Création d'un programme d'analyse d'huile maigre mais efficace

Qu'il s'agisse d'un problème de budget, d'adhésion de la direction, d'un manque d'individus ou simplement d'une petite entreprise avec des fonds limités, il existe des moyens d'établir un programme d'analyse d'huile efficace avec des coûts de démarrage et d'exploitation minimes.

Dans cet article, vous lirez des études de cas sur les alternatives aux équipements de test internes coûteux, la bonne utilisation des laboratoires externes, les solutions de stockage du pétrole, les méthodes de rapport des résultats pour faire avancer le programme, la vente du programme à la haute direction ainsi qu'aux opérations et l'entretien, et recommencer lorsque votre installation est vendue.

Voici les étapes que j'ai vécues pour configurer notre programme d'analyse d'huile :

• Objectif d'un programme d'analyse d'huile
• Nos tentatives pour mettre en place un programme de pointe
• Ma ligne de conduite après que la direction a rejeté notre plan initial
• Équipement utilisé dans un programme d'analyse d'huile pauvre
• Programme actuel

À quoi sert un programme d'analyse d'huile ?
À mon avis, la fiabilité est la première raison pour laquelle nous effectuons une maintenance prédictive. La disponibilité est le seul moyen de rivaliser dans le monde hautement concurrentiel d'aujourd'hui. La détection des problèmes et la prévention des pannes sont des moyens d'optimiser la disponibilité de nos équipements. Parallèlement à la disponibilité, la réduction des coûts est également importante pour la rentabilité de toute entreprise.

Si un problème d'équipement peut être détecté tôt, il peut être planifié pour réparation ou remplacement avant qu'il n'entraîne des temps d'arrêt coûteux ou des dommages à l'équipement. Le but ultime serait de faire fonctionner chaque composant le plus longtemps possible et de pouvoir prédire à l'avance quand il doit être changé. Cela inclut également l'huile. De plus en plus, l'huile devient un composant très coûteux de tout équipement; obtenir la plus longue durée de vie possible de l'huile n'est pas différent d'un roulement ou d'un engrenage.

Le coût d'un programme de maintenance prédictive s'ajoute également aux coûts de production et est plus scruté que les autres dépenses, car il n'est pas considéré comme étant directement lié à la production. Contrairement aux vibrations et à la thermographie, l'analyse d'huile nécessite généralement un laboratoire extérieur pour effectuer les tests d'analyse des échantillons.

Il est impératif de montrer le succès tôt et il doit être communiqué rapidement non seulement à la direction mais aussi à la production et à la maintenance. Obtenir le soutien de la production et de la maintenance contribuera grandement à convaincre la direction de dépenser de l'argent pour le programme.

Donc, si vous êtes une petite entreprise avec peu de capital pour travailler, une plus grande entreprise qui s'occupe du contrôle des coûts, aucune prise en charge de la maintenance prédictive par la direction ou, dans certains cas, il y a une combinaison de problèmes qui vous empêchent de démarrer ou le maintien d'un programme de maintenance prédictive, le succès peut être atteint avec un peu de détermination et un peu de réflexion en dehors des sentiers battus.

Pour commencer, je vais vous faire un petit historique sur la façon dont j'ai dû mettre en place un programme d'analyse d'huile pauvre, ce qui y a conduit, comment il a progressé et le succès obtenu.

Notre tentative de programme de classe mondiale
Dans mon cas, les problèmes n'ont cessé d'évoluer au fur et à mesure que notre entreprise s'est développée puis a été vendue deux fois. Au début, nous étions conçus pour être une maintenance entièrement polyvalente, et chaque technicien serait un expert dans tous les aspects de la maintenance, y compris la maintenance prédictive. Tout le monde a reçu une formation de base sur les vibrations, l'alignement et l'analyse de l'huile. Il était très évident pour nous que seuls certains techniciens s'intéressaient à chacune des disciplines, mais tout le monde était censé exécuter n'importe quel ordre de travail qui lui était donné.

Cela a produit des tendances très erratiques et une analyse encore pire des données. De nombreux moteurs, roulements et réducteurs ont été mal diagnostiqués, gaspillant du travail, des matériaux et réduisant la fiabilité. La direction était toujours convaincue que tout le monde était expert dans chaque discipline de la maintenance. Pour y parvenir, ils prévoyaient d'envoyer deux techniciens à la fois en formation. Heureusement, les deux premiers envoyés aux vibrations ainsi que les deux envoyés à la formation en analyse d'huile étaient passionnés par le processus.

Ils ont pris possession de chacun des programmes et ont pu obtenir un certain succès au début, mais personne n'a été autorisé à être un technicien dédié à la maintenance prédictive ; nous avions encore tous les techniciens de maintenance qui recueillaient des données et effectuaient l'analyse. À chaque fois qu'il y avait une condition d'alarme, la réponse était :« Changer l'huile », « Changer le moteur » ou « Exécutez-le et surveillez-le ».

Le changement a commencé lorsque deux des personnes choisies pour la formation initiale – une analyse d'huile et une vibration – ont décidé de prendre les choses en main. En repensant à ce qui nous a poussés à faire cela dans le dos de la direction, cela devait être une passion pour le processus de maintenance prédictive, ou peut-être simplement le plaisir de s'en sortir avec quelque chose.

Certains membres du groupe d'origine formés à l'analyse d'huile et aux vibrations ont perdu tout intérêt pour les programmes parce que la direction n'allait pas investir dans l'équipement nécessaire ou le personnel du programme à temps plein. Même après avoir élaboré une proposition qui montrait tous les avantages et la rentabilité d'un programme à part entière, la direction a maintenu sa philosophie d'un service de maintenance multi-métiers complet sans spécialiste.

Figure 1. Photo avant de la salle d'huile de Clarion Boards

Changement de forfait
Une autre piste de réflexion était d'aller lentement et de convaincre la direction par les résultats. Les méthodes utilisées étaient un peu différentes et nécessitaient un certain risque, allant dans le dos de la direction, mais elles nous avaient encouragés à être une main-d'œuvre autodirigée. Tous les techniciens de notre usine étaient en poste et travaillaient des quarts rotatifs de 12 heures. La direction travaille des jours droits et pas de week-end, ce qui nous a laissé nous débrouiller les nuits et les week-ends.

Cela nous a donné une excellente occasion de mettre en place nos programmes d'analyse d'huile en utilisant des moyens non traditionnels. Je ferais mon travail prévu le plus rapidement possible ou je recruterais les autres techniciens de mon quart de travail pour m'aider dans le travail planifié afin que je puisse passer un peu de temps à chaque quart de travail sur la configuration du programme. Je me suis également porté volontaire pour effectuer toutes les tâches de maintenance préventive (PM) de vidange d'huile les jours d'arrêt. Cela m'a permis de concevoir et d'installer des ports d'échantillonnage d'huile sur tous nos équipements.

Au cours de ce processus, nous avons trouvé du soutien auprès de notre siège social. Nous avons commencé à poser des questions au service de formation industrielle, ce qui a suscité un certain intérêt pour ce que nous faisions, et des questions ont été posées à nos superviseurs sur l'avancement. Par exemple, ils voulaient savoir combien de points d'échantillonnage nous avions pour nos vibrations et combien de ports d'échantillonnage étaient installés sur l'équipement d'analyse d'huile.

Lorsque mon superviseur a reçu une tape dans le dos pour avoir installé 150 ports d'échantillonnage dans l'équipement, il a été surpris et confus et a voulu savoir comment cela avait été réalisé à son insu. Après avoir constaté l'intérêt manifesté par l'entreprise, il a commencé à dédier quelques techniciens au processus de maintenance prédictive. Il s'est heurté à la même résistance avec la direction de l'usine que nous avions dans le passé (aucun spécialiste), mais parce que la pression était exercée par l'entreprise, sa proposition a été adoptée, avec quelques changements.

Le plan convenu par les responsables de notre établissement était une équipe de trois personnes pendant trois mois pour travailler par quart de jour, pour mettre en place et démarrer le programme PdM. Après trois mois, trois autres techniciens seraient retirés du service et continueraient le programme. Cette rotation se poursuivrait avec l'ensemble de notre personnel d'entretien. Seulement trois personnes ont postulé pour les postes; les autres savaient que la direction ne faisait cela que sous la pression de l'entreprise et n'apporterait pas le soutien au programme nécessaire pour réussir.

Après avoir accepté le poste et écouté les règles et les restrictions, nous nous sommes mis au travail pour développer le programme avec un objectif en tête :quels que soient les obstacles qu'ils nous ont posés, nous réussirions.

On nous a dit tout de suite qu'il n'y aurait pas d'argent pour le programme PdM. Nous avons dû utiliser l'équipement et les ressources dont nous disposions déjà. Notre premier objectif était d'utiliser les outils dont nous disposions pour réussir le plus rapidement possible. En travaillant avec le fournisseur d'huile, qui nous a fourni des tests d'huile gratuits (qui se sont avérés valoir exactement ce que nous avons payé), j'ai passé mon temps à perfectionner le processus de collecte de données.

Garder les échantillons propres et les amener au laboratoire m'a rapidement donné une tendance stable sur la plupart des équipements. Le fait qu'une seule personne collecte toutes les données nous a donné une tendance plus stable par opposition à ce que chaque technicien de maintenance collecte les données. Sur la plupart des équipements, j'ai pu obtenir une bonne tendance, à l'exception des écarts de laboratoire - le test d'huile gratuit. J'y reviendrai un peu plus tard.

Ma prochaine étape consistait à développer un rapport où nous pourrions montrer tous nos succès et économies pour l'entreprise. J'ai utilisé des chiffres très prudents pour estimer l'argent économisé ou les temps d'arrêt évités. Je m'assurerais que le rapport était envoyé à la direction ainsi qu'aux techniciens de maintenance et de processus. Pour promouvoir le programme, j'ai également transmis les rapports au centre de formation industrielle de notre siège social qui, avec leur aide, a gravi les échelons. Cela a créé des problèmes avec la gestion de notre usine, mais cela a assuré notre place car ils ne pouvaient pas justifier notre fermeture.

L'un des moyens les plus rapides de réaliser des économies s'est avéré être l'avantage d'avoir autant de ports d'échantillonnage installés dans notre équipement. Chaque réducteur, du plus grand au plus petit, ainsi que chaque système hydraulique et de lubrification avait un port d'échantillonnage installé. Des échantillons pouvaient être prélevés pendant le fonctionnement de l'équipement. J'ai pu configurer tout cet équipement pour des changements d'huile en fonction des conditions. Les changements d'huile recommandés par les OEM pour la majorité de notre système hydraulique sont arrivés à peu près à la même époque.

À l'aide des résultats du laboratoire, j'ai pu montrer que toute l'huile hydraulique dans les systèmes était comme neuve. L'huile totale pour ces systèmes était de plus de 900 gallons. À ce jour, 11 ans après le démarrage, nous fonctionnons toujours avec le remplissage d'origine sur les systèmes hydrauliques. Les vidanges d'huile basées sur l'état ont réduit notre consommation d'huile d'environ 70 % la première année.

La salle de stockage d'huile est devenue ma chambre car personne d'autre ne voulait s'approprier le désordre. Nous avions un bâtiment séparé attaché sur le côté de notre usine juste pour stocker notre huile. Cette pièce est devenue une cachette pour tout ce qui est en désordre. Certains de nos systèmes ont produit beaucoup d'huiles usées contaminées par la fibre de bois dans le cadre du processus. Ces déchets, ainsi que d'autres huiles usées, étaient partout dans le bâtiment de stockage, ainsi que notre nouvelle huile et les conteneurs utilisés pour remplir les systèmes. Je devais prendre en charge la salle d'huile si je voulais réussir avec le programme d'analyse d'huile.

L'une de nos usines sœurs avait un système de stockage d'huile composé de réservoirs de stockage intégrés dans un joli système de rayonnage avec des tuyaux et des pompes pour transférer et garder les huiles propres. Ma demande d'achat pour ce système a été refusée, j'ai donc décidé d'utiliser ce que nous avions et, en utilisant quelques idées de la formation Noria, j'ai conçu mon propre système de stockage. En ajoutant des pieds au système de support de fûts que nous avions, je me suis mis à nettoyer la salle de stockage d'huile.

J'ai pu acheter un nouveau réservoir d'huile usée ainsi que des armoires de stockage et, au fil du temps, j'ai acheté des conteneurs de transfert d'huile dédiés. La salle d'huile finie (Figure 2) est finalement devenue la norme pour toute l'entreprise, y compris notre moulin sœur. Ils ont dû abandonner leur système de stockage sophistiqué et le remplacer par ce système.

Figure 2. Chambre à huile après prise de contrôle

Ensuite, j'ai mis mon dévolu sur l'amélioration de l'échantillonnage, des tests et de l'analyse. J'avais environ 100 échantillons à prélever chaque mois pour surveiller de près notre équipement et gérer les changements d'huile en fonction de l'état de tous nos équipements. Cela signifiait que nous allions manquer de nos échantillons gratuits dans environ cinq mois. J'ai projeté ce qu'il en coûterait ensuite pour poursuivre le programme pendant les sept autres mois de l'année.

Le test du nombre de particules ne faisait pas partie de l'offre d'échantillons gratuits, et il y aurait des frais pour que ce test soit ajouté à l'emballage pour tous les échantillons. Comme je l'ai mentionné plus tôt, notre service de laboratoire gratuit que nous avons eu avec notre fournisseur de pétrole valait exactement ce que nous avons payé pour cela. Maintenant, nous allions devoir payer pour les tests, le nombre de particules pour les 500 premiers, puis le prix total pour tous les échantillons par la suite. J'avais besoin de savoir si le service de laboratoire offert en valait la peine.

Comme toutes les données étaient collectées par une seule personne, la tendance a commencé à se stabiliser, mais je voyais toujours des résultats de tests partout. Incapable de contacter le laboratoire, sauf via notre représentant pétrolier, j'ai décidé de faire un test simple pour voir à quel point les résultats que nous obtenions du laboratoire étaient fiables. Après avoir extrait suffisamment d'huile d'un nouveau baril d'huile pour faire quatre échantillons, je les ai envoyés au laboratoire pour des tests.

Avant de séparer l'huile dans quatre bouteilles, j'ai soigneusement agité l'huile. Les résultats que j'ai obtenus étaient tous différents. Les décomptes de particules, la viscosité et les résultats des additifs étaient partout. J'ai effectué ce même test en qualifiant un laboratoire indépendant. J'ai choisi le laboratoire avec la meilleure répétabilité.

N'ayant toujours pas de budget pour travailler, j'ai élaboré une proposition qui nous permettrait de réaliser des tests en interne, ainsi que le soutien d'un laboratoire indépendant avec très peu d'investissement. J'ai comparé le coût d'un :

• Laboratoire interne complet avec tout l'équipement nécessaire
• Un laboratoire indépendant faisant tout le travail de laboratoire
• Notre système actuel prévoit le fait que nous passerions en revue nos échantillons gratuits au milieu de l'année

Ceux-ci se sont tous avérés très chers et ont tous été refusés par la direction. J'ai commencé à chercher des alternatives.

Lean équipement
Si je pouvais trouver un moyen de faire des tests en interne et n'utiliser un laboratoire externe que pour des échantillons très critiques et douteux, j'obtiendrais des données plus utiles à moindre coût. Les critères que j'ai définis pour mon équipement de test interne étaient la répétabilité, la facilité d'utilisation et la capacité d'effectuer des tests rapidement. La répétabilité serait le facteur le plus important. Savoir que chaque test était précis était un must. Les trois tests qui me paraissaient nécessaires pour avoir un programme interne efficace étaient la viscosité, le nombre de particules et l'eau.

Viscosité
La viscosité peut être mesurée à l'aide d'un visgage, un appareil portatif avec deux tubes contenant chacun une bille d'acier. L'un des tubes est rempli d'un fluide de référence; l'autre peut être rempli du fluide à tester. Après avoir incliné la jauge pour amener les billes à une extrémité, la jauge est maintenue à un angle de 45 degrés jusqu'à ce que l'une des billes atteigne l'extrémité de l'échelle de la jauge ; l'autre boule indiquera la viscosité du fluide.

Lors de l'envoi d'un échantillon au laboratoire, j'utilisais le visgage, enregistrais les données et les comparais avec les résultats des tests du laboratoire. J'ai été surpris de la précision du visgage avec un peu d'entraînement.

Figure 3. Deux visgages ont été achetés via une vente aux enchères en ligne - l'un en centistokes et l'autre en Saybolt secondes.

Test de patch
Après avoir lu un article sur les patch tests, j'ai décidé de déterminer quel équipement était nécessaire, quelle était la précision des tests et si les résultats étaient reproductibles. J'avais également besoin d'un moyen d'afficher les données de tendance dans le patch. J'ai trouvé un microscope sur Internet qui avait un appareil photo numérique connecté à un ordinateur personnel. Avec la pièce jointe de l'appareil photo, j'ai pu enregistrer les images de patch et suivre tout changement.

J'ai également trouvé qu'une lumière supérieure est nécessaire pour voir et identifier les particules sur le patch. Un petit aimant portatif déplacé à côté du microscope ferait danser les métaux ferreux. L'utilisation des lumières supérieure et inférieure et des lentilles 100 fois ou 400 fois permet d'identifier le type d'usure.

Avant de tester un échantillon, il doit être agité. J'ai découvert très tôt qu'une bonne agitation de l'échantillon faisait une grande différence dans la précision et la répétabilité des tests. J'ai évalué les prix des agitateurs commerciaux et les ai trouvés assez chers. Notre technologie de vibration a fabriqué une station d'entraînement aux vibrations à partir d'un réducteur mis au rebut et d'un vieux moteur. La sortie du réducteur tournait très lentement, attachant une roue pour tenir les bouteilles d'échantillons ; la rotation lente agitait les échantillons ainsi que tout agitateur vibrant.

Le patch test est devenu l'épine dorsale de mon programme. J'ai utilisé le patch pour vérifier l'échantillon pour la contamination, les débris d'usure et pour effectuer un comptage de particules rudimentaire. L'utilisation de l'image numérique pour stocker et suivre les données collectées a facilité la détection d'un changement dans l'état de l'équipement. Si quelque chose d'anormal est observé, l'échantillon peut être envoyé au laboratoire. Étant donné que le test de patch utilise si peu de l'échantillon, il en reste encore assez à envoyer à un laboratoire pour des tests et des analyses supplémentaires.

Il existe des atlas de tests de patch disponibles pour aider à identifier la contamination et les débris d'usure. Des images réelles des différents types de débris d'usure peuvent vous aider à identifier ce que vous voyez au microscope. Pour avoir une idée de l'estimation de la teneur en particules d'un fluide, j'enverrais l'échantillon au laboratoire et comparerais mon estimation à la réalité du laboratoire.

Figure 4.

J'ai trouvé deux méthodes pour faire des patchs. L'un consistait en un support de patch en forme d'entonnoir qui utilisait la gravité ou le vide pour faire passer le fluide à travers le patch. Cela a bien fonctionné mais a rencontré plusieurs problèmes :le temps, le nettoyage et l'exposition.

L'utilisation de la gravité pour faire passer le fluide à travers le patch a pris du temps et dépendait beaucoup de l'ajout de la bonne quantité de fluide diluant à l'échantillon pour le rendre suffisamment fin pour traverser le patch. Le nettoyage de l'entonnoir entre les tests nécessite non seulement du temps, mais peut également affecter l'échantillon suivant s'il reste des résidus. Le versement, le mélange et la durée d'exposition de l'échantillon à l'air peuvent affecter les résultats du patch.

La deuxième méthode, utilisant une seringue avec un clapet anti-retour à deux voies, a résolu tous les problèmes que j'avais avec la méthode de l'entonnoir. Avec le clapet anti-retour à deux voies, je peux aspirer la bonne quantité d'huile, puis diluer le liquide dans la seringue, ainsi que le pousser à travers le patch avec une exposition minimale à l'atmosphère. Le nettoyage de la seringue est très simple et rapide, en plus de purger rapidement tout le liquide et la contamination en utilisant la même méthode. Cela ne prend que quelques minutes pour créer un patch prêt à être analysé.

Figure 5. Cet agitateur de bouteilles a été construit en interne en utilisant des pièces mises au rebut.

Test d'humidité
Le test de l'huile pour l'eau peut également être simplement effectué en interne. L'eau dans les systèmes que je teste en interne n'est pas aussi critique que celles que j'envoie au laboratoire. Les petits réducteurs fonctionnant sous une charge normale peuvent gérer une petite quantité d'humidité sans trop de problèmes. Cependant, pour vérifier la fiabilité et m'assurer que l'humidité n'est pas un problème, j'utilise le test de craquement.

Quelques gouttes d'huile placées sur une plaque chauffante réglée à la bonne température vous permettront de vérifier rapidement la présence d'eau. Le fait d'avoir une loupe sur la plaque chauffante vous protège non seulement de l'huile chaude, mais vous donne également une meilleure vue du test. Je l'ai également utilisé dans des tests d'urgence pour notre équipement critique afin de détecter une fuite d'eau de refroidissement.

Le test interne
Un échantillon d'huile typique passerait par les étapes suivantes après la collecte :

Test visuel : Regardez la couleur et la clarté de l'huile. Pour cela, j'utilise uniquement des bouteilles transparentes. J'ai un rack d'échantillons d'huile neufs à portée de main pour la comparaison et enregistre tout changement de couleur. Une perte de clarté peut indiquer une contamination par l'eau, des particules d'usure, de la saleté ou une mauvaise huile de remplissage.

Test d'odorat : Cela peut révéler des problèmes de contamination, d'oxydation et de vernis. Des échantillons d'huile neuve sont également utiles pour ce test.

Viscosité : Utilisez le visgage pour tester la viscosité et enregistrez les données.

Test de craquement : Déposez quelques gouttes du visgage sur la plaque chauffante et vérifiez la présence d'eau dans l'huile.

Test de correctif : Produire un patch et analyser. Recherchez les métaux ferreux à l'aide d'un aimant et notez la quantité et la taille des particules. Recherchez et enregistrez la quantité d'autres contaminants sur le patch. Enregistrez l'image dans une base de données pour les tendances.

Rapport : C'est probablement l'une des parties les plus importantes du fonctionnement du programme. Les rapports sur les résultats et les réussites susciteront beaucoup d'intérêt pour le programme. Gardez les rapports courts et précis. Habituellement, seule la première page d'un rapport est lue, alors essayez de vous en tenir à une seule page et couvrez vos réussites. J'ai trouvé que l'envoi des rapports à la direction pour traitement aide à tenir tout le monde au courant du succès du programme.

Recommencer
Peu de temps après que tout fonctionne bien et que nous ayons acquis de l'expérience avec l'équipement, nous avons été fermés. Des problèmes de marché ont provoqué la fermeture, qui a duré 18 mois. Lorsque nous avons finalement été vendus, la moitié des techniciens de maintenance ne sont pas revenus. En septembre 2004, nous avons redémarré le moulin; et à ce jour, nous essayons toujours de doter notre service de maintenance de personnel. Encore une fois, je dois commencer à exagérer l'importance de l'analyse du pétrole à la direction.

Figure 6. Support de patch, valve à deux voies et seringue pour faire des patchs rapides et fiables

Trouver la bonne personne pour le poste est la clé du succès. Pour le faire fonctionner dans un environnement allégé, il faut quelqu'un de dévoué et passionné par le processus d'analyse de l'huile. Actuellement, je suis toujours à la recherche de la bonne personne pour occuper ce poste - quelqu'un qui est prêt à prendre en charge le stockage du pétrole, prendre en charge la mise en place de l'échantillonnage, des tests et des rapports ainsi que quelqu'un qui peut sortir des sentiers battus.

Figure 7. Plaque chauffante pour les tests de craquelure

À propos de l'auteur :
Dave Lander est le superviseur de l'entretien mécanique chez Clarion Boards Inc. à Lucinda, Pennsylvanie. Dave est un résident de longue date de Lucinda, une petite ville de l'ouest de la Pennsylvanie, située au cœur de l'industrie du bois de feuillus. Dave a passé 22 ans à travailler dans des scieries, où il en est venu à croire que la sciure de bois était un additif pour l'huile. Les 12 dernières années ont été consacrées à l'industrie des panneaux de fabrication de panneaux de fibres à densité moyenne chez Clarion Boards. Il possède une certification d'analyste de lubrifiants pour machines de niveau II par l'International Council for Machinery Lubrication et est membre bénévole du comité de rédaction de tests de l'ICML.