Surveillance sûre des vannes industrielles.
Partout où elles sont utilisées, les choses sont généralement assez rudes : les vannes industrielles fabriquées par Stahl-Armaturen PERSTA GmbH, Warstein, fonctionnent depuis 70 ans dans l'industrie chimique et pétrochimique, dans les usines d'incinération des déchets et dans les centrales électriques conventionnelles et nucléaires. Les défaillances entraînent souvent des arrêts coûteux d'installations de production entières ou mettent en danger les personnes et l'environnement.
En revanche, PERSTA a développé le "Smart Valve Monitoring System" comme surveillance de l'état. Il s'agit d'enregistrer en permanence l'état des composants de l'installation et d'en déduire des tendances pour la maintenance prédictive. Toutefois, ce suivi pose un défi. Les vannes sont généralement des éléments électromécaniques relativement simples qui ne sont pas facilement accessibles à la surveillance électronique par des capteurs. Alex Martens, responsable de l'innovation chez PERSTA et fortement impliqué dans le développement du système, illustre l'importance qu'ils ont néanmoins : "Nous fabriquons des vannes industrielles d'un diamètre nominal allant jusqu'à 800 mm avec des prix unitaires allant jusqu'à un million d'euros." Les délais de fabrication de ces produits sur mesure peuvent atteindre un an. "Ces valves ne devraient jamais tomber en panne brusquement."
Quatre domaines de suivi ont émergé
M. Martens explique encore : "Nos tests sur le terrain et notre expérience ont montré que quatre problèmes sont les plus courants." Ce sont : Ralentissement de la vanne dû à l'usure des composants de l'actionnement et du joint de la tige, fuite de la garniture due à l'usure ou à la détérioration, fuite du siège de la vanne due à l'usure ou à la détérioration des surfaces d'étanchéité, et perte de vapeur due au déclenchement du dispositif de sécurité contre la rupture du corps.
L'équipe en a déduit quatre zones de surveillance qui sont contrôlées par différents capteurs et méthodes : Protection contre la casse de l'actionneur, du joint de tige, du siège de vanne et du boîtier. Dans le cas de l'actionneur, ce sont principalement la position et le couple qui permettent de tirer des conclusions sur l'état. La force de précharge et la fuite indiquent l'état du joint de la tige. Le siège de la valve ne doit pas non plus présenter de fuite. Le déclenchement de la protection contre la rupture du boîtier doit être signalé immédiatement. Toutefois, le facteur le plus important pour le contrôle de la vanne est le siège de la vanne, "car il est décisif pour l'efficacité fonctionnelle", explique M. Martens.
La technologie de mesure intelligente réalise la surveillance des conditions
La technologie de mesure pour la mise en œuvre de la surveillance des conditions est fournie par optiMEAS GmbH de Friedrichsdorf. "Nous utilisons nos appareils smartPRO pour enregistrer et traiter les données fournies par les capteurs pour chaque mouvement de vanne", explique le Dr Jens-Achim Kessel, responsable de l'automatisation, de la technologie de contrôle et des produits logiciels standard chez optiMEAS. PERSTA fournit les algorithmes pour la surveillance.
Dr. Kessel : "Si les valeurs mesurées sortent d'une bande passante prédéfinie, nous déclenchons une alarme à temps afin de disposer de 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, à savoir quand la maintenance doit être effectuée, quelle partie de la vanne est défectueuse ou s'il y a une erreur de fonctionnement." Le système est complètement autosuffisant. "L'évaluation a lieu sur place, au niveau de la vanne, et il n'est pas nécessaire de l'intégrer dans une salle de contrôle centrale, ce qui est généralement très coûteux", explique le Dr Kessel.
L'avantage : l'utilisateur peut intégrer le système, mais aussi le faire fonctionner de manière indépendante. "Il convient donc aussi bien aux nouvelles installations qu'à l'extension d'installations existantes et s'adapte ainsi à de nombreuses vannes du marché", sait Alex Martens. Alex Martens, expert de PERSTA, est convaincu que la fonctionnalité du système de surveillance des vannes intelligentes peut être utilisée pour de nombreux composants sur le terrain. Par exemple, il est envisageable d'utiliser une solution de radio mobile dans les stations de pipelines.