La Maintenance Conditionnelle à Gueugnon Les métiers de la maintenance conditionnelle. L analyse vibratoire. La gestion de la lubrification. La thermographie; son matériel, ses applications. Les moyens. L exploitations des données enregistrées (indicateurs, statistiques, historiques). L organisation. Des projets.
METROLOGIE 3D LA MEDECINE ET MAINTENANCE THERMO IR N D T Autospectrum(Pal7RH) - Input Working : Input : Multi-buffer 1 : FFT Analyzer [m/s] 8m Analyse d huile 4m 0 700 600 500 400 300 100 200 300 400 500 600 700 800 [Hz] 0 200 100 VIBRATIONS [s] (Time) Le principe de ce type de maintenance est de suivre périodiquement l évolution d un ou de plusieurs paramètres susceptibles d évoluer en fonction de la dégradation d une ou de plusieurs pièces de la machine à laquelle ils appartiennent.
Analyses vibratoire Analyses de thermographie Analyses des lubrifiants La politique de maintenance à Ugine & ALZ est basée sur la TPM. Un des supports de la maintenance planifiée, le Pilier 3, est la maintenance prédictive qui consiste à intervenir à condition que certains paramètres aient atteint un seuil d alerte. A Gueugnon nous effectuons de manière régulière des analyses sur trois domaines qui sont l analyse vibratoire, la gestion de la lubrification ( du graissage et des analyses des huiles) et la thermographie. Avec un technicien par métier principalement formé sur le terrain nous n avons réellement commencé à compiler des références sur les outils qu a partir de l été 2001, et début 2003 pour la thermographie. La Maintenance Conditionnelle n est pas encore une priorité, les réflexes sont plutôt curatifs avec un bon service dépannage. La maintenance conditionnelle «pèse» environ 1% de la maintenance de l usine. Peu d investissement dans le développement et la veille technologique.
Couverture de trois métiers par les techniciens de Maintenance Conditionnelle Jean Luc SZYMCZYKOWSKI responsable de la section. Gilles EMORINE technicien d analyse vibratoire. Jacques REYMANN technicien pour la thermographie. Frédérique DUPERRIER en charge de la gestion de la lubrification. COMPETENCES Cela nécessite une connaissance technique dans chaque domaine. Une maîtrise des technologies mises en œuvre. Une expérience du terrain. D être un expert reconnu par ses clients. De maîtriser les moyens techniques mis à disposition. TECHNIQUES HISTORIQUES
Pourquoi une maintenance conditionnelle? Pour éviter la casse entre deux arrêts afin de diminuer les coûts de maintenance et le manque à gagner avec des arrêts de production. Prolonger l intervalle entre deux arrêts programmés. Diminuer la durée de l intervention. Avoir un meilleur suivi de l état de la machine et de ses composants. Limiter la gravité des dégradations. Maîtriser l outil de production en visant le «zéro panne». Passer du préventif base sur le temps (coût élevé) ou du curatif (coût encore plus élevé) au préventif sous condition. Intervenir au moment le plus optimal et opportun.
HISTOIRE Il y a 30 ans! Autospectrum(Pal7RH) - Input Working : Input : Multi-buffer 1 : FFT Analyzer Aujourd hui [m/s] 8m 4m 0 700 600 500 400 300 200 100 100 200 300 400 500 600 700 800 [Hz] 0 [s] (Time)
L analyse vibratoire A Gueugnon les échéances des prises de mesures sont définies avec : D une part une évaluation du caractère stratégique des outils sur le site. D autre part un nombre d interventions par an fixé selon l importance de la machine et la fréquence des anomalies rencontrées.
Grille d'évaluation du caractère stratégique des outils Grille d évaluation du caractère stratégique des outils NATURE Eléments d'appréciation R D 0 7 G D 0 9 T S 0 6 T S 0 4 R D 1 0 T S 0 3 R B 0 8 R B 1 1 P S 0 1 S P 0 3 T S 0 5 T S 0 2 L R 0 8 R B 0 6 2 3 8 6 10 5 13 14 15 17 7 4 27 12 21 34 9 11 18 20 28 24 36 37 19 23 35 PRODUCTION Taux d'utilisation 4 4 8 8 2 8 4 4 4 4 4 4 4 2 2 4 4 2 4 4 4 4 4 2 2 4 4 Incidence sur d'autres outils 4 4 4 2 2 2 2 2 4 4 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 Fréquence des pannes 4 4 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 4 1 2 1 1 1 1 2 4 2 1 1 2 2 1 Temps d'arrêts sur pannes 4 4 4 4 4 2 2 2 2 2 4 4 4 2 4 4 1 2 1 2 4 4 4 4 2 2 1 QUALITE Contribution à la qualité des produits 8 8 8 8 4 8 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 8 4 8 4 4 4 4 4 4 4 4 Incidence qualité de la défaillance 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2 1 4 1 1 4 4 4 1 1 1 1 1 1 1 1 Variabilité de la qualité de l'outil 4 4 4 4 4 4 2 2 2 2 4 4 1 2 1 1 4 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 COUTS Coût total du curatif 4 4 4 4 4 2 1 1 2 2 2 2 2 2 4 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 1 Energie consommée 4 1 1 1 4 1 4 4 1 1 1 1 1 4 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Pertes de production 4 4 2 2 4 1 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 DELAIS Proximité du processus final 1 1 1 1 2 1 2 2 2 2 1 1 4 2 4 4 1 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 Solution de rechange sur un autre outil 4 4 2 2 4 2 4 2 4 4 2 2 4 1 4 4 1 1 1 4 1 1 2 4 4 1 4 SECURITE Risque d'accident pour personnel dépannage 4 4 2 2 4 2 4 4 2 2 2 2 1 4 1 2 1 4 1 1 1 1 1 2 1 1 1 Risque d'incendie ou de pollution 2 2 4 4 2 4 2 2 1 1 4 4 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Total des points 55 52 50 48 46 43 38 36 35 35 34 34 34 33 32 32 31 31 30 30 30 29 28 28 26 26 26 Classement 1 2 3 4 5 6 8 9 9 9 11 11 11 14 15 15 17 17 19 19 19 22 23 23 25 25 25 Classement stratégique* AA AA A A A A A A A A B B B B B B B B B B B B C C C C C L D 0 2 L C 1 2 - L E F 0 1 R B 0 3 R e c tif T S L C 1 0 R e c tif S P L R 1 1 L R 1 4 L D 0 4 L D 0 1 L C 0 9 L R 1 6 L D 0 3 Classement stratégique Code Nbre % Points>=51 A A 2 5% 35=<Points<51 A 8 22% 29=<Points<35 B 12 32% Points<29 C 15 41% 37
L analyse vibratoire amplitude DANGER % 120 «Éliminer les causes de pertes» Probabilité de manquer une dégradation en fonction du nombre de périodicités de retard 100 ALARME 80 60 BON time 40 20 Périodicité de mesures 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Nb Périodicités TAUX DE COUVERTURE (Respect échéancier) La mesure vibratoire, point essentiel de la maintenance conditionnelle, est certainement la spécialité la plus complexe à mettre en place et à analyser. Elle demande beaucoup d énergie et de temps pour en mesurer l efficacité. La cellule MC fait des inspections des équipements sensibles sur actuellement environ 850 machines. Nous devons croiser les fréquences de pannes avec les fréquences de contrôles pour optimiser nos prises de mesures. Mais il est très difficile de centraliser tous ce qui se passe sur chaque machines et de fixer les seuils les plus pertinents sur chaque machines. Les contrôles sont déterminés avec les techniciens «fiabiliste» de chaque outils et en fonction du classement des outils. 1 PANNE 10 en DANGER 100 en ALARME 850 MACHINES SUIVIES Une fois le programme établi, trop de retard dans le respect de l échéancier = TROP DE RISQUES PRIS.
Le Matériel d analyse vibratoire
XMS de chez B&K
Décision de changer le roulement
Quelques faits marquants de l année 2004 pour la cellule vibratoire Machines Causes Conséquences Gains RB08 sécheur Niveau balourd en forte progression 14h d arrêt de l outil pour dépannage 24564 RD07 ventilateur four Roulement palier coté turbine Marche dégradée 20% pendant 6h 1200 RD07 Cabine 0 Turbine 1 Moteur niveau vibratoire élevé Arrêt cabine 0, marche dégradée 20% de 16h 3200 LGD09 pompe brosseuse 4 Balourd en forte évolution Arrêt de production pendant 4 h 3200 SP03 Rouleau de renvoi B2 Défaut de roulements Remplacement de rouleau- 8 h d arrêt 1648 RD10 Turbine soufflage 2 Défaut de roulements Marche dégradée ou arrêt de 8h pour intervention 31495 RB08 Jet Cooler 13188 et 89 Dégradation de roulements Si 2 jet HS; marche dégradée et risque de brûlure des rlx sas arrêt de production de 30h 52636 TS06 Rouleau déflecteur B1 Évolution défauts roulements Arrêt de production de 8h pour remplacement 7624 TS06 Rouleau déflecteur B2 Évolution défauts roulements Arrêt de production de 8h pour remplacement 7624 RB11 Refroidisseur Est Zone 1 Vibration accouplement Arrêt de 14h, remplacement roulnts et alignement 26929 RD10 pompe brosseuse 6 Balourd élevé Arrêt de 6h pour le remplacement de la pompe 23621 GD09 Dépoussiérage Vibration importante 4h de Reprise d alignement poulies et fixations 3200 RB08 3 Jet Cooler Défauts de roulements Si 2 jet HS; marche dégradée et risque de brûlure des rlx sas arrêt de production de 30h 52636 RB11 Sécheur 2 Défaut roulement coté turbine 8 h d arrêt pour le remplacement 15388 TS05 Rouleau déflecteur B2 Vibration palier coté opérateur Arrêt de production de 8h 3899 258 864
Quelques faits marquants de l année 2005 pour la cellule vibratoire Machines Causes Conséquences Gains TS06 Pompe BP 6 Défaut de roulement Prix de la réparation aurait été amplifiée, voir l achat d une pompe neuve. TS04 pompe HP10 Défaut de roulement Prix de la réparation aurait été amplifiée, voir l achat d une pompe neuve. LGD09 Grenaillage Turbine 7 Déséquilibre important Arrêt de la cabine implique une marche dégradée -20%. Un dépannage engendre 16h d arrêt. LGD09 Grenaillage ventils Déséquilibre de turbine Si 1 ventilateur est arrêté la marche est dégradée de 20%, si 2 l arrêt de production est de 8h 45700 45700 12800 6400 LGD09 Génératrice du BS1 Défaut de roulement Arrêt de production de 8 h 6400 LRD07 Ventil de dépoussiérage Défaut de roulement Arrêt de production de 8 h 8000 LRB06 GH entrée pompe Défaut de roulement Arrêt de production d un poste ( 8 h) 10200 LRB11 Sécheur 1 Défaut de roulement Arrêt de production de 14h 26900 LRB11 Sécheur 2 Défaut de roulement Arrêt de production de 14h 26900 LRB08 Sécheur de sortie Défaut de roulement Arrêt de 14h 24500 LRB11 réducteur Top Roll usure roulements en évolution Arrêt de production d environ 14h 26900 LRD10 ventil refroidisseur 2 Palier coté accouplement Arrêt de production de 16 h 48000 LRB8 Four ventil aspiration gaz Vibration de la turbine Arrêt de 16h 28000 LRB8 Jet cooler n 12338 Balourd moteur Avec 2 jet s à l arrêt marche dégradée et risque de brulure de sas et rouleaux si + arrêt de production de 30h 52600 369 000
La gestion de la lubrification (principalement prestée) Gestion de la lubrification avec une base de données de plus de 11840 points de graissage suivi avec le logiciel MCS 2000 développé par Mobil. Optimisation et mise à jour permanente du plan de graissage. Conseils et assistance technique de spécialistes sur les usures mécaniques d équipements sensibles. Aider et sensibiliser les secteurs à la chasse aux pertes sur nos consommations excessives en appoints d huile. Programmation et réalisation d une partie des analyses, d environ 400 échantillons d huiles par an. Nous avons mis en place un plan analytique adapté a l importance stratégique de nos outils. Compte rendu mensuelle sur l activité de la lubrification de l ensemble des outils y compris le suivi des consommations et des stocks. Tableau de Bord Décembre 2005 (vers. WFI-02.01.05).zip
Axes de progrès pour la gestion de la lubrification Reprise des retards de graissage. Gains sur les consommations de lubrifiant ( -140 m3 d huile et -33k graisse en 2005). Rationalisation des références d huiles et de graisses sur le site. Adaptation des types d huiles aux conditions des machines. Renseignement de la GMAO et la GED du site pour capitaliser l expérience.
La thermographie sur le site de Gueugnon A ce jour, nous effectuons automatiquement une fois par an un contrôle thermographique dans les sous-stations de tous les outils du site (45 outils soit environ 2200 armoires). Les contrôles thermographiques effectués à ce jour sont essentiellement de type électrique. Au niveau mécanique, les contrôles thermographiques sont effectués ponctuellement. MATERIEL UTILISE. Caméra Thermique Flir ThermaCAM PM695 + Logiciel ThermaCAM Reporter 7.0.
LISTE DU MATERIEL MESURE :
CONSTATS ET VERIFICATION :
CONSTATS ET VERIFICATION :
LES THERMOGRAMMES :
FAITS MARQUANTS
AUTRES APPLICATIONS DE LA THERMOGRAPHIE Réfractaire Four Inducteur de four Bâtiments Paliers de Moto-Ventilateur Brûleurs de Four Paliers Pompes Echangeurs Eau / Huile Rectification Pointe Centrage Cylindre
Nous avons: consulté chacun des secteurs (nos clients) sur les besoins en maintenance conditionnelle. Établi ensemble la liste des machines et leurs composants à mettre sous surveillance. Formalisé les périodicités des contrôles en fonction de l importance stratégique. Mis en place un calendrier annuel de mesures pour que chacun des secteurs puisse suivre la fréquence des contrôles effectués sur leurs outils. Consulté et organisé l intervention de différents prestataires spécialisés afin de nous guider et de nous appuyer sur leur expérience. Les moyens pour la maintenance conditionnelle La mise en place de la maintenance conditionnelle nécessite des moyens élevés pour des gains attendus à terme. Les dépenses d investissement, de formation et d exploitation du système doivent être surpassées par les économies faites sur l entretien et la réduction des temps d arrêt des installations. L objectif est de trouver l équilibre générateur de gains. Pour cela, il nous faut faire des choix technico-économiques.
Dépenses de la Maintenance Conditionnelle Appointements 175 000 Y compris formation, réunions et stagiaire. Consom. Logic. informatique 12 000 XMS en 2005 Achat de matériel 12 000 Grand angle IR, analyseur de particules, entretien du matériel. Mesures géométriques. Rechanges, protection et divers 2 000 Batteries, matériel de sécurité. Déplacements 3 000 Benchmark et synergie. Sous trait.industrielle 64 000 78 000 Contrat Gestion de la lubrification Prestation d analyses vibratoires Total 346 000
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Production 1 4,2 4,3 4,6 Coût maintenance 155 162 167 184 202 192 20 Gains Maintenance Conditionnelle 10 Coûts Réparations 1,5 Coût Maintenance Conditionnelle Valeurs en M, production en Mt Coût de la MC sur le site pilote d ARCELOR
Des Indicateurs TABLEAU DE SYNTHESE TdB MAINTENANCE CONDITIONNELLE MOIS : DECEMBRE Consommation huiles hydraulique Nb d'anomalies vibratoires 250 20 200 150 100 50 0 Réalisation des analyses d'huile CONSOMMATION D'HUILE OBJECTIF 165M3.Réalisé 172M3 Les vidanges effectuées aux AA ont une forte incidence sur la consomation d'huile. 15 10 5 0 Nb d'anomlies thermo 200% 50 150% 40 100% 50% 30 20 10 0% 0 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% Mesures vibratoires sur outils AA et A Les anomalies en analyses vibratoires sont principalement des problémes d'alignement, de graissage et de roulements. Les anomalies en thermo sont des échauffements de composants électrique sous dimensionné ou avec des mauvais contactes. 1 1 1 1 0 0 0 Nb de pannes sur le matériel surveillé 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% Mesures thermographiques 7 6 5 4 3 2 1 0 Analyses d'huile signalées non conforme/traitées
Des statistiques Tableau activité vib 2005.zip Tableau activité vib 2006.zip
Un historique
Notre rôle pour répondre à nos «clients» Diminuer les coûts d huiles et de graisse. Auditer la réalisation du graissage. Optimiser les fréquences de graissage. Réaliser des analyses d huiles. Optimiser les analyses vibratoires et faire un rapport sur les anomalies détectées. Faire des mesures de thermographie IR et un rapport sur les anomalies détectées. Échanger avec les «fiabilistes» sur les contrôles faits sur les équipements. Faire des statistiques, bilans et expertises sur les anomalies rencontrées. Développer de nouveaux procédés pour surveiller les outils. Conserver les résultats pour suivre l évolution des outils. Réaliser l interface entre les outils de MC et la GMAO. Pilotage de contrat transversal.
Les organisations Prestation de toutes les mesures et de leurs analyses. Collecte de l ensemble des données (en vibration et thermographie). Internalisation de l ensemble. Prestation de 2/3 des mesures à des spécialistes. Pour l année prochaine nous avons l objectif de confier l ensemble des métiers de la maintenance conditionnelle au groupement en charge de la maintenance de nos outils, afin que les prestataires aient l ensemble des leviers permettant d améliorer le taux de pannes et les coûts de maintenance. Nous mettrons à disposition notre base de données et demanderons son renseignement pour conserver l historique.
Rév. A - Janvier 2005 Page 11 «Maîtrise des nouveaux équipements» Pilier 5 Projet d instrumentation pour mesure permanente du TS06 ( Prévention sur la qualité de la production). Applications mécanique de la thermographie (sur les réfractaires de fours). Mise à disposition des rapports et de l expérience acquise sur la GMAO et la GED. Amélioration des prises de mesures; système déporté, pb plexiglas La récupération d informations simples sur l état des équipements via un suivi enregistré ( Pocket Data Admin). Les opérateurs étant bien placés pour écouter et sentir le fonctionnement des machines. Projet d interconnexion des bases de données des services de maintenance conditionnelle d Arcelor. Contrôle géométrique pour l alignement de rouleaux. Participation aux contrôle des EIPS. Projets : Diagnostic pondéré en clair Diagnostic pondéré en clair Analyse du défaut dans la mesure Analyse du défaut dans la mesure +80% +80% 0% -20% 0% -20%
«Maîtrise des conditions de travail et d environnement» Pilier 8 Objectif de 0 accident. Protection du Travailleur Isolé. Sensibilisation particulièrement sur les risques électrique, les machines tournantes, les ambiances chimiques et les travaux en hauteur. Gestion des DIS du graissage.
Conclusion L objectif d une maintenance performante doit être d éviter les pannes plutôt que de les gérer. La longévité et la fiabilité de nos machines sont plus que jamais des critères importants pour la compétitivité de nos outils. Avec une action continu qui nous permette de faire référence à un historique de chaque machines, nous agissons sur l augmentation des durées de vie des installations et contribuons à éviter les pertes dues aux arrêts soudain de la production.
Bibliographie: Extrait du livre de A.Boulanger et C.Pachaud: Analyse vibratoire en maintenance.