ISO 13373-3:2015

NORME ISO
INTERNATIONALE 13373-3
Première édition
2015-09-15
Surveillance et diagnostic d’état
des machines — Surveillance des
vibrations —
Partie 3:
Lignes directrices pour le diagnostic
des vibrations
Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration
condition monitoring —
Part 3: Guidelines for vibration diagnosis
Numéro de référence
©
ISO 2015
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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Mesurages . 1
4.1 Mesurages des vibrations . 1
4.2 Mesurage des paramètres de fonctionnement des machines . 2
5 Approche structurée du diagnostic . 2
6 Analyse et essais supplémentaires . 3
6.1 Généralités . 3
6.2 Ne nécessitant pas de modification des paramètres de fonctionnement. 3
6.2.1 Généralités . 3
6.2.2 Analyse des tendances . 3
6.2.3 Analyse de phase. 3
6.2.4 Essai de résonance . 3
6.2.5 Mesurage de la déformée en fonctionnement . 4
6.2.6 Capture du signal long terme . 4
6.3 Modifications requises des paramètres de fonctionnement . 4
6.3.1 Modifications des conditions de fonctionnement . 4
6.3.2 Analyse modale expérimentale complète . 4
6.4 Modifications de l’état physique de la machine . 4
7 Techniques supplémentaires de diagnostic . 5
8 Considérations lorsqu’on recommande des actions . 5
Annexe A (normative) Tableaux de processus pour une approche systématique de l’analyse
des vibrations des machines . 6
Annexe B (informative) Défauts d’installation communs à toutes les machines .14
Annexe C (informative) Diagnostic des paliers hydrodynamiques radiaux à film fluide .23
Annexe D (informative) Diagnostic des paliers à roulements.34
Bibliographie .41
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer
un engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques,
et leur surveillance, sous-comité SC 2, Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant
les machines, les véhicules et les structures.
L’ISO 13373 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Surveillance et diagnostic
d’état des machines — Surveillance des vibrations:
— Partie 1: Procédures générales
— Partie 2: Traitement, analyse et présentation des données vibratoires
— Partie 3: Lignes directrices pour le diagnostic des vibrations
— Partie 9: Techniques de diagnostic pour moteurs électriques
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Introduction
La présente partie de l’ISO 13373 a été élaborée pour servir de lignes directrices concernant les
procédures générales à envisager lors des diagnostics des vibrations des machines. Elle est destinée à
être utilisée par les professionnels, les ingénieurs et les techniciens du domaine des vibrations et elle
leur fournit des outils de diagnostic utiles. Ces outils comportent des organigrammes de diagnostic, des
tableaux de processus et des tableaux de défauts. Le contenu de la présente norme constitue une approche
structurée des étapes les plus fondamentales, logiques et intelligentes pour diagnostiquer les problèmes
de vibrations des machines. Toutefois, cela n’empêche pas d’utiliser d’autres techniques de diagnostic.
L’ISO 13373-1 présente les modes opératoires fondamentaux d’analyse des signaux de vibrations. Elle
comporte les types de capteurs utilisés, leurs gammes et leurs emplacements recommandés sur divers
types de machines, les systèmes de surveillance des vibrations en ligne et hors ligne et les problèmes
potentiels affectant les machines.
L’ISO 13373-2, qui conduit au diagnostic des machines, comporte: les descriptions du matériel nécessaire
pour conditionner les signaux, les techniques dans les domaines temporel et fréquentiel et les formes
d’ondes et signatures qui représentent les phénomènes de fonctionnement les plus courants des machines
ou les défauts des machines que l’on rencontre lorsqu’on effectue une analyse des signatures vibratoires.
La présente partie de l’ISO 13373 fournit des lignes directrices générales pour une gamme de machines.
Des préconisations relatives à des machines particulières sont fournies dans d’autres parties de la
présente Norme internationale (actuellement en cours d’élaboration).
L’ISO 13373 ne définit pas les limites de vibrations. Celles-ci sont spécifiées dans l’ISO 7919 (toutes les
parties) pour les arbres tournants et dans l’ISO 10816 (toutes les parties) pour les parties non tournantes.
NORME INTERNATIONALE ISO 13373-3:2015(F)
Surveillance et diagnostic d’état des machines —
Surveillance des vibrations —
Partie 3:
Lignes directrices pour le diagnostic des vibrations
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 13373 définit des lignes directrices pour les modes opératoires généraux à
prendre en compte lors des diagnostics des vibrations des machines tournantes. Elle est destinée à être
utilisée par les professionnels, les ingénieurs et les techniciens du domaine des vibrations et elle leur
fournit une approche structurée pratique de diagnostic des défauts. De plus, elle donne des exemples de
défauts communs à une large gamme de machines.
NOTE Des préconisations relatives à des machines particulières sont fournies dans d’autres parties de
l’ISO 13373.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
1)
ISO 1925 , Vibrations mécaniques — Équilibrage — Vocabulaire
ISO 2041, Vibrations et chocs mécaniques, et leur surveillance — Vocabulaire
ISO 7919-1, Vibrations mécaniques des machines non alternatives — Mesurages sur les arbres tournants et
critères d’évaluation — Partie 1: Directives générales
ISO 13372, Surveillance et diagnostic de l’état des machines — Vocabulaire
ISO 13373-1, Surveillance et diagnostic d’état des machines — Surveillance des vibrations — Partie 1:
Procédures générales
ISO 13373-2, Surveillance et diagnostic d’état des machines — Surveillance des vibrations — Partie 2:
Traitement, analyse et présentation des données vibratoires
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 1925, l’ISO 2041 et
l’ISO 13372 s’appliquent.
4 Mesurages
4.1 Mesurages des vibrations
Un mesurage fiable constitue le fondement essentiel pour utiliser la présente partie de l’ISO 13373 (voir
Référence [1]).
1) Deviendra l’ISO 21940-2 après révision.
Il existe généralement trois types de mesurage des vibrations:
a) mesurage des vibrations effectué sur la partie non tournante de la machine, telle que les
logements de palier, la carcasse de la machine ou l’embase de la machine, par exemple au moyen
d’accéléromètres ou de capteurs de vitesse (voir l’ISO 2954);
b) mesurage du mouvement relatif entre le rotor et les paliers fixes ou le logement, par exemple au
moyen de capteurs sans contact (voir l’ISO 10817-1);
c) mesurage du mouvement vibratoire absolu des éléments tournants, par exemple systèmes de
frottement sur l’arbre ou par combinaison des sorties des méthodes décrites aux points a) et b)
(voir l’ISO 10817-1).
Des Normes internationales ont été rédigées pour faciliter l’évaluation de l’intensité vibratoire de ces
types de mesurages, en particulier l’ISO 7919 et l’ISO 10816.
Il est important de comprendre qu’il convient d’utiliser le capteur et le système de mesurage appropriés
pour le diagnostic des défauts en tenant compte des situations et des types de machines spécifiques. Par
exemple, en tenant compte de la capacité de fonctionnement particulière des machines, on détermine la
plage de fréquences et la résolution du mesurage requises.
Une description du capteur et des systèmes de mesurage ainsi que la spécification des techniques sont
données dans l’ISO 13373-1 et l’ISO 13373-2 qui doivent être considérées pour un choix approprié.
4.2 Mesurage des paramètres de fonctionnement des machines
Les paramètres de fonctionnement peuvent avoir une influence significative sur la signature vibratoire
et il convient donc d’en effectuer l’acquisition avec les données vibratoires pour pouvoir effectuer une
corrélation dans un processus de diagnostic. On peut citer comme exemples la vitesse de rotation, la
charge, la pression et la température.
Une bonne pratique consiste à obtenir des caractéristiques de référence des vibrations dans une gamme
de conditions et de configurations de fonctionnement, servant de base de comparaison avec de futurs
événements vibratoires.
Des lignes directrices supplémentaires relatives à l’utilisation des paramètres de fonctionnement sont
données dans l’ISO 17359.
5 Approche structurée du diagnostic
Les outils utilisés dans la présente partie de l’ISO 13373 pour servir de guide au processus de diagnostic
sont des organigrammes, des tableaux de processus et des tableaux de défauts. Les organigrammes et
les tableaux de processus sont essentiellement constitués d’un mode opératoire pas à pas par questions
et réponses, qui guide l’utilisateur dans le processus de diagnostic. Les organigrammes sont utilisés
pour fournir une vue d’ensemble des événements vibratoires et caractérisent les propriétés, tandis que
les tableaux de processus sont utilisés pour une analyse plus approfondie. Les tableaux de défauts sont
utilisés pour illustrer les événements courants affectant les machines et la façon dont ils se manifestent.
L’Annexe A spécifie une approche systématique de l’analyse des vibrations des machines:
a) A.1 est utilisé pour recueillir des informations de contexte relatives à la machine, la nature et
l’intensité des vibrations;
b) A.2 est utilisé pour répondre à un ensemble de questions visant à aboutir à un diagnostic probable
de ces défauts courants, tels qu’un balourd, un défaut d’alignement et des frottements;
c) A.3 est utilisé pour définir certaines considérations lorsque des actions sont recommandées à la
suite d’un diagnostic probable.
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De plus, des approches relatives à des défauts communs à une large gamme de machines sont présentées
dans les autres annexes:
— des défauts d’installation avec des exemples sont décrits à l’Annexe B;
— des défauts des paliers hydrodynamiques radiaux à film fluide et des exemples sont décrits à l’Annexe C;
— des défauts des paliers à roulements et des exemples sont décrits à l’Annexe D.
Des préconisations relatives à des machines particulières sont fournies dans d’autres parties de
l’ISO 13373.
On considère que cette approche constitue une bonne pratique établie par des utilisateurs expérimentés,
bien qu’il soit reconnu que d’autres approches peuvent exister.
Mise en garde à tous les utilisateurs: dans certains cas, le diagnostic des vibrations peut révéler
plusieurs causes originelles. Dans de tels cas, il est recommandé de consulter le fabricant.
6 Analyse et essais supplémentaires
6.1 Généralités
Après avoir utilisé les organigrammes, tableaux de processus et tableaux de défauts pertinents,
d’autres essais peuvent s’avérer nécessaires pour déterminer la cause et le mécanisme de l’effet. Dans
certains cas, une modification physique de la machine peut être nécessaire avec l’accord de l’exploitant
de l’installation pour observer un effet.
Des essais types et des analyses techniques sont décrits de 6.2 à 6.4.
6.2 Ne nécessitant pas de modification des paramètres de fonctionnement
6.2.1 Généralités
Ces essais peuvent être réalisés en fonctionnement normal, c’est-à-dire sans modification des
caractéristiques de la machine.
6.2.2 Analyse des tendances
L’objectif de l’analyse des tendances est de suivre les modifications d’état de la machine dans le temps.
Cela peut être réalisé au moyen de mesurages continus ou périodiques. Une tendance est déterminée
avec les paramètres de fonctionnement ainsi que les paramètres vibratoires. On détermine les
tendances des vibrations en tant que valeur globale, soit une valeur de crête, soit une valeur quadratique
moyenne, dans une certaine bande de fréquences ou en tant que valeur filtrée dans un certain nombre
de bandes plus petites. Une analyse plus précise peut comporter une analyse de régression des données
de détermination de tendance ainsi qu’une extrapolation possible.
6.2.3 Analyse de phase
La phase constitue un outil de diagnostic important pour lequel un signal de référence est nécessaire.
La phase est, par exemple, un outil utile permettant de faire la distinction entre un défaut d’alignement,
une résonance, des frottements et un balourd.
6.2.4 Essai de résonance
Dans un essai de résonance, par exemple un essai de choc ou un essai de trépidation, l’objectif consiste
à rechercher toutes les fréquences naturelles ou vitesses critiques pouvant être excitées par la machine.
Un essai de choc est habituellement effectué sur la machine pour déterminer les fréquences naturelles
des parties fixes, tandis qu’un essai de vitesse critique est nécessaire pour déterminer les fréquences
naturelles d’un rotor/système de rotor. Un essai de choc est généralement réalisé avec la machine à
l’arrêt. Si toutefois on recherche des informations de vitesse critique, un essai de montée en vitesse ou
de ralentissement est recommandé (voir 6.3.1).
6.2.5 Mesurage de la déformée en fonctionnement
Le mesurage de la déformée en fonctionnement (ODS) est une observation réelle du comportement
d’une machine, à n’importe quelle fréquence (mais habituellement à la vitesse de marche), dans ses
conditions normales de fonctionnement. Il est important de mesurer non seulement l’amplitude des
vibrations, mais également la phase en tous points de la machine. Cela permet de visualiser la déflexion
relative réelle de la machine dans ses conditions de fonctionnement.
6.2.6 Capture du signal long terme
Cette technique est utilisée pour capturer des données temporelles brutes qui, sinon, ne seraient pas
capturées dans le cas d’un mesurage des vibrations classique. La durée dépendra de l’application
particulière. On effectue généralement plusieurs mesurages en même temps, incluant le mesurage
des paramètres de fonctionnement. Ce mesurage peut faciliter la capture d’événements rapides ou
permettre une analyse ultérieure d’un signal brut.
6.3 Modifications requises des paramètres de fonctionnement
6.3.1 Modifications des conditions de fonctionnement
Il convient de toujours convenir des modifications des conditions de fonctionnement avec l’exploitant de
l’installation. Il convient de traiter avec une attention particulière les conditions de fonctionnement en
dehors des limites recommandées par le fabricant. Elles nécessitent l’acceptation de toutes les parties.
On peut citer les exemples suivants:
— la modification de la vitesse de la machine, par exemple une montée en vitesse ou un ralentissement;
— des mesurages des vibrations pendant que les paramètres varient, par exemple variation de la
température de l’huile, variation de la charge.
6.3.2 Analyse modale expérimentale complète
L’analyse modale est un outil très performant permettant d’obtenir les paramètres modaux de la
machine et de la structure, y compris les fréquences naturelles, les taux d’amortissement et les formes
de mode. Il s’agit d’un essai long et coûteux nécessitant beaucoup de matériel et une grande expérience
et il convient de ne l’utiliser que lorsqu’il est absolument nécessaire. La machine doit normalement
être arrêtée pendant cet essai. Les caractéristiques de la machine obtenues d’après un essai au repos
peuvent être différentes des caractéristiques obtenues à la vitesse de fonctionnement, en particulier
pour les machines comportant des paliers hydrodynamiques.
6.4 Modifications de l’état physique de la machine
Il est reconnu que les modifications de l’état physique sont intrusives et peuvent impliquer la
modification des caractéristiques de position, de masse ou de rigidité. Il est conseillé d’effectuer un
mesurage avant et après avoir effectué toute modification de l’état physique de la machine et de réaliser
une évaluation des risques.
On peut citer les exemples suivants de modifications de l’état physique:
— un essai de balourd;
— une rotation de 180° du couplage;
— un fonctionnement de la machine sans couplage;
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— des mesurages supplémentaires, par exemple, alignement, position du rotor dans le palier,
température du stator.
7 Techniques supplémentaires de diagnostic
La présente partie de l’ISO 13373 insiste particulièrement sur un cadre logique fondé sur l’expérience.
D’autres techniques de diagnostic sont toutefois disponibles, telles que:
— l’intelligence artificielle;
— les bases de connaissances;
— la reconnaissance de motifs;
— les réseaux neuronaux.
Ces techniques sont identifiées dans l’ISO 13379-1.
8 Considérations lorsqu’on recommande des actions
Un certain nombre de facteurs influent sur les remèdes ou sur les actions correctrices, notamment:
— la sécurité;
— les aspects commerciaux;
— une conception incorrecte.
La ou les actions appropriées pour un diagnostic particulier dépendront clairement des circonstances
individuelles, et la formulation de recommandations spécifiques ne relève pas du domaine d’application
de la présente partie de l’ISO 13373. Néanmoins, il est important que l’ingénieur chargé du diagnostic
tienne compte d’actions possibles résultant de son diagnostic et des implications de ces actions.
Les actions recommandées dépendront du degré de confiance dans le diagnostic de défaut (par
exemple, le même diagnostic a-t-il été établi correctement auparavant pour cette machine ?), du type
de défaut et de sa gravité ainsi que des considérations de sécurité et commerciales. Il n’est pas possible
de recommander des actions pour tous les cas et ce n’est pas le but visé par la présente partie de
l’ISO 13373. Néanmoins, il convient de tenir compte de plusieurs questions lorsqu’on recommande des
actions, certaines d’entre elles étant indiquées en A.3.
Annexe A
(normative)
Tableaux de processus pour une approche systématique de
l’analyse des vibrations des machines
A.1 Questions initiales
Les questions initiales comprenant la collecte d’informations et leur vérification sont résumées dans
le Tableau A.1.
Tableau A.1 — Questions initiales
Étape
Étape Description Détails
suivante
1 Quel est le type de la machine ? Déterminer les éléments de la machine (dis- 2
positif d’entraînement, éléments entraînés,
couplage, paliers, vitesse fixe ou variable,
etc.)
Le professionnel est-il familiarisé avec ce
type de machine ?
Dispose-t-on d’une expérience du fonction-
nement de cette conception ou d’une concep-
tion de machine/installation similaire ?
Où est située l’installation et quel est le
numéro de l’unité ?
2 Existe-t-il un problème d’intégrité de la La machine fonctionne-t-elle actuellement ? 3
machine ?
Est-il conseillé de poursuivre l’exploitation ?
Est-il conseillé de redémarrer la machine ?
Une analyse des risques a-t-elle été effectuée
pour évaluer si l’intégrité de la machine
sera maintenue pendant un fonctionnement
continu au cours du processus de diagnos-
tic ?
3 Existe-t-il une anomalie de vibration ? Peut-on obtenir des données vibratoires ? 4
Quel est le comportement vibratoire en fonc-
tionnement normal de cette machine ?
4 Comment l’anomalie a-t-elle été décou- Existe-t-il une alarme de vibrations ? 5
verte ?
Les données vibratoires en ligne ont-elles
révélé une variation significative ?
Existe-t-il un écart significatif par rapport à
une étude antérieure des vibrations ?
A-t-on constaté un bruit non caractéristique
de la machine ?
Une inspection visuelle a-t-elle révélé un
défaut, par exemple une fuite de gaz/d’huile/
de vapeur/d’eau ?
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Tableau A.1 (suite)
Étape
Étape Description Détails
suivante
5 La vibration indiquée est-elle valable ? Contrôler les caractéristiques temporelles/ 6
spectrales des signaux.
Correspondent-elles à ce qu’on peut
attendre ?
Indiquent-elles des symptômes ou des
défauts de signaux (par exemple, sortie à
zéro, décalage en continu, composantes
erratiques à basse fréquence) ?
Le capteur est-il monté correctement ?
L’intégrité du câble est-elle acceptable ?
Le conditionnement des signaux fonctionne-
il correctement ?
Envisager l’exécution de mesurages manuels
indépendants, par exemple montage sur
socle ou système de frottement sur l’arbre.
Vérifier si des symptômes non vibratoires
sont évidents (par exemple, variations de
température de l’huile/du palier, variations
de position de l’arbre, bruits inhabituels,
etc.).
La vibration est-elle anormalement isolée
sur un capteur (voir l’étape 6) ?
6 La vibration est-elle anormalement isolée Contrôler les directions orthogonales 7
sur un capteur ?
Contrôler les autres positions axiales
Comparer les vibrations du socle et de
l’arbre
Vérifier le capteur et la chaîne de mesure
Envisager une permutation des canaux ou
des composants de la chaîne de mesure
7 Existe-t-il un problème d’intensité vibra- Comparer les valeurs des vibrations globales 8
toire ? (à large bande) aux normes appropriées, par
exemple, les zones ISO 7919 ou ISO 10816.
Si ces valeurs sont excessives (par exemple,
si elles se trouvent dans les zones C ou D)
et anormales, envisager alors une action
rapide sur l’installation (sujet des étapes 5
et 6). Sinon, passer à l’étape 8.
8 Caractéristiques des signaux de vibrations: Amplitude globale (large bande) 9
de quoi est constitué le signal ?
Amplitude et phase de la composante à un
temps (1x)
Amplitude et phase de la composante 2x
Teneur spectrale du signal et amplitude des
autres composantes (par exemple, passage
des aubes, passage des barres de rotor, fré-
quences subsynchrones) comme approprié
pour le type de machine
Position de l’arbre/axe de l’arbre/orbite de
l’arbre
Tableau A.1 (suite)
Étape
Étape Description Détails
suivante
9 Ce type d’anomalie a-t-il été observé aupa- Quelle expérience a été acquise, par exemple 10
ravant ? combien de temps a duré l’anomalie, la cause
en a-t-elle été déterminée, y a-t-il eu une
défaillance ?
10 Quels sont les échelles de temps de l’anoma- Quand l’anomalie s’est-elle produite ? 11
lie ?
Pendant combien de temps l’anomalie a-t-
elle été présente ?
Combien de temps a-t-il fallu pour propa-
ger la modification, par exemple, y a-t-il eu
une variation par paliers (par exemple en
quelques secondes ?), y a-t-il eu une varia-
tion progressive (par exemple, de plusieurs
minutes ou de plusieurs heures) ?
Les caractéristiques des vibrations varient-
elles encore ?
11 Quelles étaient/sont les conditions de fonc- Quelles étaient les conditions de fonctionne- 12
tionnement de la machine ? ment de la machine lorsque l’anomalie a été
découverte ?
Quelles sont actuellement les conditions de
fonctionnement ?
Ces conditions de fonctionnement étaient-
elles/sont-elles normales ?
Étaient-elles/sont-elles comprises dans les
limites de conception ?
12 Y a-t-il eu des changements de fonctionne- Ces modifications de fonctionnement sont- 13
ment ayant conduit à l’anomalie ? ils normales ?
Quand des modifications de fonctionnement
similaires ont-elles été apportées pour la
dernière fois ?
Remonter à un état antérieur « sain » avant
toute activité récente de maintenance ou
modification des conditions de fonctionne-
ment.
La réponse est-elle normale pour ces modifi-
cations de fonctionnement ?
13 Y a-t-il eu des modifications du fonctionne- Quelle était la réponse de la machine ? 14
ment en réponse à l’anomalie ?
Était-elle cohérente avec l’expérience anté-
rieure ?
14 Peut-on corréler l’anomalie avec un quel- Rechercher si des paramètres non vibra- 15
conque paramètre de fonctionnement ou toires sont corrélés, par exemple, la vitesse,
non vibratoire ? la charge, la température, la pression,
l’écoulement, la position (dilatation axiale,
poussée).
15 Y a-t-il eu des activités de maintenance Sont-elles corrélées avec l’anomalie ? 16
récentes ?
À quel moment des activités similaires ont-
elles été effectuées précédemment et quelle
a été la réponse vibratoire ?
16 Passer en A.2 (étape 17).
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A.2 Questions de diagnostic
Les questions de diagnostic sont résumées dans le Tableau A.2.
Tableau A.2 — Questions de diagnostic
Étape
Étape Description Détails
suivante
17 Peut-on ramener les paramètres de vibra- Effectuer un contrôle global, de l’amplitude/ 18
tion et de fonctionnement à l’existence phase 1x, de l’amplitude/phase 2x, non syn-
antérieure de conditions de fonctionne- chrone, de la fréquence de passage des aubes,
ment similaires ? des composantes de la fréquence de passage
des barres de rotor, etc., selon le type de
machine.
18 La vibration est-elle principalement 1x Contrôler les spectres et les ordres, le cas O-19
et 2x (moins de 10 %) ? échéant. Si la réponse est oui: lorsqu’aucune
N-22
nouvelle composante de vibration n’est
présente, passer à l’étape 19. Sinon, aller à
l’étape 22.
19 Existe-t-il une étape changement vecto- Si la réponse est oui: effectuer une recherche O-28
riel 1x non corrélée avec des modifica- complémentaire (par exemple, vérifier les
N-20
tions de fonctionnement ? modifications par paliers pour différentes
positions axiales, différentes directions,
vibrations du socle et de l’arbre). Envisager
un déséquilibre brutal (par exemple, perte de
matière du rotor), un mouvement mécanique
(par exemple, couplage, enroulement, clavette)
ou une modification de l’instrument (par
exemple, réglage du tachymètre). Sinon, aller à
l’étape 20.
20 Existe-t-il un changement vectoriel 2x Si la réponse est oui: poursuivre l’étude. Peut O-28
significatif ? suggérer un arbre fissuré (par exemple, véri-
N-21
fier les variations d’amplitude/phase 1x/2x
en fonction du temps, les variations d’ordre
supérieur, les variations de la réponse d’accé-
lération/ralentissement aux vitesses critiques
pour 1x à 4x), le défaut d’alignement angulaire
(par exemple, vérifier les vibrations axiales en
anti-phase sur les paliers de part et d’autre du
couplage) ou le défaut d’alignement de décalage
parallèle (par exemple, vérifier les vibrations
radiales en anti-phase sur les paliers de part et
d’autre du couplage). Sinon, aller à l’étape 21.
Tableau A.2 (suite)
Étape
Étape Description Détails
suivante
21 Si les réponses aux étapes 19 et 20 sont Un changement vectoriel 1x progressif peut 28
négatives, poursuivre l’étude. indiquer une sensibilité thermique de la
machine (par exemple, vérifier l’historique),
un défaut d’alignement (ne conduisant pas
toujours aux changements 2x indiqués à
l’étape 20) un frottement (par exemple, vérifier
le comportement cyclique amplitude/phase
1x, vérifier les harmoniques sous-synchrones/
super-synchrones des spectres, vérifier la
forme d’onde tronquée dans le temps et la
forme de l’orbite ?), un desserrage mécanique
(par exemple, vérifier une perte de mouvement
sur les interfaces de montage de la machine)
ou un arbre fissuré (par exemple, vérifier les
changements d’amplitude/de phase en fonction
du temps, les changements d’ordre supérieur,
les changements de réponse d’accélération/de
ralentissement aux vitesses critiques pour 1x
à 4x).
22 Des harmoniques 0,33x, 0,5x ou 1x sont- Si la réponse est oui: poursuivre l’étude. O-28
ils présents ? Suggère une non-linéarité telle qu’un frotte-
N-23
ment (par exemple, vérifier le comportement
cyclique amplitude/phase 1x, vérifier les
harmoniques 0,5x ou 0,33x des spectres pour
les machines fonctionnant respectivement à
e e
des vitesses supérieures à la 2 ou 3 vitesse
critique, vérifier la forme d’onde tronquée dans
le temps et la forme de l’orbite ?), le desserrage
mécanique (par exemple, vérifier une perte de
mouvement sur les interfaces de montage de la
machine, vérifier le desserrage de l’ajustement
de palier présentant des harmoniques mul-
tiples et une phase erratique), une saturation
de signal (par exemple, vérifier les spectres et
la forme d’onde temporelle, vérifier d’autres
matériels) ou un arbre fissuré (par exemple,
vérifier les variations des harmoniques 1x à
4x, vérifier les variations de réponse d’accélé-
ration/ralentissement aux vitesses critiques
pour 1x à 4x). Sinon, aller à l’étape 23.
23 Si des données sont disponibles, les Si la réponse est oui: poursuivre l’étude. Sug- O-28
vibrations peuvent-elles être suivies de gère une instabilité du tourbillonnement de
N-24
0,4x à 0,47x lors d’une accélération/d’un fluide. Vérifier les changements de position de
ralentissement ? l’axe de l’arbre, vérifier les changements des
conditions de pression/température de l’huile
pour les paliers aérodynamiques. Évaluer
les sources probables d’instabilité dans la
conception de la machine et toutes les modi-
fications récentes (par exemple, conception
des paliers hydrodynamiques, conception du
joint d’étanchéité à la vapeur). Tenir compte
des modifications des conditions de fonction-
nement pouvant influer sur la stabilité (par
exemple, charge, changements de température
des paliers hydrodynamiques). Sinon, aller à
l’étape 24.
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Tableau A.2 (suite)
Étape
Étape Description Détails
suivante
24 Existe-t-il une composante de fréquence Si la réponse est oui: poursuivre l’étude. Déter- O-28
unique à une vitesse critique ou harmo- miner les vitesses critiques de la machine. Si
N-25
nique ? des données sont disponibles, vérifier si un
composant reste à une fréquence fixe lors
d’une montée en vitesse/d’un ralentissement
aux vitesses supérieures à la vitesse critique.
Si oui, cela suggère alors une instabilité du
fouettement de fluide. Vérifier les change-
ments de position de l’axe central de l’arbre,
vérifier les changements des conditions de
pression/température de l’huile pour les
paliers aérodynamiques. Évaluer les sources
probables d’instabilité dans la conception de
la machine et toutes les modifications récentes
(par exemple, conception des paliers hydro-
dynamiques, conception du joint d’étanchéité
à la vapeur). Tenir compte des modifications
des conditions de fonctionnement pouvant
influer sur la stabilité (par exemple, charge,
variations de température des paliers hydro-
dynamiques). Une autre possibilité est une
résonance structurelle dont la fréquence ne
varie généralement pas lors d’une montée en
vitesse/d’un ralentissement, même en dessous
de la première vitesse critique (cela peut être
confondu avec un fouettement de fluide si les
vitesses critiques ne sont pas connues ou bien
définies). Sinon, aller à l’étape 25.
25 Y a-t-il une preuve de bruit de signal à Vérifier les spectres et les formes d’onde tem- O-28
basse fréquence ? porelles. Si la réponse est oui: cela suggère un
N-26
défaut de signal. Vérifier le capteur, le câblage,
le matériel de conditionnement des signaux,
etc. Sinon, aller à l’étape 26.
26 Y a-t-il une preuve de composantes à Si la réponse est oui: poursuivre l’étude. Si des O-28
haute fréquence pour une pompe (par composantes à haute fréquence (par exemple,
N-27
exemple, fréquence de passage des aubes fréquence de passage des aubes ou harmo-
ou harmoniques) ? niques) ont changé sans modification des
conditions de fonctionnement ou des activités
de maintenance, cela suggère alors une usure
possible de la turbine/du diffuseur ou une obs-
truction du trajet d’écoulement (par exemple,
vérifier si les performances hydrauliques
diminuent). Si la machine a commencé à pré-
senter des changements sur une large bande de
composantes à haute fréquence, cela suggère
alors une éventuelle cavitation (par exemple,
vérifier la présence d’un bruit de «gronde-
ment» de la pompe). Sinon, aller à l’étape 27.
Tableau A.2 (suite)
Étape
Étape Description Détails
suivante
27 Y a-t-il une preuve de composantes à Si la réponse est oui: poursuivre l’étude. Par 28
haute fréquence pour une machine élec- exemple, pour un moteur à induction à cage
trique ? d’écureuil, agrandir les spectres pour déter-
miner la présence de deux bandes latérales de
fréquence de glissement autour de la fréquence
de passage des barres du rotor 1x, 2x environ
et aussi de bandes latérales de la fréquence
d’alimentation environ doubles centrées sur
la fréquence de passage des barres du rotor.
La présence de deux bandes latérales de
fréquence de glissement suggère des défauts
possibles de la cage du rotor.
28 Passer en A.3
A.3 Considération lorsqu’on recommande des actions
Cet article concerne l’évaluation du risque avant la recommandation d’actions lorsqu’un diagnostic a
identifié des défauts. Les actions recommandées dépendront du degré de confiance dans le diagnostic
de défauts (par exemple, le même diagnostic a-t-il été établi correctement auparavant pour cette
machine ?), du type de défaut et de sa gravité ainsi que des considérations de sécurité et commerciales.
Il n’est pas possible de recommander des actions pour tous les cas et ce n’est pas le but visé par la
présente partie de l’ISO 13373. Néanmoins, il convient de tenir compte de plusieurs questions lorsqu’on
recommande des actions, certaines d’entre elles étant indiquées ci-dessous.
a) Défauts d’instrumentation
L’instrumentation peut-elle être réparée ou remplacée avec la machine en service ?
D’autres instrumentations peuvent-elles être montées ?
L’état de la machine peut-il être déterminé de manière adéquate d’après les signaux valables qui
subsistent ?
Une réparation/un remplacement peut-il attendre un arrêt programmé ou la fonction remplie par la
machine et tous les risques de fonctionnement connus nécessitent-ils une intervention immédiate ?
b) Défauts moins graves ou non diagnostiqués de la machine
Un programme de surveillance approfondie de l’état peut-il être adopté pour déterminer toute
dégradation supplémentaire de l’état pendant que des études complémentaires sont réalisées ?
c) Défauts plus graves ou diagnostiqués de la machine
Quelle est la fonction de sécurité de la machine ?
Quelle est la fonction commerciale de la machine ?
Quelles sont les conséquences commerciales/environnementales/sur la sécurité d’une panne de la
machine en service ?
Existe-t-il une redondance de la machine ?
Des machines de réserve sont-elles disponibles si une défaillance se produit ?
Des modifications efficaces peuvent-elles être apportées au fonctionnement (par exemple,
changements de charge, de vitesse, de température) pour atténuer les effets des défauts ?
À quel moment est programmée le prochain arrêt pour réparer/remplacer la machine ?
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Existe-t-il une expérience antérieure du même défaut sur le même type de machine ?
Un programme de surveillance approfondie de l’état peut-il être adopté pour déterminer toute
dégradation supplémentaire de l’état ?
La machine peut-elle fonctionner jusqu’à l’arrêt programmé suivant sans risque inacceptable de
panne de la machine en service ?
La machine peut-elle être mise hors service d’une manière contrôlée pour éviter que l’état de
défaut empire ?
Annexe B
(informative)
Défauts d’installation communs à toutes les machines
B.1 Organigramme des diagnostics des vibrations dues à des défauts
d’installation
La présente annexe décrit le processus de diagnostic des défauts d’installation. Ces défauts sont
communs à toutes les machines. L’organigramme de la Figure B.1 a pour objet de fournir des lignes
directrices pour le processus de diagnostic et n’est pas destiné à être exhaustif.
Figure B.1 — Organigramme de diagnostic des défauts d’installation
B.2 Méthodologie
B.2.1 Généralités
La méthodologie recommandée est illustrée à la Figure B.1. Il est recommandé que la méthodologie du
[2]
diagnostic des problèmes d’installation consiste en une inspection visuelle et une analyse spectrale ,
en tant que constituants principaux de l’essai de la machine installée. De plus, si on l’estime nécessaire,
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[3]
on utilise un essai de résonance , une analyse de forme d’onde temporelle, une analyse d’orbite, une
[4]
analyse de phase et une analyse de déformée en fonctionnement (ODS) .
B.2.2 Inspection visuelle
Il est recommandé de réaliser une inspection visuelle de la machine et du site avant
...