Diagnostic des vibrations de tuyauterie

Contexte et problématique

Alors que la conception des équipements rotatifs a été constamment améliorée au fil des ans et que les vibrations sont moins souvent un problème majeur, les vibrations des tuyauteries semblent être de plus en plus souvent le point faible des installations pétrolières et gazières.

Les vibrations de la tuyauterie peuvent entraîner de graves dommages sur les conduites principales et les systèmes auxiliaires (connexions de petit diamètre, puits thermométriques…) et peuvent provoquer des fissures et des fuites, entraînant une maintenance lourde, voire l’arrêt de l’installation. Une bonne compréhension des phénomènes en jeu est essentielle pour prévenir et/ou atténuer ces risques.

Vibratec a acquis une expertise reconnue internationalement pour vous aider à maîtriser vos problèmes de vibration de tuyauterie.

Bénéfices pour notre client

01

Intervention d’un expert ayant une approche globale.

02

Les mesures d’atténuation peuvent être proposées pendant que le consultant est sur place.

03

Si nécessaire, la solution peut être validée numériquement par une analyse analytique ou une analyse par éléments finis.

Enjeux pour Vibratec

01

Caractériser le risque

Les vibrations observées sont-elles critiques ?

02

Identifier les causes en profondeur

Les vibrations peuvent avoir de nombreuses origines (processus, mécanique…) !

03

Définir des mesures d’atténuation

Ajouter un support ? Modifier le procédé ? Il n’y a pas de solution unique !

Caractériser le risque

Les vibrations des tuyauteries sont très rarement surveillées, de sorte que l’alerte initiale provient généralement d’une observation humaine :

  • Vibration observée à l’œil nu, indication d’une excitation à basse fréquence
  • Vibration ressentie (mains/pieds) lors du passage à proximité d’une tuyauterie
  • Bruit entendu à proximité d’un tuyau ou d’un appareil

Une fois sur le site, la première priorité de l’équipe de consultants de Vibratec est de corréler ces observations avec les mesures et de les comparer aux critères.
Les niveaux de vibration sont mesurés sur les conduites principales, même si le risque principal provient souvent de connexions de petit diamètre (SBC) et de tubes. Ces niveaux peuvent être comparés aux directives de l’Energy Institute, aux critères ISO ou API.

Identifier les causes en profondeur

Les vibrations des tuyauteries peuvent être dues à de nombreuses causes :

  • Procédé (par exemple, fluides à grande vitesse entraînant des turbulences induites par l’écoulement),
  • Organes (par exemple, vannes, orifices restreints, puits thermométriques qui sont potentiellement la source de pulsations induites par l’écoulement, de vibrations induites par l’acoustique)
  • Équipement mécanique, source d’excitations mécaniques, de pulsations…

Il est donc primordial de distinguer les principales excitations dans chaque problème de vibration de tuyauterie. Cette identification est obtenue par l’analyse croisée des informations collectées telles que :

  • Le contenu de la fréquence,
  • Dépendance aux paramètres du procédé,
  • Corrélation avec la cinématique des équipements tournants.

Définir des mesures d’atténuation

Dans de nombreux cas, la source d’excitation n’est pas le seul problème et les vibrations sont amplifiées par une mauvaise conception de la ligne et de la structure connectée. Les défauts typiques sont les suivants :

  • La structure porteuse n’est pas assez rigide,
  • Résonance mécanique avec la fréquence naturelle des conduites et de la structure,
  • Résonance acoustique dans la longueur de la ligne,
  • Conception d’une solution acoustique (orifice restreint, bouteilles anti-pulsation,…) inadaptée au système.

Les problèmes de vibration des tuyauteries ne sont donc pas triviaux et impliquent plusieurs disciplines (tuyauterie, structure, processus). L’intervention d’un expert ayant une approche globale est nécessaire ; grâce à sa grande expérience et à son retour d’expérience, Vibratec est celui qu’il vous faut. Les mesures d’atténuation peuvent être proposées pendant que le consultant est sur place, ou, si nécessaire, la solution peut être validée numériquement par une analyse analytique ou une analyse par éléments finis.

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