ISO 13373-1 : Surveillance de l'état et diagnostic des machines — Surveillance de l'état par les vibrations, Partie 1 : Procédures générales
ISO 13373-1 établit une procédure systématique et reproductible pour effectuer Vibrations mesures et analyses dans le cadre d'un surveillance de l'état programme. Il s'agit du guide pratique de référence pour les aspects techniques de la mesure : comment choisir les points et les paramètres de mesure, comment acquérir les données et comment réaliser une première évaluation. Son objectif est de garantir que les données de vibrations que vous collectez soient cohérentes, fiables et adaptées à la détection des changements de l'état d'une machine au fil du temps. Où ISO 17359 définit la stratégie globale d'un programme de surveillance, tandis que la norme ISO 13373-1 précise les modalités de mise en œuvre pour le canal de vibration et formalise les meilleures pratiques qui le sous-tendent collecte de données basée sur les itinéraires.
1. Portée et objectifs
Ce chapitre introductif définit l'objectif de la norme : établir un ensemble de procédures génériques, systématiques et reproductibles couvrant l'ensemble du processus de surveillance de l'état vibratoire. L'objectif principal est de garantir que les données sont acquises de manière cohérente et fiable, afin qu'elles soient adaptées à l'usage auquel elles sont destinées, à savoir détecter les changements dans le comportement dynamique d'une machine au fur et à mesure qu'ils se produisent. Ce document est conçu pour servir de cadre procédural de référence pour la mise en place d'un nouveau programme ou l'audit d'un programme existant.
Le message sous-jacent est que le respect de ces procédures permet à une organisation de constituer une base de données de grande qualité sur l'historique des vibrations des machines. Cet historique est la condition préalable indispensable à une détection de défauts, analyse des tendances et diagnostics. La norme précise clairement que la partie 1 traite de la méthodologie générale, tandis que les parties suivantes — notamment la norme ISO 13373-2 — décrivent les techniques de diagnostic plus détaillées permettant d'interpréter les données une fois celles-ci correctement collectées.
2. Mesure et choix des capteurs
Ce chapitre traite des décisions qui constituent la base de toute mesure. Il préconise une approche structurée pour le choix des points de mesure, en soulignant qu'ils doivent être situés aussi près que possible des paliers de la machine afin de refléter fidèlement les forces transmises par le rotor. Il fournit des indications détaillées sur l'orientation des mesures — horizontale, verticale et Axiale — afin d'obtenir une image tridimensionnelle complète des mouvements de la machine.
Une partie importante de ce chapitre est consacrée au choix des capteurs et aux compromis entre les différents types de transducteurs. Le accéléromètre est considéré comme le choix le plus courant en raison de sa large gamme de fréquences et de sa robustesse, mais la norme aborde également transducteurs de vitesse et sans contact sondes de proximité pour des applications spécifiques telles que les machines à paliers à film fluide. Il souligne notamment que la qualité des données dépend directement de la manière dont le capteur est monté, recommandant vivement un montage permanent sur goujon pour obtenir les résultats les plus reproductibles et renvoyant aux consignes de montage détaillées dans ISO 5348.
3. Paramètres de mesure
C'est sans doute la section la plus technique, car elle définit les paramètres à l'intérieur du collecteur de données qui déterminent la qualité et l'utilité des données spectrales et des formes d'onde. Il propose une méthodologie permettant de choisir ces paramètres en fonction de la machine concernée et des défauts à surveiller :
- Gamme de fréquences (Fmax): la fréquence maximale de la mesure doit être suffisamment élevée pour capter les signaux d'intérêt — les tonalités à haute fréquence de défauts de roulement ou engrenage — sans pour autant être si élevée que cela dilue la résolution par du bruit inutile.
- Résolution : le nombre de lignes dans le FFT spectre. Une résolution suffisante est nécessaire pour distinguer les composants très proches les uns des autres, ce qui est essentiel pour résoudre le bandes latérales autour d'une fréquence d'engrènement ou pour distinguer des vitesses de rotation quasi identiques dans une machine à plusieurs arbres.
- Moyenne : Le moyennage du signal améliore le rapport signal/bruit et permet d'obtenir une mesure plus stable et reproductible. La norme décrit les différentes formes — moyennage RMS et maintien du pic parmi celles-ci — et quand chacune est appropriée.
- Fenêtrage : cela explique pourquoi un fonction de fenêtrage such as a Fenêtre de Hanning doit être appliqué aux données temporelles avant la FFT, afin de minimiser l'erreur connue sous le nom de fuite spectrale.
Choosing Fmax et le nombre de lignes déterminent ensemble la largeur de bande de chaque intervalle spectral ; il est donc préférable de définir ces deux paramètres ensemble ; un Calculateur de résolution FFT rend ce compromis explicite avant la configuration d'un itinéraire.
4. Procédures d'acquisition des données
Ce chapitre passe de la configuration à l'exécution, en proposant une procédure rigoureuse pour l'acte de mesure lui-même. La préoccupation centrale est la comparabilité : chaque mesure doit être directement comparable à toutes les mesures passées et futures effectuées au même point. La norme met donc fortement l'accent sur la documentation des conditions de fonctionnement de la machine au moment de l'essai — vitesse de rotation, charge, température et toute autre variable de processus pertinente. Ce contexte est important car un changement des conditions de fonctionnement peut modifier considérablement la signature vibratoire d'une machine, et sans cela, un changement bénin pourrait être interprété à tort comme un défaut en cours de développement. Le chapitre fournit également une liste de contrôle permettant de vérifier l'intégrité de la chaîne de mesure avant l'enregistrement : il s'agit de s'assurer que le capteur est correctement monté, que le câble est en bon état et que les réglages du collecteur sont corrects.
5. Analyse et évaluation des données
Une fois que l'on dispose de données de haute qualité, ce chapitre en définit le cadre d'interprétation, en formalisant l'approche à deux volets initialement introduite dans des normes telles que ISO 20816-1 (la norme qui a succédé à la norme ISO 10816-1) :
- Comparaison des limites absolues : la valeur à large bande mesurée est comparée à des valeurs prédéfinies sévérité graphiques — par exemple les zones de ISO 20816 série — pour classer la machine dans les catégories « Bonne », « Satisfaisante » ou « Insatisfaisante ».
- Analyse des tendances : la méthode la plus efficace, qui consiste à représenter graphiquement les valeurs dans le temps afin d'établir une tendance stable ligne de base puis en surveillant tout écart significatif par rapport à celle-ci. La norme insiste sur le fait que la détection d'un changement est souvent plus important que le chiffre absolu.
Il fournit la méthodologie permettant de définir des seuils d'alarme basés sur les données : une Alerte pourrait être déclenchée lorsque les vibrations doublent (soit une augmentation de 100 % par rapport à la valeur de référence) et une Voyage lorsqu'elle quintuple (soit une hausse de 400 %), même si les valeurs absolues restent dans une fourchette par ailleurs acceptable. Cette logique fondée sur l'évolution permet de détecter des anomalies qu'une limite fixe seule ne permettrait de repérer que bien plus tard.
6. Identification des défauts de base
Le dernier chapitre constitue une introduction au processus de diagnostic. Alors que la première partie se concentre sur l'acquisition et la détection, cette section fait le lien avec le diagnostic en expliquant le principe fondamental selon lequel différents défauts mécaniques et électriques génèrent des schémas distinctifs et reconnaissables dans les données de vibrations. Elle présente la méthode consistant à mettre en corrélation des fréquences spécifiques dans le Spectre FFT dont les sources physiques se trouvent sur la machine. Un pic dominant correspondant exactement à une fois la vitesse de fonctionnement (1X) indique généralement déséquilibrer; un pic marqué à 2X indique souvent désalignement; et les pics à haute fréquence non synchrones sont généralement associés à défauts de roulement. C'est sur ces bases qu'un analyste doit s'appuyer avant de se lancer dans l'analyse approfondie des causes profondes prévue par les normes plus avancées de la série ISO 13373.
7. Mise en pratique de la procédure sur le terrain
Dans la pratique, respecter la norme ISO 13373-1 implique de disposer d'un appareil capable à la fois d'enregistrer des spectres conformément aux règles de paramétrage de la norme et de consigner les conditions de fonctionnement pour chaque mesure. Un analyseur portable à deux canaux tel que le Balanset-1A mesure les niveaux de bande large et les spectres FFT requis par la norme, enregistre l'amplitude synchrone 1X et phase qui permettent de distinguer un balourd d'un désalignement, et permettent au technicien d'enregistrer la vitesse et la charge pour chaque point afin que les comparaisons ultérieures restent valables. Lorsque l'analyse décrite à la section 5 confirme un défaut de balourd, ce même outil effectue le équilibrage sur place correction sur place, en regroupant le cycle de détection et de correction en un seul endroit.
8. Concepts clés à retenir
- Cohérence et reproductibilité : Le thème central de la norme est le suivant : un programme de surveillance n'a aucune valeur si les données qui le composent ne sont pas collectées de manière cohérente, et la norme ISO 13373-1 fournit les règles qui garantissent cette cohérence.
- Qualité des données : La norme met l'accent sur les facteurs qui déterminent la qualité, notamment le montage des capteurs et le choix approprié des paramètres de mesure, tels que la gamme de fréquences et la résolution.
- Les bases d'un programme, et non d'un manuel de diagnostic : Ce n'est pas un guide qui vous explique comment identifier chaque panne spécifique ; c'est la première étape indispensable qui vous indique comment collect les données que les systèmes de diagnostic — visés par les normes ISO 13373-2 et -3 — interpréteront ultérieurement.
Le texte officiel complet est publié par l'ISO sous la référence 21831 et peut être acheté sur la boutique en ligne de l'ISO. Le résumé ci-dessus en présente la logique procédurale ; les organisations qui ont besoin de connaître l'intégralité des dispositions normatives, les critères de compétence précis et toutes les spécifications techniques doivent se procurer la norme elle-même.
