Inspection par boroscope de gros moteurs alternatifs

Les gros moteurs alternatifs à combustion interne sont largement utilisés dans de nombreuses industries pour produire de l’électricité ou entraîner des équipements mécaniques, notamment des arbres de transmission et des pompes. Le principe de fonctionnement de ces moteurs est le même que celui des moteurs à combustion automobiles traditionnels, mais à une bien plus grande échelle. Dans cette note d’application, nous discutons des techniques de surveillance de l’état des moteurs alternatifs à combustion interne et de l’usage des boroscopes à cet effet. Nous fournissons également des lignes directrices sur les bonnes pratiques à suivre et donnons des conseils de dépannage pour tirer le meilleur parti de ces types d’inspections.

Figure 1 – Moteurs alternatifs à combustion interne

Pour faire fonctionner et entretenir efficacement les gros moteurs, il est nécessaire de connaître l’état de leurs composants. Pour ce faire, on utilise diverses techniques de surveillance de l’état. Chaque technique fournit un certain type d’informations au sujet du moteur. La liste suivante résume les techniques de surveillance de l’état les plus couramment utilisées pour les inspections des moteurs alternatifs à combustion interne :

• Instrumentation – Surveillance constante de différents paramètres par des capteurs installés sur le moteur, comme la température, la pression, les vibrations, la composition des gaz d’échappement, etc.
• Analyse des huiles usées – Prélèvements périodiques et analyses en laboratoire d’échantillons d’huile, pouvant révéler une dégradation de l’huile ou la présence de particules pouvant être associées à une contamination, à de l’usure ou à des dommages
• Inspection par boroscope – Inspection visuelle des pièces internes du moteur, avec peu ou pas de démontage de pièces
• Démontage/démantèlement – Désassemblage des pièces ou de l’ensemble du moteur pour l’inspection, la remise en état ou le remplacement des composants

L’instrumentation et l’analyse des huiles usées sont des techniques non invasives qui n’impliquent aucune interruption du fonctionnement du moteur. Elles sont largement reconnues comme la première approche à privilégier pour la surveillance de l’état des moteurs. Toutefois, comme ces techniques sont limitées dans les informations qu’elles permettent d’obtenir, une inspection régulière par boroscope peut être nécessaire, soit dans le cadre d’une stratégie de maintenance préventive, soit en tant que méthode de maintenance réactive. Lors de l’inspection par boroscope d’un moteur alternatif, on se concentre surtout sur la chambre de combustion, également appelée « cylindre ». Comme les composants entourant la chambre de combustion sont soumis à des pressions et à des températures élevées, on doit les surveiller pour détecter les dommages et l’usure. En plus du cylindre, d’autres parties du moteur peuvent également être inspectées à l’aide d’un boroscope, comme la chemise d’eau, les canalisations et le carter d’huile, les turbocompresseurs, les systèmes de refroidissement et de circulation d’air, et les alternateurs.

Figure 2 – Représentation des chambres de combustion (cylindres)

Technologie des boroscopes – une longue histoire

Les moteurs alternatifs existent depuis le début du 20^e siècle, et leur inspection a été l’une des premières utilisations de la technologie des boroscopes. Le premier type d’endoscope industriel à émerger a été le boroscope rigide, suivi des fibroscopes flexibles. Aujourd’hui, les vidéoscopes sont à la fine pointe de la technologie en matière d’inspection par boroscope en raison de leur polyvalence, de leur facilité d’utilisation et de leur capacité à prendre à la fois des images et des vidéos. Le tableau 1 présente un aperçu des caractéristiques de chacun de ces appareils. Bien que les boroscopes rigides et les fibroscopes soient encore utilisés, cet article se concentre sur les vidéoscopes, en raison de leur utilisation très répandue.

Tableau 1 – Comparaison des principales caractéristiques des boroscopes rigides, des fibroscopes et des vidéoscopes

Comme le montre le tableau 1, les vidéoscopes présentent des avantages techniques considérables par rapport aux boroscopes rigides et aux fibroscopes. Une inspection réalisée à l’aide d’un vidéoscope sera plus rapide (moins de pièces à installer et moins de réglages à effectuer pour obtenir une bonne image), et elle permettra également la production de meilleurs rapports, puisqu’il est facile d’enregistrer des images et des vidéos.

Dans le portefeuille de produits d’inspection visuelle à distance d’Evident, les vidéoscopes recommandés pour l’inspection des moteurs alternatifs à combustion interne sont l’IPLEX™ G Lite et l’IPLEX GT. Ces deux vidéoscopes produisent des images de haute qualité, permettant une bonne évaluation des composants et la production de rapports détaillés.

Obtenir la bonne configuration

• Tube d’insertion d’une longueur de 2 m (6,6 pi)
• Sonde d’un diamètre de 6 mm
• Deux embouts optiques :
  • 1 embout de sonde à mise au point éloignée et à orientation latérale (AT120S/FF) pour un premier aperçu du cylindre
  • 1 embout de sonde à mise au point rapprochée et à orientation frontale (AT120D/NF) pour une inspection détaillée

Figure 3 – Manchon rigide et bras articulé

Inspection de cylindres 101 – Meilleures pratiques

Préparation du vidéoscope

• Avant d’insérer la sonde du vidéoscope, vérifiez si vous avez l’embout optique approprié pour l’inspection, et assurez-vous que l’embout optique et l’extrémité distale sont propres.

Insertion de la sonde dans le cylindre

• Il est recommandé d’utiliser le manchon rigide lors de l’insertion de la sonde dans le port d’accès (comme illustré sur la figure 3). Le manchon aide à protéger la sonde et ainsi à réduire le risque de contamination par l’huile et d’endommagement de la sonde. De plus, il élimine le besoin de tenir la sonde, ce qui améliore la stabilité de l’image et réduit le risque de heurter les surfaces internes du cylindre.
• Une fois la sonde à l’intérieur, pour obtenir des images ayant une orientation reproductible, tournez la sonde de sorte que le haut des images à l’écran corresponde à la position 12 heures sur une horloge.
• Très souvent, il est possible de déterminer les directions du cylindre en regardant la tête du piston, laquelle aura des caractéristiques ou des marques spécifiques qui dépendent de la direction.

Positionnement du piston

• Lors de l’inspection du cylindre, le piston doit être tout en bas du cylindre (en bas, au centre). Cela vous permet de visualiser la plus grande étendue des parois du cylindre.
• Pour positionner un piston tout en bas, observez l’écran du vidéoscope tout en faisant tourner le moteur manuellement jusqu’à ce que le piston soit dans la bonne position.
• Pour augmenter l’efficacité de l’inspection, vous pouvez suivre la séquence d’allumage, puisque les positions de plusieurs pistons sont synchronisées.
• Vous pouvez utiliser l’application IPLEX Image Share pour visualiser la position des pistons pendant que vous faites tourner le moteur.

Inspection

• Une fois le piston correctement positionné, vous pouvez procéder à l’inspection.
• Nous vous conseillons d’effectuer une inspection générale à l’aide d’un embout optique à orientation latérale (à angle droit), car celui-ci permet d’obtenir une vue d’ensemble des parois du cylindre, du piston, du tablier de soupapes et des soupapes, comme illustré sur la figure 4.
• Si vous avez besoin de voir plus de détails, vous pouvez passer à un embout optique à orientation frontale, ce qui permettra la réalisation d’une inspection détaillée plus près de la zone ciblée.
• Pour faciliter la gestion des images enregistrées, sauvegardez les images de chaque cylindre dans un dossier distinct sur votre dispositif de mémoire. De cette façon, chaque fichier image sera nommé en fonction du nom du dossier, ce qui facilitera la gestion des fichiers et la préparation de votre rapport post-inspection.
• Enregistrez des images ou des vidéos au besoin.

Retrait de la sonde

• Une fois l’inspection d’un cylindre terminée, déverrouillez l’articulation de la sonde (si vous voyez le symbole du cadenas sur l’écran du vidéoscope, cela signifie que la partie flexible est engagée).
• Retirez la sonde du cylindre.
• Déplacez le manchon rigide et le bras articulé vers le prochain piston à inspecter.

Figure 4 – Schéma montrant comment utiliser un embout optique à orientation latérale pour obtenir une vue d’ensemble du cylindre

Résolution de problèmes

Conclusions

Les vidéoscopes (également connus sous le nom de « boroscopes vidéo ») sont d’excellents outils pour effectuer l’inspection des moteurs alternatifs. Nous vous recommandons particulièrement d’utiliser le vidéoscope IPLEX G Lite ou le vidéoscope IPLEX GT pour effectuer ce type d’inspection. En suivant les meilleures pratiques décrites dans cette note d’application, les inspecteurs peuvent effectuer des inspections efficaces grâce à des images de haute qualité. Cela leur permet de diagnostiquer et d’évaluer rapidement et efficacement l’état des composants des moteurs sans avoir à démonter ces systèmes, ce qui réduit les coûts de maintenance. Pour en savoir plus sur notre gamme de vidéoscopes ou pour planifier une démonstration, contactez-nous.

Autres ressources

• Webinaire : Borescope Inspection of Diesel and Gas Generators (Inspection par boroscope de génératrices à moteur diesel et à essence)
• Webinaire : Videoscope Maintenance, Care and Troubleshooting (Maintenance, entretien et dépannage des vidéoscopes)
• Brochure sur l’IPLEX G Lite
• Brochure sur l’IPLEX GT