Evonik exploite une installation de compresseurs à pistons à hydrogène sur son site d’Anvers, en Belgique.
En 2020, une surveillance de la course des tiges de piston pour détecter l’usure des bagues de guidage a été mise en place sur deux cylindres de ce compresseur à l’aide d’un système Istec RecipSys 200, remplaçant ainsi une solution de surveillance obsolète. Après plusieurs années de fonctionnement stable et fiable, le RecipSys 200 est devenu la plateforme de surveillance de référence pour le déplacement des tiges de piston sur cette installation.
Afin d’assurer une couverture complète de la surveillance, Evonik a décidé d’étendre le système existant de surveillance de la chute des bielles pour inclure les quatre cylindres du compresseur. Istec a été mandaté pour accompagner cette extension par l’installation, la configuration et la mise en service des capteurs, ainsi que par des améliorations ultérieures du système, en parfaite adéquation avec la philosophie de mesure existante.
Défi : Surveillance complète de l’état de tous les cylindres du compresseur
La surveillance existante de la chute des tiges ne couvrait qu’une partie de l’installation du compresseur. Deux cylindres étant déjà surveillés, les cylindres restants nécessitaient le même niveau de surveillance de l’état afin de garantir la cohérence du comportement de mesure, de la gestion des alarmes et de l’interprétation par l’opérateur sur l’ensemble de la machine.
Le défi consistait à étendre la surveillance de la chute des tiges de manière à :
- a conservé le concept existant de mesure par chute de tige
- intégré de manière transparente à l’infrastructure de contrôle et de protection existante
- a permis une surveillance fiable du déplacement de la tige de piston en tant qu’indicateur de l’usure de la bande de roulement
- a assuré une communication et une visualisation correctes de tous les signaux dans le DCS
L’objectif n’était pas d’introduire un nouveau concept de surveillance, mais d’étendre une solution éprouvée et fiable déjà en service.
Solution : Extension de la surveillance de la chute de tige avec RecipSys 200
La surveillance de la chute des tiges a été étendue grâce à l’ajout d’un deuxième RecipSys 200, ce qui a permis d’augmenter la couverture de surveillance de deux à quatre cylindres sur le compresseur à pistons à hydrogène.
Le matériel RecipSys 200 a été installé par Evonik dans le cadre de l’intégration globale du système. Istec a parfaitement aligné cette extension sur l’architecture de surveillance existante et la philosophie de mesure déjà en vigueur sur le site.
En appliquant la même approche de configuration et les mêmes principes de mesure, les cylindres supplémentaires ont pu être surveillés exactement de la même manière que ceux déjà en place, sans imposer de changements aux opérateurs ou au personnel de maintenance. Toutes les informations relatives à la chute des tiges ont été mises à disposition via le système DCS existant de l’usine.
Mise en œuvre : installation et mise en service d’un système de surveillance de la chute des tiges
Istec a procédé à l’installation des capteurs de chute de tige et a effectué la configuration et la mise en service du système de surveillance sur site.
Lors de la mise en service, les mesures de chute de bielle ont été configurées en établissant un point de référence mécanique pour chaque cylindre à l’aide de la référence de phase existante sur le volant d’inertie. Ce point de référence a été utilisé pour définir la position zéro de la mesure.
Sur la base de cette référence, les niveaux d’alarme et de déclenchement ont été configurés pour détecter un déplacement excessif de la tige de piston causé par l’usure de la bande de guidage. Une marge d’usure résiduelle de 4 mm a été appliquée avant le contact entre le piston et le cylindre.
Toutes les mesures, alarmes et fonctions de déclenchement ont été testées lors de la mise en service. La transmission et la visualisation des signaux ont été vérifiées depuis le système de surveillance jusqu’au DCS.
Au cours des tests, une inversion visuelle entre deux mesures de chute de tige a été identifiée sur l’écran du DCS et corrigée après la visite sur site. 
Au cours de cette phase, Istec a également constaté que l’agencement de l’armoire n’était pas entièrement conforme à la documentation de conception d’origine. Cela comprenait des câblages inutilisés et une séparation insuffisante entre les composants ATEX et non ATEX. Ces constatations ont été consignées sous forme de recommandations d’amélioration.
À un stade ultérieur, Istec est revenu sur le site et a mis en œuvre les améliorations recommandées, alignant ainsi l’agencement de l’armoire sur l’intention de conception initiale et les exigences de séparation ATEX.
Principaux livrables : résultats de l’extension de la surveillance
- Extension de la couverture de la surveillance de la chute des bielles de deux à quatre cylindres
- Installation de capteurs de chute de tige sur les vérins supplémentaires
- Configuration et mise en service du système de surveillance de la chute de tige basé sur RecipSys 200
- Définition du zéro de mesure à l’aide d’une référence basée sur le déclenchement par phaseur
- Configuration des niveaux d’alarme et de déclenchement en fonction de l’usure admissible de la bande du cavalier
- Vérification de la transmission et de la visualisation des signaux dans le DCS
- Identification et documentation des problèmes liés à l’agencement des armoires et à la conformité ATEX
- Mise en œuvre des améliorations de la disposition des armoires conformément aux recommandations
Impact : une surveillance fiable et cohérente des compresseurs
L’extension de surveillance de la chute des tiges a été mise en service avec succès et intégrée au système de contrôle existant. Toutes les mesures, alarmes et fonctions de déclenchement ont été testées et vérifiées, et la présentation correcte des signaux dans le DCS a été confirmée.
Suite à l’extension et aux améliorations apportées au châssis, l’installation du compresseur est désormais équipée d’un dispositif de surveillance de la chute des tiges cohérent et facile à entretenir sur les quatre cylindres, basé sur un concept de surveillance éprouvé et familier.
Conclusion : extension évolutive d’un concept de surveillance éprouvé
Ce projet démontre la capacité d’Istec à étendre, de manière contrôlée et cohérente, ses solutions éprouvées de surveillance de la chute des tiges sur des installations de compresseurs alternatifs en service.
En s’appuyant sur une plateforme de surveillance établie et en combinant l’installation, la configuration, la mise en service et les améliorations ultérieures des capteurs, Istec a fourni une extension techniquement robuste qui s’intègre parfaitement à l’installation existante et à la philosophie de surveillance.
