Les pompes industrielles jouent un rôle essentiel dans le transport et la circulation des liquides au sein des processus industriels. Du traitement de l’eau et de la production d’électricité aux procédés chimiques et à la production de pâte à papier et de papier, les pompes assurent la manipulation des fluides, le refroidissement, la circulation et d’autres fonctions nécessaires au fonctionnement fiable des installations.
La fiabilité des pompes influence directement la continuité des processus et la disponibilité des équipements. Bien que le caractère critique de chaque pompe varie selon l’application, la dégradation mécanique peut à terme affecter la stabilité du débit, réduire la capacité disponible ou entraîner des interruptions imprévues de maintenance et de production.
De nombreuses installations industrielles exploitent un grand nombre de pompes réparties dans différentes zones de traitement. La surveillance continue de l’état des vibrations offre aux équipes de maintenance une meilleure visibilité sur les problèmes mécaniques naissants et facilite les décisions de maintenance fondées sur l’état réel des machines plutôt que sur de simples mesures périodiques.
Le défi : des conditions d’exploitation changeantes et des actifs dispersés
Les pompes industrielles fonctionnent dans des conditions mécaniques et hydrauliques très variées. Le débit, la pression, les propriétés du fluide, la vitesse de rotation et l’état de fonctionnement peuvent varier en fonction des exigences du procédé et de la configuration de la pompe.
Ces variations influencent le comportement vibratoire. Une modification du niveau de vibration n’indique pas nécessairement une dégradation mécanique, car les conditions hydrauliques et les points de fonctionnement peuvent également affecter la réponse mesurée. Une évaluation fiable de l’état nécessite donc d’interpréter les tendances vibratoires en parallèle des informations de fonctionnement pertinentes.
Les problèmes mécaniques posent des défis supplémentaires. La dégradation des roulements, le désalignement, le déséquilibre du rotor et le jeu mécanique peuvent se développer progressivement, tandis que des phénomènes hydrauliques tels que la cavitation ou la recirculation peuvent produire des vibrations anormales et contribuer à la détérioration des équipements.
Pour les sites disposant de nombreuses pompes réparties sur différents emplacements, la couverture de la surveillance devient un autre défi. Les circuits de mesure périodiques des vibrations fournissent des aperçus utiles de l’état des machines, mais des problèmes naissants peuvent évoluer entre deux inspections. Augmenter manuellement la fréquence des mesures nécessite également du temps supplémentaire et des compétences spécialisées.
Pourquoi la surveillance des vibrations est-elle importante pour les pompes industrielles ?
De nombreux problèmes mécaniques dans les pompes industrielles se développent progressivement et influencent le comportement vibratoire avant que la défaillance fonctionnelle ne se produise. Les changements dans l’état des roulements, l’alignement, l’équilibrage du rotor ou le montage mécanique peuvent produire des profils de vibrations mesurables qui indiquent une dégradation en cours.
La relation entre le comportement mécanique et hydraulique rend la surveillance des pompes particulièrement importante. Les changements des conditions de fonctionnement peuvent influencer les vibrations, tandis que des perturbations hydrauliques telles que la cavitation ou la recirculation peuvent introduire des composantes vibratoires supplémentaires. Ces effets peuvent contribuer à des contraintes mécaniques et, selon leur gravité et leur durée, accélérer la détérioration des équipements.
Les différentes configurations de pompes entraînent des exigences de surveillance différentes. Une pompe horizontale dotée d’un moteur et d’un accouplement séparés comporte plusieurs emplacements de roulements et de transmission pouvant nécessiter une surveillance. Les pompes multicellulaires introduisent des étages hydrauliques internes supplémentaires et des considérations liées à la dynamique des rotors, tandis que les configurations verticales en ligne nécessitent des points de mesure adaptés à leur agencement mécanique.
La surveillance continue des vibrations fournit le contexte historique nécessaire pour identifier les changements persistants dans le comportement des machines. Associées à des informations d’exploitation pertinentes telles que la vitesse, le débit et la pression, les tendances en matière de vibrations aident les équipes de maintenance à déterminer quels équipements nécessitent une attention diagnostique plus approfondie.
Cela favorise la maintenance conditionnelle en fournissant des informations supplémentaires sur l’état mécanique, au-delà de ce que les mesures de processus peuvent révéler à elles seules.
Application de VibSys® aux pompes industrielles
VibSys® est conçu pour la surveillance continue de l’état vibratoire des équipements rotatifs et peut être appliqué à différentes configurations de pompes industrielles.
VibSys® acquiert en continu des données de haute qualité sur les vibrations et les paramètres connexes des machines à proximité des équipements surveillés, puis traite ces informations localement. Les mesures de vibrations peuvent être effectuées au niveau des moteurs, roulements et pompes concernés, en fonction de la configuration mécanique.
Le cas échéant, les mesures de vitesse fournissent un contexte opérationnel supplémentaire pour interpréter le comportement des vibrations et effectuer des analyses diagnostiques plus approfondies. Des données détaillées sur les vibrations restent disponibles lorsque l’évolution des conditions nécessite une étude plus approfondie.
Pour les installations industrielles comptant un grand nombre de pompes, VibSys® offre la possibilité d’étendre la couverture de la surveillance sans augmenter proportionnellement le travail de mesure manuelle. Au lieu de s’appuyer principalement sur des circuits d’inspection périodiques, les équipes de maintenance obtiennent des informations continues sur l’état d’un ensemble plus large d’actifs.
L’architecture compacte et décentralisée permet de démarrer la surveillance avec des pompes sélectionnées, puis de l’étendre à d’autres équipements ou zones de processus. La connectivité ouverte permet d’intégrer les informations d’état et les données de vibrations dans les environnements d’usine et d’analyse existants.
VibSys® est destiné à la surveillance de l’état et au diagnostic afin de faciliter la prise de décision en matière de maintenance. Il ne remplace pas les dispositifs dédiés de protection des machines, les systèmes d’arrêt liés à la sécurité ou d’autres fonctions de protection.
Installations VibSys® typiques sur des pompes industrielles
Les configurations des pompes industrielles varient en fonction des exigences de débit, de la pression de service, de la disposition de l’installation et de la conception mécanique. Ces différences influencent à la fois le comportement vibratoire et les emplacements de mesure les plus appropriés.
Les exemples suivants illustrent trois configurations de pompes différentes et la manière dont la surveillance continue des vibrations peut être appliquée à leurs ensembles rotatifs.
Pompes centrifuges horizontales à moteur électrique
Les pompes centrifuges horizontales sont largement utilisées pour le transfert et la circulation des fluides dans les installations industrielles. Dans une configuration type, un moteur électrique entraîne la pompe via un accouplement, créant ainsi un ensemble rotatif avec des paliers distincts pour le moteur et la pompe.
Les mesures de vibrations au niveau des paliers des moteurs et des pompes concernés fournissent des informations sur le comportement mécanique de l’ensemble de la chaîne cinématique. Une mesure facultative de la vitesse peut apporter un contexte de fonctionnement supplémentaire pour l’analyse diagnostique.
L’analyse continue des tendances vibratoires permet d’identifier la dégradation naissante des roulements, le déséquilibre du rotor, le désalignement des accouplements et le jeu mécanique. Étant donné que les conditions hydrauliques peuvent également influencer les vibrations, les variations doivent être interprétées en tenant compte des conditions de fonctionnement de la pompe.
La surveillance de l’ensemble rotatif complet aide les équipes de maintenance à identifier les changements mécaniques persistants et à déterminer quand une inspection ou une maintenance supplémentaire est nécessaire.
Pompes centrifuges horizontales multicellulaires
Les pompes centrifuges horizontales multicellulaires utilisent plusieurs étages de roues disposés le long d’un arbre commun pour augmenter progressivement la pression du fluide. Cette configuration est couramment utilisée lorsque des pressions de refoulement plus élevées sont requises.
La combinaison de plusieurs étages hydrauliques, d’un ensemble de rotor allongé et de paliers de support introduit des considérations supplémentaires pour la surveillance des vibrations. La dégradation mécanique, les changements d’équilibrage du rotor, l’état des paliers et les perturbations hydrauliques peuvent tous influencer le comportement vibratoire.
VibSys® permet d’acquérir des mesures de vibrations à partir d’emplacements pertinents sur les roulements et la chaîne cinématique, tandis que les informations de vitesse fournissent un contexte supplémentaire pour interpréter les changements de comportement de la machine.
L’analyse continue des tendances permet d’identifier les changements persistants pouvant indiquer l’apparition de problèmes mécaniques. Les vibrations pouvant être influencées par les interactions entre les étages hydrauliques, la dynamique du rotor et les conditions de fonctionnement, une analyse diagnostique détaillée reste importante lorsque des tendances anormales apparaissent.
Pompes centrifuges verticales en ligne
Les pompes centrifuges verticales en ligne sont couramment utilisées dans les systèmes de circulation et de transfert de fluides où un encombrement réduit est un avantage. Le moteur est positionné verticalement au-dessus de la pompe, l’ensemble rotatif étant disposé le long d’un axe vertical.
Cette configuration diffère des installations de pompes horizontales par son agencement mécanique, l’emplacement des paliers et l’accessibilité pour les mesures de vibrations.
VibSys® peut surveiller les vibrations à des emplacements de mesure appropriés sur le moteur et la pompe, en fonction de la conception de cette dernière. Le cas échéant, les mesures de vitesse peuvent fournir un contexte de fonctionnement supplémentaire.
Dans les installations comportant plusieurs pompes verticales en ligne, la surveillance continue permet également de suivre l’état de chaque unité au fil du temps. Cela aide les équipes de maintenance à identifier les changements mécaniques en cours, à comparer les tendances dans des conditions de fonctionnement appropriées et à hiérarchiser les investigations supplémentaires si nécessaire.
Principaux avantages pour la surveillance de l’état des pompes industrielles
- Surveillance continue de l’état des vibrations sur différentes configurations de pompes industrielles
- Détection précoce de la dégradation mécanique
- Données de vibrations de haute qualité pour l’analyse des tendances et le diagnostic
- Plusieurs positions de mesure sur l’ensemble rotatif, si nécessaire
- Contexte opérationnel supplémentaire lié aux mesures de vitesse
- Aperçu des vibrations associées aux conditions mécaniques et hydrauliques
- Traitement local à proximité des équipements surveillés
- Déploiement évolutif sur des parcs de pompes plus importants et dispersés
- Dépendance réduite vis-à-vis des mesures manuelles périodiques des vibrations
- Connectivité ouverte avec les environnements d’usine et d’analyse existants
Impact sur la maintenance et la fiabilité des pompes
La surveillance continue de l’état des vibrations offre aux équipes de maintenance une meilleure visibilité sur l’évolution de l’état des pompes au fil du temps.
Les changements persistants de l’état des roulements, de l’alignement, de l’équilibrage du rotor ou d’autres composants mécaniques peuvent être identifiés plus tôt, ce qui laisse davantage de temps pour mener des investigations et planifier les actions de maintenance appropriées. Les vibrations d’origine hydraulique peuvent également être évaluées en parallèle des informations sur le processus afin de déterminer si une investigation plus approfondie est nécessaire.
Cela s’avère particulièrement utile dans les installations comptant de nombreuses pompes réparties dans différentes zones de processus. Au lieu de mesurer manuellement chaque équipement à la même fréquence, les équipes de maintenance peuvent utiliser des informations continues sur l’état des machines pour identifier celles qui nécessitent une attention particulière.
Une détection précoce des problèmes émergents peut réduire le risque de pannes imprévues et de dommages secondaires, tout en favorisant une planification de la maintenance plus prévisible et une meilleure disponibilité des équipements.
Des mesures périodiques à la surveillance évolutive de l’état des équipements
Les installations industrielles peuvent comporter un grand nombre de pompes fonctionnant dans des conditions différentes et répondant à des exigences de processus variées. Couvrir fréquemment ces équipements par des tournées de mesure manuelles des vibrations nécessite un temps considérable et des compétences spécialisées.
La surveillance continue offre une approche plus évolutive. Les données de vibrations et les données machines associées peuvent être acquises de manière cohérente sans qu’il soit nécessaire qu’une personne soit présente à chaque mesure.
Les spécialistes de la maintenance et de la fiabilité peuvent ainsi consacrer davantage de leur temps à l’interprétation des changements pertinents, à la réalisation de diagnostics et à la détermination des mesures de maintenance appropriées.
La surveillance ne doit pas nécessairement couvrir l’ensemble du parc de pompes dès le départ. Une approche évolutive permet de démarrer la surveillance continue avec des pompes sélectionnées, puis de l’étendre à d’autres équipements ou zones de processus à mesure que la stratégie de surveillance se développe.
Augmentez la couverture de surveillance avec VibSys®
Une surveillance efficace de l’état des pompes ne se résume pas à la simple collecte d’un plus grand nombre de données de vibrations. Il s’agit de créer une visibilité suffisante sur l’ensemble du parc de pompes afin d’identifier les équipements nécessitant une attention particulière et de faciliter la prise de décisions de maintenance.
VibSys® offre une base évolutive pour étendre cette visibilité. L’acquisition continue des vibrations, le traitement local, les données de diagnostic de haute qualité et la connectivité ouverte permettent de surveiller davantage de pompes sans entraîner d’augmentation équivalente du travail de mesure manuelle.
L’approche de surveillance peut être adaptée à différentes configurations mécaniques, allant des pompes centrifuges horizontales et des installations à plusieurs étages aux systèmes de pompes en ligne verticales.
En étendant la surveillance continue de l’état à ces différentes configurations de pompes, les équipes de maintenance et de fiabilité peuvent identifier plus tôt les changements pertinents, hiérarchiser plus efficacement les activités de maintenance et concentrer l’expertise des spécialistes sur les équipements qui nécessitent une attention particulière.
