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Maintenance Magazine 147 – mars 2020

Maintenance des pompes: retour aux basiques

Saviez-vous qu’une pompe est la deuxième machine la plus courante au monde? Elles sont au coeur de nombreux processus industriels. Néanmoins, ou peut-être à cause de cela, elles ne sont pas directement considérées comme un moyen permettant d’augmenter la productivité ou de comprimer les coûts par leur fonctionnement correct. Il est pourtant crucial que les professionnels de la maintenance aient une bonne compréhension des choses à faire et à ne pas faire dans le maniement des pompes.

Par Valérie Couplez

Si ces dernières années les pompes ont été améliorées dans leur conception, les matériaux et l’ajout de la technologie digitale, leur fonctionnement est plus ou moins resté le même. Le Best Efficiency Point (BEP) est un indicateur qui permet de savoir si les pompes fonctionnent correctement dans votre production. Il s’agit du point d’efficacité maximal de la pompe pendant son fonctionnement. Mais les variables des process viennent fausser cela et le point idéal n’est jamais atteint à 100%. Une pompe correctement dimensionnée fonctionne entre 80% et 110% de ce point, une bonne plage pour maximiser l’efficience et diminuer le risque d’usure excessive ou la casse. Mais ce n’est pas le cas de toutes les pompes. D’après une étude du Technical Research Center finlandais, la moyenne est inférieure à 40%.

Causes de l’inefficience

Les causes peuvent venir du choix d’un surdimensionnement pour avoir des garanties. Mais même lorsque la pompe est correctement formatée à l’application, les conditions peuvent changer au fil des ans. Tant le sous- que le surdimensionnement a un impact négatif. Les deux situations génèrent un déséquilibre qui résulte en une charge radiale supérieure de la roue, voire des vibrations dans la pompe à terme. Ce qui conduit à son tour à des tensions sur les composants internes, lesquelles apparaissent en général d’abord sur les roulements ou les joints mécaniques. Pour une pompe centrifuge, ce sont les deux composants qui cassent le plus souvent. Une pompe au fonctionnement inefficace va entraîner plus de cavitation et causer une charge radiale et axiale inégale de la roue.

Un solide programme de maintenance requis

Pour garder les pompes en parfait état de fonctionnement, il est donc important de prévoir un solide programme de maintenance qui combine la surveillance d’état de la pompe et des conditions d’utilisation. Quatre domaines sont à intégrer dans le programme : la surveillance des performances de la pompe et l’analyse du système de pompe, la surveillance vibratoire, le contrôle de la température des roulements en les inspections visuelles. Chacun de ces domaines est un important indicateur de problèmes qui, rassemblés, donnent une image globale de l’état de la pompe.

L’analyse vibratoire est la pierre angulaire des programmes de surveillance des pompes

Surveillance des performances de la pompe

Pour connaître les performances d’une pompe, cinq paramètres sont à surveiller: la puissance d’aspiration, la pression, la pression d’échappement, le débit, la vitesse et la puissance. La puissance d’aspiration et la pression d’échappement sont essentielles pour définir la hauteur de refoulement dynamique totale qui, à son tour, en dira plus sur le fonctionnement correct de la pompe par rapport à son BEP. Les capteurs de pression ou manomètres peuvent visualiser ces deux paramètres et envoyer les données en temps réel vers les systèmes supérieurs. Cependant, si la pompe fonctionne à vitesse variable, ces mesures ne suffisent pas. De plus, elles en disent peu sur l’usure dans la pompe, qui peut générer moins de pression. Voilà pourquoi une estimation précise de la puissance est aussi importante. La surveillance de la charge est une bonne manière de comprendre l’efficience de la pompe par rapport au BEP. Enfin, des mesures de débit devraient avoir lieu dans toutes les pompes. Ce n’est peut-être pas toujours pratique à réaliser mais elles donnent une excellente indication de l’efficacité globale.

Analyse du système de pompe

Un système n’est pas toujours conçu en ayant la pompe installée devant les yeux. Pour bien évaluer les performances de la pompe, il faut la considérer dans un cadre plus large. Une analyse typique fournit notamment de l’information sur les pertes par frottement à travers le système et la configuration des conduites et des vannes. Finalement, c’est le système qui dicte le fonctionnement des pompes. Les indicateurs peuvent indiquer une pompe défaillante alors que le débit est trop ou pas assez élevé, ce qui génère des forces hydrauliques dans la pompe.

Analyse vibratoire

L’analyse vibratoire est la pierre angulaire des programmes de surveillance des pompes. Le niveau vibratoire est directement lié au BEP. Au plus vous vous en éloignez, au plus les vibrations sont élevées. Il n’y a pas de seuil général de longueurs d’ondes pour savoir quand une pompe est défaillante. Il y a des critères mais gardez à l’esprit que chaque installation est unique. Lors du démarrage de la pompe, il est préférable de réaliser une mesure vibratoire de base en certains endroits et de la suivre dans le temps. Si une anomalie se produit quelque part, il est essentiel de savoir où précisément. La longueur d’onde peut être un bon indicateur du défaut qui se cache derrière un problème. L’amplitude en dit plus sur la gravité.

Contrôle du roulement

Chaque composant d’un roulement à rouleaux a sa propre fréquence unique lors d’un défaut. Les appareils de mesure de vibrations peuvent isoler cette fréquence pour déterminer des problèmes. La machine peut alors être arrêtée avant qu’une casse ne se produise. Parallèlement à cela, il faut surveiller la température du roulement. Dans la plupart des cas, il suffit de monter un capteur de température sur le boîtier des roulements qui émet une alarme si le lubrifiant ne remplit plus sa tâche comme il se doit. Une caméra infrarouge peut aussi être une manière de mesurer la température.

Inspection visuelle

Une inspection visuelle est la forme la plus élémentaire d’une surveillance de condition. Elle reste cependant réservée aux opérateurs expérimentés et aux professionnels de la maintenance qui ont l’expérience utile. En faisant des rondes dans l’usine, il est possible de détecter des fissures, des fuites ou de la corrosion avant que la pompe ne tombe en panne. Une analyse vibratoire continue sur les machines tournantes fournit plus de certitude pour identifier les problèmes à un stade précoce.