Livre blanc sur la surveillance des vibrations marines
L'importance de la surveillance des vibrations en mer
Compte tenu du coût de la mise en mer, il vaut largement la peine d'investir dans des équipements de surveillance des vibrations qui peuvent aider les ingénieurs à protéger et à maximiser les performances de machinerie marine.
Ici, nous abordons les défis auxquels sont confrontés les ingénieurs et offrons des conseils sur la manière d'installer et d'utiliser avec succès des équipements de détection des vibrations sur les navires.
Complexité croissante des machines marines
À mesure que les machines sont devenues plus complexes et que l'on a exigé une plus grande productivité des systèmes mécaniques, le besoin de capteurs de vibrations sophistiqués pour aider à maximiser les performances s'est accru en conséquence.
C'est particulièrement vrai en mer, où la surveillance des vibrations est un outil clé utilisé par ingénieurs navaux gérer la disponibilité et la maintenance des équipements à arbres tournants, notamment les pompes, les moteurs, les ventilateurs, les réducteurs et les systèmes de moteurs.
Pressions sur les coûts et nécessité d'une maintenance préventive
Le coût de la mise en mer d'un pétrolier ou d'un navire de croisière a toujours justifié le coût de la surveillance. Ces dernières années, la pression s'est accentuée sur les armateurs pour qu'ils respectent les délais tout en évitant les pannes graves pouvant entraîner des arrêts imprévus au port ou des dysfonctionnements du système.
Des pannes telles que des dysfonctionnements de ventilateurs sur les navires de croisière ou des réparations imprévues sur les porte-conteneurs peuvent générer une publicité négative. Cela renforce l'importance de l'application de techniques de maintenance préventive fiables.
Gestion des vibrations dans les applications marines
Les concepteurs et les ingénieurs ont développé des outils et des pratiques pour prévenir les vibrations et leurs effets, notamment des outils d'alignement et des graisseurs automatiques appliqués lors de la construction du système. Les composants sont continuellement perfectionnés pour offrir une plus grande résistance aux vibrations.
Cependant, les vibrations ne peuvent jamais être totalement éliminées des machines tournantes. Par conséquent, la technologie de surveillance des vibrations a considérablement progressé, les capteurs offrant désormais une haute fiabilité dans une gamme de boîtiers résistants adaptés aux environnements marins.
Causes et conséquences des vibrations en mer
La surveillance des vibrations est essentielle dans applications marines parce que les vibrations sont une cause majeure de défaillance dans les systèmes de propulsion et les équipements auxiliaires.
Les principales causes de vibration comprennent le mauvais alignement des arbres tournants dans les systèmes de propulsion et les turbocompresseurs des moteurs principaux et auxiliaires.
La surveillance des vibrations fournit un avertissement précoce des problèmes, permettant aux ingénieurs d'agir avant qu'une panne grave ne se produise. Le désalignement des ventilateurs et des moteurs entraîne une usure excessive, une défaillance prématurée et une réduction de l'efficacité. L'accès à ces composants peut s'avérer difficile et chronophage, conduisant à une maintenance réactive en l'absence d'une surveillance adéquate de l'état.
Limites des approches de maintenance traditionnelles
Sans la surveillance de l'état, l'analyse de l'état des équipements nécessite souvent le démontage des machines pour inspection lors du passage en cale sèche. Ce processus consomme un temps et une main-d'œuvre considérables.
Sur les grands navires, seule une faible proportion des équipements peut être inspectée chaque année, ce qui signifie que certains composants peuvent ne pas être examinés pendant plusieurs années. Le démontage et le remontage peuvent également introduire de nouveaux défauts.
Beaucoup ingénieur navalont observé qu'un pourcentage élevé de défauts sont induits par la maintenance, ce qui renforce la nécessité de réduire les démontages inutiles.
Avantages de la surveillance de l'état dans les systèmes marins
La surveillance de l'état, y compris la surveillance des vibrations des pompes, des moteurs, des ventilateurs, des réducteurs et des systèmes de moteurs, permet ingénieurs navaux pour entretenir les équipements plus efficacement avec un effectif réduit.
La surveillance des vibrations est devenue un élément largement adopté de la surveillance de l'état des machines en milieu marin, aux côtés de l'analyse des huiles et de l'imagerie thermique. Ces techniques protègent les bénéfices et améliorent les performances de la propulsion, des systèmes de manœuvre, des moteurs et des turbocompresseurs.
Technologie actuelle de surveillance des vibrations
Les capteurs de vibrations et les accéléromètres modernes fonctionnent sur de larges plages de températures, mesurant les hautes et basses fréquences avec une faible hystérésis et une grande précision.
Des boîtiers robustes en acier inoxydable protègent les capteurs contre l'humidité, la poussière, les huiles et autres contaminants, garantissant ainsi des performances fiables dans les environnements marins difficiles.
Types d'accéléromètres utilisés dans la surveillance marine
Il existe deux grandes catégories d'accéléromètres :
Accéléromètres CA sont utilisés avec des collecteurs de données pour surveiller des actifs de plus grande valeur.
Des accéléromètres de 4 à 20 milliampères sont utilisés avec des systèmes API pour surveiller des équipements de moindre valeur.
Les deux types peuvent détecter le déséquilibre, l'état des roulements et le désalignement. Accéléromètres CA peut également identifier la cavitation, le jeu mécanique, les défauts d'engrenage et les problèmes de courroie.
Hansford Sensors propose des versions CA et 4 à 20 milliampères des HS 100 et HS 420 Séries intrinsèquement sûres et certifiées selon les normes ATEX et IEC Ex.
Ces capteurs de vibrations industriels conviennent à la surveillance des pompes, des moteurs, des ventilateurs et de tous les autres types de machines tournantes dans les applications marines.
Comment fonctionnent les accéléromètres
Les accéléromètres contiennent un cristal piézoélectrique lié à une masse. Lorsqu'elle est soumise à une accélération, la masse comprime le cristal, générant un signal électrique proportionnel à la force appliquée.
Ce signal est amplifié et conditionné par une électronique intégrée pour produire un signal de sortie adapté aux systèmes d'acquisition de données ou de contrôle.
Les données des accéléromètres montés à des endroits clés peuvent être collectées périodiquement à l'aide de collecteurs de données portables ou acheminées par des boîtiers de commutation vers des systèmes centralisés pour une surveillance continue.
Défis de la surveillance de l'état des machines marines
La surveillance de l'état en mer présente des défis uniques. Les mesures prises au port diffèrent de celles prises en mer, et le mauvais temps amplifie ces différences.
Il est donc essentiel de spécifier les accéléromètres corrects et d'appliquer les meilleures pratiques lors de la gestion des performances.
Spécification d'accéléromètres pour applications marines
Pour spécifier correctement un accéléromètre, les ingénieurs doivent tenir compte des niveaux de vibration, des plages de fréquences et des conditions environnementales telles que la température et l'exposition à des produits chimiques corrosifs.
Les considérations supplémentaires incluent le fait de savoir si l'atmosphère est inflammable, les contraintes de poids et l'absence de prises de terre dans les environnements marins.
Ces défis ont été relevés grâce à une conception minutieuse des capteurs. La recherche, la formation et la consultation de fabricants expérimentés permettent aux ingénieurs de prendre des décisions éclairées.
Meilleures pratiques d'installation pour les capteurs de vibrations
Une fois les capteurs appropriés sélectionnés, une installation minutieuse est essentielle pour obtenir des performances maximales.
Les accéléromètres doivent être montés aussi près que possible de la source de vibrations. Les surfaces de montage doivent être planes, lisses, non peintes et plus grandes que la base du capteur. Les surfaces doivent être exemptes de graisse et d'huile.
Un mauvais montage peut compromettre la stabilité et produire des lectures erronées qui reflètent le mouvement du capteur plutôt que l'état de la machine.
Interprétation des données et amélioration des performances
Après la collecte des données, les informations relatives aux vibrations doivent être analysées et interprétées par les ingénieurs à bord ou par des centres de télésurveillance.
Cette analyse dresse un portrait clair de l'état des machines et contribue à l'établissement de programmes de maintenance efficaces.
Grâce à un système de surveillance des vibrations efficace, les ingénieurs marins atteignent une plus grande efficacité et peuvent identifier de nouvelles opportunités pour améliorer les performances des machines, l'efficacité énergétique et le rendement.
L'importance croissante de la surveillance des vibrations en mer
La surveillance des vibrations devient un outil de plus en plus puissant et essentiel. Alors que le coût et les conséquences des pannes liées aux vibrations dans la propulsion marine et les systèmes auxiliaires continuent d'augmenter, une surveillance efficace des vibrations joue un rôle vital pour protéger les actifs et maintenir l'efficacité opérationnelle.
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