La surveillance des conditions augmente et maintient l'efficacité de la production de papier

Chez SAPPI GmbH en Allemagne, le Condition Monitoring est loin d'être une quantité inconnue depuis plusieurs années. Grâce à une surveillance d'état complète, tout se déroule comme prévu.

La surveillance d'état est un sujet important pour toute industrie. Pourtant, toutes les mesures de maintenance conditionnelle ne sont pas suffisamment appliquées pour vraiment maîtriser toutes les machines et tous les équipements. Cela est en partie dû au fait que certaines entreprises ont des limites financières pour la surveillance de l'état à grande échelle. Mais à long terme, la perte financière après une défaillance du système est nettement supérieure à l'investissement requis pour un système de surveillance de l'état en ligne.

Même si cela n'apparaît pas à première vue, Ehingen, un petit ville sur le Danube dans la province allemande de Souabe, est un haut lieu de la fabrication du papier. SAPPI Fine Paper Europe a établi ici l'une de ses sept usines de fabrication européennes. Dès le début des années 90, SAPPI a mis en place les premières mesures de maintenance conditionnelle et a rapidement découvert que la surveillance des équipements est essentielle pour une exploitation compétitive et rentable. Dans cet article questions-réponses, les managers SAPPI répondent à quelques questions sur l'importance du Condition Monitoring en termes de compétitivité soutenue.
Les sujets d'entretien sont Burkhard Köhn, responsable technique; Hermann Huss, contremaître de la maintenance préventive; Richard Züfle, responsable maintenance; et Thomas Karger, ingénieur papetier.

Question : SAPPI Fine Paper Europe est l'une des plus grandes entreprises papetières. Quelle est votre production annuelle de papier en tonnes et quelle gamme de différents produits proposez-vous ?

Burkhard Köhn : Dans la seule usine d'Ehingen, nous produisons environ 250 000 tonnes de papier par an. SAPPI Fine Paper Europe, dans son ensemble, a une production annuelle de plus de 2,7 millions de tonnes. Notre papier couché sans bois est principalement utilisé pour la préparation de brochures brillantes pour la publicité industrielle, les calendriers d'impression artistique et les portfolios d'art.

Question : Quelle est l'importance du facteur temps dans la fabrication et la livraison à vos clients ?

Köhn : Nous fournissons principalement aux grossistes qui ont tous des attentes élevées en termes de qualité et de fiabilité de livraison. Mais le facteur temps est particulièrement décisif en cas de panne de la machine. Nous fabriquons 24 heures sur 24, près de 365 jours par an. Il n'est donc pas possible de rattraper une perte de production lors d'une panne de machine.

Question : Quels sont les principaux problèmes que vous rencontrez avec votre type d'équipement ?

Köhn : Je ne connais pas la situation dans d'autres industries, mais notre équipement présente un grand nombre de problèmes potentiels. L'équipement mesure 200 mètres de long et est doté de systèmes de contrôle et d'entraînement, avec un grand nombre de roulements et d'engrenages. Il y a un risque de défaillance d'un composant presque partout.

Question : Que faites-vous pour contrôler le risque ?

Köhn : Nous avons réalisé très tôt que la surveillance de l'état des pièces d'équipement à risque est le facteur décisif pour garantir un fonctionnement fiable. Au départ, nous utilisions des systèmes de mesure hors ligne, mais nous sommes progressivement passés à des systèmes en ligne. Il faut savoir qu'une panne du matériel nous coûte 10 000 euros de l'heure. Il est donc logique que notre objectif ultime soit d'éviter les pannes inutiles des machines.

Question : Cela implique-t-il que la fiabilité de fonctionnement de l'usine est le facteur essentiel d'une compétitivité soutenue ?

Köhn : Notre industrie, comme toute autre, subit une pression concurrentielle très élevée et en constante augmentation, mais nous sommes à la hauteur de ce défi. Il est vrai que le Condition Monitoring joue un rôle déterminant. Les millions que nous dépensons sont une indication claire de l'importance que nous attachons à la maintenance. Une chose est claire :si l'usine est en panne plus longtemps qu'elle ne fonctionne, vous n'avez pas à vous interroger sur votre position par rapport à vos concurrents. Vous serez toujours derrière eux.

Question : Ce n'est pas une tâche simple. Mais que faites-vous exactement pour rendre votre installation plus fiable en termes de fonctionnement ?

Köhn : Notre usine est équipée de 385 capteurs dans différentes positions de mesure. Notre contremaître de maintenance préventive, M. Huss, peut récupérer les données de tous ces capteurs sur son ordinateur. Si une valeur dépasse une limite définie, une alarme est déclenchée.

Hermann Huss : L'alarme identifie clairement dans quelle position sur la ligne de production les conditions de fonctionnement d'un roulement ont changé afin que je puisse répondre immédiatement.

Question : Et que se passe-t-il en cas d'alarme ?

Köhn : Les limites sont basées sur nos nombreuses années d'expérience et sont fixées de telle manière qu'une alarme n'indique pas toujours une panne. Les mesures en direct nous permettent plutôt de déterminer si les dommages sur le roulement restent constants ou si l'état du roulement se détériore. Cela nous permet de calculer quand nous devons changer le roulement ou si le roulement peut être utilisé jusqu'à la prochaine date de maintenance programmée avec l'application de lubrifiant supplémentaire.

Question : La surveillance de l'état est-elle également utile si un roulement doit être changé ?

Köhn : Le fait est que si un de nos cylindres ne tourne pas, la centrale est en panne. Mais grâce à nos mesures de sécurité et à nos dispositifs de surveillance de l'état, nous avons la situation sous contrôle et pouvons détecter suffisamment tôt lorsqu'un composant ne fonctionne pas comme requis. En d'autres termes, nous pouvons dire aujourd'hui comment la machine fonctionnera demain.

Huss : Je suis tout à fait d'accord avec M. Köhn, mais il y a toujours un élément de risque que quelque chose se brise. Mais même alors, nous sommes avantagés. En fonction des paramètres mesurés, nous pouvons voir quel composant est dans le rouge. Ils nous permettent de dire exactement pourquoi l'usine est en panne et où se trouve le roulement défectueux. Sans surveillance de l'état, il serait difficile de trouver le seul roulement défaillant. Dans notre usine, un changement de roulement planifié prend entre deux et quatre heures; sans surveillance d'état, cela pourrait bien prendre huit heures.

Question : Quelles autres connaissances tirez-vous des mesures prises dans le cadre de la surveillance d'état ?

Köhn : D'une part, les dommages doivent être reconnus et évalués; d'autre part, la durée de vie des roulements doit être optimisée. Si nous utilisons un roulement depuis plusieurs années, on peut supposer qu'un défaut est une défaillance normale. Cependant, en cas de défaillance d'un nouveau roulement, une analyse des dommages doit être effectuée. Ce serait le seul moyen de déterminer la cause et d'optimiser notre choix de roulements en coopération avec SKF afin qu'il réponde aux exigences de nos conditions d'exploitation.

Question : Quels outils et appareils SKF utilisez-vous ?

Köhn : Des systèmes en ligne, des enregistreurs de données Microlog pour les mesures manuelles sur les itinéraires, des capteurs de vibrations installés sur les postes de mesure et le logiciel d'évaluation qui nous permet de visualiser les données en détail et de les analyser.

Question : Cela signifie-t-il que vous pouvez évaluer et évaluer n'importe quel composant de votre installation à un moment donné ?

Richard Züfle (responsable de la maintenance) : Précisément. Le facteur décisif est que nous pouvons réagir aux changements rapidement et de manière systématique. Notre tâche n'est pas seulement de surveiller l'usine, mais de s'assurer qu'elle n'a besoin d'être arrêtée que toutes les six semaines pour l'entretien programmé. Il est de notre responsabilité de maintenir ce cycle et d'éviter des arrêts supplémentaires entre les deux.

Question : Quand vous l'appelez un jour, votre esprit est-il plus serein grâce à la surveillance d'état ?

Köhn : Oui, bien sûr.
Huss : Non, pas toujours, car je connais les données de mesure et je sais quels composants sont actuellement à la limite de leur durée de vie. Mais il est généralement très réconfortant de savoir quand tout est « au vert » dans le vrai sens du terme.

Question : Pouvez-vous quantifier les résultats obtenus grâce au programme de surveillance des conditions ?

Thomas Karger (ingénieur papetier) : Depuis que nous avons commencé nos mesures hors ligne et en ligne, nous avons identifié avec succès exactement 1 000 cas de dommages. Réussir, bien sûr, signifie que nous avons détecté et diagnostiqué les dommages avant que la centrale ne tombe en panne. L'expérience et le savoir-faire acquis à partir de ces cas au fil des ans font progresser notre base de connaissances, même si de nombreux cas de dommages sont différents.
Köhn : Si vous voulez un chiffre pour quantifier notre succès, je vous indiquerais les intervalles d'entretien réguliers. Alors qu'en 1991 nous devions arrêter l'usine toutes les deux semaines, aujourd'hui, l'intervalle entre deux arrêts pour maintenance est de six semaines. Il n'aurait pas été possible de prolonger ces intervalles sans la surveillance des conditions.

Question : Quelle est la prochaine étape que vous comptez franchir afin de garantir l'avenir de SAPPI en termes de fiabilité des installations ?

Züfle : En raison des exigences toujours croissantes, il existe toujours un risque pour nous en ce qui concerne les boîtes de vitesses. Notre vitesse de production accrue de 1 120 mètres par minute amènera la boîte de vitesses à ses limites plus rapidement que prévu. Afin d'obtenir un meilleur contrôle et une meilleure fiabilité de la planification, notre prochaine étape consistera à inclure ce domaine dans le programme de surveillance des conditions.

Question : En bref, comment définiriez-vous pourquoi la surveillance des conditions est nécessaire pour SAPPI Ehingen GmbH ?

Köhn : C'est très clair – notre objectif est d'être à la pointe de la technologie dans nos usines et nos équipements afin que nous puissions identifier et optimiser les lacunes. Les outils (de surveillance de l'état) nous permettent d'analyser en profondeur tous les roulements dans nos installations de fabrication.