Les gros moteurs alternatifs à combustion interne et les boroscopes partagent une longue et intéressante histoire. Saviez-vous que ces moteurs sont l’une des inspirations derrière la conception des boroscopes, aussi appelés « endoscopes industriels » ? Et maintenant, les boroscopes font partie des outils d’inspection essentiels pour ces moteurs.
Apprenez-en plus sur les histoires interreliées des boroscopes et des moteurs alternatifs à combustion interne dans cette série d’articles de blogue consacrée à ces derniers. J’expliquerai comment l’arrivée des boroscopes a répondu au besoin d’inspection visuelle de qualité de ces machines complexes. Vous découvrirez également le rôle qu’ont joué les boroscopes dans la révolution des inspections de sécurité, fournissant des informations visuelles essentielles sur l’état des composants des moteurs, et ce, sans qu’il soit nécessaire de démonter ces derniers.
Commençons par un retour dans le passé...
La naissance du boroscope
Les gros moteurs alternatifs à combustion interne sont apparus au début du 20e siècle, alors que la technologie se développait et évoluait à un rythme rapide, devenant de plus en plus complexe. Ces moteurs, utilisés dans un large éventail d’industries, étaient coûteux et longs à réparer. Il est devenu essentiel d’en effectuer la maintenance et l’inspection régulières pour déceler les problèmes avant qu’ils n’affectent le fonctionnement. Malheureusement, cela impliquait souvent un démontage complet, ce qui prenait trop de temps et n’était pas rentable.
Toutefois, vingt ans seulement après la Seconde Guerre mondiale, deux physiciens américains ont conçu un outil qui a révolutionné à jamais les inspections de sécurité, notamment pour les machines complexes comme les moteurs alternatifs à combustion interne. Il s’agit du boroscope. Avec l’invention du boroscope, les utilisateurs pouvaient obtenir des images claires de cavités étroites et difficiles d’accès, qui nécessitaient auparavant un démantèlement complet.
Toutefois, ce premier modèle de boroscope avait certaines limites, car il ne pouvait s’adapter qu’à certains types d’espaces en raison de sa forme et de sa taille. Du fait de de ces limitations, il est devenu nécessaire de perfectionner le design de l’outil.
Types de boroscopes
À mesure que la complexité des équipements d’inspection visuelle à distance a augmenté, la demande de boroscopes offrant une mobilité, une visibilité et une polyvalence améliorées s'est également accrue. Il existe maintenant trois principaux types de boroscopes : rigides, flexibles et vidéo.
Le premier type de boroscope utilisé à des fins industrielles a été le boroscope rigide, qui est un appareil non flexible en acier inoxydable poli. Même si cet appareil novateur représentait à l’époque une avancée considérable, il était encore très limité et permettait difficilement de visualiser les parties les plus inaccessibles de divers équipements, comme les cavités se trouvant dans une courbe d’un moteur.
Les fibroscopes flexibles sont alors apparus, lesquels ont un design semblable aux boroscopes rigides, mais utilisent la fibre optique pour offrir plus de flexibilité. Les fibroscopes utilisent une tige réglable et des faisceaux de fibres optiques pour relayer les images, ce qui permet aux utilisateurs d’accéder à des espaces comportant des coins et des courbes. Les fibroscopes flexibles permettent également l’ajout d’accessoires, comme des ensembles d’adaptateurs et des sources de lumière supplémentaires.
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. Par exemple, un vidéoscope peut enregistrer une inspection en temps réel plus rapidement, avec moins d’accessoires, et produire une image et une vidéo de meilleure qualité, même sans éclairage (figure 1).
Figure 1 – Comparaison des principales caractéristiques des boroscopes rigides, des fibroscopes et des vidéoscopes
Un outil essentiel pour la maintenance des moteurs
Aujourd’hui, les moteurs alternatifs à combustion interne sont couramment utilisés dans de nombreuses industries, soit pour produire de l’électricité, soit pour entraîner des équipements mécaniques comme des arbres porte-hélices et des pompes.
Pour profiter d’une utilisation, d’une sécurité et d’une longévité optimales de machines aussi grandes, il est essentiel de connaître l’état de chaque composant individuel. Cela nécessite de vérifier les pièces pour détecter tout signe de dommage ou de défaillance, idéalement sans démontage. Les méthodes utilisées pour mesurer la condition des équipements sont connues sous le nom de « contrôle de l’état ». Chaque technique de contrôle de l’état fournit un certain type d’information sur le moteur et est utile tant individuellement qu’en combinaison. Par exemple, ces techniques sont couramment utilisées avec les moteurs alternatifs à combustion interne :
- Instrumentation – Les capteurs du moteur surveillent en permanence des paramètres comme la température, la pression, les vibrations, la composition des gaz d’échappement, etc.
- Analyse des huiles usées – Des échantillons d’huile sont régulièrement collectés et soumis à des analyses en laboratoire, lesquelles peuvent permettre la détection d’une dégradation de l’huile ou la présence de particules associées à une contamination, à de l’usure ou à des dommages.
- Inspection par boroscope – On effectue une inspection visuelle des pièces internes du moteur, avec peu ou pas de démontage.
- Démantèlement – On démonte les pièces ou l’ensemble du moteur pour l’inspection, la remise en état ou le remplacement des composants.
Étant donné que l’instrumentation et l’analyse des huiles usées sont des techniques non invasives qui n’interfèrent pas avec les opérations normales, elles sont largement considérées comme la première étape du contrôle de l’état. Cependant, les informations fournies par ces techniques ne sont pas toujours suffisantes et des inspections de routine par boroscope sont donc généralement nécessaires, soit dans le cadre de stratégies de maintenance préventive, soit comme outils de maintenance réactive.
Figure 2 – Représentation des chambres de combustion (cylindres)
La chambre de combustion, également appelée « cylindres », constitue l’élément principal à inspecter par boroscope sur un moteur alternatif (figure 2). Étant donné que les composants entourant la chambre de combustion sont soumis à des pressions et des températures élevées, on doit les contrôler régulièrement pour déceler tout dommage ou toute usure.
Les vidéoscopes fournissent des images en haute définition des cibles se trouvant à distance. Ces images peuvent être utilisées pour détecter, sans démontage, des défauts clés comme la corrosion, l’obstruction et la fissuration de composants essentiels. Les vidéoscopes donnent aux inspecteurs la possibilité de prendre des mesures analytiques avec plus de détails et une accessibilité accrue, afin qu’ils puissent prendre de meilleures décisions dès le départ, économisant ainsi du temps et de l’argent.
Les vidéoscopes IPLEX™ G Lite et IPLEX GT de la gamme d’appareils d’inspection visuelle à distance d’Evident sont fortement recommandés pour l’inspection de moteurs alternatifs à combustion interne. Les deux vidéoscopes produisent des images de haute qualité, permettant une bonne évaluation des composants et des rapports plus détaillés.
Restez à l’affût pour ne pas manquer le prochain article de cette série sur les boroscopes et les moteurs alternatifs à combustion interne.
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