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l' expertise dynamique pourla matrise de vos quipements

Analyse vibratoire

Analyse lectrique

Thermographie infrarouge

Hlne PIOTResponsable Agence Rhne-Alpes

DIAGNOSTIC VIBRATOIRE DESGROUPES HYDROELECTRIQUES

ROULEMENTS

Groupes

hydrolectriques

au fil de leau

(Kaplan, bulbe)

Francis de 590 kW (SHEM) Pelton de 2 MW (SHEM)

Outils de diagnostic

Vibratoires:

Indicateurs globaux:

-Niveaux globaux acclration hautes et moyennes frquences

-Niveaux globaux vitesse pour les dgradations avances

Indicateurs nergtiques:

-Peigne de raies aux diffrentes frquences de dfauts de roulement

-volution du fond de spectre (vibrations alatoires)

Indicateurs typologiques:

- Kurtosis

-Cepstre

Autres:

-HFRT

Analyse dhuile

Suivi des tempratures de palier

Particularits

Cinmatique complexe

Vitesses lentes

Chevauchement spectral

Effet de masque

Conditions de fonctionnement stables

Rfrence Fcage (Hz) Fbe (Hz) Fbi (Hz) Fl (Hz) Frot (Hz) Localisation23056 CC PV Sup 0,79 21,28 25,89 17,56 1,75 PV sup23984 CA PV Inf 0,82 32,65 37,23 26,47 1,75 PV inf29464 E 0,79 14,99 18,20 11,13 1,75 Multi PV23256 CA 2,12 38,46 50,41 35,05 4,94 Multi MVNU2336M GV Inf 5,19 77,88 110,11 70,96 12,53 Multi GV infNU2336E GV Sup 5,38 71,61 103,85 65,91 12,53 Multi GV supQJ336 N2 GV Sup 5,26 67,80 95,13 59,66 12,53 Multi GV supNU1036 5,59 134,05 166,74 113,94 12,53 Gn CA7330 BG(SKF) 5,26 74,20 101,27 60,41 12,53 Gn COA7330 BG(FAG) 5,16 61,96 88,43 52,88 12,53 Gn COA

Retour dexprience Marcenac G1

Indicateurs nergtiques

Trs peu voire aucune volution des indicateurs globaux nergtiques

NGA (1k - 10k Hz) mg 02/06/09 NGA (1k - 10k Hz) mg 15/03/2010 NGA (1k - 10k Hz) mg 24/01/12

P1 H

1 +

Palier

sup.

P1 H

2 +

Palier

sup.

P2 A

x +

Multip

licate

ur

P3 A

x +

Multip

licate

ur

P3 H

1 +

Multip

licate

ur

P3 H

2 +

Multip

licate

ur

P4 A

x +

Multip

licate

ur

P4 H

1 +

Multip

licate

ur

P5 A

x +

Multip

licate

ur

P5 H

1 +

Multip

licate

ur

P5 H

2 +

Multip

licate

ur

P6 H

2 +

Multip

licate

ur

P7 A

x +

Multip

licate

ur

P7 H

1 +

Multip

licate

ur

P7 H

2 +

Multip

licate

ur

P8 H

2 +

Gnra

tric

e

P9 A

x +

Gnra

tric

e

P9 H

2 +

Gnra

tric

e

2 800

2 700

2 600

2 500

2 400

2 300

2 200

2 100

2 000

1 900

1 800

1 700

1 600

1 500

1 400

1 300

1 200

1 100

1 000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

NGA100-1000 Hz (mg) 02/06/09 NGA100-1000 Hz (mg) 15/03/2010 NGA100-1000 Hz (mg) 24/01/12

P1 H

1 +

Palier

sup.

P1 H

2 +

Palier

sup.

P2 A

x +

Multip

licate

ur

P3 A

x +

Multip

licate

ur

P3 H

1 +

Multip

licate

ur

P3 H

2 +

Multip

licate

ur

P4 A

x +

Multip

licate

ur

P4 H

1 +

Multip

licate

ur

P5 A

x +

Multip

licate

ur

P5 H

1 +

Multip

licate

ur

P5 H

2 +

Multip

licate

ur

P6 H

2 +

Multip

licate

ur

P7 A

x +

Multip

licate

ur

P7 H

1 +

Multip

licate

ur

P7 H

2 +

Multip

licate

ur

P8 H

2 +

Gnra

tric

e

P9 A

x +

Gnra

tric

e

P9 H

2 +

Gnra

tric

e

1 050

1 000

950

900

850

800

750

700

650

600

550

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

NGA [2kHz 20 kHz] en mg eff NGA [100Hz 1000Hz] en mg eff

Indicateurs typologiques

Bonne rponse des indicateurs typologiques

Spectres FMA (HFRT)

On constate un peigne de raies dont le pas correspond la frquence de rotation GV, un second peigne de raies dont le pas correspond une frquence de dfaut de roulement modul par la frquence de rotation GV.

Signal temporel

Frquences cinmatiques

Palier CA

Constat aprs RG

Bague intrieure du roulement suprieur de larbre GV fissure

Traces importantes de fretting sur la porte de ce roulement.

A noter aussi la prsence dune usure importante sur laccouplement flexident qui aurait pu tre aussi lorigine dune typologie de chocs la frquence de rotation.

PALIERS LISSES

Groupes hydrolectriques de fortes puissance.

Outils : les mmes que pour les roulements

plus la mesure partir de sonde de proximit et traitements spcifiques (orbites)

Le phnomne de frottement dans un palier lisse nest pas toujours simple diagnostiquer.

Il est dlicat de localiser le palier qui frotte dans le bruit ambiant et il est difficile de qualifier la criticit dun frottement.

EXEMPLE DE DETECTION DE FROTTEMENT

Les cause de frottements sont multiples :

Un mauvais lignage

Une excentration ou un balourd magntique

Un dpart lemballement, une survitesse

Un transitoire un peu violent

Une pousse hydraulique hors tolrance

Une vanne de dcharge mal rgle

Un bois qui se coince entre pale et manteau

Un desserrage de palier

Une instabilit de palier

Contrle de routine sur une turbine Francis .

5 4

3 2

9

7

1

6

11 10

12 13

14 15

Rive Droite Rive Gauche

8

TOP TOUR -AM

EXEMPLE DE DETECTION DE FROTTEMENT : EXEMPLE

Orbite palier alternateur suprieurMarche videMarche vide excite de charge

EXEMPLE DE DETECTION DE FROTTEMENT : EXEMPLE

Palier alternateur suprieur

Palier alternateur infrieur

Palier turbine

EXEMPLE DE DETECTION DE FROTTEMENT : EXEMPLE

EXEMPLE DE DETECTION DE FROTTEMENT : EXEMPLE

DETECTION/CARACTERISATION DE PHENOMENES HYDRAULIQUES

PAR ANALYSE DU COURANT

Contexte

Les mesures vibratoires sont peu sensibles aux dfauts induisant des fluctuations de couple.

Les mesures lectriques du courant statorique des groupes hydrolectriques permettent dobtenir une image de ces fluctuations.

Dfauts:

-Accouplement,

-Jeu,

-Rsonance torsionnelle,

-Hydrauliques,

-..

ANDRITZ-Hydronews13

Moyens classiques de dtection

Mesures de pressions

Mesures vibratoires

Mesure lectrique Une image des fluctuations de couple

Intrt:

Apporte des donnes complmentaires aux vibrations.

Permet de dtecter les dfauts induisant des fluctuations de couple et de vitesse.

Moins bruite quune mesure vibratoire.

Mesure facile mettre en uvre (mesure de couple, pressions)

Mesures lectriques

Mesure de lintensit instantane dlivre

par le stator

50Hz

Amplitude c-c

Mesures lectriques

Analyse spectrale:

Bandes latrales de modulations

FMA => Spectre FMA

Calcul du taux de modulation

une frquence donne50Hz

Fonction de modulation damplitudeFMA

SpectreFMA

Exemple : Francis verticale de 4,3 MW

Pression plafond de roue:

Prsence dune pulsation de pression 0,28 Frot de lordre de 1%.

Vibrations palier turbine:

Prsence dun choc dont le pas correspond 0,28 Frot sur le palier turbine en direction axiale

PpartiellePmax

Exemple : Francis verticale de 4,3 MW

Analyse du courant:

Prsence dun pompage de lintensit statorique charge partielle qui disparat Pmax dont le pas correspond 0,28 Frot.

Aucune fluctuation de vitesse significative.

PpartiellePmax

Ppartielle Pmax

TMA global: 2,1%TMA Fvortex: 1,95%

TMA global: 0,4%TMA Fvortex: RAS

Modulation du courant en fonction de la charge

0,0%

0,2%

0,4%

0,6%

0,8%

1,0%

1,2%

1,4%

1,6%

1,8%

25

%

41

%

43

%

46

%

49

%

51

%

54

%

56

%

59

%

61

%

62

%

64

%

67

%

69

%

72

%

74

%

77

%

79

%

81

%

83

%

85

%

87

%

89

%

91

%

93

%

95

%

96

%

98

%

10

0%

10

0%

10

0%

10

0%

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

Pompage Fvortex NGV [mm/s]

Suivi des modulations lors dune monte en charge:

Zone critique

SYNTHESE