ISO 20816-8:2018

NORME ISO
INTERNATIONALE 20816-8
Première édition
2018-08
Vibrations mécaniques — Mesurage
et évaluation des vibrations des
machines —
Partie 8:
Systèmes de compresseurs alternatifs
Mechanical vibration — Measurement and evaluation of machine
vibration —
Part 8: Reciprocating compressor systems
Numéro de référence
©
ISO 2018
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Mesurages . 3
4.1 Mode opératoire de mesurage . 3
4.2 Appareils de mesurage et grandeurs mesurées . 4
4.3 Emplacement et direction de mesurage . 4
4.3.1 Emplacements . 4
4.3.2 Directions des mesurages . 9
4.4 Surveillance continue .10
4.5 Enregistrement des résultats mesurés .10
5 Critères de vibration .10
5.1 Mesurage de grandeurs .10
5.2 Zones d'évaluation .10
5.2.1 Généralités .10
5.2.2 Critères d'acceptation .12
5.3 Valeurs recommandées pour des valeurs vibratoires globales acceptables (2 Hz à
1 000 Hz) .13
5.3.1 Tableaux de valeurs recommandées pour le déplacement, la vitesse et
l'accélération .13
5.3.2 Valeurs de vibration et effet des fixations et fondations .14
5.3.3 Valeurs de vibration pour compresseurs horizontaux .14
5.3.4 Valeurs de vibration pour compresseurs verticaux .14
Annexe A (normative) Exigences d'information de mesurage .15
Annexe B (informative) Courbes avec limites globales des valeurs de vitesse de vibration .18
Annexe C (informative) Mesurage des valeurs de vibration sur le guide de crosse .24
Annexe D (informative) Valeur efficace, valeur de crête et facteur de crête .27
Annexe E (normative) Raccords de petit diamètre (SBC) .29
Bibliographie .34
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques,
et leur surveillance, sous-comité SC 2, Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant
les machines, les véhicules et les structures, en collaboration avec l’ISO/TC 118, Compresseurs, machines
portatives pneumatiques, machines et équipements pneumatiques.
Cette première édition de l’ISO 20816-8 annule et remplace l’ISO 10816-8:2014, qui a fait l’objet d’une
révision technique. La principale modification est l’ajout d’une annexe traitant des vibrations des
raccords de petit diamètre.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 20816 se trouve sur le site Web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
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Introduction
L'ISO 20816-1 donne des lignes directrices générales pour l'évaluation des vibrations des machines par
mesurages sur les parties non tournantes et sur les arbres rotatifs. Cependant, le présent document
établit des procédures et des lignes directrices spéciales pour le mesurage et la classification des
vibrations mécaniques des compresseurs alternatifs. Étant donné qu'en général il n'est pas courant
de mesurer les vibrations de l'arbre, il fait référence aux vibrations de la structure principale du
compresseur, y compris les fondations, les dispositifs de suppression des pulsations et la tuyauterie
attenante. Les valeurs recommandées pour ces vibrations sont principalement définies en vue de classer
les vibrations et d'éviter les problèmes avec les équipements auxiliaires montés sur ces structures. Les
recommandations de mesurages et les critères d'évaluation sont donnés dans le présent document.
Les caractéristiques types des compresseurs alternatifs sont les masses oscillantes, les couples à
variation cyclique, l'élongation des cylindres et les forces de pulsation dans les cylindres, les dispositifs
de suppression des pulsations et la tuyauterie. Toutes ces caractéristiques génèrent des charges
alternées sur les supports principaux et des vibrations sur le système de compresseur. Les valeurs
de vibration des systèmes de compresseurs alternatifs sont généralement plus grandes que pour
les compresseurs tournants, mais étant donné qu'elles sont en grande partie déterminées par les
caractéristiques de conception du compresseur, elles ont tendance à rester plus constantes pendant la
durée de vie du système que dans le cas des machines tournantes.
Dans le cas des systèmes de compresseurs alternatifs, les vibrations mesurées sur la structure
principale du compresseur (y compris les fondations, les dispositifs de suppression des pulsations et la
tuyauterie) et quantifiées suivant le présent document, ne peuvent donner qu'une vague idée des états
vibratoires des composants à l'intérieur de la machine elle-même.
Les détériorations, qui peuvent se produire en cas de dépassement des valeurs recommandées sur la
base de l'expérience avec des systèmes de compresseurs similaires, sont subies essentiellement par les
composants montés sur machine (par ex. instrumentation, échangeurs thermiques, filtres, pompes), les
éléments de raccordement du compresseur avec ses pièces périphériques (par exemple: conduites) ou
les instruments de contrôle (par exemple: manomètres, thermomètres). Les valeurs de vibration à partir
desquelles on doit s'attendre à des détériorations dépendent dans une large mesure de la conception
de ces composants et de leurs fixations. Dans certains cas, des mesurages spéciaux peuvent s'avérer
nécessaires sur certains composants de systèmes de compresseurs afin de s'assurer que les valeurs de
vibration n'entraînent pas de détériorations. Même si les valeurs mesurées sont dans la fourchette des
valeurs recommandées dans le présent document, des problèmes se produisent en raison de la grande
diversité de composants qui peuvent être raccordés.
Les problèmes locaux de vibration décrits ci-dessus peuvent être rectifiés par des «mesures locales»
spécifiques (par exemple, par élimination des résonances). Toutefois, l'expérience montre qu'il est
possible, dans la majorité des cas, d'indiquer des grandeurs mesurables caractérisant l'état vibratoire,
et de recommander des valeurs pour celles-ci. Cela montre que les variables mesurables et les valeurs
recommandées de vibration acceptables permettent, dans la plupart des cas, une évaluation fiable.
Si les valeurs de vibration mesurées indiquées dans le présent document n’excèdent pas les valeurs
recommandées, une usure anormale des composants internes d’un compresseur provoquée par les
vibrations est peu probable de se produire.
Les valeurs de vibration des systèmes de compresseurs alternatifs ne sont pas affectées que par les
propriétés du compresseur lui-même, mais également dans une large mesure par les fondations.
Étant donné qu'un compresseur alternatif peut se comporter comme un générateur de vibrations, une
isolation vibratoire entre le compresseur et ses fondations peut s'avérer nécessaire. La réponse aux
vibrations des fondations et les vibrations des équipements voisins peuvent avoir un effet important
sur les vibrations du système de compresseurs.
NORME INTERNATIONALE ISO 20816-8:2018(F)
Vibrations mécaniques — Mesurage et évaluation des
vibrations des machines —
Partie 8:
Systèmes de compresseurs alternatifs
1 Domaine d'application
Le présent document établit des procédures et des lignes directrices pour le mesurage et la classification
des vibrations mécaniques des systèmes de compresseurs alternatifs. Les valeurs de vibration sont
définies principalement afin de classer les vibrations du système de compresseur et d'éviter les
problèmes liés à la fatigue sur les pièces du système de compresseurs alternatifs, à savoir les fondations,
le compresseur, les amortisseurs, la tuyauterie et les équipements auxiliaires montés sur le système de
compresseur.
Le présent document s'applique aux compresseurs alternatifs sur fondations rigides avec des vitesses
de rotation nominales supérieures entre 120 tr/min et 1 800 tr/min. Les critères généraux d'évaluation
présentés s'appliquent aux mesures opérationnelles. Ces critères servent également à s'assurer que les
vibrations de la machine n'ont pas d'effets nuisibles sur les équipements montés directement sur cette
machine, comme les dispositifs de suppression des pulsations et la tuyauterie.
NOTE Les orientations générales présentées dans le présent document peuvent également être appliqués
aux compresseurs alternatifs en dehors de la plage de vitesse spécifiée mais différents critères d'évaluation
pourraient être applicables dans ce cas.
Les machines d'entraînement du compresseur alternatif sont en revanche évaluées suivant la partie
appropriée de l'ISO 20816 ou toute autre norme adéquate et classification pour la fonction prévue. Les
pilotes ne sont pas intégrés dans le présent document.
Il est admis que les critères d'évaluation pourraient n'avoir qu'une application limitée en ce qui concerne
les effets des composants internes des machines; par exemple, il est peu probable que les problèmes liés
aux soupapes, pistons et garnitures de piston puissent être détectés lors des mesurages. L'identification
de ces problèmes peut nécessiter des techniques de diagnostic d'enquête qui sortent du cadre du
présent document.
Les systèmes de compresseurs alternatifs couverts par le présent document comprennent, par exemple:
— les systèmes de compresseurs horizontaux, verticaux, et de type V, W et L,
— les compresseurs à vitesse constante et variable,
— les compresseurs à entraînement par moteurs électriques, à gaz et diesel, par turbines à vapeur,
avec ou sans multiplicateur, et accouplement flexible ou rigide, et
— les compresseurs à fonctionnement avec et sans lubrification.
Le présent document ne s'applique pas aux hypercompresseurs.
Ces lignes directrices ne sont pas destinées à des fins de surveillance en continu. Le bruit est aussi en
dehors du domaine d’application du présent document.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour
les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition
du document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 2041, Vibrations et chocs mécaniques, et leur surveillance — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 2041 et les suivantes
s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
système de compresseur
système de machine comprenant fondations, compresseur (carter, guide de crosse, cylindres),
dispositifs de suppression des pulsations et tuyauterie
3.2
valeur globale de vibration
représentation numérique simple d’une caractéristique, ou d’un ensemble de caractéristiques, dérivée
d’une courbe d’onde brute ou d’une courbe d’onde traitée dans le temps ou d’un spectre de fréquences
d’un signal de vibration et souvent accompagnée d’un texte descriptif ou d’indicateurs permettant de
spécifier les méthodes utilisées dans sa dérivation
Note 1 à l'article: La valeur globale de vibration est mesurée sur la plage de fréquence de 2 Hz à 1 000 Hz.
3.3
fréquence d’angle
fréquence utilisée pour convertir le déplacement vibratoire en vitesse vibratoire et la vitesse vibratoire
en accélération vibratoire pour un signal sinusoïdal
Note 1 à l'article: Les fréquences d’angle sont respectivement 10 Hz et 200 Hz.
3.4
vendeur
fabricant ou agent du fabricant fournissant les équipements
3.5
acheteur
organisation délivrant la commande et les spécifications au vendeur
3.6
tuyauterie principale
tuyauterie sur laquelle sont branchés des raccords de petit diamètre
Note 1 à l'article: Une tuyauterie principale peut également se référer à des machines tournantes et à des
équipements sous pression, comme des récipients ou des refroidisseurs.
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3.7
raccord de petit diamètre
SBC
piquage sur tuyauterie principale, récipients ou équipements qui a un diamètre réel de 60,3 mm ou
inférieur, ou un diamètre réel supérieur à 60,3 mm avec un ration de piquage (3.8) inférieur ou égal à 12 %.
Note 1 à l'article: Tous les raccords dont le ratio de piquage est supérieur à 36 % sont exclus.
Note 2 à l'article: La tuyauterie équipée d’un raccord de petit diamètre s'étend jusqu'à ce que l'effet des vibrations
de la tuyauterie principale soit négligeable, ce qui correspond généralement au premier support.
Note 3 à l'article: Les diamètres des raccords de petit diamètre sont donnés au Tableau E.1.
3.8
ratio de piquage
rapport du diamètre nominal du raccord de petit diamètre au diamètre nominal de la tuyauterie
principale
Note 1 à l'article: Pour la définition du diamètre réel des pièces non cylindriques (par exemple, le châssis du
compresseur) auxquelles est raccordé un raccord de petit diamètre, voir Figure E.1.
4 Mesurages
4.1 Mode opératoire de mesurage
La grandeur de mesurage principale doit être la vitesse de vibration efficace (eff) globale en millimètres
par seconde.
Si des fréquences inférieures à la fréquence d’angle de 10 Hz sont prévues ou observées, il est conseillé
de mesurer en plus le déplacement vibratoire efficace global en mm (il est également courant d'afficher
−3
le déplacement en micromètres, avec 1 µm = 10 mm).
Si des fréquences supérieures à la fréquence d’angle de 200 Hz sont prévues ou observées, il est conseillé
de mesurer en plus l'accélération vibratoire efficace globale en m/s (il est encore courant, mais pas
recommandé, d'afficher l'accélération en unités de g avec g = 9,81 m/s ).
NOTE La relation entre le déplacement, la vitesse et l’accélération est indiquée en B.1.
Par conséquent, et conformément à l’ISO 20816-1, le critère d’acceptation basé sur la vitesse qui est
prise de la forme générale des Figures B.1 à B.10. Ces figures indiquent les fréquences d’angle de 10 Hz
à 200 Hz et montre qu’en dessous et qu’au-dessus de ces fréquences d’angle, la direction de la vitesse
vibratoire est une fonction de la fréquence vibratoire.
Toutes les valeurs doivent être dans la fourchette de valeurs de vibration globales acceptables
récapitulées au 5.3.
Il convient de récupérer les données spectrales pour chacune des grandeurs mesurées si elles se situent
en dehors des valeurs de vibration de la limite de la zone d'évaluation B/C définie au 5.2 pour aider à
l'analyse et à une correction éventuelle.
Les valeurs d'accélération de vibration sont souvent mesurées pour effectuer la surveillance en
continu des composants internes du compresseur. Le présent document n'est toutefois pas destinée
à être appliquée à des fins de surveillance en continu. Si, par exemple, les conditions des soupapes
du compresseur doivent faire l'objet d'un suivi, d'autres procédures et normes donnant des valeurs
différentes peuvent être applicables. Il convient donc d’utiliser les valeurs d'accélération de vibration
données dans le présent document uniquement comme un critère d'évaluation de l'intégrité globale
du système de compresseur et des équipements raccordés, tels que les transmetteurs de pression et/
ou de température et les poussoirs de soupape. Le dépassement des valeurs d'accélération données
dans le présent document n'implique pas nécessairement que des actions correctives soient requises.
Il convient que la susceptibilité des composants aux valeurs d'accélération élevées (instruments,
composants lourds sur petites buses d'équipement, etc.), la présence de bruits audibles ou de bruits
de coups, ou tout changement inhabituel ou soudain des valeurs vibratoires, retiennent l'attention et
fassent l'objet d'une analyse plus poussée.
Par ailleurs, il conviendra de ne pas oublier que les valeurs d'accélération mesurées aux emplacements
illustrés en Figures 1 à 5 ne correspondent pas aux valeurs relevées sur les équipements raccordés,
mais aux valeurs relevées sur les pièces du système de compresseur (fondations, carter, cylindre,
amortisseurs et tuyauterie) sur lesquelles ils sont montés.
4.2 Appareils de mesurage et grandeurs mesurées
Les critères de classification des valeurs de vibration pour les systèmes de compresseurs alternatifs
sont précisés à l'Article 5. Il est reconnu que les principales fréquences d'excitation pour les systèmes
de compresseurs alternatifs se situent généralement dans la plage de 2 Hz à 300 Hz. Néanmoins, si l'on
considère le système de compresseur dans son ensemble, y compris les équipements auxiliaires qui en
sont une partie fonctionnelle, une plage type de 2 Hz à 1 000 Hz est appliquée pour la caractérisation
des vibrations globales. Pour les besoins du présent document, la valeur vibratoire efficace globale doit
représenter la vibration à travers une plage de fréquences comprises entre 2 Hz à 1 000 Hz. Le vendeur
et l'acheteur peuvent convenir d'une plage différente pour des besoins particuliers.
Étant donné que le signal de vibration global contient normalement de nombreux harmoniques, il
n'existe pas de relation mathématique simple entre les mesures de vibration efficaces de crête, ou crête
à crête, voir l'Annexe D.
Il convient donc que le système de mesurage donne les valeurs de déplacement, vitesse et accélération
efficaces avec une précision de ± 10 % sur la plage de 10 Hz à 1 000 Hz, et avec une précision de +10 %
et –20 % sur la plage de 2 Hz à 10 Hz. Ces valeurs peuvent être obtenues à partir d'un seul capteur
dont le signal est traité afin d'en déduire les grandeurs non mesurées directement, de préférence un
accéléromètre dont la sortie est intégrée une fois pour la vitesse et deux fois pour le déplacement.
L'ISO 2954 spécifie les exigences relatives aux appareils destinés à mesurer l'intensité vibratoire.
Les lignes directrices concernant l'application des méthodes de traitement et d'affichage du signal,
par exemple: domaine temporel et fréquentiel, fenêtrage et calcul de moyenne, sont abordées dans
l'ISO 13373-2 et l'ISO 18431-1, et des exemples courants sont donnés dans l'ISO 18431-2.
Pour les raccords de petit diamètre, la différence entre la vitesse de vibration la plus élevée et la plus
basse entre deux emplacements doit être mesurée tel que spécifié à l’Annexe E, car elle détermine
les valeurs de contrainte cyclique maximales. Les valeurs recommandées de vibrations globales
acceptables sont, pour cette raison, basées sur la différence entre les valeurs de vibration mesurées sur
les deux emplacements, tel que défini en E.2.1. La phase correcte entre ces deux emplacements doit être
prise en compte.
Il convient de s'assurer que le traitement, quel qu'il soit, ne compromet pas la précision requise du
système de mesurage. La réponse en fréquence et les valeurs de vibration mesurées sont également
influencées par la méthode de raccordement des capteurs. Il est particulièrement important de
maintenir un bon raccordement entre le capteur et le compresseur lorsque les vitesses et fréquences de
vibration sont élevées. L'ISO 5348 donne des lignes directrices sur la fixation des accéléromètres.
NOTE Les valeurs de vibrations de référence ne sont pas applicables pour les modes d’ovalisation des
coquilles d’amortisseurs de pulsation et de systèmes de tuyauterie de grand diamètre.
4.3 Emplacement et direction de mesurage
4.3.1 Emplacements
Les mesurages des vibrations doivent être effectués au minimum aux emplacements illustrés en
Figures 1 à 5 comme suit:
— fondations: à tous les emplacements de boulons de fixation du bâti du compresseur;
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— bâti (dessus): à chaque coin et entre tous les cylindres pour un compresseur à plus de deux cylindres,
tous en haut du bâti;
— cylindres (latéraux et tiges): sur la partie rigide de chaque bride de couvercle de cylindre;
— récipient anti-pulsatoire: à la bride des conduites d'entrée ou de sortie et aux têtes;
— tuyauterie: sur toutes les pièces critiques du système, à déterminer par vérification et en accord
avec l'acheteur;
— raccords de petit diamètre, voir Figure E.2.
NOTE Les accéléromètres sont souvent montés sur le guide de crosse à des fins de surveillance en continu
des pièces internes du compresseur. Les vibrations sont mesurées dans le sens de la force exercée par la crosse
sur ce guide, c'est-à-dire dans le sens vertical d'un compresseur horizontal. L'expérience sur les compresseurs
horizontaux montre que les valeurs de vibration mesurées sur le guide de crosse peuvent être utiles, en plus des
valeurs de vibration sur les autres emplacements, pour évaluer l'intégrité du compresseur. Les procédures de
mesurage des valeurs de vibration sur le guide de crosse sont résumées à l'Annexe C.
Légende
1 emplacements des boulons de fixation du bâti du compresseur
2 chaque coin du bâti
3 chaque emplacement du bâti entre les cylindres (nécessaire dans le cas d'un compresseur ayant plus d'un
cylindre du même côté)
4 chaque cylindre (bride de couvercle à un emplacement rigide)
5 récipient anti-pulsatoire (illustré pour un seul appareil sur la figure)
NOTE Les numéros s’appliquent à tous les types de ces compresseurs (pour plus de clarté, la plupart
des emplacements ne sont représentés sur la figure que par un seul point). Étant donné que la tuyauterie est
déterminée en accord avec le vendeur, elle n'est pas représentée sur la figure. Une description détaillée des
directions est donnée en 4.3.2.
Figure 1 — Emplacements de mesurage pour un compresseur horizontal
Légende
1 emplacements des boulons de fixation du bâti du compresseur
2 chaque coin du bâti
3 chaque emplacement du bâti entre les cylindres (nécessaire dans le cas d'un compresseur ayant plus d'un
cylindre du même côté)
4 chaque cylindre (bride de couvercle à un emplacement rigide)
5 récipient anti-pulsatoire (illustré pour un seul appareil sur la figure)
NOTE Les numéros s’appliquent à tous les types de ces compresseurs (pour plus de clarté, la plupart
des emplacements ne sont représentés sur la figure que par un seul point). Étant donné que la tuyauterie est
déterminée en accord avec le vendeur, elle n'est pas représentée sur la figure. Une description détaillée des
directions est donnée en 4.3.2.
Figure 2 — Emplacements de mesurage pour un compresseur vertical
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Légende
1 emplacements des boulons de fixation du bâti du compresseur
2 chaque coin du bâti
3 chaque emplacement du bâti entre les cylindres (non représentés sur la figure, nécessaire dans le cas d'un
compresseur ayant plus de deux cylindres; voir Figures 1 et 2)
4 chaque cylindre (bride de couvercle à un emplacement rigide)
5 récipient anti-pulsatoire (illustré pour un seul appareil sur la figure)
NOTE Les numéros s’appliquent à tous les types de ces compresseurs (pour plus de clarté, la plupart
des emplacements ne sont représentés sur la figure que par un seul point). Étant donné que la tuyauterie est
déterminée en accord avec le vendeur, elle n'est pas représentée sur la figure. Une description détaillée des
directions est donnée en 4.3.2.
Figure 3 — Emplacements de mesurage pour un compresseur de type V
Légende
1 emplacements des boulons de fixation du bâti du compresseur
2 chaque coin du bâti
3 chaque emplacement du bâti entre les cylindres (non représentés sur la figure, nécessaire dans le cas d'un
compresseur ayant plus de trois cylindres; voir Figures 1 et 2)
4 chaque cylindre (bride de couvercle à un emplacement rigide)
5 récipient anti-pulsatoire (illustré pour un seul appareil sur la figure)
NOTE Les numéros s’appliquent à tous les types de ces compresseurs (pour plus de clarté, la plupart
des emplacements ne sont représentés sur la figure que par un seul point). Étant donné que la tuyauterie est
déterminée en accord avec le vendeur, elle n'est pas représentée sur la figure. Une description détaillée des
directions est donnée en 4.3.2.
Figure 4 — Emplacements de mesurage pour un compresseur de type W
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Légende
1 emplacements des boulons de fixation du bâti du compresseur
2 chaque coin du bâti
3 chaque emplacement du bâti entre les cylindres (non représentés sur la figure, nécessaire dans le cas d'un
compresseur ayant plus de deux cylindres; voir Figures 1 et 2)
4 chaque cylindre (bride de couvercle à un emplacement rigide)
5 récipient anti-pulsatoire (illustré pour un seul appareil sur la figure)
NOTE Les numéros s’appliquent à tous les types de ces compresseurs (pour plus de clarté, la plupart
des emplacements ne sont représentés sur la figure que par un seul point). Étant donné que la tuyauterie est
déterminée en accord avec le vendeur, elle n'est pas représentée sur la figure. Une description détaillée des
directions est donnée en 4.3.2.
Figure 5 — Emplacements de mesurage pour un compresseur de type L
4.3.2 Directions des mesurages
Il convient d'effectuer les mesurages dans les directions suivantes.
a) Compresseur horizontal:
— fondations, bâti, cylindre, dispositifs de suppression des pulsations et tuyauterie: trois directions
perpendiculaires X, Y et Z comme indiqué en Figure 1;
b) Compresseur vertical:
— fondations, bâti, cylindre, dispositifs de suppression des pulsations et tuyauterie: trois directions
perpendiculaires X, Y et Z comme indiqué en Figure 2;
c) Compresseur de type V:
— fondations, bâti, dispositifs de suppression des pulsations et tuyauterie: trois directions
perpendiculaires X, Y et Z comme indiqué en Figure 3;
— cylindre: trois directions perpendiculaires X (perpendiculaire au cylindre), Y (perpendiculaire
1 1
au cylindre) et Z (direction de la tige) comme indiqué en Figure 3;
d) Compresseur de type W:
— fondations, bâti, dispositifs de suppression des pulsations et tuyauterie: trois directions
perpendiculaires X, Y et Z comme indiqué en Figure 4;
— cylindre: trois directions perpendiculaires X (perpendiculaire au cylindre), Y (perpendiculaire
1 1
au cylindre) et Z (direction de la tige) comme indiqué en Figure 4;
e) Compresseur de type L:
— fondations, bâti, cylindre, dispositifs de suppression des pulsations et tuyauterie: trois directions
perpendiculaires X, Y et Z comme indiqué en Figure 5.
4.4 Surveillance continue
Il convient de faire les mesurages lorsque le compresseur a atteint son régime de fonctionnement
permanent (par exemple: température de fonctionnement normale). La détermination des valeurs de
vibration doit être basée sur les valeurs de vibration maximales observées sur l'ensemble de la plage de
vitesse, le cas échéant, pour l'ensemble de la surveillance continue du process (par exemple: différentes
pressions, températures), gaz de remplacement spécifiés (par ex. N pour le démarrage), conditions de
déchargement, compresseurs simples et multiples en service, etc.
Il convient que la structure sur laquelle est montée le compresseur, soit sur du béton ou sur châssis,
ne soit pas en résonance. Il convient que tout résonance soit évitée à proximité ou au point de
fonctionnement.
4.5 Enregistrement des résultats mesurés
Les enregistrements de tous les résultats mesurés doivent inclure les données essentielles du système
de compresseur et des systèmes de mesurage utilisés, tel que spécifié à l’Annexe A.
5 Critères de vibration
5.1 Mesurage de grandeurs
Les valeurs de vibration maximales pour les déplacements vibratoires, vitesses de vibration et
accélérations vibratoires doivent être représentées en tant que grandeurs efficaces.
5.2 Zones d'évaluation
5.2.1 Généralités
Les zones d'évaluation suivantes sont définies pour permettre une évaluation qualitative des vibrations
sur un système de compresseur donné et pour fournir des lignes directrices sur les actions possibles.
Les valeurs numériques attribuées aux limites des zones sont principalement destinées à servir
de valeurs recommandées, et non pas de critères d'acceptation finale. Les valeurs recommandées
de vibration acceptables sont destinées à s'assurer que de graves déficiences ou des exigences
irréalistes soient évitées. Dans certains cas, des caractéristiques spécifiques associées à un système
de compresseur particulier peuvent nécessiter des valeurs de limites différentes (plus petites ou plus
grandes). Il convient que celles-ci fassent l'objet d'un accord entre le vendeur et l'acheteur. Dans ce cas,
il est normalement nécessaire d'en clarifier les raisons et, en particulier, de confirmer que le système
de compresseur ne sera pas endommagé par un fonctionnement avec des valeurs de vibration plus
grandes.
Zone A, zone B: Les systèmes de compresseurs dont les vibrations se situent dans ces zones sont
normalement considérés comme acceptables pour un service de longue durée.
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Zone C: Les systèmes de compresseurs dont les vibrations se situent dans cette zone sont normalement
considérés comme inadéquats pour un service de longue durée en continu. En général, le compresseur
peut fonctionner dans ces conditions pendant une durée limitée jusqu'à ce que l'occasion se présente
pour prendre les mesures correctives qui s'imposent, telles que l'analyse et les corrections éventuelles.
Établir entre le vendeur et l'acheteur que le compresseur est adapté au fonctionnement de longue durée
sans danger.
Zone D: Les valeurs de vibration qui entrent dans cette zone sont normalement considérées comme
suffisamment importantes pour endommager le compresseur et les équipements raccordés.
Des transitions pour les limites de zones de systèmes de compresseurs alternatifs sont récapitulées au
Tableau 1.
Tableau 1 — Descriptions des zones d'évaluation
Zone Plage Critère Description (voir Notes)
A ≤A/B Les systèmes de compresseurs dont les vibrations se situent dans ces
Acceptable zones sont normalement considérés comme acceptables pour un fonc-
B >A/B et ≤ B/C
tionnement de longue durée.
Analyse et correction éventuelle à entreprendre. S’assurer entre le ven-
C >B/C et ≤ C/D Marginal deur et l'acheteur que le compresseur est adapté au fonctionnement de
longue durée sans danger.
D >C/D Inacceptable Correction urgente à effectuer ou arrêt à envisager (voir Notes 3 et 4).
NOTE 1  Ces valeurs recommandées ne sont pas applicables aux conditions de banc d'essai. Il est peu probable que les
conditions de banc d'essai représentent les conditions in situ, étant donné les variations de flexibilité des fondations,
fixations et supports, chargement, débit, conditions de gaz, résonances, tuyauterie, soupapes, ballons etc. Pour les
conditions de banc d'essai d'autres valeurs peuvent être appliquées basées sur l'expérience du fabricant du compresseur et
en accord avec l'acheteur.
NOTE 2  La zone B est incluse pour définir la plage A/B à B/C. Elle peut servir de référence technique. Les mesurages en
exploitation pris principalement sur des machines à faible vitesse, en conditions opératoires constantes, sont centrés sur la
limite de zone A/B.
NOTE 3  Si la vitesse de vibration de la tuyauterie principale dépasse la valeur de vibration appropriée C/D (zone D), ceci
n'implique pas nécessairement qu'une défaillance due à la fatigue se produira dans la tuyauterie principale. Les défaillances
dues à la fatigue se produisent souvent dans des tuyauteries de petit diamètre et sur les équipements raccordés à la
tuyauterie principale, par ex. transmetteurs de pression et température ou tuyaux d'évacuation. Pour cette raison, il n'est
pas nécessaire d'envisager d'arrêter le système si toutes les conditions ci-dessous sont remplies:
—  La vitesse de vibration maximale dans la tuyauterie ne dépasse pas une valeur efficace de 45 mm/s.
—  Les valeurs de vibration mesurées des raccords de petit diamètre fixés à la tuyauterie principale concernée ne
dépassent pas les valeurs recommandées spécifiées à l'Annexe E. Toutefois, si les valeurs de vibration dépassent les valeurs
recommandées, la Note 4 s'applique.
—  Les valeurs de déplacement vibratoire de la tuyauterie principale sont plus petites que les valeurs définies de la limite
de zone C/D.
—  L'analyse de la section de tuyauterie en cause montre qu'une défaillance due à la fatigue est improbable, par exemple,
par méthodes analytiques, analyse par élément finis, modélisation, ou mesure d'extensomètre.
—  L'acceptation pour service de longue durée doit faire l'objet d'un accord entre le vendeur et l'acheteur.
—  Les vibrations en zone D sont souvent causées par l'excitation de fréquences propres mécaniques, et il convient de
les éviter.
NOTE 4  Si la vitesse de vibration relative du raccord de petit diamètre dépasse la valeur de vibration C/D appropriée
(zone D), ceci n'implique pas nécessairement qu'une défaillance due à la fatigue se produira dans ce raccord de petit
diamètre. La contrainte subie par un raccord de petit diamètre est influencée par la géométrie, le type de raccord, les
détails et la qualité des soudures, etc. Pour cette raison, il n'est pas nécessaire d'envisager l'arrêt du système si la contrainte
cyclique n’excède pas la limite d’endurance. Pour le prouver, les actions suivantes sont exécutées:
—  Mesurer la contrainte cyclique réelle aux points critiques, en général les soudures proches de la tuyauterie principale,
par une mesure d’extensomètre et comparer la contrainte cyclique avec la limite de fatigue de la soudure,ou mesurer la
différence, dans le temps, de la forme d'onde du déplacement vibratoire (déplacement crête à crête en mm) entre le raccord
de petit diamètre et la tuyauterie principale (vibration relative).
—  Relever les données géométriques caractérisant le raccord de petit diamètre et la tuyauterie principale, y compris les
diamètres, les longueurs et l'épaisseur des parois.
—  Effectuer une analyse de fatigue sur la base du déplacement vibratoire relatif en utilisant des méthodes analytiques
reconnues ou une analyse par éléments finis, et vérifier si la contrainte cyclique maximale calculée ne dépasse pas la limite
d'endurance.
5.2.2 Critères d'acceptation
Les critères d'acceptation doivent faire l'objet d'un accord entre le vendeur et l'acheteur avant
l'installation. Le Tableau 1 offre une base de définition des critères d'acceptation pour des machines
nouvelles ou remises à neuf.
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5.3 Valeurs recommandées pour des valeurs vibratoires globales acceptables (2 Hz à
1 000 Hz)
5.3.1 Tableaux de valeurs recommandées pour le déplacement, la vitesse et l'accélération
Les valeurs recommandées de déplacement vibratoire, vitesses de vibration et accélérations vibratoires
globaux acceptables pour un système de compresseur horizontal et vertical sont récapitulées dans les
Tableaux 2 à 4 et représentées sous forme de graphique en Annexe B.
Sauf indication contraire, les valeurs recommandées pour les compresseurs de type V et W sont les
mêmes que pour les compresseurs verticaux. Pour les compresseurs de type L, les valeurs pour la ligne
de compression horizontale et verticale sont les mêmes que celles pour les compresseurs horizontaux
et verticaux respectivement.
Tableau 2 — Synthèse des valeurs de déplacement vibratoire global constant pour différentes
parties d'un système de compresseur
Valeurs efficaces de dépla- Valeurs efficaces de dépla-
cement vibratoire pour cement vibratoire pour
compresseurs horizontaux compresseurs verticaux
Partie du système
mm mm
de compresseur
Limite de zone d'évaluation Limite de zone d'évaluation
A/B B/C C/D A/B B/C C/D
Fondations 0,032 0,048 0,072 0,032 0,048 0,072
Bâti (dessus) 0,084 0,127 0,191 0,084 0,127 0,191
Cylindre (latéral) 0,139 0,207 0,310 0,170 0,255 0,382
Cylindre (tige) 0,170 0,255 0,382 0,139 0,207 0,310
Amortisseurs 0,202 0,302 0,454 0,202 0,302 0,454
Tuyauterie 0,202 0,302 0,454 0,202 0,302 0,454
Raccord de petit
Voir Tableau E.2
diamètre
Tableau 3 — Synthèse des valeurs de vitesse de vibration globale constante pour différentes
parties d'un système de compresseur
Valeurs efficaces de Valeurs efficaces de vitesse
vitesse de vibration pour de vibration pour compres-
co
...