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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

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    P3 H

    2 +

    Multip

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    ur

    P4 A

    x +

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    P4 H

    1 +

    Multip

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    ur

    P5 A

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    P5 H

    1 +

    Multip

    licate

    ur

    P5 H

    2 +

    Multip

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    ur

    P6 H

    2 +

    Multip

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    ur

    P7 A

    x +

    Multip

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    P7 H

    1 +

    Multip

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    ur

    P7 H

    2 +

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    P8 H

    2 +

    Gnra

    tric

    e

    P9 A

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    Gnra

    tric

    e

    P9 H

    2 +

    Gnra

    tric

    e

    2 800

    2 700

    2 600

    2 500

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    1 900

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    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

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    ur

    P3 A

    x +

    Multip

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    ur

    P3 H

    1 +

    Multip

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    P3 H

    2 +

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    P4 A

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    P4 H

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    P5 A

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    P5 H

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    P5 H

    2 +

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    P6 H

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    P7 A

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    P7 H

    1 +

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    P7 H

    2 +

    Multip

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    P8 H

    2 +

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    P9 A

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    Gnra

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    e

    P9 H

    2 +

    Gnra

    tric

    e

    1 050

    1 000

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    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%

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    1,8%

    25

    %

    41

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    61

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    10

    0%

    10

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    10

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    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