Explication : comment et quand surveiller les vibrations et le déplacement des bielles
Les compresseurs à pistons comptent parmi les machines les plus critiques dans des secteurs tels que la (pétro)chimie, l’énergie, ainsi que le pétrole et le gaz. Contrairement aux autres machines tournantes, les compresseurs à pistons nécessitent beaucoup d’entretien. Il est donc essentiel de disposer de systèmes de surveillance avancés pour surveiller divers paramètres mécaniques essentiels, tels que les vibrations et la chute de tige. Cette note d’application explique comment configurer un système permettant de surveiller les vibrations et la chute de tige sur un compresseur à pistons à 2 cylindres typique, et de combiner ces signaux pour obtenir des informations plus approfondies sur la machine.
Mesures des vibrations
Les mesures de vibrations sur les compresseurs à pistons s’avèrent difficiles en raison du mouvement mécanique naturel de ces compresseurs. Cependant, la surveillance des vibrations en divers points de la machine est cruciale pour obtenir des informations sur celle-ci afin de maintenir un processus stable. Ces points comprennent les vibrations du carter (accéléromètre) et celles de la traverse (accéléromètre), comme le montre la figure 1.
En savoir plus sur les mesures de vibrations »
Capteurs de vibrations
Des accéléromètres sont utilisés pour mesurer les vibrations du carter sur les compresseurs à pistons. Un capteur est placé à la fois à l’extrémité entraînée et à l’extrémité non entraînée (figure 1).
Un autre accéléromètre est utilisé pour mesurer les vibrations de la traverse et doit être placé au-dessus de celle-ci (figure 1).
En savoir plus sur les capteurs de vibrations »
Protection et surveillance par transmetteur ; module VibroSmart (VSV301)
Les capteurs utilisés pour générer les données de vibrations sont connectés au module VibroSmart (VSV301) ; un système de protection et de surveillance des vibrations à deux canaux basé sur un transmetteur (monté sur rail DIN). Ce système est conçu pour une surveillance et une protection évolutives et avancées des machines tournantes (critiques), y compris les compresseurs à pistons. En tant que système autonome, le VibroSmart offre deux canaux, mais grâce à son évolutivité, plusieurs modules peuvent être connectés pour s’adapter à n’importe quelle application.
Déplacement de la tige / usure de la bande de guidage
Les bagues de guidage sont des composants essentiels qui soutiennent le piston lors de son déplacement dans le cylindre du compresseur alternatif. Elles s’usent avec le temps, ce qui entraîne un déplacement vertical du piston et de la tige de piston. Afin d’éviter tout dommage au piston et à la paroi du cylindre, l’usure de ces bagues de guidage doit être surveillée. Comme il est difficile de mesurer directement l’usure des bagues de guidage en raison de la haute pression régnant dans la chambre du cylindre, on mesure à la place le déplacement vertical de la tige de piston.
En savoir plus sur les mesures de chute de tige »
Surveillance par transmetteur ; RecipSys 200 
Le RecipSys 200 est un système de surveillance compact (monté sur rail DIN) destiné aux compresseurs à pistons ; il permet de surveiller l’usure des bandes de glissement, éliminant ainsi la nécessité d’arrêts périodiques pour des inspections manuelles.
Capteur de référence de phase
Le RecipSys 200 utilise un capteur de référence de phase (ou déclencheur de phase) pour mesurer la position de la tige à un point spécifique du cycle, ce qui le rend beaucoup plus précis qu’une mesure globale (figure 2).
Capteur de déplacement à tige
Une sonde de proximité est utilisée pour mesurer le déplacement vertical de la tige de piston. À mesure que les bandes de glissement s’usent, la tige de piston s’abaisse progressivement (figure 2).
Mesure des vibrations et du déplacement des bielles sur un compresseur alternatif à 2 cylindres.
Un module RecipSys 200 autonome dispose de deux entrées pour les signaux de chute de tige et d’une entrée tachymétrique, ce qui signifie qu’un module est nécessaire pour un compresseur à 2 cylindres. Quelle que soit la configuration du compresseur, un seul capteur de référence de phase est nécessaire pour la surveillance déclenchée de la tige de piston (figure 3).
La surveillance des vibrations du carter (2 accéléromètres) et de la traverse (2 accéléromètres) nécessitant au total quatre capteurs, deux modules VibroSmart sont requis. Le signal d’entrée tachymétrique du module VibroSmart peut être utilisé pour connecter un capteur de référence de phase et filtrer une bande de fréquences de vibrations spécifique, qui peut être liée à la vitesse de rotation du compresseur à pistons.
Comme le RecipSys 200 et le VibroSmart (VSV301) sont tous deux des systèmes basés sur des transmetteurs, ils sont facilement évolutifs pour s’adapter à n’importe quelle configuration. Les données issues des deux systèmes peuvent être intégrées dans une seule plateforme d’analyse.
Analyse des données
Les signaux de sortie déclenchés par la chute de tige provenant des modules RecipSys 200 et les données de vibrations provenant des modules VibroSmart peuvent tous deux être transmis à la plateforme logicielle (en option) VibroSight® ; une suite de surveillance externe permettant d’analyser à la fois les données de vibrations et celles relatives à la position des tiges. De plus, VibroSight® offre des options d’analyse étendues pour identifier les vibrations excessives et en déterminer les causes.
