TD N°2 Maintenance - CND [PDF]

Zitiervorschau

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sousse

Département de mécanique avancée

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sousse

Département de mécanique avancée

TD2 : Outils de Maintenance Exercice 1 La figure 1 ci-dessous donne le spectre qui aurait pu être tiré du signal vibratoire relevé sur l’un des paliers d’un moto-compresseur (figure 2).

…………

…………

……………

……………..

Figure 3a

Figure 3b

Figure 1

Figure 2 Figure 3c 1- Pourquoi on choisit l’analyse d’enveloppe comme outil de diagnostic ? 2- Calculer les fréquences caractéristiques des défauts de roulement pour les deux paliers. Compléter le tableau suivant.

Identifier les raies 1, 2, 3 et 4 sur le spectre ci-dessus et leurs sources. Remplir le tableau suivant : Numéro de la raie 1 2 3 4

Fréquence (Hz) ………………… ………………… ………………… …………………

Source / Argumentation ………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………………………

Exercice 2 Suite à la visite périodique du groupe de commande d’un laminoir dans une aciérie normande, effectuée dans le but de réparer le planning des interventions du mois d’arrêt, les mesures vibratoires données par un accéléromètre placé en position radiale horizontale sur deux paliers de roulement côté transmission de l’arbre PV (petite vitesse) d’un réducteur amènent quelques inquiétudes. En effet, la valeur efficace de l’amplitude du signal (mesurée en mode accélération) est assez élevée et le spectre basses fréquences ne montre aucune anomalie significative (l’amplitude du défaut étant sans doute noyée dans le bruit de fond du réducteur), mais le spectre hautes fréquences (0/10 kHz) laisse apparaître des résonances nouvelles, de forte amplitude, à 1,6 kHz et 2,975 kHz (figure 3a). Après la démodulation des résonances à 1,6 et 2,975 kHz on obtient les spectres d’enveloppe de la figure 3b et 3c.

Sys. Méca. pour l'ingénierie de la maintenance

1/4

Fréquences Pour la cage Fdca = ½ fa (1-(d/D) cosϕ)) La bague externe Fdbe = N. Fdca La bague interne Fdbi = N (fa – Fdca)

Palier 1 ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ………………

Palier 2 ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ………………

On donne : Les caractéristiques des roulements sont rassemblées dans le tableau suivant :

Diamètre moyen d'évolution [dm] (mm) Diamètre d'élément roulant [DW] (mm) Nombre d'éléments roulants [N] Angle de contact (degrés) Vitesse bague intérieure (tr/min) Diamètre extérieur du roulement [D] (mm) Diamètre intérieur du roulement [d] (mm)

Sys. Méca. pour l'ingénierie de la maintenance

Palier 1 86 19,05 12 15,44 1 842 120 55

Palier 2 15 3,97 7 0,00 1 500 22 8

2/4

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sousse

Département de mécanique avancée

3- En s’appuyant sur les spectres d’enveloppe des Figures 1d et 1c, localiser les défauts détectés sur les roulements en question.

a) magnétique ; b) saturée ;

Département de mécanique avancée c) coercitive d) rémanent

3- Lesquels des facteurs suivants peuvent produire des indices magnétiques parasites?

Exercice 3

a) un joint brasé ; c) des stries superficielles produites par un outil à dégrossir b) les joints de grain d’un métal polycristallin ; d) toutes ces réponses

1- Quel est le principe général des méthodes de contrôle non destructif (CND)? 2- Quelle (s) méthode (s) de CND choisissez-vous pour détecter les défauts suivants : (indiquer clairement les raisons de vos choix) : - criques, piqûres, fissures, craquelures - rugosité, surépaisseur, taches diverses - porosités, soufflures, inclusions 3- Comment peut-on détecter et localiser une porosité (ou cavité) interne dans une pièce métallique par radiographie-X (appuyer par un schéma). Exercice 4 Répondre à la série des questions à choix multiples suivante. Indiquer la réponse en encerclant la lettre correspondante. a) Notion de Défaut :

a) une déformation plastique du métal. b) l'allongement des défauts existants perpendiculairement au sens du laminage. c) des propriétés de déviation qui sont toujours bénéfiques pour les opérations secondaires de formage. d) l'aplatissement des défauts qui les rend plus facilement décelables par la plupart des méthodes d'essais non destructifs 2- Quand un métal (ou un alliage) passe en se refroidissant de l'état liquide à l'état solide, le métal liquide qui manque pour alimenter le retrait causera : a) des retassures, des soufflures et des cavités ; b) une texture spongieuse et des fissures à chaud ;

c) rien de ce qui est indiqué ci-dessus d) à la fois a) et b)

Les ondes ultrasonores se propagent dans un milieu matériel avec une célérité c, caractéristique de ce milieu et de sa température. À une température ordinaire de 20°C, on donne la valeur moyenne de c dans quelques milieux caractérisés en outre par leur masse volumique (ρ). Milieu

c (m.s-1)

air eau tissus mous os

343 1480 1 540 4 000

ρ (g.cm-3) 1,3 ·10-3 1,0 1,04 1,9

2- L'intensité I du faisceau d'ultrasons, c'est-à-dire la puissance transportée par unité de surface, décroît avec l'épaisseur x du matériau traversé selon une loi exponentielle du type I = I0 e-α x, où α représente un coefficient d'atténuation qui dépend du milieu traversé et varie avec la fréquence des ultrasons. Pour une fréquence f de 3,75 MHz, ce coefficient prend la valeur de 36 m-1 dans les tissus mous. Calculer l'intensité du faisceau après traversée d'une épaisseur de 2 cm de ces tissus, dans le cas d'une intensité initiale I0 de 8,0 W.m-2. b) Calculer également en décibels (dB), pour une épaisseur traversée de 2 cm de tissus mous, l'atténuation A du faisceau, donnée par la définition suivante, faisant intervenir un logarithme décimal : A = 10.log (I0/I). c) Quelle épaisseur x de tissus mous a traversé un faisceau d'ultrasons, si son intensité ne représente que 80% de sa valeur initiale après propagation dans ces tissus ?

b) Méthodes de CND

Échographie La figure ci-dessous (figure 1) est une échographie temps-amplitude au cours de laquelle la sonde émet des 'coup' ultrasonores de très courte durée τ = 1 µs. La même sonde enregistre les échos renvoyés par les surfaces de séparation des différents milieux, sur un écran d'oscilloscope dont la base de temps est réglée à 50 µs/div.

Ressuage

1- Il y a élimination excessive de pénétrant par l’émulsifiant lorsque : a) l’émulsifiant est trop actif ; b) le temps d’émulsification est trop long ;

Exercice 5 : Propagation des ultrasons et caractérisation des défauts.

1- Calculer la longueur d'onde λ des ultrasons émis quand ils se propagent dans les tissus mous. La fréquence des ultrasons est de 3,75 MHz.

1- Le formage du métal, comme le laminage, entraîne :

•

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sousse

c) a et b d) ni a ni b

2- Les révélateurs utilisés avec les pénétrants fluorescents : a) ne doivent pas être fluorescent b) doivent être sous forme de poudre en suspension dans l’eau (solution aqueuse) c) doivent être sous forme de poudre sèche d) aucune de ces réponses • Magnétoscopie 1- Parmi les types de métaux suivants, choisir ceux qui peuvent être soumis au contrôle magnétoscopique : a) métaux ferromagnétiques ; b) aluminium ; c) cuivre;

d) bronze e) plomb f) nickel

Figure 4

2- Lorsque le champ magnétique à l’intérieur d’une pièce ferromagnétique atteint un point où il ne peut plus être augmenté par une élévation de l’intensité d’aimantation, la pièce est considérée comme étant :

Sys. Méca. pour l'ingénierie de la maintenance

3/4

3- D'après l'oscillogramme de la figure 4, calculer la durée qui s'écoule entre la réception des échos renvoyés par les parois de la structure échogène observée dans les tissus mous. 4- Calculer la dimension d dans le plan d'incidence particulier de la figure 1, de la structure échogène observée dans les tissus mous.

Sys. Méca. pour l'ingénierie de la maintenance

4/4