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RÉSUMÉ
Les vibrations générées par une machine en fonctionnement peuvent se transcrire par une signature vibratoire reflétant son comportement quant à ses jeux de fonctionnement, frottements ou chocs éventuels. La moindre modification de cette « signature » traduit la manifestation d’une anomalie au niveau des pièces en mouvement, anomalie pouvant déboucher sur une dégradation, voire une panne de l’équipement. L’analyse périodique de ces vibrations fournit ainsi un véritable indicateur concret de surveillance des défaillances, qu’il soit destiné à la prévention ou à l'urgence d'un diagnostic, permettant ainsi d’éviter bon nombre d’arrêts de production.
Le présent article se propose de montrer l’intérêt et les limites des différentes techniques vibratoires de surveillance périodique ou de diagnostic ponctuel. Cette présentation est concrétisée par diverses études de cas réels, par leur mise en œuvre et par la démarche utilisée pour l'élaboration du diagnostic.
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Vibrations generated by a machine in operation transcribe a vibratory signature, reflecting her behaviour in terms of its operating plays, frictions or shocks. The slightest modification of this “signature” reflects the manifestation of an anomaly in the moving parts, anomaly which can lead to degradation or even a breakdown of the equipment. Periodic analysis of these vibrations thus provides a real indicator for monitoring faults, whether prevention or diagnosis,thus making it possible to avoid many production failures.
This article proposes to show the interest and the limits of each of the different existing techniques and to illustrate by various real case studies their implementation and the approach used for the development of the diagnosis.
Auteur(s)
-
Alain BOULENGER : Ancien responsable du département Maintenance et diagnostics vibratoires chez AIF, Dynaé puis SKF
INTRODUCTION
Toutes les machines en fonctionnement génèrent des vibrations. Celles-ci, parce qu’elles sont représentatives des efforts dynamiques engendrés par les pièces en mouvement, occupent une place privilégiée parmi les paramètres à prendre en considération pour assurer une surveillance efficace du bon état de fonctionnement des machines. Cette place se justifie d’autant plus que toute modification de la « signature » vibratoire d’une machine constitue souvent la première manifestation physique d’une anomalie, cause potentielle, à plus ou moins long terme, d’une panne ou d’une dégradation préjudiciables soit à la production, soit à la longévité du matériel, soit à la qualité du produit fini, soit enfin à la sécurité du personnel.
Ces particularités font des techniques d'analyse des vibrations, qu'elles soient mises en place dans le but de suivre périodiquement l'évolution d’un indicateur sélectionné (ou d’un ensemble d’indicateurs) jusqu’au dépassement d’un seuil d’alarme, ou pour établir un diagnostic statuant sur la nature et la gravité d’une défaillance ainsi que sur l’urgence de l’intervention, l’un des principaux outils pour la prévention des pannes et l’étude de leur mode d’apparition.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
vibration | Monitoring | conditional maintenance
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2006 par Alain BOULENGER
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion4. Précautions de mesures
L’article [R 6 100] Surveillance vibratoire et maintenance prédictive des Techniques de l’Ingénieur a bien mis l’accent sur les causes des principaux défauts qui menacent les machines, défauts repris et illustrés par leur image vibratoire dans l’article [BR 5 145]. Nous avons vu, avec les exemples précédents, la pertinence et la qualité des interprétations qu’il est possible d’obtenir avec l’analyse des vibrations lorsque sont utilisés les outils et les techniques appropriés et choisis en fonction des difficultés de diagnostic et des enjeux économiques rencontrés. Cependant, l’analyse ne peut être correcte que si elle est faite à partir de bonnes mesures, effectuées dans les meilleures conditions possibles de représentation du signal émis par les efforts ou chocs générateurs de la vibration. Voilà pourquoi, bien que la mesure parfaite n’existe pas, il est néanmoins important d’essayer d’appliquer au mieux quelques règles et principes de bon sens qu’il n’est pas inutile de rappeler.
4.1 Notion de fonction de transfert
Les forces générées par un défaut mécanique ou électrique sur une machine surveillée ne « s’expriment », sur l’appareil de contrôle, qu’après avoir traversé la structure de la machine et la chaîne de mesures (capteurs, conditionneurs...). L’amplitude du signal induit par ces forces est donc modifiée (amortie ou amplifiée selon la nature des composants) par un coefficient qu’on appelle généralement la fonction de transfert. Cela veut dire que l’amplitude affichée sur l’appareil de mesures ne représente pas directement l’amplitude vibratoire de la force générant la vibration, celle-ci étant modifiée par le coefficient de la fonction de transfert...
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Précautions de mesures
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BIGRET (R.), FERON (J.l.), PACHAUD (C.) - Diagnostic maintenance, disponibilité des machines tournantes, modèles, mesurage, analyse des vibrations. - Masson (1994).
-
(2) - BOULENGER (A.) - Vers le zéro panne avec la maintenance conditionnelle. - Afnor (1988).
-
(3) - BOULENGER (A), PACHAUD (C.) - Surveillance des machines par analyse des vibrations. Du dépistage au diagnostic. - AFNOR (1993).
-
(4) - BOULENGER (A.) - Aide mémoire Maintenance Conditionnelle. - Dunod (2007).
-
(5) - BOULENGER (A.), PACHAUD (C.) - Aide mémoire surveillance des machines par analyse des vibrations. - Dunod (2008).
-
(6) - BOULENGER (A.), PACHAUD (C.) - Diagnostic vibratoire en maintenance préventive. - Dunod...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Vibrations mécaniques — Mesurage et évaluation des vibrations de machines — Partie 1 : lignes directrices générales. - ISO 20816-1 - 2016
-
Vibrations mécaniques — Mesurage et évaluation des vibrations de machines — Partie 2 : turbines à gaz, turbines à vapeur et alternateurs à paliers à film fluide excédant 40 MW pour applications terrestres, avec des vitesses nominales de fonctionnement de 1 500 r/min, 1 800 r/min, 3 000 r/min et 3 600 r/min. - ISO 20816-2 - 2017
-
Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les parties non tournantes — Partie 3 : machines industrielles de puissance nominale supérieure à 15 kW et de vitesse nominale de fonctionnement entre 120 r/min et 15 000 r/min, lorsqu'elles sont mesurées in situ. Amendement 1. - ISO 10816-3/A1 - 2017
-
Vibrations mécaniques — Mesurage et évaluation des vibrations de machines — Partie 4 : turbines à gaz à paliers à film fluide, excédant 3 MW. - ISO 20816-4 - 2018
-
Vibrations mécaniques — Mesurage et évaluation des vibrations des machines — Partie 5 : groupes de machines équipant des centrales hydroélectriques et des stations de pompage et de stockage. - ISO 20816-5 - 2018
ANNEXES
Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
ISO : http://www.iso.org
Fabricants – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)dB Vib : https://dbvib.com
01 db Métravib : https://01dbmetravib.com
Dynaé : https://fr.dynae.com
CSI : https://www.emerson.com
Brüel et Kjaer : https://www.bksv.com
SKF : https://www.skf.com
SPM Instrument : https://www.spminstrument.com
STD Ultrasound Solutions : https://stdultrasound.com
Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)CETIM (Centre technique des industries mécaniques) : https://www.cetim.fr
UTC (université de technologie de Compiègne) : https://www.utc.fr
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QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
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2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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