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Industrie papetière : Détecter l’usure des roulements pour gagner en productivité

  • Article

    2016 septembre 27, 16:00 CEST

    Les roulements sont des composants critiques fortement utilisés dans les machines de production de pâte et de papier. Au cœur de chaque machine, ils assurent le guidage en rotation des pièces, avec fiabilité et un minimum de frottement.
    Dans de nombreux cas, les roulements ont été conçus afin de répondre à des conditions de fonctionnement extrêmes, par exemple dans les cylindres aspirants où ils sont constamment exposés à l'humidité et dans les cylindres sécheurs qui présentent de hauts niveaux d'humidité et de chaleur. Les roulements, montés et entretenus correctement, protégés par des systèmes de lubrification appropriés doivent pouvoir fonctionner pendant longtemps sans problèmes.
    Néanmoins, les roulements peuvent se dégrader prématurément et générer une avarie inattendue pour de nombreuses raisons différentes. Les causes les plus courantes incluent une lubrification insuffisante ou incorrecte, une défaillance des joints, ou un défaut d'alignement des arbres.
    Bien qu'il soit rare qu'un roulement subisse une avarie de manière inattendue – les systèmes de maintenance conditionnelle et d'analyse d'huile les plus récents permettent d’anticiper la défaillance – il est courant de constater que les roulements présentent des indentations et des micro-fissures sur les pistes et les surfaces de roulement, qui, au fil du temps, affectent les performances et l'efficacité des roulements et donc des arbres ou des cylindres qu'ils supportent.
    Même si ils sont conçus, montés et entretenus avec soin, les roulements en fonctionnement constant finissent toujours par nécessiter une réparation ou un remplacement.
    Il y a des arguments à avancer en faveur de chaque approche mais, dans le climat économique actuel, où les papeteries font face à une intense concurrence mondiale, la solution privilégiée est de réparer les roulements plutôt que de les remplacer.
    En réalité, l'un des plus gros défis pour les ingénieurs de production ou de maintenance est de minimiser les arrêts machines. Le problème avec les remplacements de roulements est qu'il est souvent impossible de déterminer l'ampleur des dommages subis par un roulement avant de l'avoir démonté et extrait de la machine, ce qui bien sûr oblige à arrêter la ligne.
    Si un roulement neuf est requis, cela peut être coûteux car peu de fournisseurs gardent des composants si spécialisés et si chers en stock. Il peut être nécessaire de passer une commande spéciale à l'usine, ce qui peut prendre des semaines, voire même des mois.
    L'alternative est de réparer le roulement. 
    Dans plus de 50 % des applications, une réparation est possible et peut normalement être réalisée en quelques jours, à un coût bien inférieur à celui de l'achat d'un produit neuf. Il est également possible de réparer le roulement – en particulier les roulements plus anciens.  
    Il y a de réels avantages commerciaux et techniques pour les opérateurs de papeteries, mais également des avantages convaincants en terme de développement durable, car selon le niveau de réparation appliqué, jusqu’à 90% d’énergie peut être économisée par rapport à celle nécessaire à la fabrication d’un roulement neuf.
    La réparation est un processus extrêmement exigeant qui nécessite un savoir-faire et des équipements spécialisés, afin de garantir le maintien des propriétés du roulement et de la fiabilité une fois le produit remis en service.

    En  revanche, tous les roulements ne se prêtent pas à la réparation. Le processus de réparation commence par l'évaluation de l'état du roulement par un expert, afin de déterminer si sa réparation est appropriée. Un aspect important souvent négligé est d'évaluer l'état du roulement dans le contexte de son application, en prenant en compte la charge, les conditions de lubrification et la durée de fonctionnement. Ceci permet de bien comprendre la nature du problème ayant endommagé le roulement. Une distinction nette doit être faite entre les problèmes de fatigue initiée en sous-couche et les problèmes de fatigue de surface.
    Ces contraintes entraînent des fissures microscopiques, qui se propagent peu à peu à la surface et lorsque les éléments roulants passent sur ces fissures, des fragments du matériau de surface s'écaillent ou se détachent.
    Les pistes présentant des dommages dus à une fatigue initiée en sous-couche ne se prêtent généralement pas à une réparation, tandis que celles atteintes de fatigue de surface peuvent souvent être réparées par polissage ou rectification.
    Lorsqu'un roulement arrive dans un centre de réparation SKF, il est inspecté et des paramètres tels que le magnétisme résiduel et le jeu sont contrôlés.
    Le roulement est ensuite démonté et nettoyé, puis les composants sont soigneusement inspectés et leurs dimensions mesurées.
    En outre, des mesures de la dureté, de la variation de diamètre des rouleaux et des dimensions extérieures peuvent être ajoutées en fonction de l'état du roulement et de la criticité de l'application. Cette phase d'évaluation initiale est complétée par un rapport remis au client et accompagnée d'une recommandation concernant les mesures à prendre.
    Le processus de rénovation peut être divisé en quatre catégories :
    Le niveau de service 1 (SL1) couvre l'inspection et l'analyse des défaillances ; le niveau de service 2 (SL2) couvre le processus de reconditionnement de roulements n'ayant pas été utilisés mais pouvant s'être dégradés en raison d'un stockage prolongé ; le niveau de service 3 (SL3) couvre la réparation des roulements ; le niveau de service 4 (SL4) concerne la réparation complète de roulements nécessitant le remplacement de composants et la rectification des pistes.
    Dans chaque cas, les roulements réparés sont remontés, leur qualité est inspectée et un marquage de traçabilité est apposé. Ils sont ensuite emballés et renvoyés au client.

    En définitive, la réparation peut aider les papeteries à réduire leurs coûts annuels de remplacement des roulements. Le chiffre peut varier, en fonction du modèle commercial, mais il est généralement de l'ordre de 10 à 12 %.
    Enfin, grâce aux délais relativement courts, il est possible de réparer les roulements pendant l'arrêt normal de la ligne, et donc de minimiser toute perte de productivité.

    Pour plus d’informations, veuillez contacter : Relations presse : Caroline Peyronnet  Tél : 01 30 12 75 42 ou 06 33 12 78 87 ; Email : caroline.peyronnet@skf.com

    SKF est le premier fournisseur mondial de produits et de solutions sur les marchés des roulements, des solutions d'étanchéité, de la mécatronique, des systèmes de lubrification et des services. Les services incluent l'assistance technique, la maintenance, la maintenance conditionnelle et la formation. SKF est représenté dans plus de 130 pays et compte environ 17 000 distributeurs dans le monde entier. Les ventes annuelles, pour l'année 2015, s'élevaient à 75 997 millions de couronnes suédoises. Le nombre de collaborateurs était de 46 635.www.skf.com

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