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29 avril 2012 7 29 /04 /avril /2012 11:24

fantome-copie-1.jpg

 

Etrange phénomène que celui rencontré récemment sur un ventilateur industriel: des vibrations fantômes !

 

Décrivons le contexte tout d'abord: il s'agit d'un ventilateur d'évacuation de poussière installé dans une fonderie depuis une bonne quinzaine d'années. Les poussières sont de fines particules de sable filtré dans des caissons prévus à cet effet. Aucun problème n'est jamais apparu sur ce ventilateur qui ressemble à celui présent sur cette photo (confidentialité oblige ce n'est pas celui en cause):

 

 

Photo-0330.jpg

 

En début d'année, vers le mois de février il a été constaté des vibrations excessives. L'un des paliers semblait avoir tourné sans graisse. Le roulement a donc été resserré, correctement graissé et les vibrations ont disparu. Le ventilateur semblait être revenu au comportement calme et tranquille qui le caractérisait depuis 15 ans.

 

Las ! Deux jours plus tard les vibrations sont réapparues, dans des proportions très élevées, endommageant les fixations du moteur et du carter. Décision est prise alors de remplacer les roulements du ventilateur et de réparer les fixations du moteur et du carter. Le balourd est contrôlé au redémarrage. Rien à signaler. Le ventilateur se remet à tourner comme une horloge. Pas pour longtemps...

 

En effet le Jeudi matin le canard était toujours vivant. Je m'égare... Mais il faut reconnaître que cette histoire ressemblait fort à celle racontée par Robert Lamoureux avec son increvable canard. Sauf que là c'est un ventilateur qui refusait de tourner rond !

 

canardbraisepetitspois.jpg

Intermède gustatif - Canard aux petits pois

 

Après cette remise en état il a été constaté que les vibrations s'amplifiaient progressivement, comme si les effets de la température venaient détériorer cette satanée machine. Le moteur est alors remplacé par un équipement neuf et tout redémarre dans les meilleures conditions.

 

C'était compter sans le fantôme de l'usine ! Après avoir disparu pendant 2 ou 3 jours les vibrations réapparaissent et avant que ne surviennent de nouveaux dégâts il est laissé à l'arrêt le temps de procéder à toute une série d'examens visuels et de réfléchir aux causes de ce phénomène. Rien n'est détecté, le client précise que rien n'a été modifié au niveau de la production ni au niveau des réglages. Laissé au repos pendant 24h le ventilateur est redémarré et... ne vibre plus.

 

Cette accalmie fut de courte durée puisque les vibrations sont progressivement réapparues, et qu'en quelques jours elles ont détérioré à nouveau le moteur et les paliers !

 

Aux grands maux les grands remèdes le service maintenance décide de tout démonter et de tout remplacer : moteur, arbre, paliers, roulements et roue de ventilateur ! C'est au démontage de celle-ci que fut enfin découvert l'origine de ce phénomène étrange et totalement inédit à ma connaissance.

solution-copie-1.jpeg

Au démontage de la roue il a en effet été constaté que celle-ci avait été fortement endommagée par le passage du sable. Les aubes fabriquées en tôles pliées se sont ouvertes en plusieurs endroits côté bord d'attaque. Ces fissures, qui n'étaient pas visibles lors des premiers examens visuels, se sont ouvertes laissant entrer du sable à l'intérieur et créant d'importants balourds. À l'arrêt le sable se redéposait dans la volute puis réattaquait la roue et rentrait dans les orifices lorsque le ventilateur était remis en marche. Ceci explique ces phénomènes de vibrations augmentant progressivement jusqu'à devenir destructrices puis disparaissant complètement après une période d'arrêt.

 

Mais d'où venait ce sable qui n'aurait jamais dû franchir les caissons de filtration ? D'un espace laissé béant entre deux filtres depuis Décembre dernier, époque à laquelle une modification avait été faite près de l'installation et empêchant d'ouvrir la porte du caisson pour installer l'un de ces filtres !

 

La roue du ventilateur a été remise en état, l'ensemble remonté, le filtre réinstallé et depuis deux mois... le canard ne bouge plus !

 

Petites causes, grandes conséquences ! N'est-ce pas ce qu'on appelle l'effet papillon ? Pour un ventilateur qui commençait à battre de l'aile, c'était finalement la moindre des choses .

 

Bonne fête du travail à tous !

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commentaires

Madwolf 07/05/2012 19:07

Rassure toi, j'avais bien compris ton exposé du premier coup, clair et précis comme à chaque fois. ;)

Madwolf 05/05/2012 12:12

Si j'ai compris ton article, l'abrasion à provoqué une dégradation de l'etat de surface du mobile, permettant d'y créer des "piège à poussiere", ajoutant de manière pseudo aléatoire de la masse sur
le rotor du ventilateur. Le déséquilibre à finit par provoquer un baliurd provoquant la destruction du système.

Autre hypothèse, la forme des pales du rotor est mal étudiée et offre des points d'accumulation à la poussière, mais cela paraît peu probable vu les années de bon et loyaux services de
l'équipement.

Dans une pale d'hélice aviation, creuse, il y a une masselotte
sur un axe, dont la position est réglable pour permettre l'équilibrage.

Pour un banc d'essai tout dépend de ce que tu veux analyser : la quantité de poussière / répartition / vitesse de destruction par rapport à la vitesse de rotation ?
La simulation informatique serait peut être plus adaptée ?

François 05/05/2012 13:33



L'explication du phénomène sur le ventilateur est un mixte de tes deux hypothèses:


- dégradation du ventilateur par le sable (les aubages sont réalisés en tôle repliées en entrée et soudées),


- points d'accumulation en marche (le sable retombe lorsque le ventilateur s'arrête, ce qui n'est pas le cas d'un balourd classique)


 


J'ai fait un dessin pour expliquer: http://cjoint.com/12mi/BEfnEA2bWIf.htm


 


Oui, une simulation par le calcul serait le plus simple.



François 05/05/2012 11:20

Salut madwolf,

Oui, c'est tout à fait impressionnant. D'où l'intérêt de ne pas oublier les filtres ;-)

Mais sur ce ventilateur, le piège, c'est qu'en plus d'un phénomène d'abrasion on avait un effet de masse ajoutée avec du sable qui venait se loger dans le mobile. Et dès qu'on arrêtait la machine
quelques heures le balourd disparaissait.

Je ne sais même pas si on serait capable de reproduire ce phénomène là sur un banc d'essai. Faut que j'y réfléchisse ;-)

Madwolf 04/05/2012 08:41

Tiens, ça me rappelle un accident d'avion, où le système de calibrage de l'hélice était défectueux, engendrant un balourd, des criques, une destruction de l'hélice et au final la perte de l'avion :
L'hélice détruite ne pouvant plus être mise en drapeau a créé un effet de traine néfaste.
Un bord d'attaque d'ailette défectueux ou une accumulation de poussière est souvent la cause des vibrations audibles sur les ventilation d'ordinateur.
Impressionnant, la vitesse de dégradation d'un élément mécanique soumis à l'abrasion.

François 29/04/2012 18:24

Merci Carlo,

C'est sympa. Effectivement j'essaie de rédiger des articles qui ne soient pas trop rébarbatifs. Et comme j'ai l'immense privilège de ne plus avoir de patron et de communiquer comme j'en ai envie,
je mélange allégrement tous les genres, de la vie de société à la maintenance conditionnelle en passant par la BD, l'économie ou la musique.

Très content que ça te plaise. Je vais continuer ;-)

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