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-
- 3 -
+ " # ! ! " #" " $
Maintenance corrective ou curativeEffectue aprs les pannes
Maintenance prventive ou systmatiqueEffectue intervalles
rguliers
Maintenance prdictive ou conditionnelleEffectue selon la
condition des quipements
Maintenance proactiveAmlioration, modification des quipements ou
leurs composantes, dans le but daugmenter la longvit
-
- 4 -
La maintenance prdictive ou conditionnelleLes appareils pour
connatre la condition des quipements rotatifs
Tournevis loreille Stthoscope Appareil de mesure des vibrations
globales
Mthodes et appareils plus rcents
Analyseur spectral Suivi de la condition des huiles et analyse
ferrographique Collecteur de donnes, logiciel et systme expert pour
les
vibrations Thermographie
-
- 5 -
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-
- 6 -
$17 $18
$11$13
$7 $8
$0
$5
$10
$15
$20
Correctif Prventif Prdictif
" ! * !
5 ! * !
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G C4C "
-
- 7 -
La maintenance prventive, comparativement la maintenance
corrective, produit des conomies de 28 35 pour-cent.
La maintenance prdictive, comparativement la maintenance
corrective, produit des conomies de 50 61 pour-cent.
La maintenance prdictive, comparativement la maintenance
prventive, produit des conomies de 30 36 pour-cent.
! ' " $ F # 0" ##"
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
P
o
u
r
c
e
n
t
a
g
e
d
c
o
n
o
m
i
e
Correctif Prventif PrdictifType dentretien
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-
- 8 -
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-
- 9 -
Condition dopration normale DtriorationRodage
! " #" " $ $ " # " " ))
Temps
La remise en condition priodique (maintenance prventive), cause
de 20% 25% des problmes des machines. Avec la maintenance
conditionnelle, les quipements sont inspects pour utiliser
pleinement la priode dopration normale.Les dommages sont dtects au
dbut de la priode de dtrioration, laissant suffisamment de temps
pour la planification.
La courbe de Bathtub
-
- 10 -
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-
- 11 -
0 10 20 30 40 50 60
5 1222
60
70
80
90
100
110
120
130
140
SPECTREVIBRATIONTHORIE DE BASE
-
- 12 -
Qu'est-ce que la vibration?Mouvement rptitif dansun milieu
lastique.Oscillation mcanique autour d'unpoint dquilibre.Pour les
machines, les vibrations sontle rsultat des forces
dynamiquesproduites par les lments tournants
VIBRATION = MOBILIT x FORCE
-
- 13 -
TempsTemps
Avec un systme masse-ressort, si nous observons le dplacement
vertical en fonction du temps, nous pouvons observer une onde
sinusodale.
32I;
32I,
32I8
2
2I8
2I,
2I;
2I22 2I8 - 2I-2 2I6 - 1I22
$ "
'
*
$
Vibration simple
-
- 14 -
A
PMH
REPOS
PMB
LLLA
LLLA
TTT(1 CYCLE)(1 CYCLE)(1 CYCLE)
TDCPMH
BDCBDCBDCPMB
TTT(1 CYCLE)(1 CYCLE)(1 CYCLE)
T(1 CYCLE)
T(1 CYCLE)
TempsTempsTempsTemps
La priode, est le temps T pour effectuer un cycle complet..
32I;
32I,
32I8
2
2I8
2I,
2I;
2I22 2I8 - 2I-2 2I6 - 1I22
$ "
'
*
$
T(1 CYCLE)
T(1 CYCLE)
A
A
PMH
PMB
REPOS
Vibration simple
A
-
- 15 -
Vibration simple
Temps
Dans ce cas-ci, nous pouvons observer que le temps pour
effectuer un cycle, la priode, est plus court et que lamplitude est
plus petite.
32I;
32I,
32I8
2
2I8
2I,
2I;
2I22 2I8 - 2I-2 2I6 - 1I22
$ "
'
*
$
-
- 16 -
Dplacementmaximal
vers le haut
Dplacementmaximal
vers le bas
Temps
Sur une machine, de mme manire que pour un systme masse-ressort,
si nous observons le dplacement vertical en fonction du temps, nous
pouvons observer une onde sinusodale.
La priode est le temps requis pour effectuer un cycle
complet
Les units sont des secondes / cycle
Sur cette machine, nous supposons que la seule force prsente est
le dsquilibre.
Vibration simple
-
- 17 -
Temps
Avec deux systmes masse-ressort diffrents, chaque masse aura une
amplitude et une priode qui lui sont associes.
32I;
32I,
32I8
2
2I8
2I,
2I;
2I22 2I8 - 2I-2 2I6 - 1I22
$ "
'
*
$
Vibration complexe
-
- 18 -
Temps
En calculant la somme des amplitudes, de chaque masse, chaque
instant, il est possible de constater que le trait vert est la
somme du trait bleu et du trait rouge.
32I;
32I,
32I8
2
2I8
2I,
2I;
2I22 2I8 - 2I-2 2I6 - 1I22
$ "
'
*
$
Vibration complexe
-
- 19 -
Temps
Ces deux systmes masse-ressort produiront donc une oscillation
rsultante. Cette onde ntant plus une simple onde sinusodale, il
devient alors difficile de connatre lamplitude et la priode qui
sont associes chaque masse.
32I;
32I,
32I8
2
2I8
2I,
2I;
2I22 2I8 - 2I-2 2I6 - 1I22
$ "
'
*
$
Vibration complexe
-
- 20 -
0 0.25 0.5 0.75 1
Temps (Secondes)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
Time DomainSAMPLEID: 243 MOTEUR COAAPR 28 1989 13:24:52
Pouces/sec. S/W CIRC PUMP #2 LR: AXIAL RPM: 1720
Vibration complexe
En gnral, sur une machine, il y a plusieurs forces qui
produisent des vibrations : le dsquilibre, les roulements, les
forces hydrauliques etc. Ces forces produiront une onde rsultante
qui sera difficile interprter.
-
- 21 -
Domaine du temps - Domaine de la frquence
Frquence (Hz)
V
L
O
C
I
T
(
V
d
b
)
Pour notre systme masse-ressort, au lieu dobserver le dplacement
en fonction du temps, nous pouvons observer le dplacement en
fonction de la frquence. Au lieu de connatre le temps requis pour
effectuer un cycle, nous allons connatre le nombre de cycles
effectus dans une priode de temps dfinie.
32I;
32I,
32I8
2
2I8
2I,
2I;
2I22 2I8 - 2I-2 2I6 - 1I22
$ "
'
*
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'
*
$
I
! " #$ % &
10 3 42 5 6 8 97 100
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
-
- 22 -
Domaine du temps - Domaine de la frquence
Nous savons que la petite masse prend moins de temps que la plus
grosse pour effectuer un cycle. Ainsi, pour une priode de temps
dfinie, elle aura le temps deffectuer plus de cycles. Sa frquence,
le nombre de cycles par unit de temps, sera donc plus grande.
Nous pouvons constater que lamplitude de la petite masse est
plus petite que celle produite par la grande masse, tout comme dans
le domaine du temps.
10 3 42 5 6 8 97 100
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
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32I;
32I,
32I8
2
2I8
2I,
2I;
2I22 2I8 - 2I-2 2I6 - 1I22
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*
$
'
*
$
I
-
- 23 -
Temps
Domaine du temps - Domaine de la frquence
Si nous transformons londe rsultante des deux masses du domaine
du temps au domaine de la frquence, nous constatons que
linformation, propre chacune des masses, a t conserve.
10 3 42 5 6 8 97 10
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
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*
$
I
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32I;
32I,
32I8
2
2I8
2I,
2I;
2I22 2I8 - 2I-2 2I6 - 1I22
$ "
'
*
$
-
- 24 -
Domaine du temps - Domaine de la frquence
Temps (secondes)
2
1
0
1
2
1
Temps (secondes)
2
1
0
1
2
1
Temps (secondes)
2
1
0
1
2
1
Temps (secondes)
2
1
0
1
2
1
1
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Frquence (Hz)
1
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Frquence (Hz)
1
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Frquence (Hz)
1
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Frquence (Hz)
-
- 25 -
Domaine du temps - Domaine de la frquence
+7 *
" $ ! '
!
'
)
#
*
-
- 26 -
60
70
80
90
100
110
120
130
140
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
VdB S/W CIRC PUMP #4 LR:AXIAL CPM: 1800 Ampl: 103.2 VdBRMS:
120.1 VdB S/N: 1234567890 SAMPLE SPECTRAL
ID: 243 MOTOR, FREE END MAR 01 1987 15:29:00
CPM ( X1000)
v
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
0 0.25 0.5 0.75 1
Temps (Secondes)
Time DomainSAMPLEID: 243 MOTOR, FREE END
APR 28 1989 13:24:52
In/sec S/W CIRC PUMP #2 LR: AXIAL RPM: 1720
Domaine du temps - Domaine de la frquence
Domaine du temps
Domaine de la frquence
-
- 27 -
60
70
80
90
100
110
120
130
140
0 5 10 15 20 25 30
VdB
CPM (x 1000)
SPECTRAL
MOTEURENGRENAGE
COMPRESSEUR
Frquences forcesCompresseur d'air centrifuge
Dans le domaine de la frquence, mme si plusieurs forces sont
prsentes, il demeure possible dinterprter les rsultats.
#* 16 A 2 ! ' *
18 ; 22
-
- 28 -
E #)#! ' 7 * ' * $ #* * " $ & $ )$ ! ' )#
Les units sont des secondes / cycle
Domaine du temps - Domaine de la frquence
E ! " K ! ( $ & $ ) ' * * " ' + #! ' ' + $ 7 *
Hertz = cycles/seconde CPM = cycles/minute 1 Hz = 60 CPM
-
- 29 -
22.22 msecT =Affichage: TempsAcquisition:23-01-9817:50Cr.-Cr.:
30.07Charge: 100%RPM: 2695RPS: 44.91
La frquence dun signal est dfinie comme tant linverse de la
priode
La priode de 1 cycle (T) = 22.22 msec ou 0.02222 sec
Donc.....
F = 1/T ou
F = 1/ 0.02222sec. = 45 Hz
! ! "
' " !
))< ! ' * $
# ( " (&
Domaine du temps - Domaine de la frquence
-
- 30 -
Normalisation par ordres
Normalisation par ordres
Non-normalis
10 ordres
0 - 30,000 CPM
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
Ordres
SPECTRAL
60
70
80
90
100
110
120
130
140
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 5 10 15 20 25 30
VdB
CPM (x 1000)
SPECTRAL
1x = 3000 cpm2x = 6000 cpm3x = 9000 cpm4x = 12000cpmetc...
-
- 31 -
UNITS D'AMPLITUDE
(Crte) Cr = A (Crte Crte) Cr-Cr = 2 x A(Moyenne) Moy. = 0.318 x
A(Moy. quadratique) RMS = 0.707 x A
Cr = 1.414 x RMS
Temps
A
-A
Cr-Cr
CrMoyenne
RMS
0.707
0.318
1 tourde larbre
Mesure damplitude
-
- 32 -
UNITS D'AMPLITUDERelations
2
Dplacement (pouces (cr-cr))ou distance
(d)
Vlocit (pouces/sec. (cr))ou dplacement/temps
(2 f) x d + 90
Acclration (g ou pouces/sec. )ou vlocit/temps
(2 f) x d + 180 o
o
2
-
- 33 -
E # K @ * " ##+ ( # " BJ * " ! ! " # " " + B" " $ # " *
#! ' * )+ 7 * " $
K + ' )$ ! " # #5 ' ! + " ! ))< ! ' * $
K + ) $ #+ " ' * $ C $ "
K 0$ $ + )+ # " "
K > #L 2J $ > #
K & " " 7 * #7 * L 2I6 26 M > #
K > #J > #L 8 I2M > #
UNITS D'AMPLITUDE
-
- 34 -
Pourquoi la vlocit ?Meilleure reprsentation desforces qui
causent des dommages
Linaire sur toute la plaged'opration pour la plupartdes
machines
-
- 35 -
Pourquoi la vlocit ?Plage dopration courante pour des machines
rotatives industrielles.
Dplacement
(millime de
pouces Cr
-Cr) Acclr
ation (
G RMS
)
Vlocit (pouces/sec. Cr)Amplitude des
vibrations(chelle logarithmique)
Frquence (Hz)(chelle logarithmique)
-
- 36 -
SSTG #2
VdB
CPM (x 1000)
SSTG #2
Velocit (pouces/sec. Cr.)
60
70
80
90
100
110
120
0 10 20 30 40 50 600.0001
0.001
0.01
0.1
0 10 20 30 40 50 60
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0 10 20 30 40 50 60
SSTG #2
CPM (x 1000)CPM (x 1000)
LINAIREOU
LOG.?
VdB = 20*Log.((pouces/sec.)/Rfrence) (Rf.:39.37e-8
pouces/sec.(RMS))
Velocit (pouces/sec. Cr.)
-
- 37 -
=
!"
dB
Exercice avec une rfrence de #$%# $%&
%# $%&
%# $%& '
%# $ %&( )
-
- 38 -
Table de conversion
VdBPouces/sec. Cr.
Mm/sec. RMS Cote +VdB Fois plus
80 0.006 0.10 BON 6 285 0.010 0.18 BON 10 390 0.018 0.32 BON 12
495 0.031 0.56 BON 16 6
100 0.06 1.00 Acceptable 20 10105 0.10 1.78 Acceptable 30 32108
0.14 2.51 Tolrable 40 100110 0.18 3.16 Tolrable 60 1000115 0.31
5.62 Tolrable116 0.35 6.31 Excessif120 0.56 10.00 Excessif124 0.88
15.85 Extrme125 0.99 17.78 Extrme130 1.76 31.62 Extrme135 3.13
56.23140 5.57 99.99145 9.90 177.81
-
- 39 -
& ' 0" ! # " )+ * 5 ( # " K ! ' )#* + ' )$ ! " #B + ) $ #+ B
$ $ + )+ # "
K + 7 * " $ 4N B B
K " ) ' / + B "
:" #+ 0! ' )#* K + ' )$ ! " # ))< ! ' * $ 3
! + #7 * O! $ "
K + ) $ #+ * $ C $
! + #7 * O! ! C $ I
K $ $ + )+ # " I
! + #7 * O! C $ I8
-
- 40 -
2 12 8 2 %2 ,2 -2 ; 2
5 1222
; 2
6 2
A 2
9 2
122
112
18 2
1%2
1,2VdB
SPECTRALTABLISSEMENT D'UN PROGRAMME
INTRODUCTION
-
- 41 -
0 100 150 20060
70
80
90
100
110
120
130
SPECTRAL140
VdBQUIPEMENTS POUR LA COLLECTE
50
-
- 42 -
L'ORDINATEURE $ ) ! " #" " $ $ " # " " ))
( # " B)* ( " #B#/ ! ' / B#$
E " #" #)' ! ! # " ! $ / "
! ! $ / " B5 B#& ' # # J $ #* B( " + 7 * " $ B#$
E #( )#)$ ! ! * " $ # " $ )$ ))$ #*
E $ / ) " ! # " )# J )$ " # " ! $ / "
' ' # + #$ # " * # ! #7 * B * ' ' # * )$ " # " ! $ / "
' * #' * " & #< ! 5 ' #
-
- 43 -
Capteur de dplacement
Mesures relative du dplacement
Enroulement de fil
-
- 44 -
Capteur de dplacement Gnralement utilis avec des machines
paliers lisses Requiert normalement une installation
permanente tendue de frquence de 0 1000 Hz Requiert un
traitement du signal
Sensibilit normale 200 mV par mille
-
- 45 -
Capteur de vlocit
N
S
Enroulement de fil
Aimant permanent entredeux ressorts
-
- 46 -
Capteur de vlocit
Gnre son propre signal - Aucun traitement du signal requis
tendue de frquence de 10 Hz-1000Hz La calibration dpend de la
temprature De grande dimension et lourd Coteux Mauvaise rponse en
frquence Mauvaise rponse en phase
-
- 47 -
ACCLROMTRE
- - - -
- -
-
-
-
-
-
-
--
-
- - - - - -
-
-
-
-
-
--
-- -
-
--
-- -
-
-
-
-
-
--
-
-
FORCE
-----
MASSELMENT
PIZO-LECTRIQUE
DBITD'LECTRON
TYPE COMPRESSION
-
- 48 -
Acclromtre Piezo-Electric
Type compression
Masse sismique
lment de cristal
Base
Amplificateur ICP
Gougeon de montage
Ressort de pr-charge
-
- 49 -
Type cisaillement
Masse sismique
lments de cristal
Base
Gougeon de montage
Acclromtre Piezo-Electric
-
- 50 -
1
2 3
ACCLROMTRES TRIAXIALLe capteur triaxial est compos de trois
acclromtres.
Ancien modle de capteur mont sur un bloque triaxial
-
- 51 -
tendu de frquence trs grande Rponse en frquence trs rgulire
Fonctionnement stable avec le temps La calibration demeure stable
avec le temps La rsonance dpend de la base de montage
Acclromtres
-
- 52 -
Rponse en frquence des acclromtres
pi= =
Plage de frquence utilisable
1 Hz FrFr/3 chelle de frquences logarithmique
Systme un degr de libert
La limite en bassefrquence, dpend du capteur mme.
La limite en haute frquencedpend du capteur et du type de
fixation.
Frquence de rsonance
-
- 53 -
1 Hz FrFr/3 chelle de frquences logarithmique
Pour un mme capteur, la plage de frquence utilisable peut tre
considrablement rduite selon le type de fixation utilise.
Frquence de rsonance
Plage de frquence utilisable
FrFr/3
Rponse en frquence des acclromtres selon le type de fixation
-
- 54 -
Rponse en frquence selon le type de fixationPour un mme capteur,
voici un exemple des frquences maximales qui peuvent tre mesures
selon les types de fixations,.
Ces deux types de fixation ont les dfauts suivant : la frquence
maximale est frquemment, ou toujours, dans la plage de frquence d
intrt. Cette frquence maximale peut varier d une collecte l
autre.
Par contre : Elles sont faciles utiliser et rapides.
Pour ces deux types de fixation :La plage de frquence utilisable
est excellente et les rsultats sont stables d une collecte l
autre.
Par contre :
Il faut coller la machine des pastilles de fixations
permanentes.
Aimant surface plane / pastilles de fixation colles
Tige Aimant surface courbe
Dconnexion rapide
Pastilles de fixation colle
Pastilles de fixation visses
Courtoisie de la compagnieRponse en frquence maximale
(a l intrieur de +3dB)
-
- 55 -
Prcision du diagnostiqueTriaxial vs Deux axes vs Un axe
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4 5 6Nombre daxes collects
R
P
A
R
A
T
I
O
N
S
R
E
C
O
M
M
A
N
D
A
D
T
I
O
N
(
e
n
p
o
u
r
c
e
n
t
)
2 Axes Radial sur le moteur et
la pompe 3 Axes
Radial et Axial sur le moteur, Radial sur la pompe
4 Axes Radial et Axial sur le
moteur et sur la pompe
6 Axes Radial, Axial et
Tangentiel sur la pompe et le moteur
**Publi dans le magazine P/PM TECHNOLOGY 1995Pour 262 machines,
ingnieurs et analystes, ont vrifi, indpendamment les uns des
autres, la prcision des diagnostiques automatiques.
-
- 56 -
Pastilles de fixation et capteur triaxial
Pour une bonne plage de frquence et des
rsultats qui se rptent dune collecte
lautre de manire fiable il faut :
Des pastilles de fixation
Pour avoir un bon rendement
Tous les axes doivent tre collects
Pour limiter le nombre de pastilles
installer
Un capteur traxial peut tre utilis
Avec une seule pastille tous les axes
sont collects.
Tous les axes sont toujours collects.
Avec lutilisation d un collecteur
triaxial, les trois axes sont collects
en mme temps ----- conomie de
temps importante.
-
- 57 -
top viewAttachment
Screw
AlignmentKey
side view
3
2
Pastilles de fixation et capteur triaxial
Chaque acclromtre du capteur triaxial sont numrots
Canal 1
Canal 2 Canal 3
-
- 58 -
AXES
RADIAL
AXIAL TANGENTIEL
-
- 59 -
Canal 1
Canal 2
Canal 3
Tangentiel
Numrotation et axes
-
- 60 -
2 12 8 2 %2 ,2 -2 ; 2
CPM (x 1000)
; 2
6 2
A 2
9 2
122
112
18 2
1%2
1,2VdB
SPECTRAL
COLLECTE DE DONNESPRPARATION
-
- 61 -
Choix de la position de mesure
-
- 62 -
Choix de la position de mesureBonne transmission des
vibrationsAxes bien alignsAccessibilitEspacement suffisant pour
l'acclromtreScuritPas de surchauffe ou de fuites
-
- 63 -
Choix de la position de mesure
-
- 64 -
Installation des pastilleset codes barres
-
- 65 -
@ : : P 3 3
@ : : P 3 B
: 3
4:Q
?
-
- 66 -
LOCALISATION DES PASTILLESNUMROTATION
MOTEUR
POMPE
RDUCTEUR
RDUCTEUR
MOTEUR
MOTEUR MOTEUR
MOTEUR
POMPE
POMPE
POMPE
POMPE
1
1
2
1 2 3 4
5 6 7 8
1 2 3 4
5
6
2 3 4
3
4
11 2
34
-
- 67 -
0
1
2
3 45
6
7
3 45
6
7
0
1
2
3 45
6
7
012
3 4 56
7012
3 4 56
7
0
1
2
3 4
5
6
70
1
2
0
1
2
3 45
6
7
012
3 4 56
7012
3 4 56
7
CONDITIONSD'OPRATION
-
- 68 -
Inspection visuelleTemprature des roulements
Temprature des lubrifiants
Corrosion de la base ou des fixations
Fuites
Irrgularit d'opration Bruits
Commentaires des oprateurs
Indicateurs
-
- 69 -
0 10 20 30 40 50 60
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
SPECTRAL
DES VIBRATIONSANALYSE
INTRODUCTION
-
- 70 -
0 10 20 30 40 50 60
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
SPECTRAL
VALIDIT DES DONNES
-
- 71 -
VALIDIT DES DONNESSOURCES DE DONNES ERRATIQUES
Acclromtre mal fix Acclromtre surchauff Mauvaise condition
d'opration de la machine
Mauvaise orientation
Bande de frquences mal choisie Mauvaise position de mesure
-
- 72 -
VALIDIT DES DONNESPlancher des spectres anormalement lev - pente
de ski -
Acclromtre mal fix
Les acclromtres sont sensibles aux grandes variations
"Pente de ski" sans crtes lisibles:acclromtre localis un endroit
chaud
de temprature. Limite de 120 0 C
Crte fondamentale la mauvaise frquence:machine vitesse
variable
Mauvaise condition de test
Symptmes de mauvaises donnes
-
- 73 -
VALIDIT DES DONNESSymptmes de "donnes erratiques"
Variation subite des amplitudesMauvaise condition d'opration
Les axes semblent changes:pastille de fixation remplace.
Mauvaise dfinition des axes
Les spectres n'incluent pas toutesles frquences forces.Bande de
frquences mal choisie
Perte d'information, vibration excessivene provenant pas de la
machine mme, mais du milieu
Mauvais choix de localisation
-
- 74 -
VALIDIT DES DONNESACCLROMTRE MAL FIX
0 2 4 6 8 10 12
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
-
- 75 -
VALIDIT DES DONNESACCLROMTRE SURCHAUFF
0 2 4 6 8 10 12
CPM (x 1000)
50
60
70
80
90
100
110
120VdB
-
- 76 -
0 10 20 30 40 50 60
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
SPECTRAL
IDENTIFIER LA CRETEDU PREMIER ORDRE
-
- 77 -
IDENTIFIER LA CRTE DU PREMIER ORDREMACHINE AVEC UN SEUL
ARBRE
VITESSE NOMINALE DU MOTEUR: 1780 RPM
0 2 4 6 8 10 12
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
-
- 78 -
IDENTIFIER LA CRTE DU PREMIER ORDREMACHINE AVEC UN SEUL
ARBRE
VITESSE NOMINALE DU MOTEUR = 1780 RPM
0 2 4 6 8 10 12
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
12
3
4
-
- 79 -
0 10 20 30 40 50 60
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
SPECTRAL
MACHINE AVECPLUSIEURS ARBRES
-
- 80 -
IDENTIFIER LA CRTE DU PREMIER ORDREMACHINE AVEC PLUSIEURS
ARBRES
VITESSE NOMINALE DU MOTEUR : 1780 RPM
0 2 4 6 8 10 12
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
-
- 81 -
IDENTIFIER LA CRTE DU PREMIER ORDRE
VITESSE NOMINALE DU MOTEUR: 1780 RPM
0 2 4 6 8 10 12
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140
MACHINE AVEC PLUSIEURS ARBRESVdB
MOTEUR = 1780 RPMRAPPORT DE RDUCTION = 2.3 A 1
POMPE = 774 RPMAUBES DE L'IMPULSEUR = 6
-
- 82 -
VITESSE NOMINALE DU MOTEUR = 1780 RPM
0 2 4 6 8 10 12CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
2
3
MACHINE AVEC PLUSIEURS ARBRES
4
IDENTIFIER LA CRTE DU PREMIER ORDREMOTEUR = 1780 RPM
RAPPORT DE RDUCTION = 2.3 A 1POMPE = 774 RPM
AUBES DE L'IMPULSEUR = 6
1
-
- 83 -
VITESSE NOMINALE DU MOTEUR : 1780 RPM
0 2 4 6 8 10 12
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
MACHINE AVEC PLUSIEURS ARBRES
120
130
140VdB MOTEUR = 1780 RPM
RAPPORT DE RDUCTION = 2.3 A 1POMPE = 774 RPM
AUBES DE L'IMPULSEUR : 6
112.3
X RPM MOTEUR = RPM POMPE(1780 RPM / 2.3 = 774 RPM)2
3
IDENTIFIER LA CRTE DU PREMIER ORDRE
-
- 84 -
VITESSE NOMINALE DU MOTEUR = 1780 RPM
0 2 4 6 8 10 12
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
2
4MOTEUR = 1780 RPM
MACHINE AVEC PLUSIEURS ARBRES
RAPPORT DE RDUCTION = 2.3 A 1POMPE = 774 RPM
AUBES DE L'IMPULSEUR = 6
3
1
IDENTIFIER LA CRTE DU PREMIER ORDRE
-
- 85 -
VITESSE NOMINALE DU MOTEUR = 1780 RPM
0 2 4 6 8 10 12
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
2
MACHINE AVEC PLUSIEURS ARBRESMOTEUR = 1780 RPM
RAPPORT DE RDUCTION = 2.3 A 1POMPE = 774 RPM
PALES DE L'IMPULSEUR = 6 16 X RPM POMPE = FREQ. PALES
6 X 774 RPM = 4644 CPM34
IDENTIFIER LA CRTE DU PREMIER ORDRE
-
- 86 -
0 10 20 30 40 50 60
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
SPECTRAL
DES VIBRATIONSANALYSE
3 problmes courants
-
- 87 -
0 10 20 30 40 50 60
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
SPECTRAL
DSQUILIBRE
-
- 88 -
DSQUILIBREVitesse de l'arbre - directions radiales &
tangentielles.
-
- 89 -
DSQUILIBREAMPLITUDE LA VITESSE DE ROTATION
RADIAL ET TANGENTIEL DOMINANT
0 2 4 6 8 10 12
CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
-
- 90 -
DSQUILIBRE STATIQUE
X
DSQUILIBRE
-
- 91 -
DSQUILIBREDSQUILIBRE DYNAMIQUE
X
X
-
- 92 -
DSQUILIBREDSQUILIBRE AVEC PORTE--FAUX
Dflection angulaire, augmentation 1X en axial
-
- 93 -
0 10 20 30 40 50 60
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
SPECTRAL
DSALIGNEMENT
-
- 94 -
DSALIGNEMENT2 X vitesse de rotation - directions : radiale &
tangentielle1 X vitesse de rotation - direction axiale surtout
1X
2X
2X
-
- 95 -
DSALIGNEMENTPARALLLISME
Stress
Stress
Relax
Relax
Relax
RVOLUTION
0
90
180
270
360
o
o
o
o
o
UNE
VNEMENTSDEUX
-
- 96 -
DSALIGNEMENT - PARALLLISME -AMPLITUDE 2X LA VITESSE DE
ROTATION
RADIAL OU TANGENTIEL DOMINANT
0 2 4 6 8 10 12
CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
-
- 97 -
DSALIGNEMENTANGULAIRE
Relax
MAXIMAL
Relax
RVOLUTION
0
90
180
270
360
o
o
o
o
o
UNE
VNEMENTUN
Stress
Stress
STRESS
-
- 98 -
DSALIGNEMENT - ANGULAIRE -AMPLITUDE A 1X LA VITESSE DE
ROTATION
- DIRECTION AXIALE -
0 2 4 6 8 10 12
CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
-
- 99 -
0 10 20 30 40 50 60
CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
SPECTRAL
PROBLMESDES ROULEMENTS
-
- 100 -
ROULEMENTAmplitudes qui ne sont pas des multiples
entiers de 1 X larbrePeut se produire dans les trois axes
Prsence de bandes latrales
-
- 101 -
Piste interne
Bague interne
Cage
Piste externe
Bague externe
Joint dtanchit
Diamtre dalsage
Cot de la piste interne
Ct de la piste externe
Diamtre extrieur
Billes
PROBLMES DES ROULEMENTSPrincipales composantes dun roulement
billes
-
- 102 -
PROBLMES DES ROULEMENTS
SKF 307
Pour chaque tour d'arbre (exemple):La cage tourne .383 fois
FTF
Les billes tournent 2.02 fois (spin) BSF7.4 billes passent sur
un dfaut de la piste interne BPFI
L'irrgularit des billes frappe 4.04 fois EDF
4.6 billes passent sur un dfaut de la piste externe BPFO
-
- 103 -
PROBLMES DES ROULEMENTSAMPLITUDES DES FRQUENCES QUI
BANDES LATRALES DE 1X
0 2 4 6 8 10 12
CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
NE SONT PAS DES MULTIPLES ENTIERS DE 1X L'ARBRE
-
- 104 -
PROBLMES DES ROULEMENTSAMPLITUDES DES FRQUENCES QUI
BANDES LATRALES DE 1X
0 2 4 6 8 10 12
CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
4.6X BPFO
-1-2 +1
+2
1X
2X
3X4X
6X5X
FRQUENCE DU ROULEMENT
NE SONT PAS DES MULTIPLES ENTIERS DE 1X L'ARBRE
-
- 105 -
PROBLMES DES ROULEMENTSAMPLITUDES DES FRQUENCES QUI
BANDES LATRALES DE 1X
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
NE SONT PAS DES MULTIPLES ENTIERS DE 1X L'ARBRE
-
- 106 -
PROBLMES DES ROULEMENTSAMPLITUDES DES FRQUENCES QUI
BANDES LATRALES DE 1X
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
8 8 I8 ? B 4 @ : R 1?
44.4x
66.6x
22.2x
-1x +1x
NE SONT PAS DES MULTIPLES ENTIERS DE 1X L'ARBRE
+2x+3x-2x
-3x
22.2x = 3 * 7.4
-
- 107 -
PROBLMES DES ROULEMENTSDESSERRAGE
FRACTION DE 1X (1/2,1/3,1/4...)
0 2 4 6 8 10 12
CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130VdB
-
- 108 -
PROBLMES DES ROULEMENTSDESSERRAGE
FRACTIONS DE 1X (1/2,1/3,1/4...)
0 2 4 6 8 10 12
CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130VdB
1X 2X
3X 4X
5X
-
- 109 -
PROBLMES DES ROULEMENTSROULEMENTS DSALIGNS
2X ARBRE LEV + FRQUENCES DU ROULEMENT
0 2 4 6 8 10 12CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
-
- 110 -
PROBLMES DES ROULEMENTSROULEMENTS DSALIGNS
2X ARBRE LEV + FRQUENCES DE ROULEMENT
0 2 4 6 8 10 12CPM ( X 1000 )
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
1X2X
ROULEMENT4X
3X
-
- 111 -
PROBLMES DES ROULEMENTSMACHINE AVEC DEUX ARBRES
FRQUENCES DU ROULEMENT + BANDES LATRALES DE 1X
0 2 4 6 8 10 12CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
-
- 112 -
PROBLMES DES ROULEMENTSMACHINES AVEC DEUX ARBRES
FRQUENCES DU ROULEMENT + BANDES LATRALES DE 1X
0 2 4 6 8 10 12CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
1xM
-
- 113 -
PROBLMES DES ROULEMENTSMACHINE AVEC DEUX ARBRES
FRQUENCES DU ROULEMENT + BANDES LATRALES DE 1x
0 2 4 6 8 10 12CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
1xM
1xP
-
- 114 -
PROBLMES DES ROULEMENTSMACHINE AVEC DEUX ARBRES
FRQUENCES DU ROULEMENT + BANDES LATRALES DE 1X
0 2 4 6 8 10 12CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
FRQUENCE DU ROULEMENT1xM
1xP
-
- 115 -
PROBLMES DES ROULEMENTSMACHINE AVEC DEUX ARBRES
FRQUENCES DU ROULEMENT + BANDES LATRALES DE 1X
0 2 4 6 8 10 12CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140VdB
FRQUENCE DU ROULEMENT1xM
1xP + BANDES LATRALES DE 1XM+ 1X
+ 2X
- 1X
- 2X
-
- 116 -
Amplitudes globales et spectrales
# $ % & # " " % % ' % % # % % $ ( & $ % $ ) % '* & %
% ! % % % % % % % % % '
0 2 4 8 10 12CPM (x 1000)
60
70
80
90
100
110
120
130
140
6
VdB140
130
120
110
100
90
80
70
60
VdB
! ' )#* ) ( )
-
- 117 -
Alarmes globales
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-
- 118 -
Alarmes globales
% % % 5 * % # , ( % % % " # $ % / 0 4 '6 2 ! " 3 0 7 7 * 8 '
-
- 119 -
Alarmes globales
* ( ! " 3 0 7 7 * 8 ( # % % # ( % % & '
-
- 120 -
Alarmes globales # ! " 3 0 7 7 * 8 " % 9 9 % ! % ( & % *
'
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-
- 121 -
Alarmes globalesCette amplitude de 123.8VdB une frquence de
7200CPM est produite par un dfaut de nature lectrique.
La valeur globale et son alarme ragissent donc un dfaut de
nature lectrique.
-
- 122 -
Alarmes globales
Par contre, pour plusieurs composantes mcaniques, 120VdB, il est
trop tard....Les amplitudes globales et leurs
alarmes sont des informations utiles. Cependant, il nest pas
possible dtablir un programme de surveillance fiable bas seulement
sur ce type dinformations.
Avant que la valeur globale , qui est de 124VB, naugmente 125VdB
lors des collectes venir, un autre dfaut devra atteindre au moins,
120VdB.
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Alarmes spectrales
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Alarmes spectrales
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- 125 -
Tendances -Valeurs globales
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Tendances - Spectres
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- 127 -
Tendances - Spectres
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-
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Tendances, spectres et
alarme spectrale # % & ) ' ! % % & % % % % % B
-
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Temps 1
1
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VIBRATION = MOBILIT x FORCE
Vibrations et structures
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Vibrations - Sommaire Les vibrations sont gnralement utilises
dans le domaine de la frquence. Il est plus pratique de graduer
l'axe des frquences en ordre. Pour l'amplitude, la vlocit est plus
reprsentative des forces qui causent des
dommages. Pour un suivi priodique et l'analyse, l'axe des
amplitudes gradu sur une chelle
logarithmique donne de meilleurs rsultats. Nous avons vu comment
les vibrations ragissent pour trois dfauts mcaniques
courants. La vlocit peut tre exprime en terme de valeur globale
(efficace), cependant, un
programme de surveillance priodique fiable ne peut tre bas
seulement sur l'chantillonnage de ces valeurs.
Des alarmes spectrales bases sur l'historique des machines
doivent servir comme critres d'alarmes.
Il est possible de tracer des courbes de tendance de dfauts
spcifiques. La vibration n'est pas une mesure directe des forces,
mais plutt un rsultat qui est
li la structure.
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- 131 -
Normes et standards
Le moyen le plus fiable dvaluer la condition dune machine est
dans le cadre dun suivi priodique.
Cependant, les normes et standards pour les vibrations sont trs
utiles dans certaines applications.
Pour dterminer la svrit des vibrations. Pour vrifier la
conformit des vibrations avant la mise en service dune
nouvelle usine. Pour servir de critre dacceptation aprs le
reconditionnement dun
quipement rotatif. Pour valuer lexactitude des ajustements aprs
certains travaux
dentretien.
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- 132 -
Normes et standards Ils doivent tre utiliss avec un certain sens
critique en tenant compte des
lments qui suivent :
La structureNous savons que la vibration n'est pas une mesure
directe des forces, mais plutt un rsultat qui est li la mobilit de
la structure portante dune composante rotative. Il faut donc tenir
compte de la mobilit relative de la structure portante.
Le type de machineLes paliers dun compresseur piston ne sont pas
conus pour recevoir les mmes charges dynamiques quun compresseur
vis. De plus, dans un cas, les charges dynamiques les plus
importantes seront radiales, alors que dans lautre, elles seront
axiales. Les forces dynamiques ne sont pas les mmes dun quipement
lautre. Les amplitudes des vibrations et les axes dominants ne
seront donc pas les mmes.Certains types de machines avec des
applications de prcision : tels les tours, les presses dimprimerie,
etc., ne supportent que de trs faibles amplitudes de dplacement
dynamique. Les vibrations devront donc tre trs faibles.
LapplicationLes exigences pour un moteur qui est critique pour
la production ou qui entrane une machine coteuse ou fragile, ne
sont pas les mmes que pour un moteur qui entrane une pompe ou un
ventilateur de moindre importance pour la production.
La vitesse doprationLa valeur limite des vibrations pour un
compresseur centrifuge oprant 12000CPM ne sera pas la mme que celle
dun ventilateur tournant 1200 CPM
Le type de valeur utilis pour quantifier les vibrationsLes
rsultats seront plus prcis si les vibrations sont values dans le
domaine de la frquence plutt que bases sur une simple valuation de
la valeur globale.
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Normes et standardsIl ny a pas de normes ou standards qui
couvrent tous les aspects.
De plus, dans certaines applications courantes, la simplicit
dusage doit tre considre.
Pour effectuer un bon choix, les aspects les plus importants, ou
prioritaires, doivent dabord tre dgags.
Nous allons voir certaines de ces normes ainsi que leurs
principales caractristiques.
CHARTE RATHBONECette charte a t conue par T.C. Rathbone en 1939.
Elle nest base que sur les amplitudes globales. Elle ne tient pas
compte du type de structure, ou de machine, de la vitesse
dopration, etc.. Elle est maintenant dpasse. Elle nest fournie qu
titre de rfrence.
0 :
4 * $ C $ II< + < I; 8 A + < I%1,* + < I1-6 ( ) I26
A - " I2%9 8< ( " I219 ; * ' ) I229 A< * ' ) I22,9
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Normes et standards $
/ " #
)) "
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SPCIFICATION TECHNIQUE, NAVSEA S9073-AX-SPN-010MVAPour utiliser
cette spcification technique, un groupe de 10 20 spectres doit tre
disponible. Un spectre moyen est calcul partir de lamplitude, ligne
par ligne, de chaque spectre. Ceci pour chacun des axes ou
bande de frquence.Le groupe dchantillons peut tre constitu de
spectres provenant dquipements identiques. Il peut galement tre
constitu de lhistorique dune mme machine alors quelle est en
bonne condition.
Le niveau dacceptation, durant le service normal de la machine,
est tabli au spectre moyen + 2 carts types, 2 sigma.
Le niveau dacceptation, aprs le reconditionnement dune machine,
est + 1 sigma.
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- 135 -
Normes et standards
0.01
0.1
1
600 6000 60000
Vlocit (pouces/sec. Cr.)
EXTREMEEXTREME
EXCESSIFEXCESSIFTOLRABLETOLRABLE
ACCEPTABLEACCEPTABLEBONBON
GUIDE POUR VALUER LA GRAVIT DES VIBRATIONSGUIDE POUR VALUER LA
GRAVIT DES VIBRATIONS135130125120
115110105100
9590
VdB
Catgorie de machines- Petites : + * ) )! # , - Moyennes: ! # #)7
* H))* #+ - Larges, basse vitesse: * ! " #) )! # ,
- Larges, haute vitesse: * ! " # A - Alternatives: * ! " # A
Frquence (CPM)12001800
360012000
Ce guide considre la taille des machines. Les machines
alternatives ont leurs propres limites. Lamplitude des vibrations
est exprime en fonction de la frquence.
Par contre, le type de structure nest pas considr. Tous les
types de machines font lobjet des mmes limites, lexception des
machines alternatives. La limite en basse frquence est de
600CPM.
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Normes et standards
NORME ISO 2372/3945Cette norme considre le type de structure et
la puissance des machines. Elle est simple dapplication. Cependant,
elle nest base que sur la valeur globale (efficace) RMS de 10Hz
10KHz. Cette norme est en voie dtre rvise. La limite en basse
frquence, de 10Hz, signifie que la plus basse frquence couverte est
de 600CPM.
STANDARD ANSI S2.19-1989Ce standard sert valuer la qualit
dquilibrage des rotors. Il tient compte de la vitesse dopration, de
lapplication, et du type de machine. Il est identique la norme
internationale ISO 1940/1-1986, ou, au standard VDI de la Socit de
Gnie Allemande. Ce standard est en voie dtre rvis.
STANDARD API 610Ce standard, trs simple dapplication, permet de
vrifier latteinte relle des valeurs spcifies dans le standard ANSI
S2.19-1989.
NORMES EASA - ADOPTES EN FVRIER 1992Cette norme sadresse aux
ateliers de moteurs. Elle tablit des procdures pour contrler la
qualit des rparations des moteurs.Le standard ISO1940/1, est utilis
pour dfinir une qualit dquilibrage G2.5.Pour la mesure des
vibrations, les normes ISO 3945/2372 et NEMA MG1 sont utilises.La
puissance des moteurs et les tailles sont considres. En rfrant NEMA
MG-1, les moteurs doivent tre tests sur une base suspension
lastique, ce qui est excellent comme procdure. En bref, cette norme
constitue un bon guide pour les ateliers de rparation en labsence
de directive prcise du client.
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Normes et standardsNORME QUBCOISE BNQ 4983-150
Cette norme est essentiellement base sur la norme ISO
2372/3945
NORME CANADIENNE CDA/MS/NVSH 107Cette norme est bien dtaille
concernant le type de machine et elle considre la puissance. Le
type des structures nest cependant pas considr. Elle a la
particularit dtablir des nivaux diffrents pour les machines neuves,
pour la remise en tat, ou la remise neuf.
STANDARD AGMA 426.01Ce standard tablit des limites pour les
vibrations de certains types dengrenages. Il tient compte de la
frquence.
NORME POUR LES POMPESCette norme est ddie aux pompes. Elle
classifie uniquement la condition de lquilibrage. Elle est surtout
utile pour les stations de pompages, pour valuer la qualit
dquilibrage des grosses pompes verticales, car elle tient compte de
la hauteur laquelle le capteur de vibration est positionn.
TABLEAU DE SVRIT DES VIBRATIONS, IRDCe tableau, publi par le
manufacturier dquipement de vibrations IRD, est une simple
projection des valeurs de la charte de T.C. Rathbone, publie en
1939... Elle comporte les mmes faiblesses (voir charte Rathbone).
Elle est fournie en annexe, titre de rfrence seulement.
NORME POUR LA TUYAUTERIEComme beaucoup dquipements rotatifs sont
connects de la tuyauterie, il est courant davoir valuer la svrit
des vibrations de cette composante. Il y a plusieurs normes et
standards qui sont publis pour cette application. La table, fournie
en annexe, est simple dapplication et peut donner un aperu rapide
de la svrit des vibrations.
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Devis techniques Le devis technique sert communiquer au
fournisseur, ds le dpart, quel est le niveau de
qualit atteindre et de quelle manire lvaluation sera effectue.
Les rgles tant bien dfinies, de tels devis sont la fois utiles pour
le client et pour le fournisseur.
Ils permettent, dans certains cas, des conomies de cots
substantielles.
En effet, un mauvais contrle de la qualit peut entraner : des
pertes de productions des dmontages et remontages, aux frais du
client des bris prvisibles peuvent ne survenir quaprs lexpiration
de la garantie.
Ces devis doivent tablir clairement les lments qui suivent: les
normes qui seront utilises les procdures de tests, et quelles tapes
ils seront effectus.
Il est trs important de prvoir un contrle par tape qui permettra
de dpartager la responsabilit de chaque intervenant. titre
dexemple, pour le cas dun moteur refait neuf, il est important de
le tester seul avant linstallation afin que la responsabilit ne
soit transmise du rparateur l'installateur.
Pour une bonne efficacit, des dlais doivent tre prvus avant la
mise en service.
Un exemple de devis technique, pour la remise neuf des moteurs,
est fourni en annexe.
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ANNEXE - ANormes, standards et devis