Accueil Blogues Mark Williamson Le système préventif d’entretien avec RCI (retour sur capital investi) de 8 mois

Le système préventif d’entretien avec RCI (retour sur capital investi) de 8 mois

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Le service d'entretien et celui des opérations se partagent les responsabilités d'analyse, de décision et d'action.

Plusieurs usines sont actuellement en phase d'évolution de l'entretien, passant d'un entretien essentiellement correctif à une philosophie proactive où, avec raison, le service est effectué de façon à prévenir les défaillances. Quand une usine d'empaquetage de produits liquides a été refaite, il a été décidé d'améliorer la machinerie, la capacité d'analyse du comportement de la machine et de faciliter le travail du personnel de production ainsi que celui d'entretien. La capacité de surveillance supplémentaire était nécessaire de toutes façons car la machine reconditionnée était beaucoup plus complexe à cause de l'addition de trois postes d'enduction.

Critères de sélection

Un nouveau système d'analyse d'état et de comportement machine a été fourni pour qu'il soit disponible au moment de la mise en route de la machine. Les données en ligne aideraient à la mise au point, au réglage de la vitesse et des paramètres afin d'éviter les fréquences de résonance critiques.

Trois critères principaux ont été considérés lors de l'étude du choix des fournisseurs :

  • Facilité d'utilisation. Doit être intuitif et facile d'emploi. Le système de type Windows est bien connu et de navigation facile.
  • Les méthodes d'alarme doivent être simples et suffisamment claires pour qu'un personnel non initié, comme un opérateur de machine à papier, puisse détecter un problème et alerter le personnel d'entretien.
  • Le système doit pouvoir isoler la cause exacte d'un problème de vibration dans une installation complexe comme une presse ou une calendre à multiples lignes de contact.

Le système d'analyse possède 300 points de surveillance, depuis l'alimentation de la pâte jusqu'à l'enrouleuse. Il y a trois terminaux de type PC - un dans la salle de contrôle de la section humide, un autre au bureau d'entretien et le troisième dans le bureau du chef d'équipe. Le terminal de la salle de contrôle est relié au serveur du système de base de données par l'entremise de câbles optiques. Les deux autres sont branchés au réseau de données de l'entreprise. Tout le système est accessible à partir du bureau du fournisseur pour la mise à jour des logiciels ou pour la maintenance à distance.

Utilisateurs profanes

Le nouveau système décrit permet à des personnes non expertes de déceler un problème potentiel. Un signal d'alarme est d'abord repéré dans un groupe particulier de la machine, par exemple la section du pressage, puis il est précisé graphiquement à un certain rouleau, un certain roulement ou tout autre partie de la machine. Sur le même écran, l'utilisateur peut voir l'évolution chronologique ainsi que d'autres détails qui indiquent la gravité de la situation. Par exemple, des pastilles d'identification peuvent montrer clairement les ondulations ou d'autres problème de cintrage des rouleaux.

Après le premier constat de la nature du problème, un spécialiste de l'entretien peut alors examiner la situation de façon plus précise à l'aide d'une analyse spectrale ou tout autre outil d'analyse. L'écran de l'appareil est montré à la figure 1.


Figure 1 : L'utilisateur situe le problème de vibrations d'une composante spécifique. Cet écran montre les signaux d'algorithme  STA, les spectres et les pastilles du rouleau inférieur de la  troisième presse. Les vibrations des lignes de contact peuvent  être également indiquées en pressant les boutons bleus.

L'analyse STA fait ressortir les causes premières

Dans une machinerie complexe où tout est en vibration, rechercher la cause première d'un problème est très difficile. Mais avec l'analyse STA, on peut en trouver la source. Quand une calendre, une section de pressage ou d'autres sections de rouleaux ou de machine à multiples lignes de contact se mettent à vibrer, tous les rouleaux peuvent entrer en résonance de façon importante. Si un rouleau est ondulé ou cintré, il fait vibrer les rouleaux adjacents et les vibrations se propageront. L'analyse STA sert à déterminer quel rouleau est à l'origine du problème de vibration. Un capteur magnétique rotatif servant de déclencheur collecte et classe de nombreux signaux. Toutes les fréquences de vibration qui ne sont pas spécifiques à la période de rotation du rouleau sont éliminées. Le signal restant et ses fréquences caractéristiques est particulier à ce rouleau. De cette façon, un rouleau qui a besoin d'être réalésé peut être facilement identifié et remplacé.

Les caractéristiques de l'analyse STA ont été utilisées efficacement à l'usine, en particulier pour détecter des ondulations aux garnitures des rouleaux de pressage. Les pastilles STA sont un bon outil pour visualiser les problèmes. Une fois le problème et sa sévérité identifiés, le rouleau est mis en priorité de remplacement et d'alésage avant que la qualité du papier puisse en souffrir ou avant qu'une pièce ne se brise. Les tendances des vibrations de rouleaux et les spectres sont compilés dans le système de données afin de fournir l'historique des pannes au cours de plusieurs réalésages. La figure 2 montre comment l'analyse STA identifie les ondulations de rouleaux.


Figure 2 : Un rouleau inférieur de la troisièmepresse montrait de sévères ondulations àl'analyse STA de la pastille.

Analyse des pulsations à la préparation de la composition de fabrication

En plus des rouleaux, des lignes de contact et des roulements, la section de préparation de la composition de fabrication est surveillée pour les vibrations et pulsations. Par exemple, les pulsations d'une caisse d'entrée peuvent être reliées aux vibrations des pompes de mélange ou des classeurs. Dans ce cas ci, on a réussi à éviter des problèmes de qualité du papier plus sérieux. L'encrassement du rotor de la pompe de mélange a pu être relié directement aux pulsations de la caisse d'entrée. Cette pulsation pouvait se voir dans la qualité du papier mais était encore tolérable et le rotor a été nettoyé durant un arrêt de routine. Ignorer le problème n'aurait fait que l'augmenter et aurait causé des dommages plus importants à la qualité du papier et éventuellement aurait mené à un arrêt non prévu de la machine. La figure 3 montre l'écran de l'utilisateur pour l'analyse de la composition de fabrication.


Figure 3 : Les pulsations crées par les classeurset les pompes de mélange peuvent être déceléeset faire l'objet d'une alarme. Ces  pulsations peuvent influencer laqualité du papier.

Le personnel d'opération et celui d'entretien travaillent de concert

Le programme d'entretien préventif a pour but d'éliminer les pannes et les ralentissements de production. Le personnel d'opération prévient le coordonnateur du service d'entretien de toute situation anormale et des alertes durant les week-ends ou la nuit. Le spécialiste au service d'entretien peut alors analyser l'information en détail et déterminer si le problème est urgent ou s'il peut attendre le prochain arrêt de routine prévu au calendrier. Si le problème est assez sévère, on émettra un bon de travail au personnel d'entretien de l'usine.

La culture de l'entretien préventif est partagée par le personnel d'opération et celui d'entretien. Le personnel d'opération fait confiance au jugement des spécialistes de l'entretien. Leur jugement est confirmé par les informations fournies par le système en ligne.

Les renseignements sur l'état de la machinerie font l'objet de discussions aux réunions du matin. Parfois, les vibrations de la machine peuvent être réduites en modifiant la tension de feutres ou des poids sur les pinces. Dans de rares cas, la vitesse de la machine peut être réduite pour éviter des problèmes avant le prochain arrêt prévu.

À cause des nombreuses possibilités de défaillances, le personnel de l'usine est très conscient des situations anormales lors des analyses de comportement. Ceci concerne également le système de lubrification qui, à cause de mauvais réglages ou de drains encrassés, peut amener des roulements à tourner à sec. L'usine a des exemples de cas où l'entretien a été correctement planifié et les pannes ont été évitées grâce à un diagnostique précoce de l'état de la machine. La figure 4 montre comment on a détecté une avarie à un chemin de roulement extérieur. Il y a également des indications de l'état de la machine à papier qui aurait pu amener des dommages. Ceci pouvait être détecté seulement par le système en ligne.


Figure 4 : Un dommage au roulement du cylindre de séchage indiqué ici a été détecté  avant qu'il ne brise. L'avarie au chemin de roulement extérieur est identifiée par une analyse spectrale appelée analyse enveloppe.

Nécessité du repérage

L'usine enregistre la nature des entretiens prévus à partir des renseignements obtenus par le système en ligne. Ces entretiens sont basés sur des informations très précises – pas à cause de pannes. Si ces problèmes n'étaient détectés à l'avance, le temps perdu pour les réparer serait de quatre à cinq fois plus long. D'une façon conservatrice, le retour sur le capital investi a été calculé à 8 mois. Les périodes d'arrêt ont été réduites grâce à une meilleure identification des besoins d'entretien.

Les écrans vidéo et les images ont été gracieusement fournis par Metso.


 
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