Prolongation de la durée de vie des roulements

Par Jay Alexander 

Un roulement montrant des signes d'usure après un fonctionnement prolongé dans une application industrielle lourde n'est pas nécessairement destiné à la ferraille. Au lieu de cela, ce roulement peut souvent être réparé - généralement plusieurs fois - ce qui lui permet d'avoir des cycles de vie supplémentaires.

Trop souvent, un roulement est mis au rebut sans que l'utilisateur se rende compte qu'il existe une option économique pour prolonger sa durée de vie. En utilisant les services de réparation de roulements, les directeurs d'usine et les techniciens peuvent considérablement augmenter la durée de vie du roulement tout en économisant jusqu'à 60 % du coût d'un nouveau roulement. Les services de réparation de roulements peuvent également remettre un roulement à des spécifications comme neuves en environ un tiers du temps qu'il faudrait pour se procurer un nouveau roulement, en fonction du niveau de service requis. De plus, un roulement réparé avec succès peut souvent réaliser deux cycles de vie ultérieurs ou plus qui sont comparables à son premier cycle de vie.

Avec des programmes de service de réparation de roulements offrant une valeur significative à la fois en termes de temps et de coût par rapport au remplacement des roulements, examinons comment déterminer si les services de réparation sont adaptés à vos opérations.

Pourquoi réparer au lieu de remplacer ?

Une grande variété de facteurs – charge, lubrification inadéquate, contamination, température, intervalles de maintenance, erreurs d'installation, etc. – contribuent à une usure prématurée qui fait que moins de 10 % des roulements utilisés dans les applications industrielles lourdes atteignent leur durée de vie théorique L10. La durée de vie théorique, ou durée de vie L10, est la durée pendant laquelle 10 % des roulements pour une application particulière risquent de tomber en panne en raison de la fatigue.

Malgré cette tendance à la défaillance prématurée, un roulement qui a traversé sa période initiale de « usure » ​​et atteint son premier cycle de vie est prêt pour un fonctionnement fiable et continu si un fournisseur qualifié répare le roulement

Les progrès dans la conception des roulements, la propreté de l'acier et les méthodes d'entretien et de réparation ont considérablement amélioré l'efficacité des réparations prolongeant la durée de vie des roulements. Une question courante est de savoir si un roulement réparé durera aussi longtemps qu'un nouveau. Des études indépendantes ont montré qu'un roulement correctement réparé effectuera un deuxième cycle de service comparable au premier. Il est souvent possible de réaliser jusqu'à deux cycles de service supplémentaires comparables avant que le roulement n'atteigne sa durée de vie théorique. Par conséquent, les utilisateurs qui ne profitent pas des services de réparation de roulements manquent probablement des années d'exploitation prolongée, ainsi que les économies pouvant atteindre 60 % que les services de réparation de roulements offrent.

Un programme de réparation de roulements de haute qualité peut aider à déterminer si et quand un roulement peut être réparé. Il peut également offrir une garantie sur le service. De plus, le programme utilisera des pièces de rechange comportant les mêmes matériaux et tolérances spécifiés par l'OEM, car elles ont déjà fait leurs preuves dans l'application.

Éligibilité à la réparation des roulements

La réparation des roulements est une option pour les applications lourdes sur tous les marchés industriels, y compris les métaux, le ciment, le pétrole et le gaz, l'exploitation minière, la production d'électricité, les pâtes et papiers, les agrégats et plus encore. Tous les types de roulements, y compris les roulements à rouleaux coniques, sphériques et cylindriques, les roulements à billes, les butées et les roulements à rouleaux croisés, peuvent être réparés quel que soit le fabricant d'origine. Cependant, la réparation n'est pas toujours la meilleure option pour un roulement endommagé.

Un fournisseur de services de réparation de roulements fiable peut aider les organisations à prendre la décision parfois difficile de savoir si la réparation est une option, ainsi que quelle option de réparation est la décision la plus économique et à long terme. Par exemple, si un roulement est trop usé, ce n'est pas un bon candidat pour la réparation, car il ne pourra pas être remis en état comme neuf. De plus, les roulements peuvent également devenir mal ronds en fonction de la rondeur de l'arbre ou du boîtier qui le supporte. En fonction de l'importance de cette condition de faux-rond, le roulement peut ne pas être envisagé pour une réparation.

Pour aider les prestataires de services à évaluer l'éligibilité à la réparation des roulements, il est essentiel que les organisations s'engagent dans des activités de surveillance et d'inspection régulières. Le personnel correctement formé et expérimenté impliqué dans les inspections de routine constitue la première ligne de défense. La détection précoce d'un problème via des contrôles de routine, une maintenance préventive et prédictive et une analyse des vibrations peut réduire les temps d'arrêt et les dépenses inutiles et aider à maximiser les avantages de la réparation des roulements.

Voici quelques signes révélateurs que les besoins de réparation sont imminents :

• Le roulement approche ou dépasse son espérance de vie suggérée

• Températures de fonctionnement supérieures à 200 °F

• Exposition à des vibrations excessives

• Changements soudains de lubrification et de températures

• Sons audibles excessifs pendant le fonctionnement

• Perte de l'intégrité du joint de roulement.

Le processus de réparation

Les produits renvoyés à un centre de service de réparation de roulements subissent un processus détaillé et documenté, du nettoyage à l'inspection finale et à l'emballage.

Tout d'abord, le roulement est soigneusement nettoyé. Ensuite, il est démonté, au cours duquel les techniciens de réparation enregistrent les informations sur les roulements et les jeux internes, marquant chaque composant avec des identifiants uniques.

Une inspection détaillée de tous les composants du roulement suit pour déterminer ce qui est nécessaire pour les remettre dans un état comme neuf. L'inspection recherche des problèmes ou des dommages majeurs, tels que des fractures, un écaillage majeur ou un bleuissement dû à des dommages causés par la chaleur, car ces problèmes indiquent que le roulement peut ne pas être éligible pour une réparation. De plus, les techniciens mesurent l'alésage et le diamètre extérieur (D.E.) du roulement, ainsi que la rondeur des principaux composants de la course pour déterminer si les réparations sont réalisables et, le cas échéant, la méthode de réparation appropriée.

Les méthodes de réparation des roulements se répartissent en trois niveaux de service généraux en fonction de l'étendue des dommages :

• Type 1 – Recertification :Lors de la recertification, les ensembles de roulements sont nettoyés, examinés, mesurés pour la vérification des jeux internes, et conservés et emballés pour un stockage et un transport à long terme. Ce processus est souvent effectué sur des produits inutilisés avec des durées de conservation obsolètes afin qu'ils soient à nouveau disponibles pour une utilisation.

• Type 2 – Reconditionnement :lors du reconditionnement, les ensembles de roulements sont nettoyés, examinés, polis, mesurés, conservés et emballés.

• Type 3 – Remise à neuf :lors de la remise à neuf, les roulements sont nettoyés et examinés, les chemins de roulement et les nervures sont rectifiés, de nouveaux rouleaux et autres composants sont fabriqués selon les besoins et les jeux internes sont réinitialisés avant que le produit ne soit conservé et emballé. Souvent, le réaffûtage des chemins de roulement nécessitera la fabrication de rouleaux surdimensionnés pour maintenir la géométrie des roulements et le jeu dans les roulements où le jeu radial interne est maintenu de manière critique. Dans les cas où le jeu latéral est maintenu, des rouleaux surdimensionnés, de nouvelles entretoises ou des cales supplémentaires seraient fournis.

Les niveaux de réparation ci-dessus sont traditionnellement adaptés aux roulements avec un diamètre de 12 pouces. diamètre intérieur (D.I.) et plus. Cependant, une autre option de service - la récupération - existe pour les roulements aussi petits que 3 pouces de diamètre intérieur, permettant aux roulements plus petits qui seraient généralement mis au rebut d'être remis en service. Lorsqu'ils sont manipulés en grandes quantités, les roulements de 3 à 8 pouces peuvent être récupérés à une fraction du coût d'achat de nouveaux roulements. Pendant la récupération, les composants sont polis à l'aide d'un processus vibratoire exclusif qui remet les roulements usagés à l'état neuf.

De plus, les utilisateurs finaux peuvent utiliser le processus de réparation pour modifier les ensembles de roulements existants. Les services de modification peuvent ajouter des fonctionnalités spéciales qui améliorent les performances, facilitent les mises à niveau pour des applications spéciales et permettent des mises à niveau des conceptions de produits actuelles.

L'objectif d'un fournisseur de services de réparation de roulements est de produire un devis et un rapport d'inspection initial dès que possible, mais il s'agit généralement d'un processus d'une à deux semaines. Le délai d'exécution du reconditionnement peut être aussi court que deux à quatre semaines, selon le besoin, la complexité et la taille du produit, ainsi que le niveau de dommages. Le délai d'exécution typique pour la récupération des roulements plus petits est de quatre à six semaines selon la taille de la commande. Le temps de processus typique pour la remise à neuf est de l'ordre de huit à 14 semaines en fonction de l'étendue des travaux requis.

Selon les capacités de l'installation et le niveau de dommages, certaines réparations peuvent être effectuées sur site en utilisant le personnel existant ou le personnel de service d'un fabricant de roulements. En général, les programmes sur site sont adaptés aux processus de recertification ou de reconditionnement, et non à la refabrication.

L'équipement, l'outillage et les connaissances nécessaires à la remise à neuf des roulements nécessitent un investissement et un engagement substantiels. Un fournisseur de réparation de roulements qualifié effectuera des réparations importantes et fabriquera des pièces de rechange sur les mêmes types d'équipement qui seraient utilisés pour fabriquer de nouveaux roulements.

Types de dommages

Les types de dommages découverts lors de la réparation des roulements varient considérablement. Les dommages peuvent être évidents sous la forme de corrosion visible, d'éraflures, de taches et de bosses. Ou, il peut être à peine perceptible, comme de fines fissures ou fractures qui indiquent le potentiel de dommages plus graves.

Les dommages typiques des roulements entrent dans les catégories suivantes :

• Dommages chimiques :mordançage, taches, piqûres de corrosion, rouille ou corrosion de contact

• Dommages thermiques :décoloration ou gerces • Dommages électriques :brûlures, cannelures ou piqûres

• Dommages mécaniques :écaillage de fatigue, fissures, écaillage, fractures, entailles, pelage ou maculage, brinelling, indentation, rayure, usure abrasive, dommages à l'installation, désalignement ou défaillance de la lubrification.

La plupart des manuels de ressources décrivent les types de dommages et proposent des méthodes pour aider à éliminer leurs causes. Cependant, les manuels de référence omettent souvent de mentionner qu'à l'exception des dommages causés par la chaleur de la torche, des écaillages extrêmes, des fractures et des gravures importantes, la plupart des dommages sont réparables. Par conséquent, il est recommandé de contacter un technicien d'entretien des roulements pour évaluer les dommages et déterminer la faisabilité d'une réparation.

Limites de réparation

Bien que la réparation des roulements se soit avérée une solution rentable, comme tout service, elle est soumise à des limitations.

Les roulements peuvent être réparés, souvent plusieurs fois, mais pas indéfiniment. Une règle de base est de ne pas réaffûter les roulements plus de trois fois. Le réaffûtage enlève le matériau de surface, il est donc préférable de minimiser la quantité enlevée pour réduire les risques associés à la modification de l'intégrité de conception du roulement. Les normes de la société Timken suggèrent un enlèvement de matière maximum sur n'importe quelle course de 0,025 po de diamètre, ainsi que des tailles de rouleaux ne dépassant pas 0,015 po de diamètre par rapport à la taille standard du fabricant d'équipement d'origine.

Une fois entièrement restaurés, les roulements réparés offrent des performances comme neuves. Cependant, toutes les options de réparation ne traitent pas tous les types de dommages. Par exemple, le polissage n'est pas efficace pour éliminer les empreintes de débris ou l'usure. Si de tels dommages ne sont pas réparés, un roulement poli ne fournira pas des performances comme neuves.

Il est préférable de déterminer la cause, l'étendue et la réparation suggérée des dommages en consultant un représentant du fabricant de roulements et/ou un ingénieur d'application. Il est également important que toute réparation de roulement soit effectuée par un personnel correctement formé et expérimenté, car des réparations inutiles ou inadéquates peuvent entraîner des dommages supplémentaires et une durée de vie limitée des roulements. De plus, un équipement approprié est nécessaire pour s'assurer que les dommages ont été examinés et correctement supprimés.

Maximiser la valeur

Pour maximiser la valeur des réparations, envisagez d'utiliser le processus de réparation des roulements comme outil de dépannage pour minimiser les dommages futurs aux roulements. Prendre des mesures correctives peut améliorer la probabilité de se rapprocher de la durée de vie L10 du roulement.

La planification du moment de retirer les roulements du service pour le reconditionnement peut grandement améliorer la valeur totale du cycle de vie des roulements. S'ils sont retirés du service trop tôt, les roulements ne sont pas utilisés à leur plein potentiel. Laisser les roulements en service trop longtemps augmente le risque qu'ils dépassent le point de réparation économique. Opérer quelque part entre ces deux conditions peut optimiser les économies de coûts.

Un bon rapport d'inspection des roulements est une première étape intelligente pour essayer de résoudre les problèmes de performances. Par exemple, si le rapport détaille des taches noires et de la rouille sur les pistes, la cause probable est une infiltration d'eau. Si les chemins de roulement présentent une usure abrasive, des corps étrangers ont probablement pénétré dans le roulement. Dans les deux cas, les joints des roulements sont probablement à l'origine du problème. L'action corrective consiste à enquêter sur les joints et à améliorer leur maintenance et/ou à les reconcevoir pour minimiser la contamination des roulements.

Choisir la réparation des roulements

Lorsqu'un roulement est endommagé, l'ensemble de l'opération en souffre, ce qui entraîne des coûts supplémentaires, des programmes de travail de maintenance allongés, des temps d'arrêt inutiles et des délais de livraison prolongés aux clients finaux. Pour réduire ces circonstances indésirables, la réparation des roulements offre une option rapide et économique pour prolonger la durée de vie d'un roulement le long de sa ligne de vie théorique. Un programme de réparation de roulements de qualité peut entraîner des économies de temps et d'argent considérables par rapport à la mise au rebut des roulements usés et à l'achat de nouveaux.

 Jay Alexander est directeur général de Timken Industrial Bearing Services – Amérique du Nord. Pour plus d'informations, utilisez le lien ci-dessous. http://bit.ly/MRO701Apr15.