Données

Aug 02, 2023

Les installations de fabrication ont parcouru un long chemin dans la mesure et l'archivage des données de processus historiques. Malgré une solide collecte de données, de nombreuses installations n'utilisent pas pleinement ces informations dans le cadre de la maintenance. De l'identification des tendances à la prévision des pannes, les avantages d'une intégration correcte des données dans un programme de fiabilité des pompes sont cruciaux. Pour cette raison, il est important de comprendre les variables critiques qui contribuent à la défaillance de la pompe et les pièges potentiels qui peuvent empêcher une organisation de profiter des systèmes basés sur les données existants.

Les méthodes de maintenance traditionnelles reposent principalement sur des techniques mécaniques pour identifier la cause première de la défaillance et prescrire ce qui est nécessaire pour la révision de l'équipement. Des systèmes de données robustes ont été intégrés dans les systèmes de fabrication et sont utilisés pour optimiser les taux de production, les ajouts d'ingrédients et les réglages de la machine. Dans une moindre mesure, certains programmes de maintenance ont capitalisé sur des programmes axés sur les données. Il est difficile de dire pourquoi les procédures d'entretien des pompes modernes ont été lentes à s'imposer.

Cela dit, l'industrie a reconnu l'écart et la maintenance basée sur les données a été un sujet brûlant. Cela peut être écrasant avec toutes les méthodologies et systèmes analytiques largement définis, il est donc important de regarder au-delà des acronymes et de comprendre la physique derrière les pannes de pompe. Une mesure précise de la pression, de la température et du débit, associée à une connaissance du « où, quand et quoi », est essentielle pour comprendre les conditions perturbées et les problèmes de conception de processus. En surveillant ces paramètres et en identifiant les problèmes avant qu'ils ne conduisent à une panne, il est possible d'éviter les temps d'arrêt et de prolonger la durée de vie de l'équipement.

La pression est un paramètre fondamental dans de nombreux processus, et des variations peuvent indiquer un problème. Cependant, il est tout aussi essentiel de comprendre où chaque variable de pression est mesurée. Les mesures de pression sont généralement prises à différents points, tels que les côtés aspiration et refoulement, ainsi qu'à l'entrée et à la sortie du système. Les mesures de pression au niveau de l'aspiration et du refoulement de la pompe fournissent des informations sur les performances de la pompe, telles que le débit, la hauteur manométrique totale et le rendement. Les mesures à l'entrée et à la sortie du système fournissent des informations sur le système.

Le débit de la pompe est un autre paramètre essentiel pour prévoir, résoudre et dépanner les problèmes de fiabilité de la pompe. Un bon exemple est la mesure du débit par rotation par minute (rpm). Lorsqu'une pompe est installée, le débit à un régime donné est à sa valeur maximale. Au fur et à mesure que les composants internes s'usent, le débit par tr/min diminue. Comprendre les limites de la pompe et la vitesse du système peut permettre un programme de maintenance prédictive.

Le débit est également un outil efficace pour diagnostiquer les problèmes de pompe centrifuge. Lorsqu'il y a un écart par rapport à une courbe de performance, cela peut indiquer un problème d'aspiration ou une défaillance mécanique permanente. Par exemple, si la pression de refoulement est faible et que le débit est inférieur au débit prévu, cela peut indiquer que quelque chose ne va pas avec l'aspiration ou que la roue ou la volute est endommagée. Savoir qu'un débit est trop faible pour la pression donnée devrait être un signal d'alarme immédiat.

Une autre variable essentielle est la température. La température est utile pour les défaillances mécaniques et liées au processus. Voici des exemples d'indicateurs de température mécaniques :

En ce qui concerne l'analyse mécanique de la température, l'essentiel est que le frottement crée de la chaleur et constitue le principal facteur limitant de nombreux systèmes mécaniques. Il est important de comprendre et de mesurer les températures mécaniques lorsque cela est possible.

Les températures peuvent également expliquer les problèmes des systèmes de traitement. Par exemple:

OÙ : L'emplacement où les données sont mesurées dicte comment les données doivent être interprétées. Si un capteur de pression est situé en amont d'une vanne modulante, au plus près du refoulement d'une pompe centrifuge, alors la valeur de la pression serait inversement proportionnelle au débit (pression plus élevée = débit plus faible). Si la mesure de pression est en aval d'une vanne modulante et que toutes les autres variables sont maintenues constantes, la pression deviendrait alors directement proportionnelle. Le fait est que l'emplacement du même type de variable peut afficher des résultats opposés ou non corrélables selon l'endroit où l'information est mesurée.

QUAND : La corrélation temporelle est une condition préalable à identifier lors de la mesure des conditions perturbées. Cela peut sembler évident, mais peut devenir plus nuancé lorsque l'on considère la fréquence de collecte des données, la compensation des retards dans le contrôle des processus ou le lien de cause à effet.

QUOI : La compréhension des propriétés du fluide de procédé est primordiale pour comprendre les limites de l'application. Un bon exemple est de comprendre la pression de vapeur d'un fluide pour identifier les limites de température, de pression et de débit nécessaires pour éviter la cavitation. Imaginez qu'une brasserie décide de lancer un produit avec une concentration plus élevée d'éthanol. Des niveaux d'éthanol plus élevés peuvent entraîner une cavitation à des températures plus basses et des pressions plus élevées; par conséquent, de nouvelles limites doivent être établies pour éviter l'échec.

Le type de pompe à chaque emplacement est également critique. Revoyez l'exemple concernant l'endroit où la pression est mesurée. Si la même condition est vraie pour une pompe à déplacement positif avec un déplacement volumétrique de 100 %, la pression en amont ou en aval du papillon des gaz n'affecterait pas le débit. Cependant, la puissance continuerait d'augmenter à mesure que la pression en amont du papillon des gaz augmentait. La puissance serait inversement affectée sur la pompe volumétrique, car elle continuerait d'augmenter jusqu'à ce qu'une limite d'équipement soit atteinte. À l'inverse, une pompe centrifuge connaîtrait une consommation d'énergie inférieure à mesure que la pression augmentait.

Les variables secondaires telles que la viscosité, le pH, la conductivité, les solides en suspension, la consistance, la taille des particules et le pouvoir lubrifiant sont souvent négligées mais sont précieuses pour diagnostiquer et résoudre les problèmes de fiabilité des équipements. Ces variables fournissent une compréhension plus subjective du processus et peuvent donner un aperçu de la cause profonde des pannes d'équipement.

La conductivité, les solides en suspension, les solides dissous, la taille des particules et le pouvoir lubrifiant sont également précieux. La conductivité, par exemple, est une mesure de la capacité d'un liquide à conduire l'électricité et peut être utilisée pour détecter les impuretés dans le liquide. Les solides en suspension, les solides dissous et la taille des particules sont tous des indicateurs de l'état du liquide et peuvent être utilisés pour détecter les contaminants. La lubrification est un paramètre important dans les systèmes de lubrification et les composants mécaniques lubrifiés.

L'analyse des vibrations est un autre outil puissant utilisé pour diagnostiquer les problèmes. En mesurant les vibrations à divers endroits d'une pompe, il est possible de détecter des problèmes tels qu'un rotor déséquilibré, des arbres désalignés, des roulements usés et plus encore. En identifiant les problèmes à un stade précoce, l'analyse des vibrations peut aider à prévenir les temps d'arrêt et à prolonger la durée de vie de la pompe. En plus d'identifier des problèmes spécifiques, l'analyse des vibrations peut également être utilisée pour surveiller la santé de la pompe au fil du temps. En comparant les données de vibration à intervalles réguliers, il est possible de détecter des changements dans les niveaux de vibration de la pompe qui peuvent indiquer une panne imminente. L'analyse des vibrations est une méthode non invasive et économique pour diagnostiquer les problèmes de pompe. L'analyse des vibrations peut aider à garantir que les pompes fonctionnent à des performances optimales.

Les programmes de maintenance des pompes peuvent être considérablement améliorés en utilisant des données de processus en combinaison avec des techniques mécaniques solides. En exploitant les données de processus pour prévoir les pannes d'équipement et optimiser les calendriers de maintenance, les installations peuvent créer un programme de maintenance de niveau supérieur.

Jay Kelly est co-fondateur et vice-président du développement de produits chez Floco Process. Kelly a consacré sa carrière à la conception, à l'optimisation et à l'innovation de systèmes de gestion des fluides. Il peut être joint à [email protected] ou au 513-760-3244. Pour plus d'informations, visitez www.flocopro.com.