Le rôle important de l’imagerie thermique dans la surveillance conditionnelle

Identifier les défaillances avant qu’elles ne se produisent : La courbe P-F (Probabilité-Défaillance)

Les personnes qui travaillent dans le domaine de la surveillance conditionnelle connaissent bien la courbe P-F, mise au point par Nowlan et Heap. Elle illustre les différentes étapes du cycle de vie d’un composant, en montrant quand une méthode d’inspection peut mettre en lumière l’état de santé de l’équipement, à partir de la phase proactive jusqu’à la détection d’un défaut.

Comme vous pouvez le constater, l’analyse de la température est une technique de surveillance conditionnelle utilisée dans le domaine prédictif. Découvrez : la thermographie. En tant que technique essentielle de surveillance conditionnelle, la thermographie sert de système d’alerte précoce, indiquant lorsque des machines ou des actifs montrent des signes d’usure, avant même qu’un défaut discernable n’apparaisse.

Mesure de la température

La thermographie consiste essentiellement à mesurer la température d’un actif. Un seul relevé de température peut fournir des renseignements, mais sa valeur intrinsèque peut être quelque peu limitée. Prenons l’exemple d’un moteur électrique dans une usine qui fonctionne à 73 °C (163 °F). Sans données supplémentaires, est-ce inquiétant? Pour le savoir, il faut se pencher sur les spécificités du moteur et examiner sa plage de températures de fonctionnement standard. Mais même cela ne permet pas d’obtenir une image complète.

Par exemple, si la plage standard du moteur est comprise entre 50 °C (122 °F) et 80 °C (176 °F), à 73 °C (163 °F), le moteur fonctionne actuellement à l’extrémité supérieure de cette plage. Mais à quelle fréquence doit-il être inspecté? Quel est son état actuel? Quand l’entretien est-il nécessaire? Va-t-il tomber en panne? Ces questions restent sans réponse et nous ne sommes pas en mesure de prédire l’état futur de ce moteur.

L’importance de l’analyse des tendances

Comprendre la condition d’une machine ne se limite pas à une seule mesure. Des facteurs externes et internes, tels que les variations de charge, l’efficacité du refroidissement et les conditions environnementales, peuvent influencer la température de fonctionnement. Le suivi de ces températures dans le temps permet aux spécialistes de la surveillance conditionnelle d’avoir une vision plus claire de la situation.

Utilisons la visualisation des données pour illustrer ce point. Si nous surveillons chaque mois les températures d’un moteur électrique installé en janvier 2019, des tendances commencent à apparaître. La température fluctue peut-être entre 50 et 55 °C, en corrélation avec les changements de saison. Cela suggère que le moteur fonctionne dans une plage sûre et qu’il n’est pas surchargé. Des contrôles réguliers tous les deux ou trois mois peuvent suffire.

Cependant, un autre moteur datant de la même époque peut présenter une augmentation constante de la température, ce qui indique des problèmes potentiels. Divers facteurs, tels que l’environnement ou les pièces internes, peuvent influencer ces changements. De telles tendances soulignent la nécessité d’un entretien et d’un nettoyage réguliers.

Ce qui manque, c’est une tendance, une base de référence ou un modèle des conditions normales de fonctionnement de ce moteur. Avec une plage aussi large de températures de fonctionnement standard, il est difficile de connaître l’état du moteur à l’aide d’une seule mesure. L’établissement d’une tendance des températures de fonctionnement permettra à un spécialiste de la surveillance conditionnelle d’évaluer avec précision l’état du moteur.

Si un moteur électrique a été installé en janvier 2019 et que des relevés de température mensuels ont été effectués, ces températures peuvent être représentées graphiquement afin d’identifier les normes opérationnelles pour ce moteur spécifique, à cet endroit, alimentant ce processus spécifique. Un moteur qui fonctionne bien peut enregistrer des températures similaires au graphique ci-dessous.

Tendances de la température du moteur électrique 1 (années 2019-2023) : Variabilité saisonnière du moteur électrique indiquant une performance stable à des plages de fonctionnement standard

Ce graphique montre un moteur électrique dont la température fluctue entre 50 et 55 °C (122 et 131 °F), ce qui correspond assez bien aux saisons de l’année, avec des températures plus chaudes en été et plus froides en hiver. Que pouvons-nous donc déduire de cette information? Le moteur fonctionne à la limite inférieure de la plage de température de fonctionnement standard et ne semble pas être mécaniquement surchargé ou soumis à une charge particulièrement élevée. Un professionnel de la surveillance conditionnelle peut même décider d’inspecter ce moteur tous les deux ou trois mois, à moins que les températures ne changent de manière significative. Ce moteur ne présente pas de signes évidents d’inquiétude et nous nous attendons à ce qu’il continue à fonctionner de manière fiable dans un avenir prévisible.

Un autre moteur a également été installé à côté de celui-ci en 2019, et ses relevés de température ont également été capturés sur une base mensuelle; ci-dessous vous pouvez voir comment la température de ce moteur se compare.

Tendances de la température du moteur électrique 2 (années 2019-2023) : Variations saisonnières, tendances à la hausse et impact des interventions d’entretien

Le graphique ci-dessus illustre l’évolution de la température du moteur électrique 2 sur plusieurs années, en mettant en évidence quelques observations clés :

Similitudes saisonnières et hausse des températures : Dans un premier temps, les modèles de température imitent les changements saisonniers similaires à ceux des premières années. Cependant, une augmentation notable est observée en 2021, s’écartant des tendances antérieures et indiquant un problème potentiel.

Baisse temporaire des températures : Une baisse significative des températures en août et septembre 2022 suggère une action corrective ou un changement de conditions, conduisant à un retour à des températures de fonctionnement acceptables.

Normes opérationnelles et prévisions de fiabilité : Malgré ces fluctuations, les températures restent dans les normes de fonctionnement du moteur. Comprendre l’histoire de ce moteur permet de prévoir sa fiabilité future.

Influences environnementales : De telles tendances de température sont courantes dans les environnements où la poussière et les débris bloquent progressivement les ailettes de refroidissement et le flux d’air, ce qui entraîne une augmentation régulière de la température. Un nettoyage ultérieur peut rétablir l’efficacité du refroidissement.

Causes alternatives : Il est important de noter que cette tendance peut également résulter de divers facteurs tels que la charge du moteur, des débris plus importants, des changements dans les chaînes ou les courroies d’entraînement, l’emplacement du ventilateur de refroidissement ou l’extraction d’air chaud.

Importance de la surveillance et de l’entretien : Ce graphique rappelle l’importance d’un nettoyage et d’un entretien réguliers. Il souligne la nécessité d’être conscient des différents facteurs qui peuvent influencer la température du moteur et met l’accent sur l’importance de résoudre les problèmes de refroidissement élémentaires afin d’éviter des problèmes plus graves à l’avenir.

En résumé, si ce graphique thermique met en évidence des anomalies et suggère des problèmes possibles, il ne permet pas de déterminer avec certitude la cause du problème. Une surveillance et une maintenance régulières, ainsi qu’une bonne compréhension de l’environnement de fonctionnement et de l’historique du moteur, sont essentielles pour garantir son rendement optimal et sa longévité.

Examinons maintenant un troisième moteur électrique, également installé en 2019, et voyons comment il se compare.

Tendances de la température du moteur électrique 3 (années 2019-2023) : Dépassement des normes saisonnières dans les limites des spécifications du fabricant, indiquant la nécessité éventuelle d’une inspection

Le graphique ci-dessus illustre l’évolution de la température du moteur électrique 3 et fournit des renseignements précieux :

Relevés de température initiaux : Le moteur affiche une température de 73 °C (163 °F), ce qui est tout à fait conforme aux normes de fonctionnement spécifiées par le fabricant. Cela indique qu’au départ, le moteur fonctionnait comme prévu.

Importance d’un seul relevé de température : Si une valeur ponctuelle de 73 °C (163 °F) n’est pas alarmante et peut même être considérée comme rassurante, c’est la tendance générale qui doit retenir l’attention. Un seul point de données ne donne pas toujours une image complète de la santé du moteur.

Comparaison avec d’autres moteurs : Jusqu’à un certain point, le rendement du moteur 3 était conforme aux variations saisonnières annuelles observées pour les moteurs 1 et 2. Cela suggère un comportement typique de ces types de moteurs dans des conditions normales.

Augmentation récente de la température : Cependant, le graphique montre un changement à partir de janvier 2023. La température du moteur a commencé à augmenter, s’écartant ainsi de la tendance habituelle. Ce changement pourrait signifier qu’un problème sous-jacent affecte la performance du moteur.

Nécessité d’une enquête plus approfondie : L’augmentation récente de la température, en particulier par rapport aux données historiques, suggère qu’il pourrait y avoir un problème en cours de développement avec le moteur 3. Cela justifie un examen plus approfondi afin d’identifier la cause et de déterminer si un entretien ou des ajustements sont nécessaires pour prévenir d’éventuelles défaillances.

Quel pourrait être l’avenir du troisième moteur électrique? Voici deux scénarios possibles illustrés par les deux graphiques ci-dessous.

Tendances de la température du moteur électrique 3 : Risque de surchauffe en l’absence d’entretien, entraînant une défaillance au-delà de 105 °C

Tendances de la température du moteur électrique 3 : Gestion de l’augmentation de la température dans des limites sûres

Si ce moteur était laissé en service sans inspection, entretien ou autre mesure, la température pourrait continuer à augmenter jusqu’au point de défaillance. Le graphique du haut montre que les températures supérieures à 105 °C (221 °F) entraînent une défaillance immédiate.

Le deuxième graphique donne une version différente : peut-être la demande placée sur le moteur a-t-elle été délibérément augmentée par le processus de production que le moteur fait fonctionner, accéléré pour répondre à une nouvelle exigence de production? Les températures se situent toujours dans la plage de fonctionnement acceptable du moteur et la cause première de cette anomalie thermique est clairement expliquée.

Conclusion : Optimisation de la surveillance de l’état des équipements grâce à l’analyse des tendances thermiques

Les relevés de température individuels donnent un aperçu de l’état de l’équipement qui ne peut être comparé qu’à la plage opérationnelle recommandée par le fabricant pour un moteur ou un autre élément d’un processus de fabrication ou de production. Cela peut être trompeur et ne permet pas d’avoir une idée réelle de l’état des actifs et des équipements qui peuvent être vitaux pour le bon fonctionnement d’une entreprise.

Des relevés de température réguliers permettent de dresser un tableau de l’état de chaque actif inspecté. Cela ne signifie pas que les températures ne changeront jamais, mais il y a souvent des raisons qui expliquent les anomalies thermiques. En cas de changement de température inexpliqué, il peut être possible d’inspecter, de nettoyer, d’entretenir ou de prendre d’autres mesures pour ramener l’équipement à sa température de fonctionnement normale, ou bien il peut simplement fonctionner plus chaudement et nécessiter une surveillance plus poussée afin de prédire plus précisément le point de défaillance.

Si votre entreprise dépend d’équipements de fabrication ou de production, de panneaux électriques, de moteurs, de pompes, de machines ou d’autres équipements mécaniques ou électriques pour survivre, il est probablement important pour vous que ces équipements ne tombent pas en panne de manière inattendue. Les solutions FLIR de surveillance conditionnelle sont couramment utilisées dans les environnements de fabrication ou de production pour effectuer des relevés de température précis.

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