ISO 10816-1 : Vibrations mécaniques – Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les parties non tournantes – Partie 1 : Lignes directrices générales

Résumé

La norme ISO 10816-1 est une norme fondamentale pour la surveillance de l'état des machines. Elle établit les principes généraux de mesure et d'évaluation des vibrations sur les pièces fixes ou fixes des machines, telles que les paliers. Cette norme remplace la norme historique. ISO 2372 Elle sert de document de référence à une série d'autres normes (par exemple, ISO 10816-3 pour les machines industrielles) qui fixent des limites de vibrations spécifiques pour différentes classes de machines. Son objectif principal est de fournir une base normalisée et fiable pour l'évaluation de l'état de fonctionnement des machines et la définition des critères d'acceptation.

Remarque : Cette norme est progressivement remplacée par la série ISO 20816, qui vise à regrouper les principes de mesure des tubages (ISO 10816) et des puits (ISO 7919) en un cadre unique et complet. Cependant, les principes et les définitions de zones de l’ISO 10816-1 restent largement utilisés.

Table des matières (structure conceptuelle)

La norme est structurée de manière à fournir un cadre complet pour la mise en place et l'exécution d'un programme d'évaluation des vibrations des machines :

1. 1. Portée et mesure :

   Cette première section définit le champ d'application de la norme, précisant qu'elle s'applique à la mesure des vibrations structurelles sur les pièces fixes et non rotatives des machines, principalement les paliers. Elle établit que le paramètre de mesure privilégié pour la surveillance d'état est haut débit racine carrée moyenne (RMS) vitesse, car elle fournit une mesure stable et représentative de l'énergie destructrice des vibrations sur une large plage de vitesses de la machine. La norme spécifie une plage de fréquences par défaut pour cette mesure, généralement de 10 Hz à 1 000 Hz, ce qui permet de détecter efficacement les défauts les plus courants des machines, comme le balourd et le désalignement. Elle fournit également des indications fondamentales sur les points de mesure à prendre (sur les roulements, horizontalement, verticalement et axialement) pour obtenir une image complète de l'état dynamique de la machine.

2. 2. Instrumentation :

   Ce chapitre décrit les exigences de performance des instruments utilisés pour effectuer les mesures. Il précise que l'ensemble du système de mesure, incluant le capteur, le câblage et l'appareil de mesure, doit être capable de mesurer avec précision la vitesse efficace dans la plage de fréquences spécifiée. Il exige que l'instrument dispose d'une plage dynamique suffisante pour mesurer sans distorsion des machines, qu'elles soient très régulières ou irrégulières. La norme insiste également sur le montage correct des capteurs afin de garantir la précision et la répétabilité des données, et s'y réfère directement. ISO 5348 comme norme de référence pour le montage des accéléromètres. Enfin, elle exige que l'instrumentation soit étalonnée périodiquement selon une norme traçable afin de garantir sa précision constante.

3. 3. Critères d’évaluation :

   Cette section principale établit les deux philosophies fondamentales de l'évaluation de la sévérité des vibrations. Elle explique qu'une évaluation complète ne doit pas s'appuyer sur une seule méthode, mais sur une combinaison des deux :

   • Critère 1 : amplitude des vibrations. Il s'agit d'une évaluation de la valeur absolue des vibrations mesurées à un instant T, comparée à des limites prédéfinies (les « zones » décrites dans la section suivante). Ce critère permet d'évaluer l'état de la machine de manière absolue et est essentiel pour les essais de réception et la définition de limites supérieures afin de prévenir les dommages.
   • Critère 2 : Modification de l’amplitude des vibrations. Ce critère se concentre sur l'évolution des vibrations au fil du temps, en comparant la valeur actuelle à la valeur de référence normale de la machine. La norme souligne qu'une variation significative des vibrations, comme un doublement de la vitesse efficace, peut être un indicateur beaucoup plus précis d'un défaut en développement que la valeur absolue seule. Les vibrations d'une machine peuvent doubler tout en restant dans la zone « Bon » ou « Satisfaisant », mais cette variation constitue néanmoins un signal d'alarme clair nécessitant une investigation.
4. 4. Zones d'évaluation :

   Afin de fournir un cadre simple et exploitable pour le critère 1 (grandeur absolue), la norme introduit un système de quatre zones d'évaluation. Ces zones servent de « classes » universelles pour l'état des machines. Il est important de noter que cette partie générale de la norme ne définit que le concept de zones ; les valeurs numériques spécifiques des limites de zone (en mm/s) sont fournies dans les parties de la norme spécifiques aux machines (par exemple, ISO 10816-3). Les zones sont définies comme suit :

   • Zone A : Les vibrations des machines nouvellement mises en service se situent normalement dans cette zone.
   • Zone B : Les machines dont les vibrations se situent dans cette zone sont normalement considérées comme acceptables pour un fonctionnement à long terme sans restriction.
   • Zone C : Les machines dont les vibrations se situent dans cette zone sont généralement considérées comme insatisfaisantes pour un fonctionnement continu à long terme. La machine peut être utilisée dans ces conditions pendant une période limitée jusqu'à ce qu'une mesure corrective soit prise.
   • Zone D : Les valeurs de vibration dans cette zone sont normalement considérées comme suffisamment graves pour endommager la machine.
5. 5. Limites opérationnelles (alarmes) :

   Cette dernière section propose une méthodologie pratique pour la mise en œuvre des critères d'évaluation dans un programme de surveillance en situation réelle. Elle recommande de définir deux niveaux distincts d'alarmes opérationnelles pour gérer efficacement les risques liés aux machines :

   • Alerte: Il s'agit d'un niveau d'alerte, défini pour indiquer que la vibration a dépassé sa valeur de référence normale et stable. Une alerte n'indique pas nécessairement un danger immédiat, mais elle sert de déclencheur pour une surveillance accrue ou la planification d'une enquête afin de déterminer la cause du changement. Cette limite est généralement basée sur le critère 2 (un changement significatif par rapport à la valeur de référence).
   • Voyage: Il s'agit d'un niveau d'arrêt, fixé à une valeur absolue supérieure représentant la limite supérieure de fonctionnement acceptable. Un dépassement de ce niveau indique que la machine risque de subir des dommages graves et imminents. La réponse doit être immédiate, pouvant aller jusqu'à l'arrêt de la machine. Cette limite est généralement basée sur le critère 1 (une grandeur absolue, souvent la limite des zones C/D).

Concepts clés

• Vitesse RMS : La norme réaffirme que la vitesse RMS est la meilleure mesure unique de l’état global des machines dans la gamme de fréquences spécifiée, car elle est directement liée à l’énergie destructrice de la vibration.
• Mesure du haut débit : La norme est basée sur une seule valeur de vibration « globale » et non sur une valeur détaillée. spectreIl s'agit d'un outil de dépistage, et non de diagnostic. Une valeur élevée indique qu'il y a un problème, mais pas la nature du problème.
• Général vs. Spécifique : La partie 1 constitue le cadre général. Pour connaître les limites de vibrations spécifiques et applicables à une machine donnée, veuillez vous référer aux autres parties des séries ISO 10816 et ISO 20816.

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