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 cas de survitesse les plus graves pourraient entraîner le détachement des aubes de la turbine, ce qui se traduirait par 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 rompt (par exemple, en raison d'un mauvais alignement), la turbine subit soudain une résistance minimale. Avec la force motrice restante (combustible ou vapeur), le rotor peut accélérer rapidement et 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 maximale tolérable, déclenchera une alarme et initiera une fonction de déclenchement avant même qu'une situation de survitesse réelle ne se produise. Toutefois, il faudra un certain temps pour que la force motrice disparaisse, période pendant laquelle la machine pourrait encore atteindre une vitesse dangereuse. Il est donc essentiel d'avoir une connaissance approfondie de votre machine et de savoir quelles sont les accélérations acceptables à chaque vitesse.
"Un système avancé de détection de la survitesse déclenchera une fonction de déclenchement sur l'accélération de la vitesse avant même qu'une situation de survitesse réelle 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 la présence de 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 y a encore de la place pour des actions et des interférences humaines. Par exemple : laisser une commande prioritaire en place après un arrêt de maintenance. Autre exemple : une erreur de l'opérateur. Cette erreur est de moins en moins probable en raison des progrès technologiques qui ne nécessitent qu'une intervention humaine minimale, mais elle reste l'une des principales causes de survitesse pour les machines tournantes.
5. Données incorrectes provenant des capteurs
Le signal de vitesse peut être altéré par un capteur mal monté ou mal réglé ou par des erreurs de configuration du système, ce qui entraîne une entrée incorrecte dans la logique du système. Une entrée incorrecte du capteur peut également affecter le système de contrôle, ce qui peut ensuite conduire à une situation de survitesse. La machine tournante serait alors vulnérable à des situations de survitesse non détectées.
6. Défaillance du système de contrôle
Une défaillance du système de contrôle de la vitesse peut entraîner une situation de survitesse. Un système de contrôle de la vitesse est utilisé pour réguler la vitesse de la machine tournante. Un signal d'entrée non valide ou une erreur de programmation peut déclencher une défaillance du système de contrôle de la vitesse, ce qui peut ensuite entraîner 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.
