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7/30/2019 04 Fr Surveillance Machines
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01dB-Metravib
Analyse vibratoire desAnalyse vibratoire desmachines tournantesmachines tournantes
La Surveillance des MachinesLa Surveillance des Machines
Chapitre 4Chapitre 4
DTCT.A.05.09/SFO/001/Rev.C 12/07/06 - Chapitre 4
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4- Surveillance des Machines
2 2
01dB-Metravib
X Introduction
La mesure des vibrations
Les vibrations dune machinetournante sont limage desforces internes celle-ci.
Ces forces, reprsentatives du
comportement mcanique de lamachine, se transmettent durotor la structure au traversdes paliers.
Les vibrations seront doncmesures au niveau despaliers.
F
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3 3
01dB-Metravib
X Les mesures de vibrations absolues
Le type de capteur utilis pour lamesure des vibrations dpenddirectement du type de palierrencontr :
Les acclromtres permettentla mesure des vibrationsabsolues. Ils sont utiliss pourlinstrumentation des paliers roulement.
La mesure des vibrations
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4- Surveillance des Machines
4 401dB-Metravib
X Les mesures de dplacement relatives
La mesure des vibrations
Les sondes de dplacementpermettent la mesure desdplacements relatifs de larbredans le palier. Elles sont
utilises pour linstrumentationdes paliers fluides.
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4- Surveillance des Machines
5 501dB-Metravib
La mesure des vibrations
X Les mesures de dplacement relatives
Les sondes dedplacement permettentla mesure desdplacements des arbres
dans les paliers lisses.
Elles permettentnotamment la
visualisation de lorbitede larbre lorsquellessont utilises par pairedans une direction
radiale.
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6 601dB-Metravib
X Lacclromtre : Constitution
Les capteurs de vibration
Masse
mobileAmplificateur
Embasedefixation
Connecteur
Elmentpiezo-lectrique
Un lment piezo-lectrique est comprimpar une masse mobilesollicite par les vibrations
auxquelles est soumis lecapteur.
Llment piezo-lectriquedlivre une charge
lectrique, convertie entension, proportionnelleaux contraintes quil subit,et donc lacclration
locale au point de mesure.
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7 701dB-Metravib
X Lacclromtre : Principe de fonctionnement
Les capteurs de vibration
Remarque : Par sa constitution,lacclromtre mesure uneacclration selon un axe dfini, engnral perpendiculaire la surfacede fixation.
U = f(F)
F = M.
M = Cte
U = f1()
F
U
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8 801dB-Metravib
X Lacclromtre : La Bande Passante
Les capteurs de vibration
La bande passante correspond au domaine de frquencespour lequel la sensibilit du capteur demeure pratiquementconstante. Elle est souvent dfinie 10% ou 3dB.
Exemple : Bande passante 2Hz - 12kHz
30252015
1050
-5-10
0.1 1 10 100 1k 10k 100k
Dviation(dB)
Frquence(Hz)
FRES
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9 901dB-Metravib
X Lacclromtre : Linfluence du montage sur la B.P
Le mode de fixationde lacclromtre surla structure une
influence considrablesur la rponse ducapteur :Plus la fixation est
rigide, plus la rponseslargit vers leshautes frquences.
Les capteurs de vibration
n o p q r s
0.1 1 10 100 1k 10k 100k
n o
pq
rs
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10 1001dB-Metravib
X La sonde de dplacement : Constitution
Les capteurs de vibration
Sonde de dplacement
Cble dextension
Driver(Oscillateur/dmodulateur)
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4- Surveillance des Machines
11 1101dB-Metravib
X La sonde de dplacement : Principe de fonctionnement
Les capteurs de vibration
Une bobine situe dans latte de sonde produit unchamp lectromagntique.
Une surface mtalliqueplace dans ce champ estle sige de courantsinduits (courants de
FOUCAULT) qui modifientson intensit.
d
S
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12 1201dB-Metravib
X La sonde de dplacement : Principe de fonctionnement
Les capteurs de vibration
La variation du champlectromagntiquecorrespondante estmesure et linarise par
le driver qui fournit unetension proportionnelle la distance sonde-cible.
Il sagit donc dun capteursans contact.
U=F(d)
U
d
4 S ill d M hi
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13 1301dB-Metravib
X La sonde de dplacement : La Bande passante
Les capteurs de vibration
La bande passante de ce type de capteur est de lordre de[0-10kHz]. Nanmoins, la frquence maximale desphnomnes vibratoires observables en dplacementnexcde pas 1kHz .A titre dexemple, 100 g 10kHz
correspond 0.25 m en dplacement.
10
50
-5-10
0.1 1 10 100 1k 10k 100kFrquence
(Hz)
-15-20
1520
Sensibilit
(%)
4 S ill d M hi
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4- Surveillance des Machines
14 1401dB-Metravib
X La sonde de dplacement : Les diffrents montages
Les capteurs de vibration
On utilise les sondes de proximit dans diffrentesconfigurations selon le besoin :
Mesure de position et devibration radiale
Mesure de position axiale Prise dinformation
vitesse et rfrence dephase
Mesure daffaissement detige de piston
Mesures de dilatationdiffrentielle stator/rotor
4 S ill d M hi
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15 1501dB-Metravib
X La sonde de dplacement : Les mesures radiales
Les capteurs de vibration
On utilise gnralement deux sondes en X-Y 90 : La composante continue
du signal (Gap) fournit
la position moyenne delarbre dans ses paliers.
La composante
alternative du signal(Vib) fournit ledplacement relatif crte crte de larbre autour
de sa position moyenne.
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16 1601dB-Metravib
X La sonde de dplacement : Les mesures axiales
Les capteurs de vibration
On utilise gnralement deux sondes en redondance : La composante continue
du signal (Gap) fournitla position axialemoyenne de larbre etpermet de surveiller lesusures de butes.
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4- Surveillance des Machines
17 1701dB-Metravib
X La sonde de dplacement : Les mesures de vitesse
Les capteurs de vibration
On utilise gnralement une sonde dispose en radial et unrepre sur l arbre ralis par usinage. Le passage du repre
devant la sonde gnre
un chelon de tension.
Ce Top peut treutilis pour le calcul de
la vitesse, ou commerfrence de phase pourlquilibrage du rotor etlanalyse transitoire.
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18 1801dB-Metravib
X La sonde de dplacement : Les mesures daffaissement
de tige de piston ( Rod Drop Monitoring )
Les capteurs de vibration
Lusure des segments porteurs provoque laffaissementprogressif de la tige de piston. La sonde de
proximit mesure lavariation de laposition de la tigedans le temps.
La position de latige lors de lamesure est toujoursla mme grce autop-tour utilis.
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4- Surveillance des Machines
19 1901dB-Metravib
X La sonde de dplacement : Les mesures de dilatation
thermique
Les capteurs de vibration
Les sondes de proximit permettent de mesurer lesdilatations thermiques diffrentielles rotor/stator sur lesturbomachines.
4 Surveillance des Machines
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20 2001dB-Metravib
X Localisation des points de mesure
Les points de mesure
Les mesures de vibrations sont ralises au droit des paliersde la machine.
Moteur 3000 tr440VAC - 70A
Type 405TS
Palier
1
Palier
2
Palier
3
Palier
4
Numrotation
des paliersMachine
entranante
Machineentrane
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21 2101dB-Metravib
X Direction des points de mesure
Les points de mesure
Les capteurs utiliss mesurent les vibrations selon unedirection, gnralement confondue avec leur axe desymtrie.
On distingue diffrentes directions de mesure pour unmme point de mesure physique.
Il serait souhaitable de raliser les mesures de vibrations
selon les trois directions possibles. Pour des raisons detemps et de cots, on se limite gnralement une seuledirection de mesure par palier : La direction radialeoblique constitue le plus souvent un bon compromis.
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4 Surveillance des Machines
22 2201dB-Metravib
X Direction des points de mesure pour un acclromtre
Les points de mesure
Radialoblique
AxialRadialHorizontal
Radialvertical
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23 2301dB-Metravib
X Direction des points de mesure pour une sonde de
dplacement
Les points de mesure
Axial
RadialX
RadialY
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24 2401dB-Metravib
X Direction des points de mesure : Exemple
Les points de mesure
Moteur 3000 tr440VAC - 70AType 405TS
Palier1
Palier2
Palier3
Palier4
1V
1H
2V
2H
2A3A
3V
3H
4V
4H
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4 Surveillance des Machines
25 2501dB-Metravib
X Introduction
Les appareils de mesure
On distingue fondamentalement deux types de surveillance :
Le type de surveillance appliquer une machine dpendplusieurs critres parmi lesquels :
La criticit de la machine dans le process La maintenabilit de la machine Les consquences dune panne en termes de scurit La stratgie de lentreprise
Surveillance on-line Surveillance off-line
La surveillance peut en outre tre continue ou priodique.
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Su e a ce des ac es
26 2601dB-Metravib
X La surveillance on-line
Les appareils de mesure
Les capteurs sont installs demeure sur les machines etconnects un systme de surveillance.
Moteur 3000 tr440VAC - 70AType 405TS
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27 2701dB-Metravib
X La surveillance off-line
Les appareils de mesure
Les mesures sont releves intervalles rguliers par unoprateur quip dun collecteur de donnes.
Moteur 3000 tr440VAC - 70AType 405TS
n o
prq
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28 2801dB-Metravib
X Les fonctionnalits des appareils de surveillance
Les appareils de mesure
Les appareils de mesure, on-line ou off-line ralisent lesfonctions suivantes :
Conditionnement des capteurs : Alimentation,surveillance de la ligne, filtrage.
Filtrage (analogique et/ou numrique)AmplificationNumrisationStockageTraitements spcifiques : Intgration, calcul dnergie,
FFT, dtection crte,...Comparaison des seuils pr-dfinis pour mission
dalarmes (systmes on-line)
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29 2901dB-Metravib
X Couplage des appareils
Les appareils de mesure
Lensemble des donnes vibratoires et process peuvent trearchives, traites et affiches grce des logicielsdapplication spcifiques tels que EDiag.
Off-line
On-line
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30 3001dB-Metravib
X Introduction
Les paramtres de surveillance
Les paramtres de surveillance sont dfinis au niveau de labase de donnes. Ils fixent :
Les caractristiques du signal mesurer : Capteur, grandeur mesure, type de dtection
La format de lacquisition : Temporel, spectre, ordre, enveloppe.
Les caractristiques de lacquisition : Frquence, taille du bloc,fentrage,
La nature et les caractristiques des informationsextraites des acquisitions :
Amplitudes maxi, moyenne ou RMS, nergie,amplitude une frquence donne, traitement du
signal spcifique (Facteur dfaut, Kurtosis,)
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31 3101dB-Metravib
X Le type de capteur
Les paramtres de surveillance
Le type de capteur utilis dpend du type de paliers de lamachine :
Sonde de dplacementpour les paliers lisses
Acclromtre pour lespaliers roulement
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32 3201dB-Metravib
X La grandeur mesure
Les paramtres de surveillance
Selon le type de capteur utilis, le signal utile peut treexprim en :
Acclration (g)
Vitesse (mm/s) Dplacement (m)
pour un acclromtre
Dplacement (m)
pour une sonde de dplacement
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33 3301dB-Metravib
X La grandeur mesure : Influence sur la bande passante
Les paramtres de surveillance
Le choix de lunitnest pasindiffrent. Lesmesures en
acclration sont privilgier, lesmesures en vitesseet en dplacement
attnuant lesphnomnes defrquencesleves. 100 100010 10000
Acc.Acc.
Vit.(1/F)
Vit.(1/F)
Dp.(1/F2)
Dp.(1/F2)
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34 3401dB-Metravib
X Le type de dtection
Les paramtres de surveillance
Le type de dtection doit tre clairement identifi parmi : Lamplitude crte A0-p Lamplitude crte crte Ap-p La valeur moyenne A moy
La valeur efficace Aeffou Arms A0-pA
p-pA
rmsEn pratique, on utilise souvent :
Lamplitude crte crte Ap-p pour les mesures issues desondes de dplacement (en dplacement).
La valeur efficace Arms pour lesmesures issuesdacclromtres (enacclration, vitesse oudplacement);
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35 3501dB-Metravib
X Le format de lacquisition
Les paramtres de surveillance
Les mesures vibratoires sont stockes dans la base sousforme de fichiers (numriques) horodats et associs unpoint de mesure. Les signaux peuvent tre sous deuxformes :
Signal frquentiel (spectre)Signal temporel
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36 3601dB-Metravib
X Le niveau global : Introduction
Les paramtres de surveillance
Le niveau global constitue le premier indicateur de svritvibratoire car il quantifie lnergie vibratoire globale dusignal.
RMS
NiveauGlobalFiltrage Dtection RMS
PV-BG
Le rsultat de ce traitement est une valeur numrique
unique.
Il peut tre labor partir du signal temporel :
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37 3701dB-Metravib
X Le niveau global : Grandeur de mesurage et filtrage
Les paramtres de surveillance
Le niveau global peut tre exprim selon les 3 grandeurs demesurage courantes : Acclration Vitesse
DplacementLe choix de la grandeur nest pas indiffrent en raison delinfluence de lunit sur les frquences mises en vidence.
Le filtrage opr pour la mesure de niveau global diffreselon lunit utilise : Niveau global Acclration (exemple): [2-20000] Hz Niveau global Vitesse (normalis): [10-1000] Hz
Niveau global Dplacement (exemple) : [3-300] Hz
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38 3801dB-Metravib
X Le niveau global : Dtection RMS (Root Mean Square)
Les paramtres de surveillance
La dtection RMS consiste calculer la valeur efficace partirdu signal temporel sur une dure T. Elle s exprime par :
a(t)
T
T = constante de
temps, suprieure la priode maximaledes principalescomposantes du
signal a(t).
Arms=
1
T 0
T
a2
(t).dt
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39 3901dB-Metravib
X Le niveau global : laboration partir du spectre
Les paramtres de surveillance
Le niveau global peut aussi tre calcul partir du spectreen frquence.Il correspond alorsau calcul dune
nergie sur uneplage de frquencescorrespondant lagrandeur mesure.
Ex : Niveau Global Vitesse sur [10-1000]Hz
Remarque : La dure dintgration est dans ce cas rduite.
Ni
10 Hz 1000 HzFi
NGVit=23
.F=10
F=1000
(Ni)2
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40 4001dB-Metravib
X Le niveau global : Application au suivi des machines
Les paramtres de surveillance
Les niveaux globaux sont des indicateurs simples pourle suivi des machines :
z Traitement du signal simple et peu coteuxz Rsultat numrique unique
Ils ne permettent pas le diagnostic prcis de loriginedes dfauts ou des volutions constates.
Ils permettent nanmoins dorienter le diagnostic.
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41 4101dB-Metravib
X Le niveau global : Utilisation des niveaux globaux
BalourdTourbillon dhuile
FouettementAccouplementDesserrage
BalourdTourbillon dhuile
AlignementAccouplementDesserrageEngrnement PV
Passages pales PV
RoulementsEngrnement GV
CavitationTurbulencesFrottementsPassages pales GV
volutionNG dplacement volutionNG vitesse volutionNG acclration
Moyennes frquencesBasses frquences Hautes frquences
Les paramtres de surveillance
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42 4201dB-Metravib
X Amplitude des raies discrtes
Les paramtres de surveillance
F1 F2 F3
A1A2
A3
Balourd Lignage Engrnement Dfaut lectrique
La mesure de lamplitude de certaines raies du spectrepermet le suivi des phnomnes priodiques :
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43 4301dB-Metravib
X Niveau dnergie dans une bande de frquences
Les paramtres de surveillance
FiFMax
Ni
FMin(pour Hanning)
E =
Il est utilis pour le suivi des phnomnes alatoires : Roulements Cavitation,...
Le niveau dnergiedans la bande[Fmin;FMax] estdonn par :
23
.FMin
FMax(Ni)2
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44 4401dB-Metravib
X Analyse frquentielle
Les paramtres de surveillance
Chaque point de mesure aura donc un certain nombre deparamtres associs selon les dfauts recherchs :
Des raies pour lesphnomnes
priodiques Balourd Lignage Engrnement
Des niveaux dnergiepour les phnomnesalatoires
Roulements Cavitation
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45 4501dB-Metravib
X Choix des paramtres de surveillance
Les paramtres de surveillance
Une analyse cinmatique de la machine permet de dfinirles paramtres utiles la surveillance.
Elle repose sur la connaissance des lments suivants : Elments constitutifs de la machine :
Elments mcaniques, chanes cinmatiques,dimensions
Paramtres de fonctionnement : Vitesse, puissance, charge
Manifestations des phnomnes attendus Frquences caractristiques, typologie spectrales
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46 4601dB-Metravib
X Lanalyse cinmatique : Exemple dun moto-ventilateur
Les paramtres de surveillance
Moteur1489 tr/mn
Transmissionpar courroies
Moteur 3000 tr440VAC - 70AType 405TS
Ventilateur1164 tr/mn
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47 4701dB-Metravib
X Lanalyse cinmatique : Exemple dun moto-ventilateur
Les paramtres de surveillance
F1
3.F1
F1
F1 =24.81 Hz
2.F1 =49.62 Hz3.F1 =74.43 Hz
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48 4801dB-Metravib
X Lanalyse cinmatique : Exemple dun moto-ventilateur
Les paramtres de surveillance
F2
2.F2
F2 =19.43 Hz
2.F2 =38.86 Hz
F2
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49/85
49 4901dB-Metravib
2.FA4.FA
X Lanalyse cinmatique : Exemple dun moto-ventilateur
Les paramtres de surveillance
2.FA=100 Hz
2.FA
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50 5001dB-Metravib
X Lanalyse cinmatique : Exemple dun moto-ventilateur
Les paramtres de surveillance
Fenc=1092.5 Hz
44 encoches
FencFenc
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51 5101dB-Metravib
X Introduction
Linterprtation des mesures
Les paramtres tant dfinis, la surveillance consiste :Collecter priodiquement les mesures permettantlextraction des paramtres.
Comparer les valeurs des seuils pr-dfinis
Suivre lvolution dans le temps des valeurs atteintespour chacun deux (historiques dvolution).Interprter les volutions et dpassements de seuils
(laboration du diagnostic).
Analyser les spectres et signaux temporels acquis pouraffiner ou confirmer le diagnostic.
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52 5201dB-Metravib
X Lanalyse des tendances
Linterprtation des mesures
Lanalyse dans le temps des courbes dvolution desparamtres de surveillance fournit des indicationsprcieuses pour le diagnostic.
temps
SeuilEvolutionMachine A
EvolutionMachine B
Quelle estla machinecritique ?
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53 5301dB-Metravib
X La comparaison aux seuils
Linterprtation des mesures
Les seuils pr-dfinis sont gnralement au nombre dedeux : Seuil Alarme
Indique quun changement significatif est intervenu.
La machine peut gnralement continuer defonctionner durant la phase danalyse du problme.
Niveau au del duquel la poursuite dufonctionnement de la machine peut provoquer uneavarie. Une intervention pour rduire les vibrationsou arrter la machine est requise.
Seuil Danger (ou Dclenchement)
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54 5401dB-Metravib
X La dtermination des seuils
Linterprtation des mesures
Ils peuvent provenir :De normes : ISO - API : Ces normes sont prsentes et
explicites dans la section suivante.
De prconisations constructeur
Dun tat de rfrence : Les valeurs des seuils sontextrapoles des valeurs des paramtres prleves un
moment ou ltat de linstallation tait jug satisfaisant.La mthode dextrapolation dpend du type de machineet fait grandement appel lexprience de l utilisateur.
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55 5501dB-Metravib
X La dtermination des seuils partir dun tat de rfrence
Linterprtation des mesures
Sur une machine en bon tat, fonctionnant en rgimestabilis sa charge nominale : Faire un relev IO du paramtre dans les conditions de
mesurages qui seront celles de la surveillance : Direction,
fixation du capteur, Positionner la valeur du seuil Alarme SAL la valeur la plusfaible entre 2.I0 et la valeur Non Acceptable donnepar la norme.
Positionner la valeur du seuil Danger SDG la valeur 2,5.SAL
SAL = Min.[2.IO ; non acceptable selon la norme]SDG= 2.5 X SAL
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56 5601dB-Metravib
X La dtermination des seuils : Exemple
Linterprtation des mesures
2.5 X SAL
X2Niveau derfrence
Seuil Alarme
Seuil Danger
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57 5701dB-Metravib
X Rfrences normatives : Normes ISO
Les normes
Les normes ISO pertinentes sont les suivantes :
ISO 10816 : Vibrations mcaniques - Evaluation des vibrationsdes machines par mesurages sur les parties non tournantes
ISO 10816-1 : Directives gnralesISO 10816-2 : Turbo-alternateurs excdant 50MWISO 10816-3 : Machines industrielles de puissance nominale
suprieure 15kW et de vitesse nominale entre120 et 15000 tr/mn mesures in situ
ISO 10816-4 : Ensemble des turbines gaz hors aronautiqueISO 10816-5 : Groupes gnrateurs de puissance et
installations de pompage hydraulique
ISO 10816-6 : Machines alternatives excdant 100 kW
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58 5801dB-Metravib
X Rfrences normatives : Normes ISO
Les normes
ISO 7919 : Vibrations mcaniques des machines nonalternatives - Mesurages sur arbres tournants et critresdvaluation
ISO 7919-1 : Directives gnralesISO 7919-2 : Turbo-alternateurs installs sur fondation radierISO 7919-3 : Machines industrielles couplesISO 7919-4 : Turbines gazISO 7919-5 : Machines quipant les centrales lectriques et les
stations de pompage
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59 5901dB-Metravib
X Rfrences normatives : Normes ISO
Les normes
ISO 8579-2 : Code de rception des engrenages - Partie 2 :Dtermination des vibrations mcaniques d une transmissionpar engrenages au cours des essais de rception
ISO 14694 : Ventilateurs industriels - Spcifications pour la
qualit de l quilibrage et les niveaux de vibrations
ISO 2954 : Vibrations mcaniques des machines tournantes oualternatives - Spcifications des appareils de mesurage delintensit vibratoire.
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60 6001dB-Metravib
X Rfrences normatives : Normes API
Les normes
API STANDARD 613 : Special Purpose Gear Units forPetroleum, Chemical, and Gas Industry Services - Jun.1995
API STANDARD 612 : Special Purpose Steam Turbines forPetroleum, Chemical, and Gas Industry Services - Jun.1995
Les normes API pertinentes sont les suivantes :
API STANDARD 610 : Centrifugal Pumps for Petroleum, HeavyDuty Chemical and Gas Industry Services - 1994
API STANDARD 611 : General Purpose Steam Turbines forPetroleum, Chemical, and Gas Industry Services -
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61 6101dB-Metravib
X Rfrences normatives : Normes API
Les normes
API STANDARD 617 : Centrifugal Compressors for Petroleum,Chemical, and Gas Service Industries - Fev.1995
API STANDARD 616 : Gas Turbines for Petroleum, Chemical,and Gas Industry Services - Aug.1998
API STANDARD 618 : Reciprocating Compressors forPetroleum, Chemical, and Gas Service Industries -
API STANDARD 619 : Rotary-Type Positive DisplacementCompressors for Petroleum, Chemical, and Gas IndustryServices -1995
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62 6201dB-Metravib
X Rfrences normatives : Normes APILes normes
API STANDARD 670 : Machinery Protection Systems - Dec.2000
API STANDARD 671 : Special-Purpose Couplings for Petroleum,Chemical, and Gas Industry Service - Oct.1998
API STANDARD 673 : Special-Purpose Centrifugal Fans forGeneral Refinery Service - Jan.1982
API STANDARD 672 : Packaged, Integrally Geared CentrifugalPlant and Instrument Air Compressors for General RefineryService
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63 6301dB-Metravib
X Rfrences normatives : Normes APILes normes
API STANDARD 675 : Positive Displacement Pumps -Controlled Volume
API STANDARD 676 : Positive Displacement Pumps - Rotary
API STANDARD 678 : Accelerometer-Based VibrationMonitoring system
API STANDARD 674 : Positive Displacement Pumps -Reciprocating
API STANDARD 677 : General-Purpose Gear Units for General
Refinery Service
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X Rfrences normatives : Normes APILes normes
API STANDARD 684 : Tutorial on the API Standard ParagraphsCovering Rotor Dynamics and Balancing :An introduction to Lateral Critical and Train Torsional Analysisand Rotor Balancing
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65 6501dB-Metravib
X La norme ISO 10816 : Evolutions de la normeLes normes
La norme internationale ISO 10816 (1995) remplace lanorme ISO 2372 (1974).Lvolution du texte porte sur les points suivants :
Evaluation de la svrit vibratoire selon 2 critres : Niveaux vibratoires absolus Evolution des niveaux vibratoires dans le temps
Ouverture lutilisation de paramtres de mesure autres : Acclration ou dplacement en bande large Paramtres Acclration, vitesse ou dplacement en
bande fine
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66 6601dB-Metravib
X La norme ISO 10816 : volutions de la normeLes normes
Ces volutions ont pour objectif de permettre :
Une meilleure adquation de la norme aux machines vitesse lente ou rapide ( 600 tr/mn ou 12000 tr/mn)
La prise en compte de lvolution des moyens de mesureet notamment la gnralisation de lutilisation desanalyseurs de frquences.
La reconnaissance des spcificits des diffrentescatgories de machine selon leur type, leurs conditionsd installation et leurs paramtres de fonctionnement.
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67 6701dB-Metravib
X La norme ISO 10816 : Principes de surveillanceLes normes
Lvaluation des vibrations repose sur les principes suivants :
Ces valeurs limites sont dfinies en fonction descharges dynamiques acceptables sur les paliers et duniveau acceptable de transmission des vibrations au
radier et aux fondations. Comparaison de lvolution des amplitudes vibratoires
des valeurs limites : Critre 2
Mesure de vitesse vibratoire large bande Comparaison des valeurs limites tablies pour
diffrentes classes de machines, en fonction de leur type
et de leur puissance : Critre 1
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68 6801dB-Metravib
Vitesseenmm/s
Zone A
Zone B
Zone CZone D
FL FX FY FUF0
VRMS :Vitesse acceptableVA : Vitesse efficace constantepour la zone A qui sappliqueentre FX et FYG : Paramtre de zonedpendant de la machineExemples :z G=1 pour zone Az G=2.56 pour zone B
z G=6.4 pour zone Ck et m constantes dpendantesdu type de machine
X La norme ISO 10816 : Forme gnrale des critresLes normes
VRMS=VA.G. FZFX
FYFW
.k m
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69 6901dB-Metravib
X La norme ISO 10816 : Dfinition des zonesLes normes
Zone A : Niveaux vibratoires pour machines neuvesZone B : Niveaux vibratoires acceptables pour un service
de longue dure sans restrictions de dureZone C : Niveaux vibratoires non acceptables pour un
service de longue dure en continu. La machinepeut toutefois continuer fonctionner pendantune dure limite.
Zone D : Niveaux vibratoires suffisants pour endommagerla machine : La machine doit tre arrte.
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70 7001dB-Metravib
X La norme ISO 10816 : Application de la normeLes normes
Les directives gnrales sont tablies dans la partie 1.Les critres de mesurage et dvaluation sont donnes dansles parties complmentaires consacres aux diffrentescatgories de machines :
ISO 10816-1 : Directives gnralesISO 10816-2 : Turbo-alternateurs excdant 50MWISO 10816-3 : Machines industrielles excdant 15kW et de
vitesse nominale entre 120 et 15000 tr/mn
ISO 10816-4 : Ensemble des turbines gaz hors aronautiqueISO 10816-5 : Groupes gnrateurs de puissance etinstallations de pompage hydraulique
ISO 10816-6 : Machines alternatives excdant 100 kW
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71 7101dB-Metravib
X La norme ISO 10816-2 : Turbo-alternateurs installs surfondation radier, excdant 50 MW
Les normes
Mesure de la vitesse efficace VRMS en rgime defonctionnement nominal stable
Mesures bande large [10-A] Hz - A 500 Hz Les limites des zones sont donnes en fonction de la
vitesse de rotation de la machine :z 1500 / 1800 tr/mnz 3000 / 3600 tr/mn
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72 7201dB-Metravib
X La norme ISO 10816-2 : Turbo-alternateurs installs surfondation radier, excdant 50 MW
Les normes
Limite de zone1500 / 1800 tr/mn 3000 / 3600 tr/mn
A/B 2.8 3.8
B/C 5.3 7.5C/D 8.5 11.8
VRMS (mm/s)
A
B
CD
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73 7301dB-Metravib
X La norme ISO 10816-3 : Machines industrielles de puissancenominale suprieure 15 kW et de vitesse nominale entre
120 tr/mn et 15000 tr/mn lorsquelles sont mesures in situ
Les normes
Mesure de la vitesse efficace VRMS et du dplacementefficace DRMS en rgime de fonctionnement nominalstable
Mesures bande large [10-1000] Hz si V 600 tr/mn Mesures bande large [2-1000] Hz si 120 < V < 600 tr/mn Les limites des zones sont donnes par groupes de
machines en fonction du type de support.
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74 7401dB-Metravib
X La norme ISO 10816-3 : Machines industrielles de puissancenominale suprieure 15 kW et de vitesse nominale entre
120 tr/mn et 15000 tr/mn lorsquelles sont mesures in situ
Les normes
Groupe 1 : Machines de grande dimension de puissancesuprieure 300 kW ; Machines lectriques de hauteur daxe H 315 mm
Type de support Limite de zone DRMS (m) VRMS (mm/s)Rigide A/B 29 2.3Rigide B/C 57 4.5
Rigide C/D 90 7.1Souple A/B 45 3.5Souple B/C 90 7.1Souple C/D 140 11.0
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75 7501dB-Metravib
X La norme ISO 10816-3 : Machines industrielles de puissancenominale suprieure 15 kW et de vitesse nominale entre
120 tr/mn et 15000 tr/mn lorsquelles sont mesures in situ
Les normes
Groupe 2 : Machines de taille moyenne dune puissancenominale suprieure 15 kW et jusqu 300 kW ; Machineslectriques de hauteur daxe 160 mm
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76 7601dB-Metravib
X La norme ISO 10816-3 : Machines industrielles de puissancenominale suprieure 15 kW et de vitesse nominale entre
120 tr/mn et 15000 tr/mn lorsquelles sont mesures in situ
Les normes
Groupe 3 : Pompes roue ailette (centrifuges, hlicodes ouaxiales, avec entranement spar, dune puissance nominalesuprieure 15 kW
Type de support Limite de zone DRMS (m) VRMS (mm/s)Rigide A/B 16 2.3Rigide B/C 36 4.5
Rigide C/D 56 7.1Souple A/B 26 3.5Souple B/C 56 7.1Souple C/D 90 11.0
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77 7701dB-Metravib
X La norme ISO 10816-3 : Machines industrielles de puissancenominale suprieure 15 kW et de vitesse nominale entre
120 tr/mn et 15000 tr/mn lorsquelles sont mesures in situ
Les normes
Groupe 4 : Pompes roue ailette (centrifuges, hlicodes ouaxiales, avec entranement intgr, dune puissancenominale suprieure 15 kW
Type de support Limite de zone DRMS (m) VRMS (mm/s)Rigide A/B 11 1.4Rigide B/C 22 2.8
Rigide C/D 36 4.5Souple A/B 18 2.3Souple B/C 36 4.5Souple C/D 55 7.1
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78 7801dB-Metravib
X La norme ISO 10816-4 : Ensemble des turbines gaz, lexception des turbines drives de celles utilises en
aronautique Mesure de la vitesse efficace VRMS en rgime de
fonctionnement nominal stable
Mesures bande large [10-B] Hz - B 6xF0
La vitesse de rotation de larbre doit tre comprise entre3000 tr/mn et 20000 tr/mn
F0 : Frquence max. de rotation de larbre
Les normes
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79 7901dB-Metravib
X La norme ISO 10816-4 : Ensemble des turbines gaz, lexception des turbines drives de celles utilises en
aronautique
Les normes
Limite de zone
A/B 4.5B/C 9.3C/D 14.7
VRMS (mm/s)
Note : Ces valeurs sappliquent aux mesures en
direction radiale sur les paliers de larbre, et auxmesures en direction axiale sur les paliers debutes.
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80 8001dB-Metravib
X La norme ISO 10816 : Application du critre 2Les normes
Le critre 2 est fond sur une volution des amplitudes
vibratoires par rapport une valeur de rfrence pr-tablie.
La norme prcise quune variation (en plus ou en moins)des niveaux vibratoires suprieure 25% de la valeursuprieure de la zone B (indique dans les tableaux) estconsidre comme significative, surtout si cette variationest rapide.
Il convient alors deffectuer une analyse des causes et demettre en place des actions correctives si ncessaire.
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X La norme ISO 10816 : Annexe provisoireLes normes
La norme ISO 10816-1 prvoit la dfinition des critres
dvaluation par types de machines dans des partiescomplmentaires spcifiques.
En labsence de critres spcifiques pour un type de machinedonn, la norme prvoit lutilisation de critres issus de laprcdente norme ISO 2372 :
Mesure de la vitesse vibratoire efficace sur [0-1000]Hz
Classifications des machines en 4 classes Critres dvaluation constants par classe de machine
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X La norme ISO 10816 : Annexe provisoireLes normes
Classification des machines Classe 1 (ou groupe K) : Petites machines telles que
moteur lectriques jusqu 15kW Classe 2 (ou groupe M) : Machines de taille moyenne, de
15kW 75kW, ou grandes machines jusqu 300kW surassises spciales
Classe 3 (ou groupe C) : Grandes machines sur fondationsrigides et lourdes oprant une vitesse infrieure lafrquence propre de la fondation
Classe 4 (ou groupe T) : Grandes machines oprant unevitesse suprieure la frquence propre de la fondation(ex : turbo-machines)
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X La norme ISO 10816 : Annexe provisoireLes normes
V
itesseenm
m/s
0.280.450.71
1.121.82.84.57.1
11.2182845
A
B
C
D D
C
B
A
D
C
B
A
D
CB
A
Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4
Critres dvaluation : Limites des primtres de zones
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84 8401dB-Metravib
X La norme ISO 10816 : La dtermination des seuilsLes normes
Les parties supplmentaires de lISO 10816 fournissent des
lignes directrices pour le positionnement des seuils :
Seuil AlarmeA 25% de la limite suprieure de la zone B au dessus duniveau de rfrence (niveau atteint par la machine en bontat).En labsence de niveaux de rfrence, entre 1 et 1.25 fois lalimite suprieure de la zone B.
Seuil DangerValeur non lie au niveau de rfrence : Entre 1 et 1.25 foisla limite suprieure de la zone C.
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85 8501dB-Metravib
X La norme ISO 10816 : La dtermination des seuilsLes normes
Niveau derfrence
Seuil Alarme
Seuil Danger
1 1.25 xlimite C/D
0.25 x limite B/C