maintenance prédictive mécanique et électrique des machines de

Maintenance prédictive mécanique et électrique des machines de production hydroelectrique

ESO Sud-ouest NAVARRE SERVICE 18 avenue des Frères LUMIERE – 64 140 LONS – Tel : 05-59-62-72-20 Fax : 05-59-31-41-11

Génératrices asynchrones - Alternateurs

1

Causes primaires de défaillance de machines :

2%3%5%

5%

10%

15%

25%

35%

Erreur de conception

Erreur de fabrication

Durée de vie

Erreur d'application

Accidents

Erreur de montage

Vibrations

Lubrification

Pourquoi le predictif ? Causes primaires de défaillance

2

L10 = (C/P)p

0

50

100

150

200

250

300

350

Du

rée d

e v

ie e

n

mil

lio

ns d

e t

ou

rs

Roulements testés

L10

Pourquoi le predictif ? Durée de vie théorique des roulements

3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

Moyenne = MTBF

93 millions tours

Pour remplacer un roulement avec un intervalle de confiance de

95%, il faut selon la loi normale le remplacer à MTBF +/- 1,65

Sigma.

-23 millions tours !!!

s Déviation = Sigma

70 millions tours

Pourquoi le predictif ? Durée de vie réelle des roulements

Les données Process servent

à évaluer la santé des

équipements et à planifier les

opérations de maintenance

12% Maintenance réalisé à

intervalle de temps

régulier 31%

Maintenance réalisée

uniquement sur défaut de

l’équipement 55%

Les données process

sont au centre de la santé

du site et servent à

évaluer les stratégies de

maintenance optimum

2%

Types de maintenance

Curative : réparation après casse + coût direct – coût indirect

Préventive systématique : réparation à intervalles réguliers + ???? –̶ faux sentiment de sécurité (trop tôt / tard)

Prédictive : suivi état machine + sécurité : état réel machine – coût

Types de maintenance

* Detection de défaut

* Le plus tôt possible

* En stade de dégradation naissant

* Long délai avant intervention

* Planification / temps caché

* Adapter le diagnostique à l’organisation

La maintenance prédictive : Philosophie

Analyse vibratoire

Analyse des lubrifiants

Contrôle ultrasons

Thermographie infrarouge

Température, mesures d ’épaisseur, endoscopie

Contrôle des bobinages des génératrices asynchrones ou alternateurs

Technologies de maintenance prédictive

Casse Défaut Température

Technologies de maintenance prédictive

Mesures et analyses vibratoires

Mesures et analyses lubrifiants

Mesures et analyses ultrasons

Mesures et analyses thermiques Bruits audibles

Chaque machine génère une vibration spécifique

Les fréquences des vibrations sont déterminées par la cinématique de la machine et sa vitesse

Une mesure vibratoire présente de l’information en provenance plusieurs composants

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : principe

Capteur

Energie

Globale

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : principe

Machines tournantes

Analyse de structures

Défauts décelables :

• Balourd, alignement, jeu, roulement, engrènement, courroies, graissage, frottement, résonance, structure, électrique, cavitation, ...

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : applications

2) Capteurs

intelligents avec

transfert des

données périodique

1) Routes de

mesure

périodiques

3) En continu

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : méthodes de suivi

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : Types d’analyse

Vibration Signature Freq (Hz)

Displ

Vel

Acc

Balourd

1x

Délign

2x

3x

Engrenages

Elements roulants

roulements

Moteur

L. Freq

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse vibratoire : Analyse spectrale

L’examen des lubrifiants permets d’obtenir des informations sur:

• Propriétés chimiques

• Capacité à lubrifier la machine et détection de l’usure

• Contamination

• Présence de particules étrangères pouvant induire l’usure

• Usure

• Mise en évidence des quantitatifs

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse d’huile

2016-05-31 I-care Company Presentation 16

Graphe Trivector

Résultats :

• Etat général du lubrifiant

• 3 axes : Chimie, contamination, usure

• Couleurs pour une vision rapide

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse d’huile : Résultats

Graphe de la contamination en particules


Résultats :

• Courbe de répartition des particules par taille et par nombre

• Nombre total des particules

• System Debris



Graphe du 5200

Résultats :

• Courbe de variation de la valeur de diélectrique sur 180 sec

• Détection de la présence de particules métalliques

• Détection de la présence d’eau

• Détection des mélanges d’huile


Technologies de maintenance prédictive : L’analyse d’huile : Cas d’étude

La maintenance prédictive électrique est

un moyen puissant et unique offrant plus

de possibilités pour analyser l’isolement

des générateurs et les sections de

bobinages. Cette technologie offre la

possibilité de qualifier l’isolement mesuré,

de vérifier la présence de court-circuit

entre spires et de cibler de manière

préventive les actions de maintenance.

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse électrique des bobinages

Mesures réalisées :

• Résistance d’isolement jusqu’à 50 TΩ (jusqu’à 12 KV)

• Index de Polarisation (IP)

• Rapport d’Absorption Diélectrique (DA)

• Test diélectrique (HiPot)

• Test pas de tension par échelon (Step Voltage)

• Mesures des résistances

• Ecart a la loi d’ohm, angle de phase

• Test de choc (Surge Test)

Défauts détectés :

• Faible isolation par rapport à la masse

• Faible isolation entre phases

• Faible isolation entre spires

• Faible isolation entre bobines

• Pollution du bobinage

• Courts-circuits entre phases

• Courts-circuits entre bobines

• Courts-circuits entre spires

• Enroulements ouverts

• Enroulements inversés

• Déséquilibre de phase

• Connectons internes et câbles

défectueux

Mesures onde de choc

Mesures isolements,

IP,DA, HiPot

Mesures résistances,

écart a la loi d’ohm

Quels intérêts ?

Risques pour la sécurité

Formation d’ozone due à des décharges partielles trop

importantes : l’ozone est un poison et un gaz oxydant ; L’air

ionisé forme un chemin de conduction invisible

Risques pour la machine

La tôlerie magnétique du stator peut s’oxyder : les dégâts

peuvent être considérables et la masse magnétique devra

être réparée ou renouvelée

Amorçage et destruction des bobinages

Technologies de maintenance prédictive : L’analyse électrique des bobinages

22

L’analyse électrique des bobinages : Exemples d’incidents pouvant être détectés

Amorçage des bobinages par

rapport a la masse :

Pollution du bobinage

Faible isolation par rapport à la

masse

23


Faible isolation entre spires :

Courts-circuits entre spires

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Décharges partielles :

Défaut local en sortie d’encoches

Canal d’érosion du semi-

conducteur et de l’isolation

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