Surveillance sûre de la robinetterie industrielle.
Là où elles sont utilisées, les conditions sont généralement assez rudes : les robinetteries industrielles de la société Stahl-Armaturen PERSTA GmbH, Warstein, travaillent depuis maintenant 70 ans dans la chimie et la pétrochimie, dans les usines d'incinération des déchets, dans les centrales électriques conventionnelles et nucléaires. Les pannes entraînent souvent des temps d'arrêt coûteux pour des installations de production entières ou mettent en danger l'homme et l'environnement.
En revanche, PERSTA a développé le "Smart Valve Monitoring System" pour surveiller l'état des installations. L'objectif est d'enregistrer en permanence l'état des composants de l'installation et d'en déduire des tendances pour la maintenance prédictive. Mais une telle surveillance représente un défi. Les vannes sont en général des éléments électromécaniques relativement simples qui ne sont pas facilement accessibles à une surveillance électronique par des capteurs. Alex Martens, responsable de l'innovation chez PERSTA et qui a participé de manière déterminante au développement du système, explique l'importance qu'ils revêtent : Nous fabriquons des vannes industrielles avec des diamètres nominaux allant jusqu'à 800 mm et des prix unitaires pouvant atteindre un million d'euros. Les délais de fabrication de telles pièces uniques peuvent aller jusqu'à un an. Ces robinets ne doivent jamais tomber en panne.
Quatre domaines de surveillance se sont dégagés
Martens poursuit : "Nos essais sur le terrain et notre expérience ont montré que quatre problèmes surviennent le plus souvent ? Ce sont les suivants : La dureté de fonctionnement de la vanne due à l'usure des composants d'actionnement et du joint de tige, la fuite de la garniture de presse-étoupe due à l'usure ou à la détérioration, la fuite dans le siège de la vanne due à l'usure ou à la détérioration des surfaces d'étanchéité et les pertes de vapeur dues au déclenchement du dispositif de sécurité contre la rupture du boîtier.
L'équipe en a déduit quatre domaines de surveillance, qui sont surveillés par différents capteurs et méthodes : L'entraînement, le joint de tige, le siège de la vanne et la protection contre la rupture du boîtier. Pour l'entraînement, ce sont surtout la position et le couple qui permettent de tirer des conclusions sur l'état. La force de précontrainte et les fuites indiquent l'état du joint de tige. Le siège de la vanne ne doit pas non plus présenter de fuite. Le déclenchement du dispositif de sécurité contre la rupture du boîtier doit être signalé immédiatement. Le facteur le plus important lors de la surveillance de la robinetterie est toutefois le siège de la vanne, "car il est déterminant pour le bon fonctionnement", explique Martens.
La technique de mesure intelligente réalise la surveillance d'état
La technique de mesure pour la mise en œuvre de la surveillance de l'état est fournie par optiMEAS GmbH de Friedrichsdorf. Nous enregistrons et traitons les données fournies par les capteurs à chaque mouvement de la vanne à l'aide de nos appareils smartPRO", explique le Dr Jens-Achim Kessel, responsable de l'automatisation, de la technique de régulation et des produits logiciels standard chez optiMEAS. PERSTA fournit à cet effet les algorithmes pour la surveillance.
Dr Kessel : "Si les valeurs mesurées sortent d'une fourchette prédéfinie, nous déclenchons une alarme suffisamment tôt pour qu'il reste suffisamment de temps pour une réaction planifiée et calculable". Et Alex Martens d'ajouter : "Nous pouvons tirer des conclusions concrètes de l'observation des tendances pour savoir quand une maintenance est nécessaire, quelle pièce de la robinetterie est défectueuse ou s'il y a une erreur de manipulation ? Le système est entièrement autonome. L'évaluation se fait sur place, au niveau de la vanne, et une intégration dans une salle de contrôle centrale, généralement très coûteuse, n'est pas nécessaire", explique le Dr Kessel.
L'avantage : l'utilisateur peut intégrer le système, mais aussi l'utiliser indépendamment. Il convient donc aussi bien aux nouvelles installations qu'à l'extension d'installations existantes et peut donc être utilisé pour de nombreuses vannes sur le marché", explique Alex Martens. Alex Martens, expert de PERSTA, est convaincu que la fonctionnalité du Smart Valve Monitoring System peut en principe être utilisée pour de nombreux composants sur le terrain. Il est par exemple envisageable d'utiliser une solution de téléphonie mobile dans les stations de pipeline.