Dépannage des problèmes de vibration dans les pompes centrifuges

Les pompes centrifuges servent de chevaux de travail essentiels dans de nombreuses applications industrielles, depuis les installations de traitement de l'eau et les usines de traitement chimique jusqu'aux systèmes CVC et à l'irrigation agricole. Ces machines polyvalentes transfèrent de façon fiable les fluides en convertissant l'énergie cinétique rotationnelle en énergie hydrodynamique. Cependant, lorsque des problèmes de vibration apparaissent, elles peuvent compromettre considérablement les performances de la pompe, réduire l'efficacité opérationnelle et réduire considérablement la durée de vie de l'équipement.

Les problèmes de vibration dans les pompes centrifuges posent des défis à la sécurité et à la stabilité de fonctionnement, rendant la détection précoce et le dépannage approprié critiques pour prévenir les pannes coûteuses et les pannes d'équipement. Ce guide complet explore les causes profondes des vibrations de la pompe, les techniques de diagnostic, les procédures de dépannage et les stratégies d'entretien préventif qui vous aideront à maintenir une performance optimale de la pompe.

Comprendre les vibrations de la pompe centrifuge

Avant de plonger dans les procédures de dépannage, il est important de comprendre ce qui provoque des vibrations dans les pompes centrifuges. La vibration de la pompe de travail est générée par des sources mécaniques et hydrodynamiques. Les sources mécaniques sont invariablement générées par rotation de masses déséquilibrées et de frictions dans les roulements, tandis que la vibration hydrodynamique est due à des perturbations du flux de fluide et à l'interaction des pales du rotor, en particulier avec la langue volute et/ou les vanes guides.

Un certain niveau de vibration est normal dans tout équipement rotatif. Cependant, les vibrations excessives indiquent des problèmes sous-jacents qui nécessitent une attention immédiate. Quand une pompe centrifuge cesse de fournir une pression suffisante, se décompose fréquemment, ou vibre à des niveaux élevés, souvent les problèmes du système sont mal diagnostiqués comme des problèmes de pompe parce que la pompe est celle qui fait le bruit ou le sous-performant.

Causes principales de la vibration dans les pompes centrifuges

L'identification de la cause fondamentale des vibrations est la première étape vers un dépannage efficace. Plusieurs facteurs peuvent contribuer à une vibration excessive de la pompe, et souvent plusieurs problèmes se produisent simultanément.

Problèmes d'équilibre

La répartition inégale de la masse dans les composants rotatifs comme les roues et les arbres peut conduire à des déséquilibres de force centrifuge, provoquant des vibrations. L'équilibre représente l'une des causes les plus communes de vibration de la pompe et peut provenir de plusieurs sources.

Dans les pompes centrifuges, le déséquilibre est généralement causé par l'usure des roues de la roue non uniforme (par exemple par cavitation) ou par la rupture des pales. Les autres causes comprennent les procédures d'équilibrage inappropriées pendant la fabrication ou l'entretien, l'accumulation de dépôts sur les surfaces des roues de la roue ou la corrosion qui crée une distribution de masse inégale.

Si la pompe est à la fois centrale et à la fois radiale, la vibration la plus élevée sera probablement dans la direction radiale avec la plus grande amplitude à la vitesse de fonctionnement de la pompe (1X RPM).

Problèmes de désalignement

Le désalignement de l'arbre entre la pompe et le moteur du conducteur est l'une des principales causes de rupture prématurée du roulement et de vibrations excessives. Le désalignement de l'arbre n'est pas facile à détecter et difficile à mesurer à l'extérieur, ce qui en fait un problème particulièrement difficile à diagnostiquer sans outils et compétences appropriés.

Le désalignement horizontal comporte un désalignement des arbres moteurs et des arbres de pompe dans le plan horizontal, un désalignement vertical comporte un désalignement des arbres dans le plan vertical et un désalignement angulaire comporte des déviations angulaires entre les arbres moteurs et les arbres de pompe.

Le mauvais alignement peut résulter d'une mauvaise installation, d'une expansion thermique pendant le fonctionnement, du tassement de la fondation ou du desserrage des boulons de montage au fil du temps.

Cavitation

La cavitation de la pompe est un symptôme d'une succion positive nette insuffisante, qui survient lorsque la pression absolue du liquide à l'entrée de l'hélice approche de la pression de vapeur liquide, provoquant la formation et l'effondrement de poches au passage de l'hélice.

La cavitation survient lorsque la pression dans un liquide tombe sous sa pression de vapeur, provoquant la formation de bulles de vapeur dans la pompe, et lorsque ces bulles se déplacent dans une zone de pression plus élevée, elles s'effondrent violemment, créant des ondes de choc qui peuvent emprisonner et éroder les surfaces métalliques à l'intérieur de la pompe.

Vous pouvez souvent identifier la cavitation de la pompe par le son de la pompe – comme les roches grondent dans la pompe ou sautent distinctif. La cavitation de la pompe peut contribuer de façon significative aux vibrations et au bruit dans une pompe, ce qui rend essentiel de traiter ce problème rapidement lorsqu'elle est détectée.

La cavitation est due à l'insuffisance de la tête d'aspiration positive nette disponible (NPSHa), aux températures élevées du fluide, à la vitesse excessive de la pompe ou aux restrictions dans la conduite d'aspiration.

Port et défaillance du roulement

L'usure des roulements, une faible lubrification ou un dégagement excessif peuvent entraîner des vibrations. Les roulements soutiennent l'arbre rotatif et maintiennent un alignement approprié entre les éléments stationnaires et rotatifs.

Les problèmes de roulement se développent à partir de causes multiples, notamment une lubrification inadéquate, une contamination, une surcharge, un mauvais alignement ou simplement une usure normale au fil du temps. Les fuites de scellement peuvent permettre au fluide d'entrer dans le boîtier du roulement, causant une faible lubrification et des vibrations.

Les roulements à éléments roulants génèrent des fréquences spécifiques liées à la fréquence de passage des billes, à la fréquence des cages et aux défauts de course des roulements. Les analystes de vibrations qualifiés peuvent identifier ces signatures pour identifier exactement quel composant de roulement a échoué.

Épaulière

Une pompe à arbre courbé peut provoquer des vibrations axiales élevées avec des différences de phase axiale qui tendent vers 180° sur le même rotor. La flexion de l'arbre se produit généralement en raison d'une mauvaise manipulation pendant l'installation ou l'entretien, une contrainte thermique ou des dommages aux chocs.

Une vibration dominante se produit normalement à 1X RPM si le virage est près du centre de l'arbre, et il peut se produire à 2X RPM si elle est courbée près de l'accouplement. Vous pouvez identifier un arbre de pompe courbé en utilisant des indicateurs de cadran pour mesurer l'écoulement de l'arbre pendant la rotation.

Questions de fondation et de montage

Une fondation qui n'est pas rigide peut causer une vibration de la base qui soutient la pompe et le moteur, donc vous devez vérifier pour la fondation, la rigidité de la fondation. Une fondation inadéquate ne fournit pas un support stable, permettant aux vibrations d'amplifier plutôt que d'amortir.

Les problèmes de fondation comprennent une masse insuffisante, un mauvais coulis, un béton détérioré, des boulons d'ancrage lâches ou un support structurel inadéquat. Les conditions de pieds souples, où un ou plusieurs pieds de montage ne font pas de contact solide avec la plaque de base, contribuent également aux problèmes de vibrations.

Piping Stress et questions de soutien

La tuyauterie d'aspiration ou de vidange qui n'est pas correctement ancrée pourrait nécessiter un examen du support. La tuyauterie mal supportée transfère la contrainte et les vibrations à la pompe, tout en causant un désalignement lorsque l'expansion thermique se produit.

Les tuyaux doivent être entretenus de façon indépendante pour éviter d'imposer des charges sur les buses de la pompe. L'expansion thermique doit être assurée par un routage approprié des tuyaux, des boucles d'expansion ou des joints d'expansion.

Problèmes hydrauliques

L'utilisation d'une pompe loin de son point d'efficacité optimale (BEP) crée une instabilité hydraulique, une recirculation et une turbulence qui se manifestent par des vibrations et du bruit.

La pulsation de débit se développe lorsqu'une pompe fonctionne près de sa tête d'arrêt, et les manomètres sur la tuyauterie de vidange de la pompe fluctuent. Cette condition de débit instable crée des pulsations de pression qui provoquent des vibrations dans tout le système.

Les dégagements excessifs de l'anneau d'usure permettent une recirculation interne qui réduit l'efficacité et crée des turbulences. Les objets étrangers logés dans l'hélice ou le volute perturbent les schémas d'écoulement et créent un déséquilibre.

Reconnaître les signes et symptômes des problèmes de vibration

La détection précoce des problèmes de vibrations permet une intervention rapide avant que des problèmes mineurs ne se transforment en défaillances majeures. Le personnel d'entretien devrait surveiller plusieurs indicateurs clés qui indiquent des problèmes de vibrations.

Bruit excessif

Des niveaux sonores inhabituels ou croissants accompagnent souvent des problèmes de vibrations. Différents problèmes produisent des sons caractéristiques qui aident à identifier la cause de la racine. La cavitation crée un bruit de grondement ou de saut. La défaillance du roulement produit des bruits de broyage ou de griffage.

Les opérateurs qui connaissent bien le fonctionnement normal de la pompe peuvent détecter des changements subtils du son qui indiquent des problèmes de développement.Tout changement important des caractéristiques du bruit justifie une enquête, car il signale généralement que les conditions ont changé ou que les composants se sont détériorés.

Mouvement visible

Les vibrations excessives peuvent être visibles à l'œil nu, la pompe, le moteur ou la tuyauterie montrant des tremblements ou des mouvements évidents. Bien que certaines vibrations soient normales, le mouvement visible indique des niveaux qui dépassent les limites acceptables et nécessitent une attention immédiate.

Vérifier les composants lâches, les plaques de base mobiles ou les mouvements aux protecteurs d'accouplement. La vibration visible suggère que les forces ont dépassé la capacité du système de les amortir, ce qui pourrait entraîner une détérioration rapide des composants et des connexions.

Fluctuations de pression et de débit

La pression de décharge ou le débit instables indiquent souvent des problèmes liés aux vibrations. La cavitation, la recirculation et l'instabilité hydraulique produisent tous des performances fluctuantes que les opérateurs peuvent observer à travers les jauges et les débitmètres.

Surveillez les manomètres pour l'oscillation des aiguilles ou les lectures erratiques. Les débitmètres peuvent afficher une puissance variable malgré un fonctionnement à vitesse constante.

Température accrue

La vibration génère friction et chaleur dans les roulements, joints et autres composants. Les températures élevées des roulements indiquent une charge excessive, une lubrification inadéquate ou des dommages au roulement.

La surveillance régulière de la température à l'aide de thermomètres infrarouges ou de caméras d'imagerie thermique aide à détecter les problèmes de développement avant que la défaillance ne se produise.

Fuite de phoque et de roulement

Les vibrations excessives accélèrent l'usure des joints mécaniques et des joints de roulement, entraînant des fuites.

Non seulement la défaillance du joint de stockage élimine le liquide pompé, mais elle peut aussi permettre aux contaminants d'entrer dans les boîtiers des roulements, ce qui accélère la détérioration du roulement.

Réduction des performances

Les problèmes de vibration se manifestent souvent par une diminution des performances de la pompe. La diminution du débit, la baisse de la pression de décharge ou de l'efficacité laissent penser que les dégagements internes ont augmenté, que les composants ont porté ou que les conditions hydrauliques se sont détériorées.

La comparaison des performances actuelles avec les données de base ou les courbes du fabricant permet de quantifier la dégradation.

Normes de surveillance et de mesure des vibrations

Pour être efficace, le dépannage des vibrations nécessite des techniques de mesure appropriées et une compréhension des niveaux de vibrations acceptables. Les limites de vibrations admissibles pour les pompes centrifuges sont indiquées dans la norme API 610 ou ISO 10816-7.

Emplacements de mesure

Pour une évaluation précise des vibrations, il est essentiel de placer le capteur de manière appropriée. Les mesures doivent être effectuées dans les boîtiers de roulement dans trois directions orthogonales : horizontale, verticale et axiale.

Prendre des mesures aussi près que possible de l'axe du palier pour la représentation la plus précise des vibrations de l'arbre. Évitez de mesurer sur des couvertures minces ou des composants non structurels qui peuvent amplifier ou déformer les lectures de vibrations.

Paramètres de vibration

La vibration peut être mesurée de plusieurs façons, chacune fournissant des indications différentes. Le déplacement mesure la distance de déplacement réelle, généralement en mil ou micromètres. La vitesse mesure le taux de déplacement, habituellement en pouces par seconde ou en millimètres par seconde. L'accélération mesure le taux de changement de vitesse, exprimé en g ou en mètres par seconde au carré.

Les mesures de vitesse sont le plus souvent utilisées pour la surveillance générale des machines car elles sont bien corrélées avec la gravité des vibrations sur une large gamme de fréquences. Les mesures d'accélération sont plus sensibles aux problèmes de haute fréquence comme les défauts de roulement.

Analyse de fréquence

L'analyse de la fréquence des vibrations fournit des informations diagnostiques cruciales. Différents problèmes génèrent des vibrations à des fréquences caractéristiques liées à la vitesse de l'arbre, à la fréquence de passage des pales, aux fréquences des éléments porteurs et à d'autres paramètres mécaniques.

L'équilibre apparaît généralement à 1X vitesse de fonctionnement (un fois RPM). Le mauvais alignement montre souvent des vibrations élevées à 1X et 2X vitesse de fonctionnement avec des vibrations axiales importantes. Les défauts de roulement produisent des vibrations à des fréquences spécifiques calculées à partir de la géométrie du roulement.

L'analyse du spectre à l'aide de la transformation rapide de Fourier (FFT) convertit les signaux de vibration dans le domaine du temps en spectres de fréquence, révélant ces fréquences caractéristiques et permettant un diagnostic précis des sources de vibration.

Procédures de dépannage complètes

Le dépannage systématique suit une séquence logique pour identifier et corriger efficacement les problèmes de vibration. Une approche méthodique empêche les efforts gaspillés sur les diagnostics incorrects et garantit que les causes profondes sont traitées plutôt que les symptômes.

Étape 1 : Recueillir des informations et établir des données de référence

Commencez par recueillir toutes les informations disponibles sur le système de pompe, les conditions de fonctionnement et l'historique des vibrations. Consultez les dossiers de maintenance, les journaux de fonctionnement et toutes les données de vibrations antérieures.

Établir une base de référence en mesurant les vibrations à tous les emplacements des roulements dans trois directions. Enregistrer les niveaux de vibration globaux et les spectres de fréquence de capture pour une analyse détaillée.

Interrogez les opérateurs sur tout changement de performance, bruits inhabituels ou événements opérationnels qui ont précédé le problème de vibration. Cette information contextuelle fournit souvent des indices précieux sur la cause profonde.

Étape 2 : Effectuer une inspection visuelle

Effectuez une inspection visuelle approfondie de l'ensemble du système de pompe pendant son fonctionnement (observation des précautions de sécurité appropriées) et après l'arrêt. Cherchez des problèmes évidents tels que des boulons de montage lâches, des raccords endommagés, des joints de fuite, un support de tuyauterie inadéquat ou une détérioration de la fondation.

Vérifiez les conditions de pieds souples en détachant chaque boulon de montage individuellement et en observant si des trous apparaissent. Inspectez l'accouplement pour l'usure, les dommages ou le désalignement.

Vérifiez les conditions d'aspiration, y compris la propreté des trieuses, les positions des soupapes et le niveau de liquide dans le réservoir d'alimentation.

Étape 3: Vérification de l'alignement

L'alignement de l'arbre doit être vérifié au moyen d'outils de mesure de précision. Bien que l'alignement brut puisse être vérifié avec un rectiligne, l'alignement précis nécessite des indicateurs de cadran ou des systèmes d'alignement laser.

Mesurer le désalignement angulaire et parallèle dans les plans verticaux et horizontaux. Documenter les valeurs et les comparer aux tolérances du fabricant, qui spécifient généralement l'alignement à quelques millièmes de pouce. Corriger tout désalignement constaté, en veillant à ce que la croissance thermique soit prise en compte pour les pompes manipulant des fluides chauds.

Après avoir corrigé l'alignement, vérifier que la pression de la tuyauterie n'a pas sorti la pompe de l'alignement. Resserrer les raccords de tuyauterie et vérifier si la pompe se déplace, ce qui indique que les forces de la tuyauterie affectent l'alignement.

Étape 4 : Évaluer les conditions hydrauliques

Évaluer si la pompe fonctionne dans la plage hydraulique acceptable. Placer le point de fonctionnement courant sur la courbe de performance de la pompe pour déterminer la distance qu'elle déroge au point d'efficacité optimal (BEP).

Examiner votre NPSH disponible de votre système pour bien soutenir ou déterminer s'il y a un problème de NPSH disponible de système qui doit être résolu. Calculer NPSHa en fonction des conditions du système et le comparer avec le NPSHr de la pompe.

Vérifier les restrictions de débit dans la conduite d'aspiration, y compris les presses obstruées, les vannes partiellement fermées, les tuyauteries de dimensions inférieures ou les raccords et coudes excessifs. Vérifier que la source d'aspiration fournit un niveau de liquide adéquat et que le vortexing n'est pas présent à l'admission.

Examiner les conditions de décharge pour une contre-pression excessive qui pourrait forcer le fonctionnement loin de BEP. Examiner si les modifications du système ont modifié le point de fonctionnement depuis l'installation initiale de la pompe.

Étape 5: Inspecter les composants rotatifs

Si les contrôles externes ne révèlent pas le problème, une inspection interne peut être nécessaire. Couper la pompe selon les procédures appropriées et l'ouvrir à l'examen. Inspecter la roue pour les dommages, l'usure, la corrosion ou le lodgment d'objets étrangers. Vérifier les vanes cassées ou érodées qui créeraient un déséquilibre.

Mesurez les dégagements de bagues d'usure et comparez-les aux spécifications du fabricant. Une clairance excessive permet une recirculation interne qui réduit les performances et crée des turbulences.

Vérifier les paliers pour l'usure, les piqûres ou les dommages. Vérifier les dégagements des roulements et les comparer aux spécifications. Examiner l'état de lubrification, rechercher la contamination, la dégradation, ou la quantité inadéquate. Remplacer les paliers qui montrent tout signe de détérioration.

Vérifiez que les joints mécaniques sont propres et non endommagés. Assurez-vous que les ressorts de joints assurent une charge adéquate et que tous les composants de joints sont correctement positionnés.

Étape 6: Équilibre de l'assemblée tournante

Si le déséquilibre est identifié comme source de vibration, l'ensemble rotatif doit être équilibré. Les roues doivent être équilibrées avec précision, ce qui a un impact énorme sur la durée de vie des roulements de la pompe. L'équilibrage peut être effectué dans une machine d'équilibrage ou en place en utilisant des techniques d'équilibrage de champ.

L'équilibrage de magasin fournit les résultats les plus précis en équilibrage de l'ensemble rotor complet sur l'équipement de précision. Cette approche est préférée lorsque la pompe est démontée pour l'entretien. L'équilibrage de terrain utilise des poids d'essai et des mesures de vibrations pour calculer les poids de correction sans enlever le rotor, offrant une solution plus rapide lorsque le démontage n'est pas pratique.

Après l'équilibrage, vérifiez que les vibrations ont été réduites à des niveaux acceptables. Documentez la condition d'équilibre final pour une référence future. Rappelez-vous que l'équilibrage corrige uniquement les problèmes de distribution de masse et ne résoudra pas les vibrations d'autres sources comme les problèmes de désalignement ou de roulement.

Étape 7 : aborder les questions de fondation et de montage

Si des problèmes de fondation sont identifiés, ils doivent être corrigés pour fournir un support stable. Réparer le béton détérioré, les plaques de base de coulis correctement, et s'assurer que les boulons d'ancrage sont serrés et correctement couplelés. La fondation doit avoir une masse et une rigidité adéquates pour absorber les forces de fonctionnement sans mouvement excessif.

Corriger les pieds mous en les chimmant pour assurer un contact solide sur toute la surface. Utiliser des chims usinés de précision plutôt que des matériaux improvisés. Vérifier que la plaque de base est plate et correctement supportée sur toute sa surface.

Envisager d'ajouter de la masse à la fondation si elle s'avère inadéquate pour la taille de la pompe et les conditions de fonctionnement. Les montures d'isolement peuvent être appropriées dans certaines applications pour empêcher la transmission de vibrations aux structures environnantes, bien qu'elles doivent être soigneusement sélectionnées pour éviter de créer des problèmes de résonance.

Étape 8 : Vérifier les services correctionnels et surveiller le rendement

Après avoir mis en œuvre des mesures correctives, vérifier soigneusement que les vibrations ont été réduites à des niveaux acceptables. Mesurer les vibrations à tous les endroits et comparer les résultats aux données de base et aux critères d'acceptation.

Exécutez la pompe dans sa gamme complète de fonctionnement pour confirmer que les vibrations demeurent acceptables dans toutes les conditions. Surveillez les paramètres de performance pour vérifier que l'efficacité et la capacité ont été rétablies aux niveaux prévus.

Établir un programme de surveillance continue pour suivre les tendances des vibrations au fil du temps. Les mesures régulières détectent une détérioration progressive avant qu'elle ne provoque une défaillance, permettant un entretien proactif plutôt que des réparations réactives.

Liste de contrôle détaillée pour le dépannage

Utilisez cette liste de contrôle complète pour évaluer systématiquement les sources potentielles de vibrations et mettre en œuvre les corrections appropriées:

Vérification de l'alignement

• Mesurer l'alignement de l'arbre à l'aide d'indicateurs de cadran ou d'un système d'alignement laser
• Vérifier les conditions de pieds souples à tous les points de montage
• Vérifier que l'alignement satisfait aux spécifications du fabricant
• Considérer la croissance thermique pour les applications de service à chaud
• S'assurer que le raccord est correctement installé et en bon état
• Vérifier que les boulons d'accouplement sont serrés et correctement couplelés
• Vérifier que l'écart de couplage correspond aux spécifications
• Raccord d'inspection pour l'usure, les fissures ou les dommages

Évaluation de la cavitation

• Calculer NPSHa et comparer avec la pompe NPSHr
• Assurer une marge adéquate entre NPSHa et NPSHr
• Vérifier le niveau du liquide du réservoir d'aspiration
• Vérifier que la passoire d'aspiration est propre et non obstruée
• Confirmer que toutes les soupapes d'aspiration sont complètement ouvertes
• Inspecter les conduites d'aspiration pour les restrictions ou les dommages
• Mesurer la pression d'aspiration pendant le fonctionnement
• Surveillance des fluctuations de pression indiquant une cavitation
• Écoutez le bruit caractéristique de la cavitation
• Vérifier la température du fluide et la pression de vapeur
• La pompe de vérification fonctionne dans la plage de débit recommandée
• Inspecter le palettre pour les dommages causés par la cavitation si accessible

Balance et état des roues

• Inspecter le palettre pour endommager, user ou corroder
• Vérifier si les vanes sont cassées ou érodées
• Rechercher des objets étrangers déposés dans des passages d'impulseurs
• Vérifier que l'hélice est correctement fixée à l'arbre
• Vérifiez la clé et le porte-clés pour l'usure
• Mesurer l'équilibre des roues motrices si l'équipement est disponible
• Inspection d'une accumulation ou de dépôts inégaux sur les roues
• Vérifier les autorisations correctes des roues de la roue
• Vérifier l'usure excessive des anneaux
• S'assurer que la roue tourne librement sans frotter

Inspection des roulements

• Vérifier la température du roulement pendant le fonctionnement
• Écoutez le bruit de roulement inhabituel
• Vérifier le type et la quantité de lubrification appropriés
• Vérifier l'état du lubrifiant pour la contamination ou la dégradation
• Vérifier les dégagements de roulement par rapport aux spécifications
• Examiner les roulements pour le piquage, l'éparpillement ou l'usure
• Vérifier que le boîtier du roulement est bien scellé
• Vérifier si le roulement est correctement préchargé, le cas échéant
• Veiller à ce que les systèmes de refroidissement fonctionnent s'ils sont équipés
• Vérifier que le type de roulement correspond aux exigences de la demande

Fondation et montage

• Inspecter les fondations pour les fissures ou la détérioration
• Vérifier que les boulons d'ancrage sont serrés et correctement couplelés
• Vérifier le roulage de la plaque de base pour les vides ou les dommages
• Essai pour pied souple à chaque point de montage
• Veiller à ce que la fondation ait une masse et une rigidité adéquates
• Vérifier que la plaque de base est de niveau et correctement supportée
• Vérifier que les surfaces de montage sont propres et planes
• Inspecter les shims pour une installation et un état appropriés
• Vérifier les montages d'isolement si utilisés fonctionnent correctement

Piping et évaluation du système

• La tuyauterie de vérification est correctement supportée indépendamment de la pompe
• Vérifier la pression de tuyauterie sur les buses de la pompe
• Assurer des joints ou des boucles d'expansion pour la croissance thermique
• Vérifier que les tailles des tuyaux d'aspiration et de vidange sont adéquates
• Vérifier si les coudes ou les accessoires sont excessifs et créent des restrictions
• Inspecter les supports de tuyauterie pour endommager ou déformer
• Vérifier que le point d'exploitation du système correspond à la courbe de la pompe
• Vérifiez que la pompe fonctionne près de Best Efficiency Point
• S'assurer que la pression de décharge n'est pas excessive
• Vérifier que le débit est dans la plage de la pompe recommandée

Sceau mécanique et d'arbre

• Vérifier la droite de l'arbre à l'aide d'indicateurs de cadran
• Inspect shaft for cracks,corrosion, or damage
• Vérifier que le jeu final de l'arbre est conforme aux spécifications
• Vérifier la fuite de joints mécaniques
• Inspecter les faces des joints pour en vérifier l'usure ou les dommages
• Le sceau de vérification est correctement installé et aligné
• Vérifier le système de chasse d'étanchéité s'il est équipé
• S'assurer que le refroidissement des joints est adéquat
• Vérifier le type de scellé correct pour la demande

Stratégies de prévention de l'entretien

Preventing vibration problems is far more cost-effective than correcting them after failure occurs. A comprehensive preventive maintenance program addresses potential issues before they develop into serious problems.

Surveillance régulière des vibrations

Mettre en oeuvre un programme de surveillance des vibrations de routine qui suit les tendances au fil du temps. L'analyse des vibrations joue un rôle important dans la détection de l'état et le diagnostic des défauts des pompes centrifuges à plusieurs étages.

La fréquence de surveillance dépend de la criticité de la pompe, des conditions de fonctionnement et de la fiabilité historique. Les pompes critiques peuvent nécessiter une surveillance continue avec des systèmes automatisés qui fournissent des alertes en temps réel.

L'analyse des tendances révèle des tendances qui prédisent la défaillance, permettant l'entretien planifié pendant les pannes prévues plutôt que les réparations d'urgence.

Gestion de la lubrification

Une lubrification adéquate est essentielle pour contrôler la durée de vie et les vibrations. Établir un calendrier de lubrification basé sur les recommandations du fabricant, les conditions d'exploitation et le type de roulement.

Éviter à la fois sous-lubrification et surlubrification, car les deux causes des problèmes. Un lubrifiant insuffisant conduit au contact métal-métal et à l'usure rapide. Un lubrifiant excessif provoque le bourrage, la production de chaleur, et les dommages potentiels de joint.

Surveillez l'état du lubrifiant par des programmes d'analyse d'huile qui détectent la contamination, la dégradation et l'usure des particules.

Vérification de l'alignement

Vérifier l'alignement périodiquement, surtout après les activités d'entretien ou lorsque les vibrations augmentent. La croissance thermique, le tassement de la base et la contrainte de tuyauterie peuvent entraîner une dérive de l'alignement au fil du temps.

Étudier toute dérive significative pour identifier les causes profondes comme les problèmes de fondation ou la contrainte de tuyauterie. Corriger l'alignement lorsque les mesures dépassent les tolérances du fabricant.

Paramètres de fonctionnement dans la conception

Utiliser les pompes dans leur enveloppe de conception pour minimiser les vibrations et maximiser la fiabilité. Évitez de faire fonctionner les pompes à très faible débit ou avec des soupapes de décharge trop irritées, car cela crée une recirculation et une instabilité hydraulique. De même, ne pas utiliser les pompes au-delà de leur débit maximum recommandé, car cela augmente NPSHr et peut causer la cavitation.

Si les exigences du système ont changé depuis l'installation, évaluez si la pompe est encore bien dimensionnée pour l'application. Une pompe de taille incorrecte ne fonctionnera jamais de façon fiable, indépendamment des efforts d'entretien.

Gestion des conditions d'aspiration

Maintenir des conditions d'aspiration adéquates pour éviter la cavitation. Maintenir les filtres d'aspiration propres, maintenir des niveaux de liquide appropriés dans les réservoirs d'alimentation, et s'assurer que les tuyaux d'aspiration sont exempts de restrictions.

S'attaquer rapidement à tout changement dans les conditions d'aspiration. La baisse des niveaux de liquide, des filtres obstrués ou des vannes partiellement fermées entraîne rapidement la cavitation et les vibrations.

Remplacement des éléments

Remplacez les composants d'usure avant de les faire échouer de façon catastrophique. Les roulements, joints, anneaux d'usure et roues ont toutes une durée de vie limitée qui dépend des conditions d'exploitation.

Utiliser des pièces de rechange de qualité qui répondent ou dépassent les spécifications originales. Les composants inférieurs peuvent économiser de l'argent au départ mais échouent souvent prématurément, coûtant plus à long terme en augmentant les temps d'arrêt et les dommages secondaires.

Documentation et tenue de registres

Tenir des registres complets de toutes les activités d'entretien, de mesure des vibrations, des conditions d'exploitation et des réparations. Cette documentation fournit des données historiques précieuses pour le dépannage, révèle les modèles qui prédisent les problèmes et aide à optimiser les intervalles d'entretien.

Consigner les données de base sur les vibrations lorsque les pompes sont nouvelles ou après des révisions majeures. Documenter tout changement dans les conditions d'exploitation, les modifications du système ou les activités de maintenance qui pourraient affecter les vibrations.

Techniques diagnostiques avancées

Au-delà du dépannage de base, les techniques de diagnostic avancées fournissent des informations plus approfondies sur les problèmes de vibration et permettent un diagnostic plus précis des problèmes complexes.

Analyse du spectre

L'analyse du spectre de fréquences par FFT convertit les signaux de vibration du domaine temporel en spectres de domaine de fréquences qui révèlent des signatures de vibrations caractéristiques.

L'équilibre apparaît comme un pic à 1X vitesse de roulement. Le désalignement montre des niveaux élevés à 1X et 2X avec des vibrations axiales importantes. Les défauts de roulement produisent des pics à des fréquences de roulement calculées. La fréquence de passage de la lame apparaît au nombre de palettes d'impeller par vitesse de l'arbre.

La comparaison des spectres au fil du temps révèle comment les caractéristiques des vibrations changent, aidant à identifier les problèmes en développement et à vérifier l'efficacité des corrections.

Analyse de phase

L'analyse de phase permet de distinguer les problèmes qui produisent des amplitudes de vibration similaires mais des relations de phase différentes.

L'équilibre produit des vibrations en phase aux points correspondants sur les côtés opposés de la machine. Le désalignement crée des différences de phase de 180 degrés entre les mesures horizontales sur les boîtiers de roulement opposés.

Les mesures de phase nécessitent un équipement spécialisé avec des capteurs optiques ou magnétiques pour établir des références de temps. Bien que plus complexe que les mesures d'amplitude, l'analyse de phase fournit un diagnostic définitif dans les cas où l'amplitude seule est ambigu.

Analyse de l'orbite

L'analyse de l'orbite trace la position de l'arbre en utilisant des mesures simultanées de déplacement horizontal et vertical, créant une représentation visuelle du mouvement de l'arbre.

Les orbites elliptiques suggèrent un mauvais alignement ou des problèmes de roulement. Les figures 8 indiquent une largeur ou des arbres fissurés. L'analyse de l'orbite nécessite des sondes de proximité qui mesurent la position de l'arbre directement plutôt que de porter des vibrations de boîtier.

Analyse de la forme de la déflection de fonctionnement

L'analyse de la forme de la déflection de fonctionnement (ODS) mesure simultanément les vibrations à plusieurs points pour créer une visualisation animée de la façon dont la machine se déplace pendant le fonctionnement. Cette technique identifie les résonances structurelles, le support insuffisant et les modes de vibration complexes qui ne sont pas apparents à partir de mesures à un seul point.

L'analyse de la SAO nécessite des systèmes d'acquisition de données multicanaux et des logiciels spécialisés, mais elle offre un aperçu inégalé de la dynamique structurelle.

Imagerie thermique

L'imagerie thermique infrarouge détecte les variations de température qui indiquent des problèmes comme la défaillance du roulement, le désalignement ou une lubrification inadéquate. Les points chauds sur les boîtiers des roulements indiquent une friction excessive ou un refroidissement inadéquat.

L'imagerie thermique permet de mesurer sans contact qui ne nécessite pas d'arrêt ou d'accès physique aux composants. Des relevés thermiques réguliers détectent les problèmes de développement avant qu'ils ne provoquent des vibrations ou des défaillances.

Erreurs courantes de dépannage à éviter

Comprendre les erreurs courantes aide les dépanneurs à éviter les efforts gaspillés et les diagnostics incorrects qui ne résolvent pas les problèmes de vibration.

Traiter les symptômes plutôt que les causes profondes

Remplacer les roulements défectueux sans identifier pourquoi ils ont échoué conduit à des défaillances répétées. Les roulements échouent en raison de causes sous-jacentes comme le désalignement, la contamination ou une lubrification inadéquate.

De même, l'équilibre d'un hélice porté de façon inégale par cavitation ne procure qu'une amélioration temporaire. La cavitation doit être corrigée ou le hélice deviendra rapidement déséquilibré. Toujours identifier et corriger les causes de racine plutôt que de simplement traiter les symptômes.

Diagnostic insuffisant avant les réparations

Sauter aux conclusions sans diagnostic approfondi conduit souvent à des réparations inutiles qui ne résolvent pas le problème. La pompe qui semble mal alignée pourrait en fait avoir un arbre courbé. Le roulement qui semble porté pourrait avoir échoué en raison de la contamination par un joint de fuite.

Investir du temps dans le diagnostic approprié avant de mettre en oeuvre des corrections. Le dépannage systématique suivant les procédures décrites dans ce guide identifie les causes profondes et veille à ce que les réparations répondent aux problèmes réels plutôt qu'aux hypothèses.

Ignorer les questions relatives au niveau du système

Pour résoudre les problèmes de performance au niveau du sol, l'entretien et l'ingénierie doivent prendre un regard plus large. Les problèmes de vibration proviennent souvent de problèmes de système plutôt que de défauts de pompe.

Évaluer l'ensemble du système, y compris les tuyauteries, les vannes, les instruments et les conditions de fonctionnement. Les modifications apportées au système depuis l'installation initiale peuvent avoir modifié les conditions de fonctionnement suffisamment pour causer des problèmes.

Utilisation de pièces de rechange inférieures

Les roulements, joints et roues doivent respecter les normes de qualité appropriées pour l'application. L'utilisation de composants inférieurs pour économiser de l'argent entraîne généralement une défaillance prématurée, une augmentation des temps d'arrêt et un coût total plus élevé.

Spécifiez les pièces OEM ou les équivalents de qualité après-vente qui répondent ou dépassent les spécifications originales. Le coût supplémentaire modeste des pièces de qualité est insignifiant par rapport au coût des pannes répétées et des temps d'arrêt associés.

Documentation de négation

Le fait de ne pas documenter les résultats, les mesures et les réparations gaspille l'effort de diagnostic et empêche les leçons tirées de l'expérience.

Tenir des registres complets de toutes les mesures des vibrations, des activités de maintenance et des conditions d'exploitation. Cette documentation fournit des données de référence inestimables pour le dépannage futur et aide à identifier les modèles qui prédisent les problèmes.

Quand chercher de l'aide professionnelle

Bien que de nombreux problèmes de vibrations puissent être résolus avec des ressources internes, certaines situations exigent l'aide professionnelle de spécialistes de la pompe ou d'analystes de vibrations.

Considérez l'aide professionnelle lorsque les problèmes de vibration persistent malgré les efforts de dépannage, lorsque l'équipement de diagnostic spécialisé est nécessaire, ou lorsque la pompe est essentielle aux opérations et les temps d'arrêt doivent être minimisés.

Les services professionnels comprennent une analyse détaillée des vibrations, un alignement laser, un équilibre dynamique et des essais complets de performance de la pompe. Ces spécialistes peuvent également fournir une formation pour développer des capacités internes pour le dépannage et la maintenance de routine.

Le coût de l'assistance professionnelle est généralement modeste par rapport au coût de la continuité des temps d'arrêt, des défaillances répétées ou des dommages catastrophiques causés à l'équipement.

Conclusion

Le dépannage des problèmes de vibrations dans les pompes centrifuges nécessite un diagnostic systématique, des techniques de mesure appropriées et une compréhension approfondie des causes potentielles. Le mouvement mécanique est le principal facteur qui provoque les vibrations de la pompe, et le mouvement instable du fluide est également une cause importante, ce qui rend essentiel d'évaluer les facteurs mécaniques et hydrauliques pendant le dépannage.

La réussite dépend de l'investigation méthodique qui identifie les causes profondes plutôt que de traiter simplement les symptômes. Les procédures détaillées décrites dans ce guide fournissent un cadre pour le dépannage efficace qui résout les problèmes de façon permanente plutôt que temporaire.

Les programmes de maintenance préventive qui comprennent la surveillance régulière des vibrations, la lubrification appropriée et le fonctionnement dans les paramètres de conception empêchent la plupart des problèmes de vibration avant qu'ils ne se développent.

Rappelez-vous que les problèmes de vibration indiquent souvent des problèmes de niveau du système plutôt que des défauts de pompe. L'évaluation du système complet, y compris les conduites, les conditions d'exploitation et les paramètres hydrauliques, révèle fréquemment les causes profondes que le dépannage axé sur la pompe pourrait manquer.

En appliquant les connaissances et les techniques présentées dans ce guide, les professionnels de la maintenance peuvent diagnostiquer et résoudre efficacement les problèmes de vibrations, prolonger la durée de vie de l'équipement, améliorer la fiabilité et réduire les coûts de maintenance.

Pour plus d'information sur l'entretien et le dépannage des pompes, envisagez d'explorer les ressources d'organisations comme Hydraulic Institute, qui fournit des normes et des conseils techniques pour les applications des pompes. L'American Society of Mechanical Engineers (ASME)[ offre également des ressources précieuses sur l'entretien rotatif de l'équipement et l'analyse des vibrations.