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Auteur(s)
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Henri-Pierre RAMELLA : Ingénieur, EDF
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Lire l’articleINTRODUCTION
La turbine à vapeur est un des matériels stratégiques des installations de production d’énergie électrique. Son indisponibilité entraîne la perte de la production d’énergie, contrairement à d’autres matériels (pompes alimentaires, pompes de circulation assistée, ventilateurs...) dont la redondance permet de poursuivre l’exploitation des installations soit à pleine charge, soit éventuellement à charge partielle.
Par ailleurs, la turbine peut être le siège d’incidents graves, qualifiés d’accidents majeurs, caractérisés par la destruction de la machine, voire l’émission de projectiles des parties tournantes. Ces accidents, heureusement rares, présentent des risques notables pour la sécurité des personnes et l’intégrité des installations.
La maintenance des turbines à vapeur revêt un caractère important qui vise les deux objectifs suivants :
-
la prévention des accidents majeurs. Il s’agit d’assurer la sécurité des personnes et des biens en prenant les dispositions pour éviter l’émission de projectiles par les rotors ;
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la limitation des indisponibilités fortuites et de leurs conséquences économiques.
Plus généralement, cette préoccupation d’éviter l’accident majeur est également prise en compte dans la conduite des groupes turboalternateurs par la mise en oeuvre de moyens de surveillance et la réalisation d’essais périodiques des systèmes de sécurité.
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3. Composants de la turbine
3.1 Parties mobiles (ou rotors)
Nous avons vu précédemment (§ 1.1) que l’ampleur des accidents majeurs est la conséquence des niveaux d’énergie emmagasinés dans les rotors. Nous nous intéressons ici aux actions de maintenance qui concernent ces seuls composants, destinées à garantir leur intégrité, sachant que la maintenance visant à limiter les risques d’emballement de la ligne d’arbres est traitée dans le paragraphe relatif aux organes d’admission vapeur (§ 3.2).
Les turbines à vapeur sont équipées de rotors construits selon trois types de conception :
-
rotor monobloc forgé ;
-
rotor à disques frettés ;
-
rotor soudé.
Ces différentes conceptions, qui dépendent de la dimension des pièces et de la maîtrise technique correspondante des constructeurs, sont déterminantes pour la définition des zones sensibles à contrôler sur ces composants.
HAUT DE PAGE3.1.1 Fissuration transverse à l’axe d’un rotor
Cette fissuration, de direction transverse à l’axe du rotor, se propage par fatigue en flexion alternée. Le développement de ce type de défaut peut conduire, dans le cas extrême, à la rupture de l’arbre du rotor et engendrer la destruction complète de la ligne d’arbres.
La première disposition consiste à réaliser et à maintenir un lignage rigoureux de la ligne d’arbres. Un désalignement des paliers engendre en effet une augmentation des contraintes de flexion alternée dans les rotors (§ 3.3).
La maintenance préventive a pour objet de détecter le développement de ces défauts dans les zones sensibles des rotors et de surveiller l’apparition d’anomalies dans le comportement vibratoire de la machine.
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Inspection des zones sensibles
La recherche des défauts est conditionnée par la technique de fabrication des rotors...
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