Comment la surveillance des conditions améliore un programme PdM

Une panne d'équipement peut être coûteuse et potentiellement catastrophique. Les arrêts de production imprévus, les délais contractuels non respectés, les remplacements de machines coûteux, ainsi que les problèmes de sécurité, les préoccupations environnementales et les violations de la réglementation sont autant de conséquences potentielles d'un programme de maintenance qui ne parvient pas à prévoir et à surveiller les problèmes d'équipement.

La mise en place d'un programme complet de maintenance prédictive (PdM) à l'aide de la surveillance des conditions (également appelée CM) peut aider à minimiser les mauvaises surprises, offrant un retour sur investissement impressionnant. L'enregistrement régulier des données sur l'état de l'équipement en temps réel via une routine CM offre aux usines une approche plus scientifique de la gestion des performances de l'équipement.

Les usines se donnent beaucoup de mal pour comprendre les processus de production. Il est logique d'appliquer la même rigueur à la compréhension des équipements essentiels à ces processus.

En règle générale, les usines qui ont développé des programmes PdM efficaces à l'aide de CM découvrent que les actifs surveillés causent rarement des problèmes imprévus ou des temps d'arrêt. Cette absence d'urgences permet aux services de maintenance de résoudre les problèmes d'arrière-plan qui peuvent améliorer encore plus l'état général des actifs d'exploitation. Le bon fonctionnement améliore également le moral des techniciens de maintenance.

La mise en œuvre initiale de CM découvre généralement de nombreux petits problèmes cachés et subtils. Des ressources sont nécessaires pour résoudre ces problèmes et, au début, le budget de maintenance existant peut sembler insuffisant pour la tâche. Mais une fois que la stabilisation initiale du problème se produit, un programme PdM commence bientôt à récupérer ses coûts initiaux.

Au fur et à mesure que l'équipe de maintenance acquiert une connaissance plus approfondie de l'état de ses actifs productifs, le taux d'apparition de nouveaux problèmes diminue encore plus et le programme commence à porter ses fruits. La dépense initiale requise pour acheter du matériel de collecte de données et former le personnel sera généralement plus que rentabilisée après une ou deux « économies » de machines clés.

Entrez les OEM

La collecte régulière de données permet aux techniciens d'identifier les tendances et ainsi d'anticiper les pannes imminentes des machines. Avec un préavis, il y a suffisamment de temps pour planifier des actions correctives.

Bien que la plupart des organisations voient le besoin d'une CM de routine, beaucoup n'ont pas les ressources internes pour exécuter un programme de surveillance de manière rentable et efficace.

Souvent, les membres du personnel qui collectent et analysent les informations sur les machines sont également responsables des opérations quotidiennes et passent une grande partie de leur temps à gérer les urgences. L'exécution de routes de collecte de données pour recueillir des informations sur les tendances à long terme est inévitablement une priorité inférieure à la réparation d'une pièce défectueuse qui retarde la production.

Dans certaines usines, il n'y a qu'une seule personne formée à l'analyse vibratoire, ce qui devient clairement un problème lorsque cette personne prend sa retraite ou est transférée à un autre poste. Même lorsque les experts restent à bord, il leur est de plus en plus difficile de se tenir au courant des compétences nécessaires pour interpréter avec précision les rames de données collectées.

Pour résoudre ces problèmes, les principaux équipementiers comblent les lacunes en matière de maintenance, offrant à leurs clients utilisateurs finaux un service produit et une expertise d'exploitation améliorés via des programmes CM. Les OEM ont développé leur expertise en surveillant et en évaluant leur propre équipement, en comprenant les processus et les systèmes concurrents, et en s'associant à des fournisseurs de matériel et de logiciels de surveillance de l'état.

Avec des programmes de surveillance, les équipementiers fournissent aux groupes de maintenance des usines des informations cruciales sur la santé de leurs machines - de l'analyse des vibrations et de la température à l'instrumentation complète de l'équipement pendant la fabrication, à l'échantillonnage d'huile, à la thermographie et à la collecte mensuelle des itinéraires à l'aide de la mesure du débit par ultrasons.

Tous les équipements rotatifs peuvent bénéficier d'une surveillance de routine. Les décisions concernant la fréquence et le degré de surveillance à effectuer dépendent en grande partie de la criticité, du coût et de l'accessibilité. L'équipement critique, coûteux et non épargné, nécessiterait probablement une instrumentation complète pour permettre une surveillance et une protection continues. La plupart des autres équipements de l'usine peuvent être couverts de manière adéquate par un programme de surveillance de la collecte de données mensuelle.

Surveillance de bout en bout

Flowserve Corp. fait partie des équipementiers proposant des programmes PdM et CM qui aident les services de maintenance à atteindre les niveaux de performance souhaités. Avec ces programmes proactifs complets, Flowserve apporte son expertise à l'intérieur des portes de l'usine, en se concentrant sur les pompes, compresseurs, ventilateurs, vannes, boîtes de vitesses et autres équipements essentiels à l'excellence opérationnelle.

L'offre CM de Flowserve - Condition Data Point Monitoring (CDPM) - et ses programmes PdM font partie de son programme plus large de gestion des équipements, appelé LifeCycle Advantage.

Les techniciens de Flowserve commencent par collecter et analyser les données sur les conditions de l'équipement, fournissant généralement au service de maintenance de l'usine des rapports complets et complets dans les trois jours ouvrables suivant les tests.

Les rapports identifient les problèmes critiques, recommandent des actions correctives et suivent l'état des recommandations. Les documents du rapport incluent un rapport de synthèse que les services de maintenance peuvent utiliser comme base pour réduire le coût global de possession des actifs.

Une offre complémentaire de Flowserve, le logiciel de gestion d'équipement Flowstar.net, permet au personnel de l'usine de gérer et de mettre à jour les données d'équipement en temps réel via Internet. Les données disponibles incluent les causes détaillées des pannes et des recommandations de maintenance pour des équipements spécifiques, qui peuvent être triées et filtrées pour fournir de plus amples informations sur les moyens d'améliorer les performances de l'usine.

Le logiciel permet également aux utilisateurs de calculer les paramètres de fiabilité de l'équipement, tels que la vitesse d'aspiration spécifique, et facilite le partage des ressources et des connaissances pour maximiser l'efficacité et minimiser la charge de maintenance de l'usine.

Application de la surveillance des conditions

Pour répondre aux besoins spécifiques d'une usine, les responsables d'installations peuvent appliquer le programme Flowserve Condition Data Point Monitoring dans une procédure par étapes. Cette approche permet aux utilisateurs d'accéder au niveau de technologie spécifique qui convient à leurs besoins particuliers.

Par exemple, le module de collecte et d'analyse des vibrations de Flowserve surveille la façon dont un élément matériel réagit aux forces externes. Avec cette technologie, les problèmes de roulement, la cavitation, la recirculation, le désalignement, la résonance et le déséquilibre peuvent être identifiés. Alors que les techniciens sur site de Flowserve utilisent des appareils portables pour collecter des données de vibration à partir de l'équipement désigné, les analystes hors site recherchent des signatures de vibration qui dépassent les limites d'alarme prédéfinies, puis formulent des recommandations pour réduire ou éliminer les causes.

Ce type d'analyse des vibrations a été utilisé pour prévoir et prévenir les pannes inattendues dans une usine chimique du nord-est des États-Unis, en commençant par une vérification de routine des vibrations du train de machines d'une pompe de tour de refroidissement à double aspiration.

Une vibration inhabituelle du moteur de la pompe a été découverte. Le spectre de vibrations des roulements hors-bord du moteur indiquait une pointe à haute fréquence à une vitesse de fonctionnement 56x, ainsi qu'un jeu excessif. Au moment de la vérification, l'état interne du moteur était inconnu, mais le spectre indiquait la possibilité de barres de rotor desserrées ou fissurées.

Les résultats d'une lecture supplémentaire se sont concentrés sur la partie basse fréquence du spectre, qui a montré des bandes latérales de fréquence de passage des pôles autour des harmoniques de vitesse de course. Cela a fourni une preuve supplémentaire d'un problème de barre de rotor.

L'usine a décidé de passer à la pompe de rechange et a pu démonter l'équipement de manière ordonnée. Par la suite, un démontage du moteur a révélé deux barres de rotor brisées. Si l'équipement n'avait pas été correctement surveillé et correctement analysé, le moteur aurait pu tomber en panne de manière catastrophique, non seulement en se détruisant lui-même, mais également en endommageant potentiellement une grande partie de l'équipement qui l'entoure.

Tendance et analyse de la température

Avec le module d'analyse et de tendance des températures critiques de Flowserve, les analystes peuvent détecter des conditions de fonctionnement anormales à des emplacements prédéterminés dans toute l'usine.

Les techniciens, équipés de collecteurs de données portables, peuvent suivre les températures des roulements des moteurs et des pompes, des équipements de traitement et du matériel de garniture mécanique, y compris les réservoirs de rinçage, de trempe et d'échangeur de chaleur. Les données collectées sont téléchargées dans le logiciel de gestion des actifs et analysées pour détecter les non-conformités ou les changements notables dans les conditions d'exploitation.

Une nouvelle modalité de détection précoce des pannes d'équipement est la tendance de la température des roulements et des plans de rinçage des garnitures mécaniques. Cette méthode a permis de sauver des machines dans une raffinerie du Midwest. Un plan de rinçage de joint API Plan 11 dirige le flux de la buse de refoulement de la pompe vers la cavité du joint à travers un orifice de restriction de débit.

La température de la conduite de rinçage en aval de l'orifice et la température de refoulement étaient mesurées régulièrement sur une base mensuelle. En fonctionnement normal, la température des deux côtés de l'orifice doit être similaire, indiquant un débit régulier.

Après des mois de lectures normales, il y a eu une augmentation du différentiel de température à travers l'orifice sur une pompe de service chimique en porte-à-faux, indiquant un orifice bouché. Si l'opération avait pu se poursuivre dans ces conditions, cela aurait provoqué une défaillance des scellés et aurait finalement nécessité le démontage de l'équipement.

Cependant, grâce au programme CDPM de Flowserve, le personnel de maintenance a pu résoudre cette condition avec un ordre de travail à faible coût impliquant la rupture de la ligne, la suppression de la restriction et le remontage.

Comparez cette solution au coût de retrait de la pompe et de remplacement du joint et des roulements. La maintenance prédictive a entraîné d'énormes économies pour l'opérateur, à la fois en termes de coûts de réparation directs et de temps d'arrêt de l'équipement. Savoir quoi suivre, ainsi qu'une surveillance cohérente de la collecte de données, permet la détection et la correction des performances anormales.

Inspection approfondie via la surveillance des points de déclenchement

Le module de surveillance des points de déclenchement de Flowserve identifie les conditions spécifiques qui se sont avérées entraîner une défaillance prématurée des composants. Les techniciens de Flowserve examinent minutieusement l'usine, inspectant les pompes et documentant les éléments tels que les pressions critiques, les débits de fluide de traitement et d'étanchéité, les niveaux de réservoir et la vitesse de la pompe. Les données collectées sont téléchargées dans le logiciel de gestion des actifs et analysées pour les non-conformités ou les changements notables dans les conditions d'exploitation.

Une autre « économie » importante de machines a eu lieu dans une centrale électrique du nord-ouest des États-Unis. Chaque année, les pompes d'eau d'alimentation des chaudières de l'usine font l'objet d'une inspection complète par un spécialiste des performances des pompes. Pour obtenir des lectures sur le débit total à travers chaque pompe, les techniciens ont utilisé un débitmètre à ultrasons à double canal sur la conduite d'aspiration. Ils ont ensuite pris des mesures de pression et de température et ont comparé les performances de l'équipement aux performances de la courbe de test d'origine.

Les résultats ont indiqué qu'au cours de la durée de vie de la pompe, les performances se sont dégradées de 13 % par rapport à la courbe de performance d'origine. Les lectures de vibrations prises aux emplacements des roulements ont montré des vibrations excessives à la fois dans la pompe et à l'extrémité intérieure de la turbine.

La cause probable de cette vibration élevée était un déséquilibre, déterminé à partir du spectre de vibration et de la forme d'onde temporelle. Grâce à cette analyse, l'usine a pu planifier la maintenance avant que les performances ne se dégradent davantage, entraînant un arrêt d'urgence et une perte de revenus.

Agissant en complément du module de surveillance des points de déclenchement, des informations supplémentaires sur les performances des machines peuvent être obtenues grâce au module d'analyse de l'huile de lubrification de Flowserve. Les responsables de la maintenance peuvent utiliser le module d'analyse de l'huile de lubrification de Flowserve pour découvrir les conditions anormales de lubrification et de machine pouvant exister dans une usine.

Les échantillons de lubrifiant sont soumis à une batterie de tests comprenant une analyse spectroscopique, des comptages de particules d'usure, une spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, des mesures de viscosité, le test à l'eau de Karl Fischer et, si le comptage de particules est hors spécifications, une ferrographie analytique.

Le retour sur investissement

Comment les usines peuvent-elles mesurer au mieux le succès d'un programme de maintenance conditionnelle de routine ? L'une des méthodes les plus simples consiste à suivre le coût moyen par ordre de travail sur l'équipement rotatif.

Les programmes CM sont conçus pour détecter les défaillances potentielles avant qu'elles ne deviennent catastrophiques. Il est clair que l'utilisation de la maintenance prédictive pour éviter les pannes coûtera moins cher que la maintenance de l'équipement après qu'il a été gravement endommagé ou qu'il compromet les normes de sécurité ou de réglementation. Avec CM, il devrait y avoir moins de commandes de travail d'urgence et les activités de maintenance peuvent être mieux planifiées.

Chaque "sauvegarde" de machine résultant directement du programme CM peut être enregistrée par un ingénieur en fiabilité de l'usine qui lui attribue une valeur monétaire ou autre. La valeur est généralement déterminée en estimant le coût de maintenance (si l'équipement a fonctionné jusqu'à une panne catastrophique) et en soustrayant le coût de la réparation. Si les « économies » ont évité des pertes dues à des temps d'arrêt ou à une baisse de la production ou ont évité un problème de sécurité ou d'environnement, ces économies supplémentaires et importantes doivent également être calculées.

En utilisant les moyennes de l'industrie pour comparer les économies de maintenance avec le coût d'un programme de surveillance, les usines peuvent s'attendre à un retour sur investissement en un mois seulement. Ces retours rapides peuvent être utilisés comme preuves à l'appui lors de l'approche de la haute direction au sujet de l'intégration de CM et d'un programme de maintenance prédictive dans le budget. Les OEM ou les partenaires de l'industrie peuvent fournir ce type de données de support.

L'application de la rigueur de la surveillance de l'état dans un programme de maintenance prédictive offre un large éventail d'avantages, et les usines utilisant un tel programme peuvent obtenir d'excellents résultats à long terme. La combinaison de CM et de maintenance prédictive avec l'utilisation de la gestion des actifs, d'autres applications de gestion d'équipement et d'applications et services d'approvisionnement peut fournir un retour sur investissement extrêmement positif.

Pour plus d'informations, contactez Flowserve au 972-443-6500 ou visitez www.flowserve.com