Bibliothèque de Ressources sur les Ultrasons

Dans les phénomènes d’arcages la phase de décharge électrique à la terre s’accompagne d’un transfert important de courant à travers un isolateur.

C’est un pic énergétique et une longue décharge électrique. Le bruit de bourdonnement entendu avec l’effet couronne et au début des phénomènes de décharges partielles n’est pas entendu lorsqu’il y a arcage.

Cette élévation énergétique sera vue sous forme de larges pics en mode séries temporelles.

L’effet couronne se situe dans la région environnant l’air ambiant lors du passage du courant allant à la terre.

Ce type de décharge produit un bourdonnement ou bruit de friture régulier. On notera que les pics harmoniques à 50 Hz sont uniformément répartis.

En mode séries temporelles les pics d’amplitude sont uniformément espacés. Les décharges n’apparaisent que sur les pics négatifs de l’onde sinusoïdale.

Mode FFT

Mode Séries Temporelle

Les décharges électriques partielles apparaissent quand une faible quantité de courant à travers un isolant est transmise à la masse.

Il y a accumulation de charges qui produit des bruits de « claquement ». Les pics de décharges partielles correspondent aux bruits de « claquement ».

Ils ne sont pas uniforrmément espacés dans le temps.

On note sur l’analyse spectrale des harmoniques régulièrement espacés et une absence de bruit entre les pics.

On est en présence d’un desserrage.

FFT View

Time Series View

Ceci est un autre exemple de décharge partielle.

Notez les pics de décharge d’énergie erratiques accompagnés d’un niveau ultrasonore de fond de type «bourdonnement».

FFT View

Time Series View

Notez la disparition ou l’absence d’harmoniques ainsi que du bourdonnement de fond typiques des décharges partielles en mode fréquentiel (FFT) et temporel.

FFT View

Time Series View

Signature ultrasonore typique pour un transformateur en mode fréquentiel (FFT) et temporel.

Tous les transformateurs ont leur propre signature ultrasonore. Cette signature ultrasonore sera la référence enregistrée pour chaque transformateur.

Cette référence servira ensuite de base pour l’identification de défauts naissants.

FFT View

Time Series View

Analyse spectrale d’un transformateur présentant des éléments vibrants.

Notez les amplitudes décroissantes typiques des harmoniques liées à ce type de défaut.

Ces harmoniques (pics ultrasonores) apparaissent sur une large plage de fréquence, ce qui correspond à la signature spectrale d’éléments vibrants.

FFT View

Time Series View

Écoutez les 14 secondes d’enregistrement.

Notez la signature ultrasonore propre du transformateur accompagnée de deux pics d’intensités très distincts.

Time Series View

Roulement Fonctionnant Correctement

Ceci est la vue FFT d’un roulement en bon état.

Etant donné qu’il n’y a pas de défauts, le son écouté sera un bruit de précipité continu.

Le spectre FFT ne montre pas d’importants harmoniques ou pics.

Roulement Défaillant

Vue du spectre FFT d’un roulement défaillant.

Quand un roulement commence à être défaillant il y a augmentation du niveau sonore en décibels de 12 à 16 dB par rapport à la valeur de référence.

Cette hausse d’amplitude est généralement accompagnée d’un changement de tonalité.

Notez que sur ce roulement, nous pouvons observer les fréquences des harmoniques de défauts. Fréquences que l’on utilise pour confirmer et analyser la nature du défaut.

Le calculateur intégré permet de confirmer cette origine : bague intérieure, bague extérieure, passage à billes ou cage.

Analyse en séries temporelle d’un roulement à faible vitesse défaillant (moins de 25 TPM).

Le signal hétérodyne audio écouté nous donne déjà une indication claire de cet état de défaillance.

Lors de l’analyse des roulements à faible vitesse, il peut être difficile d’obtenir une bonne lecture en vue FFT.

Cependant, les défauts sont très visibles dans la vue séries temporelles.

Ceci est une vue temporelle du niveau ultrasonore enregistré lors de l’écoute d’un roulement avec un Ultraprobe pendant son graissage.

Le graissage s’effectue de façon progressive. On écoute le niveau ultrasonore diminuer au fur et à mesure de l’injection de graisse.

Ceci est la vue en mode temporel d’un roulement surgraissé.

Si une trop grande quantité de graisse est injectée, l’amplitude ultrasonore augmente. On doit dans ce cas stopper immédiatement l’injection de graisse.

Écoutez les 43 secondes de cet enregistrement et observez la baisse du niveau ultrasonore, effet du graissage, suivie de son augmentation, effet du surgraissage.

La vapeur dans les tuyauteries est de l’eau vaporisée.

Elle est identifiée comme un son de flux constant identique à ce que vous pouvez entendre dans l’exemple suivant.

Purgeur de Vapeur à Flotteur Inversé fonctionnant correctement

Ce type de purgeur de vapeur fonctionne selon des cycles d’ouverture/fermeture.

Le nombre et la fréquence des cycles dépendent de la charge en condensat de vapeur et de la taille du purgeur.

Ci-joint un purgeur de vapeur à flotteur inversé qui fonctionne correctement.

Purgeur de Vapeur à Flotteur Inversé défaillant ouvert

Quand le flotteur est percé il s’enfonce et oblige la soupape de décharge à s’ouvrir.

Le son des cycles d’ouverture/fermeture disparaît et on n’entend plus qu’un bruit de précipité continu.

Purgeur de Vapeur Thermodynamique fonctionnant correctement

Un purgeur de vapeur thermodynamique ou “Purgeur à disque” présente des cycles « d’ouverture/fermeture – ouverture/fermeture » selon une fréquence allant de 4 à 10 cycles par minute.

Purgeur de Vapeur Thermodynamique défaillant – fuyant «effet moteur de bâteau»

Dans cet exemple le disque ne reste pas aussi longtemps fermé qu’il devrait. Il y a fuite de vapeur.

Ceci est entendu comme un bruit de claquement et peut-être observé sur l’affichage de séries temporelles.

Purgeur de Vapeur Thermodynamique défaillant – ouvert

Si le disque reste bloqué en position ouverte, il y aura passage de vapeur.

Le bruit «d’ouverture/fermeture» sera alors remplacé par un bruit de flux constant de vapeur.

Purgeur de Vapeur Thermostatique fonctionnant correctement

Ce purgeur fonctionne selon des cycles « ouvert – fermé ».

Quand la vapeur entre, l’élément thermostatique se dilate et le purgeur se referme. Lorsque la vapeur se refroidit en condensat, l’élément se rétracte et s’ouvre.

Le nombre de cycles et l’intervalle de temps entre chacun d’eux dépend de la charge en condensat.

Il peut rester ouvert ou fermé pendant une longue durée mais aussi s’ouvrir et se refermer plus rapidement.

Purgeur de Vapeur Thermostatique défaillant – ouvert

En cas de défaillance de l’élément thermostatique, le purgeur peut se bloquer en position ouverte.

Le bruit d’ouverture / fermeture disparaît et seul un bruit régulier de flux de vapeur sera entendu.

Purgeur de Vapeur à Flotteur & Thermostatique fonctionnant correctement

Un purgeur de vapeur à flotteur et thermostatique comporte deux éléments : le flotteur et le soufflet thermostatique.

Typiquement ce type de purgeur a une modulation de flux constante. Ceci est provoqué par les mouvements du flotteur que l’on ajuste selon les changements de niveaux de condensats.

Occasionnellement l’élément thermostatique se contracte pour évacuer les contaminants tels que l’air.

Purgeur de Vapeur et Thermostatique défaillant ouvert

Quand un purgeur à flotteur et thermostatique est défaillant il peut l’être ouvert ou fermé.

Si le flotteur est endommagé par un évènement tel qu’un coup de bélier il coulera et fermera le purgeur.

Dans ce cas on n’entendra aucun bruit et le flotteur sera froid. Si la soupape est restée ouverte la vapeur s’évacuera.

Ceci est un exemple de vapeur s’échappant.

Soupape de Compresseur fonctionnant correctement

Grâce à l’analyse spectrale l’inspecteur peut aisément écouter et voir en temps réel un échantillon ultrasonore de l’équipement inspecté.

Ici, une soupape de compresseur fonctionnant correctement. On distingue aisément ses positions ouvertes et fermées.

Soupape de Compresseur fuyant

Ici un exemple de soupape de compresseur fuyant.

Elle ne ferme pas aussi fermement que dans l’exemple concernant son fonctionnement correct.

On notera également sa plus longue durée d’ouverture en mode visualisation séries temporelles.

Ceci est un exemple d’effet de cavitation dans une soupape.

L’effet de cavitation est la formation et l’implosion de cavités dans un liquide (similaire à des bulles) habituellement dans la partie basse pression d’une pompe ou d’une soupape.

L’effet de cavitation est une importante cause d’usure qui peut être à l’origine de défaillances.

Les exemples les plus courants de ce type d’usure concernent les hélices de pompes lors de changements soudains de direction de flux liquides.