que le jeu (la norme pour les pompes ISO standard est de 0,3 à 0,5 mm par rayon), l'efficacité de la pompe chute de 15 à 30 %.

Conséquences : Chute catastrophique de pression et de débit, augmentation de la consommation d'énergie spécifique par unité de liquide pompé, déséquilibre hydraulique du rotor.

7.3. Sas / Fuite d’air d’aspiration

Pourquoi cela se produit : La présence de raccords qui fuient sur la conduite d'aspiration (brides, joints d'étanchéité, raccords filetés), à travers lesquels l'air atmosphérique est aspiré dans le système sous l'influence du vide. Ou une géométrie incorrecte du pipeline, qui crée des poches de gaz inaltérables.

Comment confirmer : Traitement des connexions suspectes avec une solution savonneuse ou de l'alcool technique pendant que la pompe est en marche (le bruit de fonctionnement change en cas d'aspiration), ou mise sous pression de la conduite d'aspiration avec une surpression d'air de 1,5 à 2,0 bar avec un contrôle au manomètre.

Conséquences : Panne d'alimentation, marche à sec, surchauffe du joint d'extrémité, destruction du schéma d'écoulement dans la roue.

8. Procédures de dépannage étape par étape

8.1. Élimination de la cavitation

Augmenter le support statique : augmenter le niveau de liquide dans le réservoir d'aspiration ou abaisser le repère de montage de la pompe.
Réduisez la résistance hydraulique de la conduite d'aspiration : remplacez les sections rétrécies de la canalisation par un diamètre plus grand, retirez les robinets en excès, ouvrez complètement le robinet d'arrêt d'aspiration.
Abaissez la température du liquide pompé (si cela est technologiquement possible) pour réduire la pression de vapeur saturée ($P_{v}$).
Remplacez le filtre de nettoyage grossier à l'aspiration par un analogue ayant une surface filtrante plus grande (coefficient de perforation d'au moins 60 %).
Vérification après réparation : Démarrez la pompe, vérifiez le spectre de vibration (la fréquence de vibration globale pour ISO 10816 doit être $< 2,8$ mm/s pour une installation difficile) et assurez-vous qu'il n'y a pas de bruit.

8.2. Restauration ou remplacement de la roue et des joints usés

Suivez la procédure LOTO (Chapitre 2). Coupez l'alimentation électrique, fermez les vannes, vidangez le liquide restant du corps de la pompe.
Démontez l'accouplement d'entraînement et retirez l'unité de rotor (ou retirez le couvercle de la pompe pour les modèles à « retrait arrière »).
Retirez la turbine de l'arbre avec un extracteur, en préchauffant le moyeu (si nécessaire selon les instructions OEM).
Inspectez les lames pour détecter les piqûres, les fissures et l’usure. Remplacer la roue par une neuve (se référer au catalogue UNITEC-D).
Installez de nouveaux joints toriques de remplacement du boîtier. Prévoyez un dégagement de montage conformément aux spécifications du fabricant (généralement 0,35 à 0,50 mm par diamètre pour les pompes de taille standard).
Assemblez l'ensemble en serrant les boulons de fixation du couvercle du boîtier avec une clé dynamométrique croisée avec un couple selon la classe de résistance 8,8 / 10,9 (par exemple, pour filetage M12 - 85 N·m).
Contrôle après réparation : Vérifiez la facilité de rotation manuelle du rotor (l'arbre doit tourner à la main sans se coincer), effectuez un démarrage court pour vérifier le sens de rotation, mettez-le en mode fonctionnement et mesurez la pression et l'alimentation.

8.3. Élimination de l'aspiration d'air et des bourrages d'air

Effectuer une révision complète des raccords à brides et des joints de bourrage/extrémité de la conduite d'aspiration.
Remplacez les joints en paronite ou en fluoroplastique endommagés par des neufs. Serrez les boulons de la bride à un couple uniforme.
Vérifier l'état du tuyau et de la vanne du système de vide ou de la pompe de remplissage.
Remplissez le système de liquide jusqu'à ce que l'air soit complètement chassé en ouvrant la vanne d'air (piston) en haut de la vis sans fin de la pompe.
Contrôle après réparation : Vérifiez la stabilité des lectures du manomètre sur l'injection - l'aiguille ne doit pas fluctuer (les fluctuations indiquent la présence d'air résiduel dans le flux).

9. Mesures préventives

La cause première	Stratégie de prévention	Méthode de surveillance	Intervalle recommandé
Usure par cavitation	Contrôle de la propreté des filtres d'aspiration, maintien du niveau minimum dans le conteneur	Capteurs de pression avec sortie DCS, surveillance des vibrations	Hebdomadaire (examen des filtres), en continu (SCADA)
Usure des joints d'étanchéité et des roues	Utilisation de matériaux originaux résistants à l'usure (bronze, acier inoxydable AISI 316, alliages duplex)	Surveillance périodique du débit (débitmètre à ultrasons) et de la pression	Tous les 6 mois
Aspiration d'air	Contrôle régulier de l'état des joints et joints du circuit d'aspiration	Tests de vide lors des arrêts planifiés	Tous les 3 mois

10. Pièces de rechange et composants

Description de la pièce	Spécification	Quand remplacer	Catégorie UNITEC-D
Turbine	Acier inoxydable AISI 304 / fonte GG25 (selon les normes ISO 2858)	En cas d'usure de la lame $> 20\%$ ou de piqûres de cavitation	Composants hydrauliques des pompes
Porter des bagues	Bronze CuSn10 / Acier AISI 316	Lorsque le jeu radial est augmenté jusqu'à deux fois le jeu nominal	Éléments d'étanchéité de la partie flux
Joint d'extrémité (joint mécanique)	Carbure de silicium / Carbure de silicium / Viton (SiC/SiC/Viton)	En cas de fuite de liquide à travers le joint d'étanchéité ($> 5$ gouttes/min)	Joints d'extrémité d'arbre
Un jeu de joints et de cercles de joints toriques	EPDM/NBR/PTFE	Chaque fois que la pompe est démontée pour réparation	Kits de réparation d'équipements hydrauliques

Pour sélectionner et commander des pièces de rechange d'origine avec livraison aux entreprises en Ukraine, visitez notre catalogue électronique : Catalogue électronique UNITEC-D.

11. Liens

DSTU ISO 9906 :2018 (ISO 9906 :2012, IDT) Pompes centrifuges. Test des caractéristiques hydrauliques. Classes 1, 2 et 3.
EN 733 / ISO 2858 Pompes centrifuges d'extrémité avec une pression nominale de 10 bar.
ISO 20816-1 Vibrations. Mesure et évaluation des vibrations des machines.
Documentation technique et instructions d'utilisation pour les groupes motopompes industriels des principaux fabricants européens (KSB, Wilo, Grundfos, Lowara).
Guide de maintenance UNITEC-D : « Principes de base du centrage des arbres des unités de pompe et élimination du faux-rond axial ».