
Prolongez la durée de vie de vos systèmes de pompe
La cavitation est un problème courant qui peut affecter négativement l’efficacité et la fiabilité des pompes. Toutefois, les variateurs de fréquence (VFD) Danfoss dotés de surveillance conditionnelle offrent de nouvelles possibilités pour détecter et éviter la cavitation dans les systèmes de pompe. En utilisant l’approche « VFD en tant que capteur » et l’analyse de signature de courant, la surveillance de l’état peut identifier efficacement les défaillances liées à la cavitation et aider à prévenir les dommages et l’usure potentiels.
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Comme d’autres fonctions de surveillance conditionnelle, telles que la détection de défauts enroulement stator, la détection de cavitation est désormais considérée comme faisant partie de la famille de surveillance conditionnelle. Cela signifie que la même infrastructure de surveillance conditionnelle peut être utilisée pour mettre en œuvre des systèmes de détection de cavitation. Même les VFD disposant de licences de surveillance conditionnelle plus anciennes peuvent bénéficier d’une mise à niveau logicielle pour inclure la surveillance de la cavitation.
Quelles sont les causes de la cavitation de pompe ?
Comment se produit la cavitation et pourquoi est-elle un problème pour les systèmes de pompe ?
La cavitation se produit lorsque des changements rapides de pression dans un milieu liquide provoquent la formation de bulles remplies de vapeur. Ces bulles peuvent éclater sous une pression plus élevée, générant des ondes de choc qui créent des micropiqûres dans la roue de la pompe. Cela accélère l’usure et l’érosion des pales rotatives. De plus, l’éclatement des bulles génère bruit, cognements et vibrations supplémentaires, ce qui réduit davantage l’efficacité de la pompe en déformant le schéma d’écoulement.
Les implosions locales des bulles de cavitation peuvent également modifier les propriétés chimiques du liquide, produisant des radicaux libres, ce qui provoque l’oxydation et la dégradation des composés chimiques. Bien que ces effets se produisent en quantités restreintes, ils entraînent toujours des changements dans la qualité des produits, un facteur important dans les industries agroalimentaire, ou pétrolière et gazière.
Il est important de noter que la cavitation peut également affecter d’autres composants du système en contact avec des fluides en mouvement à grande vitesse, y compris les systèmes de tuyauterie, les composants de pompe, le carter du moteur, les chemises de cylindre, les composants HEX et les composants de turbine hydraulique. Ainsi, la détection précoce de la cavitation dans la pompe, associée à une action corrective rapide, peut protéger et prolonger la durée de vie d’un système complet de composants.
Comment la surveillance de l’état protège-t-elle les pompes de la cavitation ?
Il est essentiel de détecter et d’éviter la cavitation pour maintenir les performances de la pompe et éviter des dommages coûteux. La surveillance de l’état sous la forme d’une surveillance conditionnelle intégrée au VFD offre une solution efficace pour y parvenir. La détection de la cavitation peut être réalisée en analysant la signature du courant dans le VFD, ce qui permet une détection sans capteur. La cavitation produit des turbulences, créant un bruit audible et une signature caractéristique dans le courant du moteur. Ces turbulences se reflètent dans le courant du moteur et sont détectées par l’algorithme de surveillance de l’état.
L’algorithme compare la signature de cavitation effective aux niveaux de seuil définis par l’utilisateur. Si les valeurs dépassent les seuils définis pendant une durée prédéfinie, l’événement est signalé comme cavitation.
Avantages de la surveillance de l’état et de la maintenance prédictive
Les avantages d’éviter la cavitation grâce à la surveillance de l’état sont significatifs. Avec une surveillance permanente utilisant la surveillance conditionnelle intégrée dans le VFD Danfoss, la détection et l’évitement de la cavitation deviennent possibles. Il s’agit d’une solution économique qui rivalise avec les méthodes traditionnelles basées sur des capteurs externes, du son, des vibrations ou de la pression, notamment. En évitant l’usure et les dommages causés par la cavitation, la productivité est optimisée et la durée de vie des composants peut être prolongée. Il devient possible d’effectuer une maintenance prédictive et cela conduit finalement à une réduction des coûts d’entretien et de remplacement.
La cavitation est l’une des causes des chutes de performances des pompes. Grâce à la surveillance conditionnelle intégrée directement dans le VFD, nous offrons à nos clients un moyen proactif de détecter et d’éviter les dommages avant qu’ils ne se produisent. C’est plus intelligent, plus simple et bien plus économique que de se fier à des méthodes traditionnelles basées sur des sondes.

Éviter la cavitation de pompes grâce à la fonctionnalité de surveillance conditionnelle
Pour éviter la cavitation, le débit peut être réduit en diminuant la vitesse de la pompe par faibles incréments. La surveillance de l’état le permet grâce à une fonction d’évitement. La vitesse du moteur est automatiquement réduite dans les limites prédéfinies lorsque de la cavitation est détectée. Une fois la cavitation évitée, la fonction peut être configurée soit pour rester à la dernière vitesse qui a empêché la cavitation, soit pour essayer progressivement de revenir à la référence de vitesse initiale, en vérifiant en continu si la cavitation a disparu entre-temps. En outre, la fonction fournit toutes les informations d’état nécessaires, ce qui permet au VFD de fonctionner comme une unité autonome ou d’être intégré avec des API dans un système de contrôle de process de niveau supérieur. Cette fonction d’évitement est désactivée par défaut et il appartient à l’utilisateur de décider de l’activer ou non en fonction de ses besoins spécifiques.
En résumé, prévenir la cavitation de pompes est crucial pour maintenir l’efficacité des pompes et réduire les dommages et l’usure potentiels. La surveillance de l’état, qui utilise des techniques avancées telles que l’analyse de la signature du courant, fournit une solution fiable et économique pour détecter et éviter la cavitation. En mettant en œuvre des systèmes de surveillance de l’état, les processus industriels peuvent bénéficier d’une production améliorée, d’une durée de vie prolongée des composants et de coûts de maintenance réduits, ce qui se traduit par des opérations plus fluides et plus fiables.
Avec la solution Edge Computing, qui permet d’obtenir des informations plus rapidement grâce aux données de traitement au niveau du VFD, les données sont collectées plusieurs fois par seconde — cela garantit que toute mesure en dehors de la plage normale déclenche un avertissement rapidement et en temps opportun, minimisant ainsi le risque d’anomalies non détectées.

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FAQ sur la surveillance de la cavitation des pompes
Qu’est-ce que la cavitation de pompe et pourquoi est-elle préjudiciable ?
La cavitation de pompe se produit lorsque des chutes rapides de pression à l’intérieur d’une pompe provoquent la formation de bulles de vapeur et leur éclatement violent. Cela entraîne des micropiqûres, du bruit, des vibrations et une usure accélérée des roues et d’autres composants. Si elle n’est pas contrôlée, la cavitation peut réduire l’efficacité, endommager l’équipement et raccourcir la durée de vie du système.
Comment la surveillance conditionnelle détecte-t-elle la cavitation ?
Les variateurs Danfoss utilisent l’analyse de la signature du courant pour détecter la cavitation. Lorsque la cavitation provoque des turbulences dans la pompe, cela crée un modèle de fluctuation unique dans le courant du moteur. Le variateur analyse ce signal et le compare aux valeurs de référence. Si l’écart dépasse les seuils définis par l’utilisateur, le variateur signale un événement de cavitation – aucun capteur externe n’est requis.
Qu’est-ce qui différencie ceci des méthodes traditionnelles de détection de la cavitation ?
Les méthodes traditionnelles reposent sur des capteurs externes tels que des microphones, des accéléromètres ou des transducteurs de pression. Au contraire, la solution de surveillance conditionnelle de Danfoss est entièrement intégrée au variateur et utilise le traitement interne des données. Elle est plus économique, plus facile à entretenir et permet une surveillance continue sans matériel supplémentaire.
Que se passe-t-il lorsque de la cavitation est détectée ?
La fonction d’évitement intégrée réduit automatiquement la vitesse de la pompe dans les limites prédéfinies pour éliminer la cavitation. Une fois le problème résolu, le VFD peut maintenir la nouvelle vitesse ou essayer de revenir à la référence de vitesse initiale, en surveillant en permanence le retour éventuel de la cavitation.
Comment cela améliore-t-il la fiabilité du système de pompes ?
En détectant la cavitation à un stade précoce et en ajustant automatiquement le fonctionnement, la surveillance conditionnelle aide à prévenir les dommages, à réduire les coûts de maintenance et à prolonger la durée de vie des pompes et du système. Elle prend en charge les stratégies de maintenance prédictive et contribue à améliorer la disponibilité des procédés.
Quelles applications bénéficient le plus de la surveillance de la cavitation ?
Les industries intégrant des systèmes de pompes critiques, comme l’eau et les eaux usées, l’agroalimentaire, le pétrole et le gaz, et le traitement chimique, en bénéficient le plus. La détection de la cavitation est particulièrement utile dans les endroits éloignés ou difficiles d’accès, où les inspections traditionnelles peuvent être retardées ou peu pratiques.




