La préparation de la pâte à papier est une étape continue et exigeante sur le plan mécanique de la production de pâte à papier et de papier. Des équipements tels que les pulpeurs, les tamis et les raffineurs, les pompes à pâte et à suspension, les pompes à vide, les mélangeurs et les agitateurs de cuve, ainsi que les épurateurs centrifuges fonctionnent 24 heures sur 24 tout en traitant une suspension de fibres abrasive dont la consistance varie et qui est soumise à de fréquents changements de procédé. Ces machines constituent la colonne vertébrale mécanique de la préparation de la pâte, influençant directement la stabilité du débit, la qualité des fibres et la marge opérationnelle des machines à papier en aval.
Du point de vue de la fiabilité des équipements, la préparation de la pâte à papier comprend de nombreux équipements rotatifs de criticité moyenne dont l’état combiné détermine la stabilité du processus. De petites dégradations mécaniques peuvent rapidement se traduire par une variabilité de la qualité, un débit de pâte instable ou une perte de capacité. La surveillance de l’état par les vibrations joue donc un rôle important dans le maintien d’un fonctionnement prévisible et dans le soutien de la maintenance conditionnelle dans cette partie de l’usine.
Le défi : des conditions de processus variables et des actifs dispersés
La préparation de la pâte à papier s’effectue rarement à un seul point de fonctionnement stable. La consistance, le type de fibres, la charge de rejets, l’eau de dilution et le débit de production varient en permanence, et de nombreuses machines passent d’un mode de fonctionnement à l’autre, tels que le remplissage, la circulation, le défibrage, le criblage et le raffinage. Par conséquent, les niveaux de vibrations varient naturellement en fonction du processus.
Cela rend la gestion de la fiabilité difficile dans la pratique. Sans suivi continu des tendances, il est difficile de distinguer les variations de vibrations dues à des variations normales du processus de celles causées par l’apparition de défauts mécaniques. Une mesure manuelle des vibrations effectuée sous une charge ou dans des conditions différentes peut passer à côté d’une dégradation précoce ou entraîner un suivi inutile.
Le risque est réparti sur un large éventail d’équipements qui assurent la circulation et le conditionnement de la pâte. Des problèmes au niveau des pompes de pâte et des pompes de stockage peuvent entraîner une instabilité du débit ou des dommages par cavitation. Des dysfonctionnements des mélangeurs et des agitateurs de cuve peuvent se traduire par un mauvais mélange et des variations de qualité. La dégradation mécanique des tamis ou des raffineurs peut entraîner une réduction du débit ou affecter le traitement des fibres. Prises individuellement, ces machines ne sont souvent pas considérées comme hautement critiques, mais ensemble, elles génèrent une charge de travail de maintenance importante, des risques liés à la qualité et des pertes de production.
Parallèlement, il est souvent peu pratique de déployer à grande échelle des systèmes de mesure des vibrations traditionnels haut de gamme sur des dizaines d’équipements rotatifs, tandis que les capteurs simples dépourvus de fonctions de diagnostic fournissent des informations limitées. Une stratégie pratique de surveillance de la préparation de la pâte à papier nécessite donc une surveillance continue de l’état des équipements, accompagnée d’informations diagnostiques exploitables, applicable à un plus grand nombre de machines et utilisable par des équipes disposant de peu de temps pour effectuer une analyse approfondie des vibrations.
Pourquoi la surveillance des vibrations est-elle importante dans la préparation de la pâte à papier ?
La surveillance des vibrations est particulièrement efficace dans la préparation de la pâte à papier, car de nombreux mécanismes de défaillance se développent mécaniquement bien avant qu’ils n’apparaissent dans les valeurs de processus ou les alarmes. Les changements dans le comportement vibratoire fournissent souvent la première indication d’une usure des roulements, d’un desserrage, d’un désalignement ou de problèmes hydrauliques.
Dans les pompes de stockage et les pompes à pâte à papier, la surveillance des vibrations permet de détecter précocement la dégradation des roulements, les déséquilibres, les désalignements et les phénomènes hydrauliques tels que la cavitation. Dans les raffineurs et les cribles, les tendances des vibrations peuvent révéler une interaction anormale entre le rotor et le stator, un jeu mécanique ou l’apparition de conditions de résonance. Pour les mélangeurs, les agitateurs à cuve et les entraînements auxiliaires, la surveillance des vibrations aide à identifier les problèmes d’usure et d’alignement avant qu’ils n’entraînent un mauvais mélange ou des interventions de maintenance répétées.
En surveillant en continu les vibrations dans des conditions réelles d’exploitation, les usines obtiennent des informations objectives sur l’état des machines qui complètent les données de processus et étayent les décisions de maintenance conditionnelle et prédictive.
Application de VibSys® dans la préparation de la pâte à papier
VibSys® est conçu pour la surveillance et le diagnostic continus de l’état vibratoire des équipements rotatifs, en mettant l’accent sur l’accessibilité et l’évolutivité. Cela correspond bien au type et au nombre d’actifs que l’on trouve généralement dans la préparation de la pâte à papier. VibSys® capture des signaux de vibrations de haute qualité et par
le traitement des formulaires au niveau de la machine, ce qui permet de suivre l’évolution des indicateurs d’état de manière cohérente, même lorsque les conditions de fonctionnement changent.
Les équipements de préparation de la pâte à papier fonctionnant sous des charges et des consistances variables, le traitement local du signal est essentiel. VibSys® convertit le comportement vibratoire brut en indicateurs clairs de l’état de la machine à proximité de l’actif, réduisant ainsi la sensibilité aux variations momentanées du processus tout en conservant la profondeur du diagnostic lorsque le comportement mécanique commence à dévier. Cela permet une détection précoce des défauts liés à la dégradation des roulements, au desserrage, au désalignement, à la résonance et aux vibrations d’origine hydraulique dans les pompes, ainsi qu’aux schémas d’interaction anormaux dans les raffineurs et les cribles.
L’évolutivité est un critère clé dans la préparation de la pâte à papier. VibSys® est installé au niveau de la machine et peut être déployé sur plusieurs pompes, agitateurs, raffineurs et entraînements auxiliaires sans qu’il soit nécessaire de repenser l’ensemble de l’infrastructure de surveillance. Des interfaces ouvertes permettent d’intégrer les indicateurs d’état et, si nécessaire, les signaux temporels de vibrations aux systèmes GMAO, aux historiens ou aux plateformes d’analyse existants. VibSys® est strictement destiné à la surveillance de l’état et au diagnostic afin d’étayer la prise de décision en matière de maintenance, et non à des fonctions de protection ou d’arrêt.
Principaux avantages pour les équipements de préparation de la pâte à papier
- Surveillance continue de l’état vibratoire des pulpeurs, pompes, raffineurs, cribles et agitateurs
- Indicateurs d’état qui restent utilisables malgré les changements de modes de fonctionnement et les variations de processus
- Détection précoce des défauts liés à l’usure des roulements, au désalignement, au jeu et aux vibrations d’origine hydraulique
- Évolutivité pratique pour un grand nombre d’actifs rotatifs à criticité moyenne
- Installation côté machine adaptée aux environnements humides de préparation de la pâte à papier industrielle
- Options d’intégration ouvertes pour prendre en charge les workflows de maintenance conditionnelle et prédictive
Impact sur la maintenance, la qualité et la fiabilité
La mise en œuvre de la surveillance de l’état des vibrations avec VibSys® dans la préparation de la pâte à papier favorise le passage d’une maintenance réactive et d’interventions à intervalles fixes à une maintenance basée sur l’état des machines. Au lieu de réagir à des pannes ou à des symptômes apparus à un stade avancé, les équipes de maintenance peuvent suivre en continu l’évolution de l’état des machines et intervenir lorsque les indicateurs montrent une dégradation manifeste.
Cela réduit le risque d’arrêts imprévus, de dommages secondaires et de perturbations de la qualité causés par des dommages aux roulements à un stade avancé, un desserrage ou des problèmes hydrauliques. Cela améliore également la planification de la maintenance, car les pièces et la main-d’œuvre peuvent être programmées en fonction de la production et ciblées sur les équipements qui présentent effectivement des signes de détérioration. En étendant la surveillance des vibrations aux pulpeurs, aux raffineurs, aux pompes à pâte et à matière première, ainsi qu’aux entraînements associés, les usines bénéficient d’une visibilité plus précoce sur la fiabilité des équipements rotatifs et créent une base pratique pour la maintenance prédictive dans la production de pâte à papier et de papier.
Formation en ligne gratuite sur les vibrations
Si votre équipe est chargée de la maintenance et de la fiabilité des équipements rotatifs dans le secteur de la pâte à papier et du papier, des connaissances de base en matière de vibrations facilitent la mise en œuvre des mesures à prendre en fonction des résultats de la surveillance de l’état des machines. Istec propose une formation en ligne gratuite de catégorie 1 sur les vibrations via l’Istec Academy, destinée aux professionnels souhaitant une introduction pratique aux principes fondamentaux des vibrations et aux schémas typiques de défaillance des machines.
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