L’une des technologies utilisées pour suivre la santé des équipements est la surveillance des vibrations. Les capteurs de vibrations peuvent être utilisés pour donner aux équipes de maintenance un aperçu des conditions dans les actifs clés qui pourraient entraîner une défaillance de l’équipement, ce qui leur permet d’éviter les réparations majeures.
Qu’est-ce qu’un capteur de vibration?
Un capteur de vibration est un dispositif qui mesure la quantité et la fréquence des vibrations dans un système, une machine ou un équipement donné. Ces mesures peuvent être utilisées pour détecter les déséquilibres ou d’autres problèmes dans l’actif et prédire les pannes futures.
Pourquoi vous devez surveiller les vibrations
Toute entreprise qui utilise des équipements lourds dans ses opérations quotidiennes peut bénéficier de la surveillance des vibrations. Les avantages de cette opération sont les suivants:
Comprendre les causes des dommages
Lorsqu’une pièce d’équipement commence à montrer des signes d’usure, l’analyse des vibrations peut aider à l’analyse des causes profondes (RCA). En surveillant les vibrations au sein de l’actif, vous pouvez retrouver la source des vibrations et les dommages qui en découlent.
Besoins de réparation du moniteur
Bien que la surveillance des vibrations puisse aider avec RCA, elle brille vraiment lorsqu’elle est utilisée en maintenance prédictive. Lorsque vous êtes connecté à une GMAO ou à un système similaire, vous pouvez suivre les données de vibration en temps réel. Lorsque vous voyez des niveaux de vibrations dangereusement élevés reflétés dans les données, vous savez que vous devez effectuer des travaux de réparation sur l’actif connecté.
Gardez un bilan de santé global sur l’équipement
La surveillance de l’état repose fortement sur des capteurs, y compris des capteurs de vibrations. En surveillant les données de vibration des actifs clés, vous pouvez voir leurs performances pendant des périodes spécifiques.
Par exemple, si vous adaptez actuellement votre système pour traiter de nouveaux matériaux, la surveillance des vibrations peut vous aider à voir si des équipements spécifiques sont capables de le manipuler sans usure excessive.
Comment fonctionnent les capteurs de vibrations ?
Un capteur de vibration se connecte directement à un actif ou le surveille sans fil. Une fois placé, il détectera les vibrations de l’actif par différents moyens, selon le type de capteur (plus d’informations ci-dessous). Au fil du temps, vous obtiendrez deux types de données de l’appareil:
Fréquence
Le premier type de données est la fréquence ou la fréquence des vibrations. En suivant quand des pics de vibrations se produisent dans un actif donné, vous serez en mesure d’identifier les causes profondes.
Intensité
Le deuxième point de données que vous obtiendrez est l’intensité de la vibration telle qu’elle se produit. Plus vous avez de vibrations provenant d’un équipement, plus les mesures d’intensité seront élevées.
Lorsque ces deux types de données sont collectés, votre GMAO les enregistre dans l’historique de l’actif, qui peut ensuite être utilisé comme point de comparaison. Au fur et à mesure des dysfonctionnements, ils se refléteront dans les données et votre système sera en mesure de prédire les défaillances et dysfonctionnements futurs en comparant les données actuelles aux tendances passées.
7 types de capteurs de vibrations
Les capteurs de vibrations se présentent sous différentes formes. Chacun des éléments suivants a ses propres applications dans un cadre industriel.
Jauges de contrainte
Un type de capteur de vibration est la jauge de contrainte, qui est une feuille appliquée directement sur la surface de la machine surveillée. La feuille contient une grille électriquement conductrice. Lorsque la grille est étirée ou comprimée, par exemple lorsque cet équipement vibre, cela modifie la résistance électrique de la grille. En lisant les changements de résistance du réseau, un courant électrique qui le traverse mettra plus ou moins de temps à passer.
Ces lectures peuvent être utilisées pour mesurer la vibration d’un objet en fonction de la tension du matériau. »Pour fonctionner correctement, les jauges de contrainte doivent être parfaitement collées à la surface, ce qui signifie que l’installation peut prendre un peu de temps.
Accéléromètres
De loin les types de capteurs de vibration les plus courants, les accéléromètres mesurent les changements de vitesse d’un composant donné. Lorsqu’elle est fixée à un équipement, toute vibration reflétera un changement de vitesse, ce qui provoquera la production d’un signal électrique par l’accéléromètre. Ce signal est ensuite interprété pour produire des données de vibration.
Le type d’accéléromètre le plus couramment utilisé est un accéléromètre piézoélectrique, qui produit un signal fort et clair à la plupart des fréquences. Cependant, les accéléromètres piézorésistifs deviennent de plus en plus populaires du fait qu’ils sont meilleurs aux hautes et basses fréquences. L’inconvénient est qu’ils coûtent jusqu’à cinq fois plus cher que les capteurs piézoélectriques.
Courants de Foucault
Un capteur à courants de Foucault est un capteur sans contact qui produit des champs magnétiques utilisés pour mesurer le mouvement relatif d’un objet donné. Si le capteur est fixé en place et que l’objet vibre, ce mouvement s’enregistrera dans le champ magnétique. Les capteurs de déplacement capacitifs fonctionnent de la même manière, mais avec de forts champs électriques au lieu de champs magnétiques.
Étant donné que les capteurs à courants de Foucault mesurent le mouvement relatif (c’est-à-dire le mouvement par rapport à la position du capteur), ils doivent être fixés en place. Le fait qu’ils n’aient pas besoin d’entrer en contact avec l’actif les rend idéaux pour les actifs ou les configurations délicates.
Déplacement laser
Comme les capteurs à courants de Foucault, les capteurs de déplacement laser sont des capteurs sans contact, sauf qu’au lieu d’utiliser des champs magnétiques et des courants électriques, ils utilisent un faisceau laser avec triangulation. Le faisceau est dirigé vers l’actif et se réfléchit à travers une lentille de réception dans un élément de réception. Tout changement dans la position de l’objet fera que le faisceau frappera une partie différente de l’élément récepteur.
Gyroscopes
Un gyroscope est un capteur de contact qui mesure la vitesse angulaire, c’est-à-dire la vitesse à laquelle quelque chose tourne ou tourne. Ils le font en utilisant la technologie MEMS (systèmes microélectromécaniques), qui fournit des mesures précises du nombre de degrés de rotation d’un objet par seconde.
Dans la surveillance des vibrations, les gyroscopes ne sont généralement pas utilisés seuls. Au lieu de cela, ils sont utilisés pour compléter les données que vous obtiendrez d’un accéléromètre avec des données d’orientation.
Les capteurs de microphone
Les vibrations créent un son, et ce son dépasse souvent la portée de l’audition humaine. Les capteurs de microphone — également appelés capteurs de pression acoustique – peuvent fournir des informations de base sur les changements susceptibles de se produire dans les vibrations à haute fréquence que les opérateurs d’équipement ne seraient normalement pas en mesure de détecter.
Les capteurs de microphone ont l’avantage d’être très rentables, bien que les informations qu’ils fournissent soient assez limitées.
Appareils de mesure des vibrations
Un appareil de mesure des vibrations est un appareil portatif utilisé pour analyser les données de vibration et les mettre dans un format lisible. Ils incluent souvent des accéléromètres, mais des modèles qui ne peuvent pas être connectés à un accéléromètre installé pour vous donner un aperçu rapide de la santé actuelle de l’actif.
Les types de machines qui utilisent des capteurs de vibrations
sont très efficaces pour surveiller la santé d’une large gamme de machines. En fait, 90% des machines peuvent bénéficier de la surveillance des vibrations. Voici quelques exemples.
Pompes à eau
Les pompes à eau sont des équipements importants dans l’industrie de l’eau et des eaux usées. Si les pompes à eau et les condenseurs cessent de fonctionner, ils peuvent laisser des milliers de personnes sans accès à de l’eau propre et causer des dommages importants à l’environnement.
Les capteurs de vibrations aident à s’assurer que les roulements, les moteurs et les ventilateurs des pompes à eau et des condenseurs fonctionnent sans problème, fournissant un avertissement avancé des problèmes potentiels si les lectures commencent à devenir un peu approximatives.
Moteurs, boîtes de vitesses et courroies
Tout actif équipé d’un moteur, d’une boîte de vitesses ou d’un système de courroie repose sur des composants rotatifs, ce qui signifie que la surveillance des vibrations peut jouer un rôle essentiel dans la surveillance de l’état de ces machines.
La surveillance des vibrations dans ces types de systèmes peut empêcher que des déséquilibres mineurs dans des machines individuelles ne se transforment en perturbations majeures dans l’ensemble du système. Par exemple, l’industrie des aliments et des boissons utilise des refroidisseurs à moteurs. Si le moteur tombe en panne, le refroidisseur ne peut pas faire son travail et des milliers de dollars de produits alimentaires sont perdus.
Ventilateurs et compresseurs
Les ventilateurs et compresseurs – tels que ceux utilisés dans la plupart des machines industrielles et des systèmes de ventilation — utilisent des équipements rotatifs qui doivent fonctionner sans problème. Si un système de ventilateur ou de compresseur commence à montrer des signes de déséquilibre ou d’usure, cela se reflétera dans les données de vibration collectées, ce qui permettra aux équipes de maintenance de détecter les problèmes dans le système suffisamment tôt pour minimiser les coûts de réparation.
Éoliennes
Les équipements rotatifs les plus importants sont peut-être les éoliennes, qui tournent entre 5 tr/ min et 30 tr / min. Effectuer des contrôles de routine sur les éoliennes peut prendre du temps et être dangereux, compte tenu des hauteurs — supérieures à 300 pieds — et des mouvements du rotor impliqués.
Pour réduire les coûts de surveillance des éoliennes et préserver la sécurité des techniciens, la surveillance des vibrations peut fournir des données cohérentes et précises sur l’état actuel de chaque turbine dans un parc éolien. Si un déséquilibre apparaît, c’est un signal pour envoyer un technicien pour le corriger.
Roulements
La plupart des équipements rotatifs utilisent des roulements pour maintenir les pièces en mouvement. Les mélangeurs, les turbines, les moteurs et les essieux de roue utilisent des roulements pour que tout tourne en douceur.
Pour continuer à faire leur travail, les roulements ont besoin d’être lubrifiés. S’ils s’en passent trop longtemps, ils se meulent et s’usent, provoquant des vibrations supplémentaires dans l’actif. Au moment où le meulage devient audible par les oreilles humaines, il est souvent trop tard — le système de roulement doit probablement être remplacé.
Le suivi des vibrations causées par les systèmes de roulement peut alerter les équipes de maintenance du besoin d’huilage d’une machine, évitant ainsi le coût de réparations plus coûteuses par la suite.
Combinaison de capteurs de vibrations et de GMAO d’entretien
Afin de tirer le meilleur parti des capteurs de vibrations, vous avez besoin d’un système capable de collecter et d’analyser les résultats. Sinon, toute cette instrumentation ne vous fera pas beaucoup de bien.
Une GMAO peut enregistrer et gérer les données de vibration que vous collectez à partir de vos capteurs, ce qui vous permet de prendre des décisions de maintenance intelligentes et même de créer automatiquement des ordres de travail lorsque les choses sont déséquilibrées.
Alertes en temps réel
Au fur et à mesure que vos capteurs collectent des données, votre GMAO enregistre ces informations et les utilise pour anticiper les problèmes futurs. Lorsque les données de vibration franchissent certaines limites, vous recevrez une alerte dès que cela se produira.
Rapports de panne
Les rapports générés à partir des données vous aident à voir comment se porte votre équipement, à suivre les pannes et à prendre des décisions éclairées sur les procédures de maintenance futures. Vous pouvez planifier la maintenance exactement au moment où elle est nécessaire au lieu de l’effectuer trop tôt ou trop tard.
Surveillance facile
L’utilisation d’une GMAO associée à la surveillance des vibrations vous permet de surveiller de près vos machines, ce qui facilite la surveillance des problèmes potentiels et la planification des tâches de maintenance nécessaires.
Pour commencer à suivre l’équipement de votre établissement, essayez l’entretien gratuitement.
Points à retenir
Les capteurs de vibrations sont un excellent moyen de surveiller la santé des actifs clés. Ils fournissent des informations précises sur le fonctionnement de chaque équipement et les données qu’ils fournissent peuvent vous aider à anticiper les futurs besoins de maintenance. Le résultat final est un processus de maintenance plus rationalisé et une meilleure santé de la machine.