Diagnostic des vibrations excessives dans les équipements tournants : de l'analyse spectrale à la détermination de la cause

1. Description et portée du problème

Cette astuce est dédiée au diagnostic des vibrations excessives dans les équipements tournants. La vibration peut être de différentes natures : harmonique, pulsée ou coupante. Elle peut survenir dans des équipements de différents types : moteurs électriques, pompes, compresseurs, turbines. Les vibrations sont déterminées à l'aide d'un vibromètre ou d'une caméra thermique. Selon le niveau de vibration, il est classé comme critique (plus de 12 mm/s), moyen (5 à 12 mm/s) ou faible (jusqu'à 5 mm/s). Des vibrations critiques peuvent entraîner une usure rapide des roulements, un écaillage du boîtier ou une défaillance de l'équipement.

2. Mesures de sécurité préliminaires

Arrêtez l'équipement avant le diagnostic. Utilisez un système de verrouillage et de déconnexion (LOTO) pour éliminer une connexion électrique dangereuse. Débranchez le câblage, ouvrez les ensembles de roulements et accédez aux parties internes de l'équipement. Utilisez des équipements de protection spéciaux : gants, lunettes, manucure, moyens de protection contre les températures et les pressions élevées.

3. Outils de diagnostic nécessaires

4. Examen préliminaire

5. Schéma de diagnostic systématique

1. Mesurez la vibration dans trois plans (X, Y, Z) à une distance de 10 à 20 mm du roulement.
   1. Si la vibration est supérieure à 12 mm/s :
      1. Mesurez le spectre de vibration.
         1. Si la fréquence harmonique est détectée :
            1. Équilibre diagnostic.
               1. Vérifiez l'équilibre des niveaux.
                  1. Si l'équilibre est incorrect :
                     1. Effectuez l'équilibrage.
                     2. Vérifiez la vibration après le correctif.

6. Matrice de détermination des causes

7. Analyse des raisons

7.1. Négligence

Raison : Négligence dans l'équilibrage de l'équipement rotatif. Lors de l'équilibrage, le moment central doit être inférieur à 0,1 % de la masse de l'élément rotatif. La négligence entraîne des vibrations harmoniques dans la fréquence correspondante.

Diagnostic : Utilisez l'analyse du spectre de vibration pour détecter les fréquences harmoniques. Si la vibration augmente de 1 à 10 kHz, cela peut être un signe de négligence.

Dommages potentiels : La négligence entraîne une usure rapide des roulements, une panne d'équipement, une perte d'énergie.

7.2. Centrage incorrect

Raison : L'excentricité entre les arbres de l'équipement rotatif ne répond pas aux normes autorisées (jusqu'à 0,1 mm). Il en résulte une vibration à une fréquence qui est un multiple de la fréquence de rotation.

Diagnostic : Mesurez le faux-rond avec un outil de mesure. Si l'excentricité est supérieure à 0,1 mm, cela peut être la cause de vibrations.

Dommages potentiels : Une centrifugation inappropriée entraîne une usure rapide des roulements, une défaillance de l'équipement et une perte d'énergie.

7.3. Violation des roulements

Raison : Les roulements perdent leurs propriétés d'usure ou des défauts internes apparaissent. Des vibrations peuvent se produire en raison de surfaces inégales ou de fissures.

Diagnostic : Mesurez la température des roulements avec une caméra thermique. Si la température est supérieure à 40°C, cela peut être le signe d'un défaut.

Dommages potentiels : Une défaillance des roulements entraîne une défaillance de l'équipement, une usure des roulements et une perte d'énergie.

7.4. Résonance

Raison : La résonance se produit lorsque la fréquence de rotation de l'équipement coïncide avec la fréquence équivalente des éléments de l'équipement. Cela entraîne des vibrations à différentes fréquences, qui augmentent les vibrations.

Diagnostic : Utilisez l'analyse du spectre de vibration pour identifier les fréquences de résonance. Si la vibration se produit à une fréquence qui coïncide avec la fréquence de rotation, cela peut être un signe de résonance.

Dommages potentiels : La résonance entraîne une défaillance de l'équipement, une usure des roulements et une perte d'énergie.

8. Procédures de résolution étape par étape

8.1. Équilibrage

1. Équilibrez l’équipement rotatif avec un outil d’équilibrage.
2. Mesurez à nouveau la vibration après l'équilibrage.
3. Vérifiez que la vibration ne dépasse pas 5 mm/s.

8.2. Centrage

1. Mesurez l'excentricité de l'équipement rotatif.
2. Centrez l'arbre dans le plan approprié.
3. Mesurez à nouveau les vibrations après centrifugation.

8.3. Réparation de roulements

1. Mesurez la température des roulements.
2. Déclipsez les anciens roulements et installez les nouveaux.
3. Mesurez à nouveau la vibration après correction.

8.4. Correction de résonance

1. Utilisez l’analyse du spectre de vibration pour identifier la fréquence de résonance.
2. Modifiez la fréquence de rotation de l'équipement ou supprimez les nœuds qui provoquent une résonance.
3. Mesurez à nouveau la vibration après correction.

9. Mesures préventives

10. Pièces et composants de rechange

Accédez au catalogue électronique UNITEC-D pour plus de détails sur les composants disponibles.

11. Liens

• Certificats : CE, UKrSEPRO
• Normes : DSTU 3109-96, EN 13445, ISO 10816
• Liens supplémentaires : Manuel de réparation des équipements rotatifs, Guides de maintenance UNITEC-D