Explication : comment et quand surveiller les vibrations et le déplacement des tiges
Les compresseurs à piston font partie des machines les plus critiques dans des industries telles que la (pétro)chimie, l'énergie, le pétrole et le gaz. Contrairement à d'autres machines rotatives, les compresseurs alternatifs sont très exigeants en termes de maintenance. Il est donc essentiel de disposer de systèmes de surveillance avancés pour contrôler divers paramètres mécaniques essentiels, tels que les vibrations et la chute des tiges. Cette note d'application montre comment configurer un système de surveillance des vibrations et de la chute des tiges sur un compresseur alternatif à deux cylindres typique, et comment combiner ces signaux pour obtenir des informations plus approfondies sur la machine.
Mesures des vibrations
Les mesures de vibrations sur les compresseurs alternatifs s'avèrent difficiles en raison du mouvement mécanique naturel de ces compresseurs. Cependant, la surveillance des vibrations en divers points de la machine est cruciale pour obtenir des informations sur la machine afin de maintenir un processus stable. Ces points comprennent les vibrations du carter (accéléromètre) et les vibrations de la traverse (accéléromètre), comme le montre la figure 1.
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Capteurs de vibrations
Les accéléromètres sont utilisés pour mesurer les vibrations de l'enveloppe des compresseurs alternatifs. Un capteur est placé à l'extrémité entraînée et à l'extrémité non entraînée (figure 1).
Un autre accéléromètre est utilisé pour mesurer les vibrations de la traverse et doit être placé au-dessus de la traverse (figure 1).
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Protection et surveillance par transmetteur ; module VibroSmart (VSV301)
Les capteurs utilisés pour générer les données de vibrations sont connectés au module VibroSmart (VSV301); un système de protection et de surveillance des vibrations à deux canaux basé sur un transmetteur (monté sur rail DIN). Ce système est conçu pour une surveillance et une protection évolutives et avancées des machines tournantes (critiques), y compris les compresseurs à pistons. En tant que système autonome, le VibroSmart offre deux canaux, mais grâce à son évolutivité, plusieurs modules peuvent être connectés pour s’adapter à n’importe quelle application.
Déplacement de la tige / usure de la bande de guidage
Les bandes cavalières sont des composants essentiels qui soutiennent le piston lorsqu'il se déplace dans le cylindre du compresseur alternatif. Elles s'usent avec le temps, ce qui entraîne un déplacement vertical du piston et de la tige de piston. Pour éviter d'endommager le piston et la paroi du cylindre, il convient de surveiller l'usure de ces bandes de frottement. Comme il est difficile de mesurer directement l'usure des bandes de frottement en raison de la pression élevée dans la chambre du cylindre, le déplacement vertical de la tige de piston est mesuré à la place.
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Surveillance par transmetteur ; RecipSys 200 
Le RecipSys 200 est un système de surveillance compact (rail DIN) pour les compresseurs alternatifs. Il permet de surveiller l'usure de la bande de roulement, ce qui élimine la nécessité d'arrêts périodiques pour des inspections manuelles.
Capteur de référence de phase
Le RecipSys 200 utilise un capteur de référence de phase (ou déclencheur de phase) pour mesurer la position de la tige à un point spécifique du cycle, ce qui le rend beaucoup plus précis qu'une mesure globale (figure 2).
Capteur de déplacement de la tige
Une sonde de proximité est utilisée pour mesurer le déplacement vertical de la tige de piston. Au fur et à mesure que les bandes cavalières s'usent, la tige de piston s'abaisse (figure 2).
Mesure des vibrations et du déplacement des tiges sur un compresseur alternatif à 2 cylindres.
Un module RecipSys 200 autonome possède deux entrées pour les signaux de chute de tige et une entrée tachymétrique, ce qui signifie qu'un seul module est nécessaire pour un compresseur à 2 cylindres. Quelle que soit la configuration du compresseur, un seul capteur de référence de phase est nécessaire pour la surveillance déclenchée de la tige de piston (figure 3).
Comme la surveillance des vibrations du carter (2 accéléromètres) et des vibrations de la traverse (2 accéléromètres) nécessite un total de quatre capteurs, deux modules VibroSmart sont nécessaires. Le signal d'entrée tachymétrique du module VibroSmart peut être utilisé pour connecter un capteur de référence de phase et filtrer une bande de fréquence de vibration spécifique, qui peut être liée à la vitesse de rotation du compresseur alternatif.
Le RecipSys 200 et le VibroSmart (VSV301) étant des systèmes basés sur des transmetteurs, ils sont facilement extensibles pour s'adapter à n'importe quelle configuration. Les données des deux systèmes peuvent être intégrées dans une seule plate-forme d'analyse.
Analyse des données
Les signaux de sortie déclenchés par la chute de la tige provenant des modules RecipSys 200 ainsi que les données de vibrations issues des modules VibroSmart peuvent être transmis à la plateforme logicielle (en option) VibroSight® ; une suite de surveillance externe permettant d’analyser à la fois les données de vibrations et celles relatives à la position de la tige. De plus, VibroSight® offre des options d’analyse étendues permettant d’identifier les vibrations excessives et d’en déterminer les causes.
