Roulements pour le secteur des hydrocarbures

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    2016 mai 05, 14:00 CEST

    La nouvelle conception des butées à rouleaux coniques SKF va renforcer la fiabilité des transmissions mécaniques, affirme Roland Muttenthaler, Business Development Manager chez SKF

    Göteborg, Suède, le 5 mai 2016 : Dans l'industrie des hydrocarbures, la fiabilité est la clé du succès. Un arrêt imprévu dû à la défaillance d'une machine ou d'un composant entraîne des coûts importants pour les secteurs onshore et offshore.

    Les réglementations américaines exigent que les équipements utilisés dans l'industrie des hydrocarbures soient entretenus tous les cinq ans. Les opérateurs de ce secteur aimeraient que leurs équipements durent aussi longtemps : en raison des conditions hostiles et de l'environnement extrême, l'entretien doit être réalisé bien avant la fin de la période de cinq ans. Le plus souvent, une révision est requise au bout de seulement quelques années.

    SKF a optimisé un certain nombre de ses produits afin qu'ils soient adaptés à une utilisation dans l'industrie des hydrocarbures. À titre d'exemple récent, citons la butée à rouleaux coniques améliorée pour les transmissions mécaniques, qui permet de prolonger les intervalles de maintenance et de réduire les coûts.

    La transmission mécanique, mécanisme essentiel d'un appareil de forage, génère d'énormes forces. En conséquence, les butées internes principales doivent résister à des conditions extrêmes : chocs, charges axiales et flexions possibles d'arbre et de palier importants. Dans le même temps, la combinaison de charges élevées et de vitesses faibles à des températures extrêmes pousse les conditions de lubrification à leur limite, ce qui accélère l'usure.

    Les butées à rouleaux coniques SKF modifiées permettent de mieux surmonter les problèmes mentionnés ci-dessus, ce qui contribue à améliorer les performances et la fiabilité des transmissions mécaniques. Cela est d'autant plus important, étant donné que les appareils de forage forent toujours plus profondément, entraînant des exigences plus strictes en termes d'équipements. La nouvelle butée est conçue pour résister à l'une des principales causes de défaillances : les chocs excessifs sur le réducteur.

    Aspect extérieur

    L'aspect de la butée ne présente aucune différence extérieure. En fait, elle ressemble beaucoup à de nombreux produits concurrents. Cependant, c'est le détail qui fait la différence : une simulation avancée a permis à SKF d'affiner la géométrie interne, offrant à la butée la charge de base la plus élevée possible.

    Un élément réside dans une nouvelle conception de cage. L'utilisation d'une cage encliquetable, à la place d'une cage en laiton standard, permet à un plus grand nombre de rouleaux de tenir dans la butée, et donc de résister à une charge plus élevée. Cela étant, de nombreux clients pourront se contenter d'une cage en laiton, puisque la cage encliquetable est destinée aux applications extrêmes.

    D'autres modifications majeures apportées à la conception comprennent l'optimisation du profil de contact logarithmique, qui équilibre la répartition de la charge sur toute la longueur du rouleau. Dans le même temps, les rouleaux sont conçus pour être quasiment identiques, ce qui réduit les pics de contrainte sur chaque rouleau, tout en limitant le bruit et les vibrations.

    Alors que les performances de la nouvelle butée reposent essentiellement sur les modifications apportées à sa conception, certaines modifications de la fabrication ont été également cruciales. L'amélioration de la finition de surface à l'aide d'un type de revêtement différent permet au roulement de supporter l'effet de lubrification limite dans des conditions de fonctionnement extrêmes. Le forage est souvent réalisé à une température de -40 degrés C (-40 °F), ce qui peut entraîner un épaississement du lubrifiant. Ceci, combiné à des charges élevées, peut nuire à la lubrification et endommager le roulement. La finition de surface avancée optimise l'effet du lubrifiant, ce qui réduit le frottement et la détérioration des contacts du roulement.

    Il est important de noter que les performances améliorées sont obtenues avec l'acier SKF de qualité standard. Pour des améliorations de performances similaires, les concurrents sont obligés d'utiliser des spécifications de matériau améliorées.

    SKF a consacré énormément de temps au développement de la conception du nouveau roulement. Tout a commencé avec l'analyse des roulements SKF utilisés sur le terrain, dans le but de comprendre, et de surmonter, les caractéristiques d'usure détectés. Par la suite, des conceptions améliorées ont été modélisées avec un logiciel de simulation. La conception optimisée et améliorée a été validée par des outils de simulation et des essais sur le terrain.

    Outre ces nouvelles butées à rouleaux coniques, SKF va présenter deux autres innovations importantes en matière de roulement lors de la conférence OTC 2016 : les roulements d'orientation Kaydon et un roulement capteur. Les deux conviennent à une utilisation dans les transmissions mécaniques.

    Les roulements d'orientation Kaydon peuvent être utilisés dans le système de manutention des conduites fixé au fond du réducteur de la transmission mécanique. Bon nombre de constructeurs économisent de l'argent en créant une version sur mesure avec un roulement normalisé et en ajoutant des engrenages dotés de dents. Une meilleure solution consiste à utiliser un roulement d'orientation avec un engrenage intégré, ce qui contribue à réduire les défaillances dans le gestionnaire de conduites.

    Dans le même temps, son roulement capteur peut être utilisé dans le moteur de la transmission mécanique. À l'origine, le produit était utilisé dans l'industrie ferroviaire, mais il a été adapté à l'industrie des hydrocarbures, avec une version pour les transmissions mécaniques. Le roulement capteur remplace simultanément un roulement et un codeur, ce qui le rend plus compact et plus robuste.

    Les transmissions mécaniques représentent un élément essentiel d'une activité liée aux hydrocarbures et tout ce qui peut les améliorer, par exemple ces roulements innovants, contribuent à réduire les temps d'arrêt et à renforcer la fiabilité.

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