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Utiliser la thermographie pour surveiller les moteurs et les boîtes de vitesse

Images fournies par Snell Group

La maintenance prédictive programme l'état des équipements surveillés, avec pour objectif d'identifier les problèmes à l'avance et d'éviter des pannes d'équipement. La thermographie est un outil puissant pour la surveillance des équipements rotatifs.

Les caméras thermiques capturent des images à partir de la chaleur, la couleur de chaque pixel de l'image électronique correspond à la température spécifique de la surface. Sur les moteurs et boîtes de vitesse des variateurs mécaniques, une surchauffe signale souvent une panne imminente. Une image thermique indique immédiatement et de manière claire quelle partie du moteur surchauffe et l'importance de cette surchauffe.

  1. La pratique courante suit trois méthodes de base : Comparez régulièrement les températures de fonctionnement d'équipements semblables ayant des fonctions similaire.
  2. Comparez régulièrement la température de fonctionnement d'une unité individuelle aux normes du fabricant.
  3. Comparez régulièrement la température de fonctionnement d'une unité individuelle aux images précédentes de la même unité.

Voici maintenant des consignes d'inspection plus spécifiques.

Moteurs

Idéalement, vous devez contrôler un moteur lorsqu'il fonctionne à au moins 40 % de sa charge habituelle. Ainsi, les mesures pourront être correctement évaluées par rapport à celles des conditions de fonctionnement normales. En capturant une image d'un moteur entier, vous pouvez déterminer les températures de fonctionnement des roulements ainsi que la température et les variations de température de toute la surface de l'unité.

Tous les moteurs ont un modèle thermique normal. La formation et l'expérience sur les moteurs et la thermographie familiarisent l'utilisateur de caméra thermique avec les modèles thermiques des moteurs et leurs rapports au fonctionnement. Un utilisateur expérimenté peut utiliser la thermographie pour identifier des conditions comme un débit d'air inadapté, une tension déséquilibrée, une panne de roulement imminente et une dégradation de l'isolement dans le rotor ou le stator du moteur. Un utilisateur expérimenté peut également détecter un mauvais alignement dans l'accouplement d'un arbre associé au moteur. Même un novice peut détecter des anomalies dans un moteur par rapport à d'autres moteurs semblables à des charges similaires, puis le signaler en vue de recherches plus poussées.

Dépannage de moteurs

Si la surchauffe semble être causée par l'une des situations suivantes, suivez l'action décrite :

  • Débit de l'air inadapté. S'il est possible d'effectuer un bref arrêt sans affecter les processus essentiels, éteignez le moteur le temps d'effectuer un nettoyage léger des grilles d'admission d'air. Dans tous les cas, planifiez un nettoyage complet du moteur lors du prochain arrêt de production.
  • Tension déséquilibrée ou surcharge. La cause habituelle (une forte résistance au niveau d'une connexion au sein d'un système de commutation, d'un sectionneur, ou d'une boîte de raccordement de moteur) peut généralement être identifiée grâce à une inspection infrarouge et confirmée grâce à un multimètre, une pince multimètre ou un analyseur de qualité du réseau.
  • Panne de roulement imminente. Lorsque les images thermiques indiquent la surchauffe d'un roulement, faites une demande d'entretien pour remplacer le roulement ou le lubrifier. Une analyse des vibrations permet de déterminer les meilleures mesures à prendre.
  • Détérioration de l'isolement. Réduisez la puissance du moteur conformément aux normes NEMA, si cela ne risque pas d'avoir un impact trop important sur la production. Dans tous les cas, faites une demande d'entretien pour remplacer le moteur aussi tôt que possible.
  • Mauvais alignement d'arbre. La plupart du temps, l'analyse des vibrations confirme un mauvais alignement du couplage. S'il est possible d'effectuer un arrêt, vous pouvez utiliser des indicateurs à cadran ou des dispositifs d'alignement laser pour corriger l'alignement.

Boîtes de vitesse

Toute boîte de vitesse contient un élément vital, l'huile qui lubrifie les pignons. Si le niveau d'huile d'une boîte de vitesse tombe trop bas ou si l'huile perd sa capacité de lubrification, la boîte de vitesse finit par tomber en panne, après avoir surchauffé. La maintenance préventive des boîtes de vitesse consiste généralement à vérifier les niveaux d'huile et à la remplir. Certains services de maintenance ajoutent un élément prédictif à la maintenance de la boîte de vitesse sous la forme d'échantillonnage et d'analyse d'huile. L'analyse d'huile, généralement effectuée par un laboratoire externe, révèle si l'huile d'une boîte de vitesse a perdu sa capacité de lubrification, et détecte toute particule métallique présente dans l'huile, ce qui est un signe d'usure et dénote une panne potentielle.

Ces mesures de maintenance de boîte de vitesse sont chronophages et coûteuses, et nécessitent l'arrêt des équipements. De plus, les boîtes de vitesse sont souvent difficiles d'accès ou situées dans des lieux dangereux, ce qui rend la vérification du niveau d'huile et l'échantillonnage d'huile difficiles. Heureusement, la thermographie est une autre approche de la maintenance préventive. Puisque les boîtes de vitesse surchauffent généralement avant de tomber en panne, une caméra infrarouge peut détecter lorsqu'une boîte de vitesse fonctionne à une température plus élevée que la normale ou qu'une autre boîte de vitesse dans les mêmes conditions et le même environnement.

Comme la thermographie est une technologie sans contact et non-destructive, même les boîtes de vitesse inaccessibles et dans des lieux dangereux peuvent être scannées pendant leur fonctionnement. Capturez des images thermiques ainsi que des images numériques à lumière visible de toutes les boîtes de vitesse critiques dont la température est plus élevée que la normale. Recherchez également des fuites de joints. Les images thermiques peuvent révéler de l'huile chaude qui coule le long des carters de boîtes de vitesse.

Gardez à l'esprit qu'une température excessive dans une boîte de vitesse est la conséquence d'une friction, mais que la cause peut ne pas être une lubrification inadéquate. Par exemple, sa source peut être une friction causée par des roulements défaillants, un mauvais alignement, un déséquilibre, une mauvaise utilisation ou simplement l'usure normale. La thermographie est un bon premier pas vers l'analyse complète de l'état d'une boîte de vitesse critique.

Dépannage des boîtes de vitesse

Lorsque vous trouvez une boîte de vitesse en surchauffe, son image thermique peut vous donner des indices quant à la cause de sa température anormale de fonctionnement. Par exemple, si une pompe à huile est tombée en panne, la température d'entrée et de sortie sera la même. Mais quelle que soit la cause présumée de la surchauffe, le personnel de maintenance peut effectuer un suivi en vérifiant le niveau d'huile, la qualité de l'huile et la présence de particules métalliques dans l'huile ou effectuer des tests acoustiques ou des analyses de vibrations.

Il est généralement recommandé de créer un itinéraire d'inspection régulier comprenant toutes les combinaisons importantes de moteur et de variateur. Enregistrez une image thermique de chacune sur ordinateur et assurez régulièrement le suivi des mesures à l'aide du logiciel fourni avec la caméra infrarouge. Vous disposerez ainsi d'images thermiques de référence qui vous permettront de déterminer si un point chaud est inhabituel ou non. Elles vous permettront également de contrôler le bon déroulement des réparations.