maintenance prédictive mécanique et électrique des machines de
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Maintenance prédictive mécanique et électrique des machines de production hydroelectrique
ESO Sud-ouest NAVARRE SERVICE 18 avenue des Frères LUMIERE – 64 140 LONS – Tel : 05-59-62-72-20 Fax : 05-59-31-41-11
Génératrices asynchrones - Alternateurs
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1
Causes primaires de défaillance de machines :
2%3%5%
5%
10%
15%
25%
35%
Erreur de conception
Erreur de fabrication
Durée de vie
Erreur d'application
Accidents
Erreur de montage
Vibrations
Lubrification
Pourquoi le predictif ? Causes primaires de défaillance
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2
L10 = (C/P)p
0
50
100
150
200
250
300
350
Du
rée d
e v
ie e
n
mil
lio
ns d
e t
ou
rs
Roulements testés
L10
Pourquoi le predictif ? Durée de vie théorique des roulements
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3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
Moyenne = MTBF
93 millions tours
Pour remplacer un roulement avec un intervalle de confiance de
95%, il faut selon la loi normale le remplacer à MTBF +/- 1,65
Sigma.
-23 millions tours !!!
s Déviation = Sigma
70 millions tours
Pourquoi le predictif ? Durée de vie réelle des roulements
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Les données Process servent
à évaluer la santé des
équipements et à planifier les
opérations de maintenance
12% Maintenance réalisé à
intervalle de temps
régulier 31%
Maintenance réalisée
uniquement sur défaut de
l’équipement 55%
Les données process
sont au centre de la santé
du site et servent à
évaluer les stratégies de
maintenance optimum
2%
Types de maintenance
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Curative : réparation après casse + coût direct – coût indirect
Préventive systématique : réparation à intervalles réguliers + ???? –̶ faux sentiment de sécurité (trop tôt / tard)
Prédictive : suivi état machine + sécurité : état réel machine – coût
Types de maintenance
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* Detection de défaut
* Le plus tôt possible
* En stade de dégradation naissant
* Long délai avant intervention
* Planification / temps caché
* Adapter le diagnostique à l’organisation
La maintenance prédictive : Philosophie
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Analyse vibratoire
Analyse des lubrifiants
Contrôle ultrasons
Thermographie infrarouge
Température, mesures d ’épaisseur, endoscopie
Contrôle des bobinages des génératrices asynchrones ou alternateurs
Technologies de maintenance prédictive
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Casse Défaut Température
Technologies de maintenance prédictive
Mesures et analyses vibratoires
Mesures et analyses lubrifiants
Mesures et analyses ultrasons
Mesures et analyses thermiques Bruits audibles
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Chaque machine génère une vibration spécifique
Les fréquences des vibrations sont déterminées par la cinématique de la machine et sa vitesse
Une mesure vibratoire présente de l’information en provenance plusieurs composants
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : principe
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Capteur
Energie
Globale
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : principe
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Machines tournantes
Analyse de structures
Défauts décelables :
• Balourd, alignement, jeu, roulement, engrènement, courroies, graissage, frottement, résonance, structure, électrique, cavitation, ...
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : applications
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2) Capteurs
intelligents avec
transfert des
données périodique
1) Routes de
mesure
périodiques
3) En continu
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : méthodes de suivi
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Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : Types d’analyse
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Vibration Signature Freq (Hz)
Displ
Vel
Acc
Balourd
1x
Délign
2x
3x
Engrenages
Elements roulants
roulements
Moteur
L. Freq
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : Analyse spectrale
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L’examen des lubrifiants permets d’obtenir des informations sur:
• Propriétés chimiques
• Capacité à lubrifier la machine et détection de l’usure
• Contamination
• Présence de particules étrangères pouvant induire l’usure
• Usure
• Mise en évidence des quantitatifs
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse d’huile
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2016-05-31 I-care Company Presentation 16
Graphe Trivector
Résultats :
• Etat général du lubrifiant
• 3 axes : Chimie, contamination, usure
• Couleurs pour une vision rapide
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse d’huile : Résultats
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Graphe de la contamination en particules
2016-05-31 I-care Company Presentation 17
Résultats :
• Courbe de répartition des particules par taille et par nombre
• Nombre total des particules
• System Debris
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse d’huile : Résultats
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2016-05-31 I-care Company Presentation 18
Graphe du 5200
Résultats :
• Courbe de variation de la valeur de diélectrique sur 180 sec
• Détection de la présence de particules métalliques
• Détection de la présence d’eau
• Détection des mélanges d’huile
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse d’huile : Résultats
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Technologies de maintenance prédictive : L’analyse d’huile : Cas d’étude
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La maintenance prédictive électrique est
un moyen puissant et unique offrant plus
de possibilités pour analyser l’isolement
des générateurs et les sections de
bobinages. Cette technologie offre la
possibilité de qualifier l’isolement mesuré,
de vérifier la présence de court-circuit
entre spires et de cibler de manière
préventive les actions de maintenance.
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse électrique des bobinages
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Mesures réalisées :
• Résistance d’isolement jusqu’à 50 TΩ (jusqu’à 12 KV)
• Index de Polarisation (IP)
• Rapport d’Absorption Diélectrique (DA)
• Test diélectrique (HiPot)
• Test pas de tension par échelon (Step Voltage)
• Mesures des résistances
• Ecart a la loi d’ohm, angle de phase
• Test de choc (Surge Test)
Défauts détectés :
• Faible isolation par rapport à la masse
• Faible isolation entre phases
• Faible isolation entre spires
• Faible isolation entre bobines
• Pollution du bobinage
• Courts-circuits entre phases
• Courts-circuits entre bobines
• Courts-circuits entre spires
• Enroulements ouverts
• Enroulements inversés
• Déséquilibre de phase
• Connectons internes et câbles
défectueux
Mesures onde de choc
Mesures isolements,
IP,DA, HiPot
Mesures résistances,
écart a la loi d’ohm
Quels intérêts ?
Risques pour la sécurité
Formation d’ozone due à des décharges partielles trop
importantes : l’ozone est un poison et un gaz oxydant ; L’air
ionisé forme un chemin de conduction invisible
Risques pour la machine
La tôlerie magnétique du stator peut s’oxyder : les dégâts
peuvent être considérables et la masse magnétique devra
être réparée ou renouvelée
Amorçage et destruction des bobinages
Technologies de maintenance prédictive : L’analyse électrique des bobinages
![Page 23: Maintenance prédictive mécanique et électrique des machines de](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051713/586e1a351a28ab5f288be804/html5/thumbnails/23.jpg)
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L’analyse électrique des bobinages : Exemples d’incidents pouvant être détectés
Amorçage des bobinages par
rapport a la masse :
Pollution du bobinage
Faible isolation par rapport à la
masse
![Page 24: Maintenance prédictive mécanique et électrique des machines de](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022051713/586e1a351a28ab5f288be804/html5/thumbnails/24.jpg)
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L’analyse électrique des bobinages : Exemples d’incidents pouvant être détectés
Faible isolation entre spires :
Courts-circuits entre spires
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L’analyse électrique des bobinages : Exemples d’incidents pouvant être détectés
Décharges partielles :
Défaut local en sortie d’encoches
Canal d’érosion du semi-
conducteur et de l’isolation