Les situations de survitesse sur les machines tournantes doivent être évitées à tout prix. Même la plus légère survitesse peut entraîner des contraintes mécaniques provoquant la déformation des pièces des machines tournantes. Des situations de survitesse plus graves peuvent entraîner un frottement des extrémités des aubes contre le carter. Les situations de survitesse les plus graves peuvent provoquer le détachement des aubes de turbine, ce qui entraîne la pénétration de pièces de la machine dans le carter. Cet article décrit les causes les plus courantes de survitesse.
1. Arbre cassé
Lorsqu’un arbre d’entraînement se brise (par exemple en raison d’un désalignement), la turbine subit soudainement une résistance minimale. Grâce à la force motrice restante (carburant ou vapeur), le rotor est alors capable d’accélérer rapidement et de dépasser les limites mécaniques de la machine. Un système avancé de détection de survitesse détectera le moment où une machine tournante dépasse le seuil d’accélération maximal tolérable, déclenchera une alarme et activera une fonction de coupure avant même qu’une situation réelle de survitesse ne se produise. Cependant, il faudra un certain temps avant que la force motrice ne disparaisse, période durant laquelle la machine pourrait encore atteindre un niveau de vitesse dangereux. Il est donc essentiel de posséder une connaissance approfondie de votre machine et de savoir quelles accélérations sont acceptables à chaque vitesse.
« Un système avancé de détection de survitesse déclenchera une fonction de déclenchement en cas d’accélération de la vitesse avant même qu’une situation réelle de survitesse ne se produise. »
2. Dysfonctionnement d’une vanne
Les vannes de régulation et les soupapes de sécurité sont des composants mécaniques importants d’une machine. Les conséquences d’une défaillance des vannes de régulation peuvent être considérables. Lorsqu’une vanne de régulation d’une turbine à vapeur est bloquée ou qu’une de ses soupapes de pression reste ouverte, cela peut entraîner une force d’entraînement excessive sur l’arbre. Tout comme dans le cas d’un arbre cassé, cela peut provoquer une accélération excessive et un dépassement de vitesse.
3. Essais des dispositifs mécaniques de protection contre la survitesse
La protection mécanique ou hydraulique contre la survitesse peut présenter des défaillances lors d’un essai de survitesse. Ces systèmes présentent des modes de défaillance qui ne peuvent être testés que lors d’un déclenchement réel dû à la survitesse. Lorsque le système est bloqué par la formation de vernis ou par des salissures, le dispositif mécanique de protection contre la survitesse ne sera pas en mesure d’arrêter la machine lorsque cela s’avère nécessaire.
4. Erreur humaine
Même si la plupart des systèmes sont automatisés, il reste une marge pour les actions et les interventions humaines. Par exemple : laisser une dérogation en place après un arrêt de maintenance. Un autre exemple est l’erreur de l’opérateur. Celle-ci est devenue de moins en moins probable en raison des évolutions technologiques qui ne nécessitent qu’une intervention humaine minimale, mais elle reste l’une des principales causes de survitesse des machines tournantes.
5. Entrée incorrecte du capteur
Le signal de vitesse pourrait être faussé par un capteur mal monté ou mal réglé, ou par des erreurs de configuration du système, ce qui entraînerait une entrée erronée dans la logique du système. Une entrée erronée du capteur pourrait également affecter le système de commande, ce qui pourrait ensuite conduire à une situation de survitesse. La machine tournante serait alors exposée à des situations de survitesse non détectées.
6. Défaillance du système de contrôle
Une défaillance du système de contrôle de vitesse peut entraîner une situation de survitesse. Un système de contrôle de vitesse est utilisé pour réguler la vitesse de la machine tournante. Un signal d’entrée invalide ou une erreur de programmation pourrait déclencher une défaillance du système de contrôle de vitesse, ce qui pourrait ensuite provoquer une survitesse.
Comment prévenir les événements de survitesse
Un système de détection de survitesse (ODS) est essentiel pour améliorer la sécurité et la fiabilité de vos machines tournantes. Comme indiqué précédemment dans cet article, un système de détection de survitesse permettra d’empêcher un événement de survitesse dès son apparition. Chez Istec, nous fournissons notre ODS à des entreprises industrielles de renom, offrant ainsi un système rapide et évolutif. Nos deux solutions sont les SpeedSys 200 et 300, respectivement conformes aux niveaux SIL 2 et SIL 3.
