À quel niveau de vibration un compresseur d’air est‑il considéré comme anormal ? Causes courantes, indicateurs de surveillance et méthodes de détection

À quel niveau de vibration un compresseur d’air est‑il considéré comme anormal?

Pour déterminer si les vibrations d’un compresseur d’air sont anormales, on se réfère généralement aux normes publiées par l’Organisation internationale de normalisation. ISO Norme de la série 10816 ou normes nationales pertinentes. L’évaluation des vibrations ne se réduit pas à une valeur unique, mais dépend étroitement de la vitesse de rotation, de la puissance et du type de support de l’équipement. En règle générale, l’intensité des vibrations (valeur efficace de la vitesse de vibration) constitue l’indicateur central pour évaluer l’état vibratoire des machines tournantes.

Pour les compresseurs d’air industriels conventionnels, la valeur efficace de la vitesse de vibration est généralement considérée comme acceptable ou conforme aux conditions de fonctionnement dans une plage donnée. Lorsque cette valeur dépasse le seuil défini par le fabricant ou qu’elle enregistre une augmentation marquée par rapport à la valeur de référence initiale — par exemple, une multiplication par plus de deux —, on peut alors conclure à une vibration anormale. En outre, si l’équipement présente, en cours de fonctionnement, des bruits d’impact périodiques perceptibles ou une élévation anormale de la température, même lorsque les valeurs absolues ne dépassent pas les limites autorisées, il convient d’y prêter attention et de procéder à des inspections approfondies.

Causes courantes des vibrations anormales d’un compresseur d’air

Les causes des vibrations anormales d’un compresseur d’air sont multiples et peuvent principalement être regroupées autour des points suivants:

• Déséquilibre du rotor:L’accumulation de salissures à la surface de la roue ou du rotor, l’usure inégale ou les erreurs de fabrication et d’assemblage entraînent un décalage entre le centre de masse et le centre de rotation, ce qui engendre des forces centrifuges et provoque des vibrations.
• Désalignement de l’arbre:Lorsque le moteur est raccordé à l’arbre du compresseur, des désalignements parallèles ou angulaires peuvent se produire, entraînant, en service, d’importants moments de flexion supplémentaires ainsi que des vibrations.
• Usure ou dommage des roulements:La présence d’usure par fatigue, d’un jeu excessif ou d’une lubrification insuffisante dans les roulements à rouleaux ou à glissement peut entraîner un fonctionnement instable et des vibrations de haute fréquence.
• Dégagement de la fondation ou résonance:Le desserrage des boulons d’ancrage de l’équipement, une rigidité insuffisante des fondations, ou encore la proximité entre la fréquence de fonctionnement de l’équipement et sa fréquence propre peuvent entraîner une résonance.
• Pulsations du flux d’air et vibrations des conduites:Les pulsations du débit d’air propres aux compresseurs alternatifs peuvent entraîner une résonance dans le système de tuyauterie, aggravant ainsi les vibrations de l’ensemble de l’unité.

Indicateurs clés de la surveillance des vibrations

Dans la surveillance de l’état et le diagnostic des pannes, on recourt généralement à trois catégories d’indicateurs de vibration afin d’évaluer de manière exhaustive l’état de santé des équipements:

• Déplacement vibratoire:Il reflète principalement les vibrations à basse fréquence du rotor et est couramment utilisé pour évaluer l’entrefer et les vibrations relatives du rotor d’un grand compresseur à vitesse réduite, supporté par des paliers lisses.
• Vitesse de vibration:Indicateur central de l’intensité des vibrations, particulièrement sensible aux fréquences moyennes, il constitue le paramètre de référence pour évaluer l’état vibratoire global de la plupart des compresseurs d’air à vitesse moyenne et élevée.
• Accélération vibratoire:Extrêmement sensible aux signaux d’impact à haute fréquence, il est souvent utilisé pour détecter précocement les défauts localisés des roulements à billes, les anomalies de l’engrènement des engrenages et d’autres défauts à haute fréquence.

Méthodes de détection et de traitement des vibrations anormales

Face à des vibrations anormales, il convient d’appliquer la règle suivante pour effectuer les vérifications: « examiner d’abord l’extérieur, puis l’intérieur; commencer par le simple, puis passer au complexe ».

• Vérification des fondations et des raccordements:Tout d’abord, vérifiez que les boulons d’ancrage ne sont pas desserrés et que les supports de tuyauterie sont bien fixés, afin d’éliminer les vibrations dues à des désalignements mécaniques externes.
• Réexamen intermédiaire:À l’aide d’instruments de précision tels que le centreur laser, recalibrer l’alignement coaxial du moteur et de la machine principale dans les conditions spécifiées, que l’équipement soit à chaud ou à froid.
• Équilibrage dynamique du rotor:Si l’analyse du spectre révèle que la fréquence de vibration coïncide avec la fréquence de rotation et que la phase est stable, il convient d’effectuer un équilibrage dynamique sur site ou un redressement par équilibrage statique et dynamique en atelier.
• Contrôle des roulements et du système de lubrification:Contrôler la pression, la température et la qualité de l’huile de lubrification; le cas échéant, recourir à l’analyse du spectre de vibration pour évaluer l’état des roulements et remplacer sans tarder les roulements endommagés.
• Gestion des pulsations du flux d’air:Pour les compresseurs alternatifs, il est possible de réduire les pulsations du débit d’air et d’atténuer les vibrations des canalisations en installant des orifices d’étranglement, en optimisant le tracé des conduites ou en ajoutant des réservoirs tampons.