Comment mettre en service des équipements pour une meilleure gestion des actifs

Ce ne serait pas bien si chaque nouvel équipement ou système fonctionnait parfaitement à partir du moment où il a été installé et mis en route jusqu'à ce que la première panne se produise de nombreuses années plus tard. Ce serait une exception avec la plupart des équipements industriels.

Lorsqu'il s'agit de configurer l'équipement, nous pouvons découvrir que certains composants ont été endommagés pendant l'expédition, que l'ingénieur de terrain a peu d'expertise ou que nous effectuons les tests bêta sur une nouvelle conception (que nous l'ayons accepté ou non). La même chose peut s'appliquer à l'équipement remis en état installé dans l'application et la position d'origine.

Pourquoi les voitures sortent-elles d'une chaîne de montage et rencontrent-elles rarement de graves problèmes de garantie ? La raison en est que les constructeurs automobiles testent, améliorent et inspectent de manière exhaustive à la fois la conception et les processus de production sur des milliers de voitures. L'équipement industriel a tendance à fonctionner dans de petits lots de fabrication; par conséquent, tous les bugs ne sont pas résolus.

C'est pourquoi la mise en service d'équipements industriels est un art, et même une nécessité. J'appelle cela un art car, par définition, la mise en place de nouveaux équipements requiert de la créativité, des compétences artisanales et un raisonnement déductif. Ces mêmes attributs s'appliquent à un art dans tous les sens du terme.

Mon établissement, Upper Occoquan Service Authority (UOSA), a mûri son approche de maintenance et de gestion des actifs au point où se concentrer sur la mise en service est la prochaine étape logique. Cette réflexion est arrivée dans le cadre de notre quête globale des meilleures pratiques en matière de fiabilité et de gestion des actifs.

Ne pas suivre un processus de mise en service équivaut à installer votre prochaine panne. Une mise en service appropriée de l'équipement peut prolonger la durée de vie utile, ce qui est un objectif important dans la gestion des actifs. Par conséquent, la mise en service est un élément essentiel d'un bon programme de gestion des actifs.

Après plusieurs années de conception et de mise en œuvre de processus d'assistance à la maintenance, nous vérifierons l'amélioration de la fiabilité en suivant le temps moyen entre les pannes (MTBF), le temps moyen de réparation (MTTR) et la disponibilité des équipements.

Une philosophie de mise en service

Les défis de base dans la mise en place d'équipements neufs ou réhabilités sont assez universels. Ils se résument à l'anticipation des problèmes, à la perception des problèmes et à la correction des problèmes. Prenons ces mots (anticipation, perception et correction) et examinons comment ils s'appliquent au processus de commande.

Il peut être difficile d'imaginer comment anticiper les problèmes, mais un bon point de départ consiste à rechercher des historiques de réparation. Les historiques de réparation peuvent vous dire ce qui est tombé en panne, quand, pourquoi, comment, où et qui a été impliqué. Cela suppose que votre entreprise dispose d'historiques de réparation précis dans une GMAO. Si les historiques de réparation ne sont pas de qualité suffisante, améliorez-les au besoin. Les entretiens avec vos opérateurs et d'autres qui possèdent et exploitent le même équipement n'ont pas de prix.

Dans le cadre d'un plan de mise en service, ces précieuses connaissances doivent être enregistrées dans un format récupérable. Il s'agit d'un élément central du plan – le cadre d'enregistrement des informations. Considérez-le comme les règles d'un jeu. Le cadre d'enregistrement doit être disponible pour les utilisateurs participants. La possibilité de modifier les entrées dans les enregistrements doit être surveillée et contrôlée pour assurer la cohérence et l'exactitude.

Si l'équipement à mettre en service est composé de sous-ensembles de composants familiers, les défaillances anticipées peuvent être définies par des composants individuels. Par exemple, un ventilateur centrifuge doit avoir un graphique de courbe de performance, une limite de vibration admissible et d'autres spécifications. Lorsque le ventilateur fonctionne en dehors de l'une de ces valeurs, une enquête est requise et suivie d'une action corrective appropriée.

Certains problèmes apparaissent si lentement qu'ils ne sont détectés qu'une fois que des dommages sont survenus. C'est un manque de perception. C'est là qu'il est nécessaire de déterminer les points de test vitaux et d'établir les valeurs acceptables. Parfois, nous ne savons pas ce qui est acceptable ; c'est là que la consultation avec le fabricant ou d'autres avec un équipement similaire fournit des conseils.

Une fois que la source d'un problème a été déterminée de manière décisive, l'étape suivante est la correction. La solution doit traiter le problème central. Par exemple, si un déséquilibre de vitesse de rotation unique est détecté, équilibrez le corps en rotation. Si la structure de la machine a une résonance harmonique telle que la moindre excitation provoque des vibrations destructrices, adressez-vous à la rigidité de la structure.

Une fois les mesures correctives complétées, vérifier que les améliorations anticipées sont perceptibles. Utilisez des outils de mesure pour vérifier que la correction a fait ce qu'elle était censée faire. C'est là que brillent les outils PdM :analyse des vibrations, détection par ultrasons, signatures de courant du moteur, analyse de l'huile et thermographie.

Aucun des efforts susmentionnés ne produira les résultats souhaités à moins que des mesures ne soient prises. Faites quelque chose et documentez ce qui a été fait. Cela augmente la valeur du projet de mise en service.

Préparation de la mise en service

Il est essentiel de se familiariser avec l'équipement qui est mis en service. Cela signifie lire les manuels à l'avance (si possible), lire les fiches techniques des composants, étudier le manuel d'utilisation, demander au fabricant de répondre à vos questions et contacter d'autres personnes possédant le même équipement pour savoir comment elles ont réussi.

Il est utile de visiter des installations où des équipements similaires fonctionnent à la fois avec succès et sans succès. Parlez aux opérateurs et au personnel de maintenance, car ils ont un lien intime avec l'équipement.

Je parlais avec un ami électricien de certains des travaux les plus intéressants et les plus difficiles que nous avions effectués au fil des ans. Nous discutions de la manière d'insérer des fils dans une boîte de jonction encombrée. Mon ami m'a dit :"Tu dois avoir un plan." Cela m'a marqué car cela montre que même la tâche la plus banale, comme habiller des fils dans un espace restreint, nécessite un plan.

La mise en service nécessite également un plan. Un plan n'est rien de plus qu'un ensemble de directives bien pensées qui peuvent inclure des règles, des dessins, des listes de contrôle et des procédures. Un plan de mise en service est quelque chose comme une recette de cuisine; vous le suivez mais ajustez au besoin en fonction de l'expérience.

Le Plan

• Sélectionnez un chef de projet - celui qui aura le temps et le tempérament pour commander les ressources de manière efficace

• Définir les exigences absolues pour un fonctionnement acceptable - quel travail l'équipement doit-il effectuer ?

• Identifiez et traitez les modes de défaillance anticipés pour l'ensemble du système et tous les sous-systèmes.

• Vérifiez que les conditions de fonctionnement (telles que spécifiées par le vendeur de l'équipement) seront respectées, c'est-à-dire les conditions environnementales de fonctionnement (température, humidité, pressions, tension, etc.).

• Définissez les étapes de test nécessaires et l'ordre de ces étapes dans le processus de mise en service. Ces étapes sont dérivées de l'expérience, des connaissances et de la recherche.

• Définir les compétences nécessaires - mécanique, électrique, contrôles et ingénierie

• Planifiez les ressources et le personnel pour accomplir les étapes définies

• Enregistrez les observations et les valeurs des points de test mesurées (perçues) au cours de chaque étape

• Examiner les résultats (convertir les données en informations)

• Prendre des mesures correctives si nécessaire

• Vérifier que les actions correctives produisent les résultats souhaités

• Former les opérateurs pour s'assurer qu'ils sachent faire fonctionner correctement l'équipement en toutes circonstances

• Mettre en œuvre un programme de maintenance préventive (MP) qui aborde les meilleures pratiques

• Répétez ces étapes si nécessaire jusqu'à ce que toutes les exigences de fonctionnement absolues aient été satisfaites

• Enregistrez le processus de mise en service décrivant ce qui a réussi et ce qui n'a pas été le cas pour référence future.

• Créez un corpus de connaissances pour la mise en service et mettez-le à jour lorsque de nouvelles informations sont révélées dans le cadre des processus de mise en service.

Le responsable de la mise en service

Un projet de mise en service nécessite également un leader pour gérer les étapes et exécuter le plan. Ce leader agit comme la plaque tournante de la communication pour le personnel affecté au projet de mise en service. Comme pour les enquêtes sur les causes profondes, il est sage de ne pas choisir une personnalité dominante comme leader.

Les personnes de convictions dominantes peuvent corrompre le processus avec leurs prédispositions. Le leader optimal est celui qui suit le plan et vérifie que toutes les étapes sont accomplies et documentées. Ce leader doit également avoir de bonnes capacités d'organisation et de communication en plus d'être assertif.

Sélectionnez un leader compétent qui aura suffisamment de temps à consacrer au projet sans se laisser entraîner dans un autre projet. C'est tout à fait logique et c'est ainsi que progressent les entreprises qui réussissent.

Ne pas bien faire les choses (et savoir bien du mal)

C'est un fait de notre époque que l'on s'attend à ce que nous augmentions considérablement l'efficacité et la précision avec le festin d'outils informatiques qui nous sont présentés. La mise en service n'est pas un processus qui peut être précipité. Elle doit être menée de manière réfléchie avec des ressources adéquates. "Plus nous allons vite, plus nous sommes derrière" est une expression éculée qui incarne à la fois l'expérience et la sagesse populaire.

Il y a des occasions où les équipes de mise en service creusent trop profondément pour rechercher des problèmes et négligent des problèmes qui sont manifestement évidents. Il est important d'examiner toutes les informations disponibles et de prendre toutes les mesures raisonnables lors de la mise en service. N'ayez pas peur de demander à un observateur extérieur indépendant d'examiner vos processus. Attendez-vous à des découvertes de causes profondes lors de la mise en service.

De nombreux problèmes peuvent être anticipés avant le premier démarrage d'un nouvel équipement. L'intégration des tâches critiques dans le programme PM fait autant partie de la mise en service que n'importe quelle autre étape. Toutes les tâches de maintenance requises qui sont lourdes, chronophages ou salissantes ont tendance à être retardées. Anticipez les problèmes de colmatage des filtres et les pales de ventilateur se chargeant de saleté et devenant déséquilibrées.

Leçons apprises à l'UOSA

Au cours des dernières années, nous avons appris quelques leçons précieuses. Nous avons découvert des problèmes liés à l'absence d'un processus de mise en service approprié ainsi que les avantages d'avoir des procédures appropriées en place. Nos cours mettent en évidence l'utilisation bénéfique des technologies de maintenance prédictive (PdM), telles que les ultrasons, les vibrations, l'analyse d'huile, l'imagerie thermique et l'analyse de la signature du courant moteur, mais les sens humains font également partie du processus d'évaluation.

Moteurs électriques dans les applications critiques

Qu'un moteur soit neuf du constructeur ou reconditionné, il est indispensable de vérifier son état avec un instrument d'analyse de signature de courant moteur dès son arrivée sur site. Si ce test n'est pas effectué immédiatement, il a tendance à être oublié ou effectué à la hâte juste avant l'installation du moteur. Qui veut découvrir qu'un moteur a un problème juste avant qu'il ne soit installé, ou pire encore dès qu'il est mis sous tension ?

Notre expérience a montré que l'installation est un mauvais moment pour découvrir des problèmes d'équipement, car le personnel et l'équipement de gréement sont mobilisés et il peut y avoir des contraintes opérationnelles à gérer si le moteur n'est pas installé dans les délais.

Un ensemble complet de procédures doit être établi pour l'inspection de contrôle de la qualité des moteurs, neufs ou reconstruits, lorsqu'ils sont reçus. Les vendeurs d'équipements de test moteur sont une bonne ressource pour développer ces procédures. Un ensemble de directives est également nécessaire pour la réparation d'un moteur afin de vérifier ce qui a été fait pendant la réparation. Il existe de nombreuses ressources en ligne sur la façon dont un moteur doit être réparé.

Comparez les recommandations de divers magasins d'automobiles pour obtenir un aperçu général. Les moteurs sont les principaux moteurs de l'industrie et doivent faire l'objet d'une attention critique ou l'échec du processus est certain.

Des tests hors ligne de base doivent être effectués avant qu'un moteur ne soit connecté à son circuit d'alimentation. Un test d'indice de polarisation et un test de surtension sont indispensables. Lorsque le moteur est mis sous tension pour la première fois, la mesure du courant dans les trois phases est vitale. Si un test en ligne est possible, il doit être effectué. Si un instrument à ultrasons est disponible, les signatures sonores de roulement doivent être enregistrées pour obtenir des niveaux de décibels de base et des graphiques dans le domaine temporel pour des comparaisons futures.

Si le moteur peut fonctionner avant de le coupler au composant entraîné, il est souhaitable de mesurer et d'enregistrer les caractéristiques de vibration. Si l'un de ces tests révèle des problèmes, il sera nécessaire d'arrêter l'installation et de prendre des mesures correctives.

Pompes à turbine verticale (VTP)

Les industries de l'eau utilisent fréquemment le VTP pour les processus. Ces pompes ont leur roue montée dans une volute assise jusqu'à 30 pieds sous le niveau du sol. La roue est entraînée par un long arbre, qui est stabilisé par un certain nombre de paliers en « araignée » le long de l'intérieur de la colonne de pompe à travers laquelle l'eau s'écoule. Le moteur est monté hors sol sur un socle à axe vertical.

Sur la suggestion d'un technicien PdM d'une installation d'eau voisine, nous avons installé deux capteurs de vibrations hermétiquement scellés sur la volute d'un nouveau VTP avant de le descendre dans le puits humide. Les capteurs ont été installés dans le plan horizontal, positionnés à 90 degrés radialement les uns par rapport aux autres. Lorsque les capteurs ont détecté des vibrations élevées lors du démarrage initial, l'entrepreneur chargé de l'installation a été surpris. Ils n'avaient jamais vu personne tester les vibrations de la volute auparavant. Le moteur ne vibrait pas de manière significative, ils ont donc supposé que l'installation était satisfaisante.

Le tout nouveau moteur était trop graissé

La détection de cette vibration a conduit à la découverte qu'un groupe de boulons de montage dans la semelle était trop long et s'enfonçait dans des trous filetés borgnes. Les rondelles de blocage fendues sur ces boulons n'étaient pas complètement comprimées, ce qui a permis des résonances, qui se sont manifestées par la vibration détectée au niveau de la volute. Nous installons maintenant ces capteurs de vibrations sur toutes les pompes à turbine verticale lorsqu'elles sont tirées pour l'entretien.

Nous avons également appris qu'il y a un certain nombre de considérations spéciales impliquées dans la mise en place de ces types de pompes. La semelle doit être de niveau et la colonne de pompe perpendiculaire. La semelle doit également être fermement jointoyée pour éviter les vibrations. Les sections de l'arbre de la pompe doivent être à moins de 0,005 pouce nominal du faux-rond total indiqué.

La version 2000 des normes de vibration de l'Hydraulics Institute (HI) a fourni une valeur de vibration admissible mesurée au sommet du moteur pour ce type de pompe. Les normes HI ultérieures n'incluaient pas cette valeur. Le propriétaire doit déterminer la valeur admissible. Notre expérience est que les fabricants de pompes spécifient rarement une valeur. D'une manière générale, moins de 0,2 pouce par seconde est acceptable d'après notre expérience.

Souffleurs centrifuges

Un ventilateur centrifuge (pour l'application par tirage induit) a été fourni avec un système d'oxydation thermique régénérative. La roue de soufflante était montée directement sur un arbre de moteur de 7,5 CV et un manomètre calibré en pouces de colonne d'eau était installé sur la tuyauterie de sortie de la soufflante. Les vibrations de la soufflante ont considérablement augmenté après trois ans de fonctionnement, le moteur est tombé en panne et un processus critique a été arrêté.

Après le remplacement du moteur, les vibrations sont restées élevées. On soupçonnait que la résonance des surtensions causait le délaminage de la roue de soufflante, ce qui entraînait un déséquilibre dynamique et des vibrations élevées. Avant que d'autres mesures ne soient prises pour corriger le problème, la roue s'est coincée dans le boîtier du ventilateur en raison d'un délaminage. La défaillance de la roue a provoqué l'arrêt du processus critique.

Lors de la mise en service, l'entrepreneur n'a pas spécifié de limite de vibration pour cette soufflante. Lorsque nous nous sommes renseignés auprès du fabricant de la soufflante après la panne, nous avons constaté que la limite de vibration était inférieure à 0,2 pouce par seconde. Le ventilateur fonctionnait à 0,7 pouce par seconde avant la panne, c'est-à-dire loin des spécifications. Personne n'avait pris une lecture de vibration de base initiale, il n'y avait donc pas de bonnes données pour la comparaison.

La lecture du manomètre sur la tuyauterie de sortie n'a jamais été enregistrée lors de la mise en service. Personne ne savait ce que la lecture de la jauge devrait être pendant le fonctionnement normal. L'aiguille du manomètre avait oscillé violemment dans des conditions de surtension jusqu'à ce qu'elle se bloque à 19 pouces de la colonne d'eau (CE). Un nouveau manomètre a été installé et la pression en fonctionnement normal a été enregistrée à 39 pouces CE.

Les enseignements tirés de la mise en service consistent à enregistrer les valeurs de vibration et de pression de sortie, en les comparant aux limites autorisées par le fabricant et en indiquant aux opérateurs quelles conditions pourraient causer des dommages. La tendance des vibrations a également été ajoutée en tant que tâche de maintenance préventive (MP).

Défaillance du roulement du mélangeur du séchoir à boues

Lorsqu'un nouveau système de séchage des boues a été installé, chaque étape de la mise en service a été soigneusement exécutée par l'entrepreneur. Cependant, les gros roulements à billes sur l'arbre du tambour malaxeur tombaient toujours en panne de manière spectaculaire. Ils manquaient complètement de graisse de l'usine et se mâchaient en boules de ferraille déformées. Une simple mesure avec un instrument à ultrasons structurels aurait détecté l'absence de graisse lubrifiante alors que les roulements étaient encore récupérables. L'inspection par ultrasons a maintenant été ajoutée aux processus de mise en service, le cas échéant.

Pompes/moteurs submersibles

Les pompes submersibles sont devenues très populaires dans les applications d'eaux usées. Ils peuvent être descendus dans des puits de traitement où ils glissent dans une bride de couplage avec une relative facilité, puis être connectés à l'alimentation électrique. Ils sont aussi proches du « plug and play » que les équipements industriels.

Nous avons constaté qu'il était prudent de tester le câblage d'alimentation avec des instruments d'analyse de signature de courant du moteur avant de connecter le moteur de la pompe au circuit. Cela permet aux techniciens de prouver que le circuit d'alimentation n'a pas de résistance aux problèmes de terre qui peuvent générer des défauts du variateur de fréquence. Le moteur de la pompe doit être testé à la fois hors ligne et en ligne.

Certaines de ces pompes submersibles ont un réservoir d'huile pour les joints d'arbre. Dans le cadre du PM, cette huile doit être pompée et vérifiée pour la quantité d'eau de traitement qui pénètre par le joint de volute. L'exigence de PM pour ce contrôle est généralement d'environ un cycle de 365 jours. Cependant, lorsqu'une nouvelle pompe est installée, nous avons constaté qu'il est judicieux de vérifier la teneur en eau de l'huile après les 90 premiers jours. Il a parfois révélé un excès d'eau.

Clarificateurs d'eaux usées - Entraînements par engrenages

Lorsque l'entrepreneur a installé un nouvel entraînement par engrenages de grande taille (plus de 7 pieds de diamètre), il l'a rempli avec l'huile spécifiée par le fabricant. L'un de nos tests avant le démarrage consistait à prélever un échantillon d'huile. Lorsque notre technicien a échantillonné l'huile, sa viscosité s'est avérée extrêmement faible par rapport aux spécifications.

Après un peu d'enquête, on a appris que le constructeur expédiait ces engrenages à moitié remplis de carburant diesel. Ignorant cela, l'entrepreneur a ajouté de l'huile dans la conduite de remplissage, ce qui a entraîné une faible viscosité lorsque l'huile a été testée. Des tests d'huile rigoureux ont été ajoutés à la liste de contrôle de mise en service de tous les entraînements de clarificateur.

Compresseurs rotatifs à vis

Ces types de compresseurs offrent des avantages en matière d'économie d'énergie, mais s'accompagnent d'importantes responsabilités en matière de maintenance. En particulier, l'état de l'huile doit être étroitement surveillé. La satisfaction des exigences de garantie repose souvent sur la capacité de prouver qu'une maintenance préventive a été effectuée.

De nombreux fabricants de compresseurs rotatifs à vis exigent que les propriétaires envoient des échantillons d'huile à leur laboratoire d'essai d'huile désigné. Ne pas le faire peut annuler la garantie. La mise en service de ces compresseurs comprend la mise en place d'un programme PM vigilant avec une attention particulière à l'analyse de l'huile.

Après la mise en service

Après la mise en service, des contrôles périodiques doivent être effectués pour vérifier que les opérations font fonctionner l'équipement d'une manière qui empêche les pannes. Le meilleur processus de mise en service échouera si les opérateurs essaient d'utiliser l'équipement d'une manière pour laquelle il n'a pas été conçu.

Vérifiez que les procédures de MP sont correctement exécutées ou ne sont pas exécutées du tout. Les défaillances résultant de ces quartiers peuvent être injustement attribuées à des défauts dans le processus de mise en service. Vous devez examiner régulièrement les métriques, les indicateurs de performance clés (KPI) et les tendances PdM pour vérifier que l'équipement fonctionne conformément aux spécifications.

Réflexions finales

Dans une certaine mesure, la mise en service de l'équipement est une conjecture éclairée lors de la première tentative. Les devinettes s'améliorent à chaque expérience et à mesure que de plus en plus d'informations sont ajoutées au corpus de connaissances. Il y aura une bonne partie de la découverte des causes profondes. En réalité, ce qui est fait relève du bon sens. Avec chaque projet, le corpus de connaissances s'agrandit pour devenir une meilleure référence pour les futurs projets de mise en service. La mise en service de l'équipement est vraiment un art précieux.

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