L’analyse vibratoire est une technique essentielle pour évaluer les vibrations émises par des machines tournantes comme les moteurs, pompes et compresseurs. Ces vibrations servent d’indicateurs de performance, révélant des anomalies telles que des désalignements, déséquilibres ou roulements endommagés, et jouent un rôle crucial dans la maintenance prédictive. Cette dernière vise à devancer les pannes, facilitant ainsi des interventions de réparation plus ciblées et opportunes.
Cet outil d’analyse se présente donc comme une solution de choix pour l’optimisation de la maintenance prédictive. À travers cet article, nous explorerons les fondements de l’analyse vibratoire, ses bénéfices majeurs, les étapes à suivre pour son implémentation, ainsi que divers cas d’utilisation. Vous apprendrez comment cette méthode peut prévenir les arrêts de production coûteux, améliorer l’efficacité et prolonger la durée de vie de vos installations, tout en assurant une haute fiabilité de vos machines.
Sommaire
Les bases de l’analyse vibratoire.
Qu’est-ce que la vibration ?
La vibration est un mouvement alternatif des particules d’un corps ou d’un milieu élastique autour d’un point d’équilibre. Elle peut être de nature déterministe, comme le mouvement périodique d’un pendule, ou aléatoire, nécessitant une analyse statistique, à l’instar du mouvement d’un pneu sur une surface gravillonnée.
Comment fonctionne l’analyse vibratoire ?
Pour mesurer les fréquences et détecter les anomalies dans les équipements, l’analyse vibratoire se sert de capteurs placés sur les points critiques des machines tournantes, comme les paliers ou les arbres. Ces données sont recueillies par des instruments spécialisés – collecteurs de données, analyseurs de spectre, ou oscilloscopes – et analysées grâce à des logiciels avancés. Les méthodes employées incluent l’analyse fréquentielle, pour identifier les sources de vibration à partir du signal, l’analyse temporelle, qui étudie les variations du signal dans le temps, et l’analyse spectrale, permettant d’isoler les pics de vibration caractéristiques de défauts spécifiques.
Les types de vibrations et leur signification.
Il y a principalement deux types de vibrations : les forcées et les naturelles. Les premières résultent d’une force externe agissant sur le système, comme les vibrations d’un moteur en marche, tandis que les secondes, ou résonances, surviennent quand le système vibre à sa fréquence naturelle, pouvant causer des vibrations excessives si cette fréquence coïncide avec celle de fonctionnement. Les vibrations varient en forme, amplitude, fréquence et phase selon leur origine et la nature du défaut. Un déséquilibre produira par exemple une vibration sinusoïdale, alors qu’un défaut de roulement se manifestera sous forme d’impulsions, signifiant des caractéristiques différentes en termes d’amplitude, de fréquence et de phase selon le problème rencontré.
Les avantages de l’analyse vibratoire.
Prévention des pannes et maintenance prédictive.
Fondamental pour prévenir les pannes, l’analyse vibratoire joue un rôle clé dans la maintenance prédictive (Voir aussi : Que faut-il mettre en place pour une maintenance prédictive ?). Cette technique consiste à surveiller les vibrations des machines pour identifier précocement toute anomalie. Cela permet d’intervenir avant que les problèmes s’aggravent, évitant ainsi des pannes coûteuses. Passer de la maintenance corrective à la maintenance prédictive signifie planifier des arrêts de maintenance à des moments stratégiques, en vue de réparer les équipements avant que des défaillances majeures ne surviennent. Cette stratégie réduit les coûts de maintenance, minimise les interruptions de production et améliore la disponibilité des équipements.
Augmentation de la durée de vie des machines.
L’analyse vibratoire contribue également à prolonger la durée de vie des machines. En identifiant et en corrigeant les problèmes de performance, comme les vibrations excessives qui peuvent causer une usure précoce, cette technique permet non seulement d’améliorer la performance mais aussi de prolonger la durée de vie des équipements. Elle offre la possibilité d’évaluer la durée de vie résiduelle des machines, permettant une maintenance basée sur l’état réel des équipements plutôt que sur un calendrier prédéfini.
Amélioration de la sécurité et de l’efficacité opérationnelle.
Un autre avantage remarquable de l’analyse vibratoire est son impact positif sur la sécurité et l’efficacité opérationnelle. En éliminant les équipements défaillants avant qu’ils ne représentent un danger, la sécurité des opérateurs et de l’environnement est garantie. De plus, cette pratique favorise une meilleure efficacité opérationnelle en diminuant les pertes d’énergie, les nuisances sonores et les risques de contamination liés aux vibrations, contribuant ainsi à améliorer la qualité des produits, la satisfaction client et la compétitivité de l’entreprise.
Les étapes de l’analyse vibratoire.
Collecte des données vibratoires.
L’analyse vibratoire commence par la collecte des données vibratoires des équipements rotatifs, réalisée à l’aide de capteurs spécifiques. Ces capteurs convertissent les mouvements vibratoires en signaux électriques, et doivent être sélectionnés puis positionnés selon le type et l’orientation des vibrations à mesurer. Les accéléromètres, qui enregistrent l’accélération des vibrations, sont les plus utilisés, bien que d’autres types de capteurs, comme ceux de vitesse et de déplacement, soient également disponibles.
Ces données sont ensuite acheminées vers des appareils de mesure spécialisés qui facilitent leur visualisation, enregistrement et analyse. Parmi ces instruments, on trouve des collecteurs de données, des analyseurs de spectre, des oscilloscopes et des systèmes de surveillance en continu. Il est crucial que ces outils effectuent des mesures précises, rapides et synchronisées, et qu’ils soient capables de stocker et de transférer les informations pour une analyse ultérieure.
Analyse et interprétation des données.
La seconde phase de l’analyse vibratoire repose sur l’analyse et l’interprétation des données recueillies, en se servant de logiciels d’analyse avancés. Ces derniers emploient des méthodes de traitement du signal pour déceler des informations vitales concernant l’état de fonctionnement des équipements, à travers des analyses fréquentielles, temporelles, spectrales ou modales.
Une bonne compréhension des caractéristiques mécaniques des machines et des divers dysfonctionnements possibles est essentielle pour interpréter correctement ces données. Ceci inclut l’identification des fréquences et amplitudes typiques des vibrations normales ou anormales, et leur association avec des sources spécifiques de vibration, comme des déséquilibres, des désalignements, des défauts de roulement ou du frottement.
L’étape nécessite également d’évaluer l’importance et la localisation des défauts, ainsi que leur évolution au fil du temps.
Mise en œuvre des actions correctives.
La troisième et dernière phase de l’analyse vibratoire est la mise en place d’actions correctives basées sur les résultats de l’analyse et de l’interprétation des données. Les interventions varient selon le type et la sévérité du défaut identifié, allant d’un simple contrôle visuel à des ajustements, resserrages, remplacements, réparations, ou même des changements dans la conception de l’équipement.
Il est impératif d’agir rapidement pour prévenir toute aggravation du problème, qui pourrait mener à des pannes ou des accidents.
L’exécution des mesures correctives doit être suivie d’un contrôle des vibrations pour confirmer l’efficacité des actions prises et assurer la résolution du problème. Le suivi permet aussi de programmer des maintenances préventives basées sur l’état réel des équipements, optimisant ainsi les coûts de maintenance, la disponibilité des machines et leur fiabilité.
Les étapes de l’analyse vibratoire.
L’analyse vibratoire est une méthode clé de maintenance prédictive. Elle exploite les vibrations émises par les machines en rotation pour identifier et prévenir les pannes potentielles. Cette approche est avantageuse pour plusieurs raisons, notamment la diminution des dépenses liées à la maintenance, l’extension de la durée de vie des équipements, et l’amélioration de la sécurité et de la productivité des opérations.
Ce processus se déroule en trois phases principales : la collecte des données de vibration, l’analyse et l’interprétation de ces données, et finalement, l’application des mesures correctives nécessaires.
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La mesure des vibrations sert à évaluer la condition des équipements et des structures, à identifier des sources de bruit ou de dysfonctionnement, et à faciliter des opérations techniques telles que le compactage ou le nettoyage. En détaillant le signal vibratoire en ses composantes fréquentielles, cette analyse révèle les dynamiques du mouvement oscillatoire et permet d’identifier d’éventuelles anomalies.
Pour évaluer la vibration, plusieurs techniques inspirées de la radiesthésie, l’art de détecter les ondes et énergies occultes, sont disponibles. L’utilisation d’un pendule en conjonction avec un biomètre de Bovis est l’approche la plus répandue. Ce dernier est un outil nommé d’après un scientifique français qui a exploré la fréquence vibratoire des êtres vivants. En plaçant simplement le pendule au-dessus de ce diagramme gradué en unités Bovis, on peut lui demander d’indiquer le niveau vibratoire de l’individu, de l’espace ou de l’objet analysé.
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