Evonik exploite une installation de compresseurs à pistons à hydrogène sur son site d'Anvers, en Belgique.
En 2020, un système de surveillance de la course de la tige, permettant de détecter l’usure des bagues de guidage, a été mis en place sur deux cylindres de ce compresseur à l’aide d’un système Istec RecipSys 200, en remplacement d’une solution de surveillance obsolète. Après plusieurs années de fonctionnement stable et fiable, le RecipSys 200 s’est imposé comme 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 de tige aux quatre cylindres du compresseur. Istec a été mandatée pour accompagner cette extension par l'installation des capteurs, leur configuration, leur mise en service et les améliorations ultérieures du système, le tout en parfaite adéquation avec la philosophie de mesure existante.
Défi : surveillance complète de l'état de tous les cylindres du compresseur
Le système existant de surveillance de la chute de tige ne couvrait qu'une partie de l'installation du compresseur. Les deux cylindres étant déjà sous surveillance, les cylindres restants nécessitaient le même niveau de surveillance de l'état afin de garantir une cohérence des mesures, 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 de tige de manière à ce que :
- a conservé le concept existant de mesure de la chute de tige
- intégrée de manière transparente à l'infrastructure de contrôle et de protection existante
- a assuré une surveillance fiable du déplacement de la tige de piston, servant d'indicateur de l'usure de la bande de glissement
- a assuré la communication et la visualisation correctes de tous les signaux dans le système 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
Le système de surveillance de la chute de tige a été étendu grâce à l'ajout d'un deuxième RecipSys 200, ce qui a permis d'étendre la couverture de surveillance de deux à quatre cylindres sur le compresseur alternatif à hydrogène.
Le matériel RecipSys 200 a été installé par Evonik dans le cadre de l'intégration globale du système. Istec a parfaitement adapté cette extension à l'architecture de surveillance existante et à la philosophie de mesure déjà en vigueur sur le site.
En appliquant la même approche de configuration et les mêmes principes de mesure, les vérins supplémentaires ont pu être surveillés exactement de la même manière que ceux déjà en place, sans nécessiter de changements pour les opérateurs ou le personnel de maintenance. Toutes les informations relatives à la chute de tige ont été mises à disposition via le système DCS existant de l'usine.
Réalisation : installation et mise en service du système de surveillance de la chute de tige
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 la course des tiges 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 servi à définir la position zéro de la mesure.
Sur la base de cette référence, des seuils d’alarme et de déclenchement ont été configurés afin de 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 prévue 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 des signaux et leur visualisation ont été vérifiées depuis le système de surveillance jusqu'au système de contrôle-commande (DCS).
Au cours des essais, une inversion visuelle entre deux mesures de chute de tige a été identifiée sur l’écran du système de contrôle distribué (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 concernait notamment des câbles inutilisés et une séparation insuffisante entre les composants ATEX et non ATEX. Ces constatations ont été consignées sous forme de recommandations d’amélioration.
Par la suite, Istec est retourné sur site et a mis en œuvre les améliorations recommandées, afin de rendre l'agencement de l'armoire conforme à la conception initiale et aux exigences de séparation ATEX.
Principaux résultats attendus : résultats de l'extension du système de surveillance
- Extension de la couverture de la surveillance de la chute de tige de deux à quatre cylindres
- Installation de capteurs de chute de tige sur les cylindres 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 la bande de tolérance d'usure admissible
- Vérification de la transmission et de la visualisation des signaux dans le système de contrôle distribué (DCS)
- Identification et documentation de la configuration des armoires électriques et des problèmes de conformité ATEX
- Mise en œuvre des améliorations apportées à l'agencement des armoires conformément aux recommandations
Résultat : une surveillance fiable et cohérente du compresseur
L'extension de surveillance de la chute de tige 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 l'affichage correct des signaux dans le système de contrôle distribué (DCS) a été confirmé.
Suite à cette extension et aux améliorations apportées au coffret, l'installation du compresseur est désormais équipée d'un système de surveillance de la chute de tige homogène et facile à entretenir sur les quatre cylindres, basé sur un concept de surveillance éprouvé et bien connu.
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 de tige aux installations de compresseurs à pistons en service.
En s'appuyant sur une plateforme de surveillance éprouvée et en combinant l'installation des capteurs, leur configuration, leur mise en service et des améliorations ultérieures, Istec a mis en place une extension techniquement robuste qui s'intègre parfaitement à l'installation existante et à la philosophie de surveillance en vigueur.
