Utiliser l'analyse vibratoire et la phase inter-canaux pour détecter les problèmes d'équipement

Les collecteurs de données vibratoires modernes prennent en charge de manière routinière plusieurs capteurs simultanés, permettant la puissante fonctionnalité d'analyse de phase inter-canaux.

Pour effectuer une analyse de phase inter-canaux, vous n'avez besoin que d'un câble et d'un capteur supplémentaires au-delà de l'analyseur standard et du câble de route vibratoire.

La phase inter-canaux peut révéler le desserrage structurel, les problèmes d'intégrité, le désalignement et les conditions de résonance qui sont autrement difficiles à détecter.

Comment cela fonctionne-t-il ?

L'acquisition de route normale sépare les ondes sinusoïdales chevauchantes par fréquence, affichant chacune comme un pic spectral distinct.

L'analyse de phase isole une fréquence unique et mesure son mouvement par rapport à une référence. La référence peut être une impulsion tachymétrique provenant de bande réfléchissante, un key phaser, ou un autre signal vibratoire dans une configuration inter-canaux.

Lorsqu'une impulsion tachymétrique crée une onde carrée et le signal vibratoire une onde sinusoïdale, leurs timings de pic sont comparés. La différence de temps résultante est exprimée en degrés, reflétant le mouvement de rotation.

Pour les équipements rotatifs, un bord d'attaque de bande réfléchissante produit une impulsion tachymétrique ; le pic vibratoire subséquent indique le point lourd sur l'arbre. (Cet article ne couvre pas les conditions où le point lourd ne s'aligne pas avec le point haut de vibration, mais sachez que cela peut se produire.)

Avec deux capteurs dans une disposition inter-canaux, l'analyseur compare les pics de vibration de chaque signal. L'utilisateur peut spécifier la fréquence cible — le plus souvent la vitesse d'arbre.

Une approche typique place le capteur A à l'extrémité verticale hors bord du moteur et le capteur B sur le pied du moteur, puis observe leur phase relative. Un capteur peut rester fixe tandis que l'autre est déplacé vers des points additionnels.

Si le capteur B lit ±30° par rapport au capteur A, les deux points se déplacent à l'unisson — une condition normale. Une lecture de ±180° indique un mouvement hors phase, souvent causé par une fissure permettant au carter de se séparer, généralement près du pied. Enregistrez la constatation pour analyse ultérieure.

Déplacez le capteur B sur le boulon de pied : une lecture à zéro degré signifie que la plaque du boulon se déplace avec le sommet du moteur, impliquant un serrage correct. Inversement, un décalage de ±180° entre le pied et le boulon signale un desserrage à cet emplacement.

Appliquez la même logique à la base et au sol : si tous les points correspondent à la lecture du capteur A, aucun desserrage relatif n'existe.

Ensuite, repositionnez le capteur A à l'extrémité intérieure du moteur et répétez les vérifications. Puis déplacez le capteur A à travers l'accouplement vers les extrémités intérieure et extérieure de la pompe, documentant chaque résultat.

Après avoir évalué les composants individuels, comparez les lectures le long du train de machines dans les directions verticale et horizontale. Une machine peut être alignée verticalement mais désalignée horizontalement, donc les deux axes sont essentiels.

En supposant que le capteur A reste fixé à zéro degré, déplacez le capteur B de palier en palier le long du train. Une lecture à zéro degré à un palier confirme un alignement correct ; une lecture de ±180° suggère que l'extrémité se déplace dans le sens opposé à la référence, indiquant un désalignement angulaire.

Par exemple, si le capteur B affiche ±180° au palier intérieur de la pompe, attendez une lecture à zéro degré au palier extérieur de la pompe. Des lectures en phase cohérentes sur tous les paliers confirment un alignement correct.

Répétez la procédure horizontalement en positionnant le capteur A au point horizontal hors bord du moteur et en déplaçant le capteur B le long du même côté, puis vers le côté opposé. Documentez chaque lecture.

Les mesures de phase axiale offrent un aperçu additionnel. Placez le capteur A au palier intérieur du moteur et le capteur B au palier extérieur de la pompe en direction axiale. Des lectures en phase sont normales ; un décalage de ±180° signale un désalignement angulaire, les arbres poussant l'un contre l'autre pendant la rotation.

La phase inter-canaux évalue également l'intégrité structurelle de la base de la machine. Montez le capteur A verticalement sur le palier hors bord du moteur et déplacez le capteur B le long de la base par incréments de 2 à 3 pouces.

Des lectures en phase cohérentes indiquent aucune flexion. Un décalage de 90° ou 180° entre l'avant et l'arrière de la base suggère une flexion significative ou un défaut structurel. Un décalage de 180° de l'avant vers la position arrière correspondante est généralement un signal d'alerte, car cela implique que la base se plie dans des directions opposées.

Et l'amplitude ?

Les lectures de phase s'accompagnent de deux métriques clés : l'angle de phase en degrés et l'amplitude vibratoire. Certains analyseurs étiquettent cela comme « Pic & Phase », où le pic représente la vibration maximale à la fréquence sélectionnée.

Dans l'illustration ci-dessous, les cercles sur la base montrent la direction de phase (marque de tic) tandis que la valeur intérieure affiche la vitesse en pouces par seconde. L'amplitude passe de 0,114 po/s au bord gauche à 0,954 po/s près du centre, puis redescend à droite. Comme la phase reste constante, ce motif indique un problème de raideur plutôt qu'une résonance.

Un tel problème de raideur localisé indique souvent un grouting inadéquat ou un renforcement manquant. Faites appel à un ingénieur pour concevoir un renforcement qui améliore la raideur sans compromettre d'autres zones.

Résumé

La phase inter-canaux est une fonctionnalité indispensable des analyseurs bi-canaux modernes, permettant aux techniciens de détecter, confirmer et documenter les problèmes de machines tôt. Une solide compréhension du mouvement normal de la machine est essentielle pour une interprétation précise.