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ndzengueboris93@gmail.com Analyse vibratoire des équipements tournant DE LA CENTRALE THERMIQUE A GAZ DE KRIBI : cas du compresseur TSA901 I Dédicaces Chaleureusement je dédie ce modeste travail à : La lumière de ma vie, mes chers parents en témoignage pour leur amour et leur sacrifice sans limites et à qui je souhaite la bonne santé et que Dieu me les garde. Mes très chers frères sœurs ndzengueboris93@gmail.com Analyse vibratoire des équipements tournant DE LA CENTRALE THERMIQUE A GAZ DE KRIBI : cas du compresseur TSA901 II REMERCIEMENT Rien n’est aussi beau à offrir que le fruit d’un labeur qu’on dédie du fond du cœur à ceux qu’ on aime et qu’on remercie en exprimant la gratitude et la reconnaissance durant toute notre existence.  Au SEIGNEUR tout puissant pour le soufle de vie ;  M. GILLES ENGUENE notre Directeur de l’usine ;  M. FOALENG THIBAUT A. encadreur industriel ;  Pr MOHAMMADOU BOUBA ADJI le directeur de l’Institut Universitaire des technologies de Ngaoundéré  M. SAIDJO mon encadreur accademique  M. NGOUG CHARLES notre Chef de la Maintenance ;  Monsieur Ousmana notre chefs de maintenance ;  Tous les personnels de la centrale ;  Tous mes camarades de romotion et connaissances ; ndzengueboris93@gmail.com Analyse vibratoire des équipements tournant DE LA CENTRALE THERMIQUE A GAZ DE KRIBI : cas du compresseur TSA901 III Table des matières Dédicaces ...................................................................................................................................................... I REMERCIEMENT ....................................................................................................................................... II Listes des tableaux ....................................................................................................................................... VI Listes des figures ........................................................................................................................................ VII LISTE DES ABREVIATIONS ................................................................................................................... IX PRESENTATION DE L’ENTREPRISE. ............................................................................................. X 1. Historique ......................................................................................................................................... X 2. Identification de l’entreprise ............................................................................................................. X 3. Présentation de la centrale ............................................................................................................... XI 3.1. Situation géographique de la centrale .......................................................................................... XI 3.2. Organigramme de la société ....................................................................................................... XII RESUME ...................................................................................................................................................... 1 ABSTRACT ................................................................................................................................................. 2 Introduction générale .................................................................................................................................... 3 PREMIERE PARTIE : ................................................................................................................................. 5 REVUE DE LA LITTERATURE ................................................................................................................ 5 Introduction : ................................................................................................................................................ 6 Chapitre I : GENERALITES SUR LA MAINTENANCE ET L’ANALYSE VIBRATOIRE .................... 6 I-.1. Les objectifs de la maintenance ........................................................................................................ 6 I-.2. Différents types de maintenance ....................................................................................................... 7 I-3. Choix d’une politique de maintenance .............................................................................................. 7 I-4. Techniques d’analyse ......................................................................................................................... 8 I-5. Choix d’une technique d’analyse ....................................................................................................... 9 I.6. Chemin logique de la mise en œuvre de maintenance conditionnelle.............................................. 11 CHAPITRE II. ANALYSE VIBRATOIRE ........................................................................................... 12 II.1.1. Définition vibratoire ................................................................................................................. 12 II.1.2. Principe .................................................................................................................................... 12 II.2. Caractéristiques d’une vibration ..................................................................................................... 12 II.2.1. Fréquence ................................................................................................................................. 13 II.2.2. Les unités ................................................................................................................................. 13 II.2.3 Amplitude ................................................................................................................................. 13 II.3. Principale activité de l’analyse vibratoire ....................................................................................... 13 II.3.1. La surveillance ......................................................................................................................... 13 II.3.2. Le diagnostic ............................................................................................................................ 14 ndzengueboris93@gmail.com Analyse vibratoire des équipements tournant DE LA CENTRALE THERMIQUE A GAZ DE KRIBI : cas du compresseur TSA901 IV III. Défauts des machines tournantes .......................................................................................................... 14 III.1. Les roulements ............................................................................................................................... 16 III.1.1. Signatures vibratoires des principaux défauts des roulements : ............................................. 16 III.2. Défauts des paliers ......................................................................................................................... 18 III.2.1. Définition ................................................................................................................................ 18 III.2.2. Caractéristiques ...................................................................................................................... 18 III..3 Déséquilibre (défaut de balourd) ................................................................................................... 18 III.3 .1. Balourd statique : ................................................................................................................... 19 III.3.2 Balourd dynamique : ............................................................................................................... 19 III.4 Défauts de serrage : ........................................................................................................................ 19 III.5. Défauts de transmission par courroies : ......................................................................................... 20 III.5.1. Fréquence caractéristique : ..................................................................................................... 20 III.6. Les défauts des engrenages : ..................................................................................................... 20 III.6.1 Fréquence d’engrènement : ..................................................................................................... 20 III.6.2. Signatures vibratoires des défauts d’engrènement : ............................................................... 21 III.7. Stator et Rotor ................................................................................................................................ 23 III.7.1 Stator ........................................................................................................................................ 23 III.7.2. Le Rotor .................................................................................................................................. 24 IV. Traitement du signal ......................................................................................................................... 24 IV.1. Gamme de la fréquence d’analyse ................................................................................................. 24 IV.2. Numérisation et échantillonnage ................................................................................................... 25 IV.3 Filtrage (ou bande passante) ........................................................................................................... 25 IV.3.1. Filtre passe-bas ....................................................................................................................... 25 IV.3.2. Filtre passe-bande ................................................................................................................... 25 IV.3.3 Filtre passe-haut ...................................................................................................................... 26 IV.4. Amplification ................................................................................................................................ 26 IV.5. Fenêtrage et périodisation ............................................................................................................. 26 IV.6. Le moyennage ............................................................................................................................... 27 IV.7. Représentation graphique d’un spectre ......................................................................................... 27 IV.8. Interprétation physique des spectres .............................................................................................. 27 IV.9. Choix de la chaîne d’acquisition de donnée ................................................................................. 28 V. Types de capteurs .............................................................................................................................. 28 V.1. Les proximètres ou capteurs de déplacements ............................................................................ 29 III.1.2. Vélocimetres ou capteurs de vitesse ....................................................................................... 30 III.1.3. Les accéléromètres capteurs d’accélération ........................................................................... 31 III.2.4. Choix du capteur de vibrations ............................................................................................... 32 ndzengueboris93@gmail.com Analyse vibratoire des équipements tournant DE LA CENTRALE THERMIQUE A GAZ DE KRIBI : cas du compresseur TSA901 V IV. Généralités sur les compresseurs .................................................................................................. 33 IV.1 L'air comprimé ........................................................................................................................... 33 IV.1.2 Utilisation du compresseur ..................................................................................................... 33 IV.1.3 Types de compresseur ............................................................................................................. 33 IV.2. COMPRESSEUR A PISTON ................................................................................................... 34 Conclusion .................................................................................................................................................. 36 Deuxième partie : MATERIEL ET METHODES .............................................................................. 37 I. Matériels ......................................................................................................................................... 38 I.1. Modèle Vibration Tester FLUKE810........................................................................................... 38 I.2. Le capteur piézoélectrique ............................................................................................................... 38 I.3. Le logiciel Viewer ............................................................................................................................ 39 I.4. Le TSA902 ....................................................................................................................................... 39 II. METHODES .................................................................................................................................. 42 II.2. Construction du diagramme Pieuvre ........................................................................................... 42 II.2. Analyse structurelle descendante ................................................................................................ 43 II.3. Diagramme cause-effet d'Ishikawa ............................................................................................. 43 II.4. Méthode d’analyse de mode de défaillances, de leur effet et leur criticité (AMDEC) ............... 43 II.6. Analyse vibratoire ........................................................................................................................... 46 II.6.1. Montage de l'accéléromètre ......................................................................................................... 46 II.6.1.1. Position de montage .............................................................................................................. 46 II.6.1.2. Méthode de montage ............................................................................................................. 47 III.6.1.3. Durée d’une mesure ............................................................................................................. 48 II.6.1.4. Calcul des fréquences de défaut ................................................................................................ 48 II.6.2. Le windowins ou fenêtrage ...................................................................................................... 49 Troisième Partie : RESULTATS ET DISCUSSIONS ............................................................................... 50 I. 1. Montage de l'accéléromètre ............................................................................................................. 51 I.2. Diagramme Pieuvre du transformateur ........................................................................................ 51 I.5. Analyse de modes de défaillance de leur effet et leur criticité (AMDEC) ................................... 54 I.6. Durée d’une mesure ..................................................................................................................... 58 I.7. Calcul des fréquences de défaut ....................................................................................................... 58 I.7.1. Défauts de roulement ................................................................................................................ 58 I.7.2. Défauts de courroie ................................................................................................................... 60 I.7.3. Fréquence de défaut d’aube ou de pale ..................................................................................... 60 I.7.4. Défaut électrique ....................................................................................................................... 60 II. Etude des spectres .................................................................................................................................. 60 Point 4 : compresseur côté opposé accouplement sur le vilebrequin (roulement + palier) ..................... 64 ndzengueboris93@gmail.com Analyse vibratoire des équipements tournant DE LA CENTRALE THERMIQUE A GAZ DE KRIBI : cas du compresseur TSA901 VI Quatrième partie : CONCLUSION ET PERSPECTIVES ......................................................................... 66 Références bibliographiques ...................................................................................................................... 68 Annexes ...................................................................................................................................................... 69 Listes des tableaux Tableau 1 :Fiche d’identification. ............................................................................................................. X Tableau 2 :Différentes techniques d‘analyse de l‘état d‘une machine tournante ............................... 10 Tableau 3:Classification des défauts de machine électrique tournante selon leurs origines ............. 15 Tableau 4:. Cause des défauts dans les roulements ............................................................................... 16 Tableau 5:Les types de compresseur ...................................................................................................... 34 Tableau 6:Avantages et inconvénients du compresseur à piston ......................................................... 36 Tableau 7:Caractéristique du capteur .................................................................................................... 39 Tableau 8:Caractéristiques techniques du moteur ................................................................................ 40 Tableau 9:Codification des défaillances ................................................................................................. 43 Tableau 10:choix de critères pour l’AMDEC ........................................................................................ 45 Tableau 11:échelle de la criticité ............................................................................................................. 45 Tableau 12:AMDEC du transformateur de puissance de la KPDC .................................................... 45 Tableau 13: Récapitulatif du diagramme Pieuvre ................................................................................. 52 Tableau 14:Analyse de modes de défaillance de leur effet et leur criticité AMDEC du transformateur .......................................................................................................................................... 54 Tableau 15:Rapport de diagnostic .......................................................................................................... 65 ndzengueboris93@gmail.com Analyse vibratoire des équipements tournant DE LA CENTRALE THERMIQUE A GAZ DE KRIBI : cas du compresseur TSA901 VII Listes des figures Figure 1:Position géographique de la KPDC. ......................................................................................... XI Figure 2: vue 3D de la central................................................................................................................... XI Figure 3:organigramme ........................................................................................................................... XII Figure 4:Formes de maintenance .............................................................................................................. 7 Figure 5:Choix d’une politique de maintenance ...................................................................................... 8 Figure 6:Technique d’analyse ................................................................................................................... 9 Figure 7:Chemin logique de la mise en œuvre de maintenance conditionnelle .................................. 11 Figure 8:Système à un degré de liberté .................................................................................................. 12 Figure 9:Les différents signaux vibratoires ........................................................................................... 14 Figure 10:pourcentage des défauts ......................................................................................................... 16 Figure 11:Image vibratoire théorique d’un défaut de type écaillage sur bague extérieure ............... 17 Figure 12:Image vibratoires théorique d’un défaut de type écaillage sur bague intérieure .............. 17 Figure 13:Image vibratoires théorique d’un défaut de type écaillage sur un élément roulant. ........ 17 Figure 14:Défaut de déversement Figure 15:Image vibratoires théorique ................................ 18 Figure 16:Spectre théorique d’un défaut de balourd. ........................................................................... 19 Figure 17:Défaut d’usure d’accouplement. ............................................................................................ 19 Figure 18:mage vibratoire théorique d’un défaut de transmission par courroies. ............................ 20 Figure 19:Différents types d’engrenage. ................................................................................................ 20 Figure 20:Image vibratoire d’un engrenage sain. ................................................................................. 21 Figure 21:Image vibratoire théorique d’un engrenage présentant une dent détériorée. ................... 21 Figure 22:Image vibratoire théorique d’une denture............................................................................... 22 Figure 23:Image théorique et spectre réel d’un engrènement en fond de denture sur un réducteur ... 22 Figure 24:Image vibratoire théorique d’un engrenage présentant une dent détériorée. ................... 23 Figure 25:Effet d’échantillonnage dans le domaine temporel. ............................................................. 25 Figure 26:Les différents types de filtres (fc : fréquence de coupure) .................................................. 26 Figure 27:choix de la chaine d’acquisition de données ......................................................................... 28 Figure 28:proximètre monté sur un palier ............................................................................................. 29 Figure 29:Schéma de principe d’un vélocimetre. .................................................................................. 30 Figure 30:Schéma de principe d’un accéléromètre .................................................................................... 31 Figure 31:Gamme dynamique et gamme de fréquences des capteurs ................................................. 33 Figure 32:Principe d'un compresseur à piston .......................................................................................... 35 Figure 33:Compresseur à deux étages comportant une réfrigération intermédiaire ......................... 35 Figure 34:Modèle Vibration Tester FLUKE810 .................................................................................... 38 Figure 35:Capteur de vibration............................................................................................................... 38 ndzengueboris93@gmail.com Analyse vibratoire des équipements tournant DE LA CENTRALE THERMIQUE A GAZ DE KRIBI : cas du compresseur TSA901 VIII Figure 36:Le logiciel viewer ..................................................................................................................... 39 Figure 37:Le starting air unit. ................................................................................................................. 40 Figure 38:Dessin de définition du TSA901 ............................................................................................. 41 Figure uploads/Management/ analyse-vibratoire.pdf