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équipement de détection des fuites d'air

Comment l'équipement de détection des fuites d'air permet d'éviter les temps d'arrêt

Fluke a interrogé un fabricant sur les fuites d'air. Ce fabricant fait littéralement tourner les roues de l'industrie. En tant que l'un des principaux fabricants mondiaux d'équipements d'entretien des roues, l'entreprise conçoit, fabrique et vend des produits pour des marques de confiance et de premier plan.

De nombreux processus de ce fabricant dépendent de l'air comprimé, et l'usine de 14 000 m2 compte quelque 400 outils, tous alimentés par un compresseur de 200 ch. “Partout dans l'usine, nous utilisons de l'air comprimé - pour les entraînements pneumatiques, les robots soudeurs, les machines de découpe au laser et les équipements de revêtement par poudre”, explique le directeur de l'usine. L'air comprimé est généralement source de bruit et de fuites d'air.

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Réduire le gaspillage d'énergie

Les fuites d'air obligent les équipements fonctionnant à l'air comprimé à travailler davantage, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie. La probabilité de fuites d'air dans l'usine est encore accrue par la présence d'équipements anciens accumulés au cours des dernières décennies en raison de la consolidation de plusieurs usines. Dans un environnement aussi bruyant, les fuites sont difficiles à entendre, c'est pourquoi la plupart des détections de fuites sont effectuées en dehors des heures d'ouverture de l'usine.

“Nous attendons généralement que le silence règne dans le bâtiment, en dehors des heures de travail ou lors d'un arrêt pour maintenance, et nous essayons de détecter les fuites d'air en écoutant le plus attentivement possible”, explique le responsable de la maintenance. “Nous utilisons également des bouteilles d'eau savonneuse que nous vaporisons sur une zone où nous pensons qu'il y a une fuite et nous voyons si des bulles d'air se forment. Cette méthode de pulvérisation et d'observation exige que les membres de l'équipe de maintenance soient suffisamment proches de la fuite potentielle pour l'entendre, puis qu'ils pulvérisent la solution savonneuse sur la bonne zone.

L'autre méthode utilisée pour détecter les fuites d'air comprimé est la détection par équipement de détection de fuites d'air par ultrasons. Cette méthode ne peut être appliquée que par une personne bien formée et la détection de toutes les fuites prend un certain temps. Les petites fuites peuvent être très difficiles à entendre à l'oreille humaine et toutes les fuites ne se trouvent pas dans des endroits facilement accessibles. La détection peut donc s'avérer difficile.

Rendez visible ce que vous ne pouvez pas entendre

Lorsque Fluke a contacté ce fabricant pour savoir s'il accepterait de coopérer au test du Fluke ii900 Sonic Industrial Imager, qui peut détecter des fuites jusqu'à 50 mètres dans un environnement bruyant, celui-ci était plutôt sceptique mais très désireux de l'essayer.

Le chef de la maintenance et l'ingénieur de maintenance ont participé à l'essai. Pendant huit heures, ils ont tour à tour examiné l'ensemble de l'installation à la recherche de fuites, avec deux ii900 Sonic Industrial Imagers. Le ii900 leur a permis de ‘voir’ le son tout en vérifiant l'étanchéité des tuyaux, des raccords et des connexions. L'étude des fuites a eu un résultat surprenant pour l'équipe de production.

En l'espace d'un jour ouvrable, ils ont trouvé environ 143 fuites, petites et grandes.

“J'ai donc aspergé ces endroits d'eau savonneuse et j'ai effectivement constaté qu'il y avait une fuite à l'endroit indiqué par l'outil”, explique l'ingénieur de maintenance.

Le responsable de la maintenance a été particulièrement impressionné par la capacité du ii900 à trouver les plus petites fuites. “Les petites fuites sont très difficiles à trouver”, explique-t-il. “J'ai remarqué que le ii900 avait détecté des fuites que nous n'aurions jamais trouvées en les aspergeant d'eau savonneuse. Nous avons trouvé une fuite dans un tuyau d'air dans la salle de peinture que nous ne pouvions pas sentir en tenant notre main au-dessus ou en écoutant, mais il était clair que cette fuite existait depuis un certain temps.”

Le réseau acoustique intégré de microphones sensibles du ii900 génère un spectre de niveaux de décibels pour chaque fréquence. Sur la base de cette sortie, un algorithme calcule une image sonore appelée SoundMap™, qui est projetée sur une image visible. La SoundMap est automatiquement ajustée au niveau de fréquence sélectionné pour filtrer les bruits de fond. La carte sonore est mise à jour 10 à 20 fois par seconde sur l'écran.

Détection de fuites d'air à longue portée

L'équipe a rapidement détecté une fuite à 26 pieds dans une conduite d'air supérieure.

“J'ai été étonné de voir à quel point il était facile de prendre la caméra d'imagerie sonore Fluke et de marcher dans les allées pour balayer les espaces au-dessus de la tête tout en détectant les fuites très rapidement ”, déclare le responsable de la maintenance.

L'équipe de production reconnaît que non seulement les fuites très difficiles à détecter sont désormais faciles à repérer, mais que le système ii900 permet de réaliser des économies de temps et d'argent considérables. “Une fois que nous avons trouvé et réparé la plupart des fuites la première fois, nous pouvons probablement effectuer un suivi et scanner l'ensemble de l'usine en une seule équipe d'environ huit heures”. De cette manière, des économies considérables peuvent être réalisées sur les coûts des heures supplémentaires, car les fuites d'air peuvent déjà être détectées pendant l'équipe de jour normale, au lieu de l'être en dehors des heures de travail.

Cela permet également de réduire le gaspillage d'énergie et l'usure des équipements. “Les fuites d'air font également perdre beaucoup d'argent à l'entreprise”, explique le responsable de la maintenance. “Elles sont très difficiles à détecter, et il est donc difficile d'envoyer l'équipe de maintenance au bon endroit. Désormais, nous pouvons prendre une photo de la fuite avec la caméra d'imagerie sonore Fluke et l'envoyer à nos équipes de maintenance dans le cadre de l'ordre de travail, ce qui est beaucoup plus rentable. Nous pensons que cela nous permettra d'économiser beaucoup d'argent, à la fois sur les coûts de main-d'œuvre et d'énergie.”

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la détection des fuites d'air

Détection plus rapide des fuites d'air

Même les plus petites fuites d'air peuvent entraîner un gaspillage de produits et d'énergie et une perte de temps de production, en particulier dans une chaîne de production qui ne peut fonctionner qu'avec de l'air comprimé pour actionner les outils et les processus. Détection des fuites d'air vous permet d'économiser beaucoup d'argent !

Si la pression de l'air comprimé n'est pas suffisante pour assurer le fonctionnement optimal de l'équipement, les conséquences peuvent être coûteuses. Plus il y a de fuites dans le système, plus le compresseur doit travailler dur pour fournir l'air nécessaire à l'équipement, ce qui n'est pas optimal pour le compresseur. Cette augmentation de la demande accroît le risque que l'air comprimé fourni aux outils et à l'équipement de traitement soit insuffisant.

Les fuites d'air comprimé augmentent également les coûts énergétiques. Selon le ministère américain de l'énergie, une fuite de 1/8″ (3 mm) dans une conduite d'air comprimé peut coûter plus de 2 500 dollars par an.

 

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Un partenaire pour la détection des fuites d'air

Comment s'assurer de ne pas être à la traîne dans le contrôle des fuites d'air quand on a tant d'autres priorités ? C'est la question à laquelle un grand fabricant d'équipements lourds a récemment trouvé une réponse en découvrant un nouveau partenaire dans le domaine de la détection des fuites d'air.

Ce fabricant utilise quotidiennement entre 3058 et 4417 m3/h d'air comprimé. Ce volume d'air comprimé alimente jusqu'à 200 outils instantanés par ligne, ainsi que l'équipement de traitement chargé de déplacer de grandes tôles d'acier d'un demi-pouce d'épaisseur et de positionner les pièces. Même une fuite sur une ligne peut affecter la production et augmenter le gaspillage d'énergie. Et il ne s'agit que d'une seule fuite...

Lorsque Fluke a proposé à l'entreprise de développer le nouveau système de contrôle de la qualité de l'eau. Fluke ii900 Sonic Industrial Imager (Acoustic Imager), ils ont immédiatement accepté. Le réseau de petits microphones ultrasensibles du ii900 détecte les sons à la fois dans la gamme de l'audition humaine et dans la gamme des ultrasons et, ce qui est encore plus unique, permet à l'utilisateur de ‘voir’ le son pour détecter les fuites d'air.

“Le fait que nous puissions désormais visualiser l'endroit où se situe le problème ajoute une toute nouvelle dimension”, déclare le responsable de la maintenance de l'entreprise. “Vous pouvez identifier le filetage, le raccord ou le tuyau dans lequel se trouve la fuite. C'est formidable de pouvoir identifier à l'écran l'endroit exact d'où provient la fuite”.”

Le ii900 peut balayer visuellement de grandes zones jusqu'à une distance de 50 mètres, ce qui accélère la détection des fuites d'air dans l'usine et réduit considérablement le nombre d'heures précédemment consacrées à cette tâche.

“Parfois, nous pouvons trouver et réparer jusqu'à 30 ou 40 fuites en quelques heures”, explique le directeur. “Et nous pouvons utiliser le ii900 pendant la période de production, lorsque le bruit est extrême, tout en trouvant des fuites au niveau du toit, à une distance de 6 à 9 mètres.”

Le fait de rechercher des fuites sans affecter la production présente un grand avantage pour le fabricant. “Auparavant, il ne nous venait pas à l'esprit de tester les fuites d'air pendant la production, car nous ne pouvions pas délimiter les allées et faire sortir les gens d'une certaine zone pour aller voir une fuite éventuelle”, explique le directeur. “Désormais, nous pouvons nous tenir à l'écart et examiner les conduits d'air au-dessus de nous pendant que les chariots et les personnes se déplacent en dessous. Nous n'affectons pas leurs activités et c'est mieux pour tout le monde”.”

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détection des fuites de gaz et de vide

C'est ainsi que l'on détecte les fuites d'air comprimé, de gaz et de vide et que l'on trouve les profits cachés.

Pour les installations industrielles, les systèmes d'air comprimé, de gaz et de vide constituent une source essentielle d'énergie transformée. Les compresseurs sont plus simples que d'autres sources d'énergie telles que l'électricité et ils sont omniprésents dans les usines d'aujourd'hui. Ils alimentent les machines, les outils, les robots, les lasers, les systèmes de manutention des produits et bien d'autres choses encore.

Pourtant, de nombreux systèmes d'air comprimé, de gaz et de vide souffrent de l'usure et d'un manque d'entretien, ce qui contribue au plus grand gaspillage qui soit : les fuites omniprésentes. Ces fuites peuvent être cachées derrière les machines ou situées aux points de connexion, dans les lignes aériennes fixes ou dans les tuyaux fissurés ou usés. Le gaspillage augmente rapidement et peut même entraîner des temps d'arrêt.

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Le coût élevé de l'air gaspillé

Selon le Département de l'énergie des États-Unis, Selon le ministère américain de l'énergie, une fuite de 1/8″ (3 mm) dans une conduite d'air comprimé peut coûter plus de 2 500 dollars par an. Le ministère de l'énergie estime qu'une usine américaine moyenne mal entretenue peut perdre 20% de sa capacité totale de production d'air comprimé à cause des fuites. Le gouvernement néo-zélandais, dans le cadre de son projet Target Sustainability, estime que les fuites peuvent représenter de 30 à 50% de la capacité d'un système d'air comprimé. La détection rapide des fuites d'air comprimé, de gaz et de vide est un facteur clé pour trouver des profits cachés. Les fuites d'air peuvent également entraîner des dépenses d'investissement, des retouches, des temps d'arrêt ou des problèmes de qualité, ainsi que des coûts de maintenance plus élevés.

Pour compenser la perte de pression due aux fuites, les chefs d'entreprise ont souvent tendance à surcompenser en achetant un compresseur plus grand que nécessaire, ce qui entraîne des coûts d'investissement importants et des coûts énergétiques plus élevés. Les fuites du système peuvent également entraîner une défaillance de l'équipement pneumatique en raison de la faible pression du système. Cela peut entraîner des retards de production, des temps d'arrêt imprévus, des problèmes de qualité, une durée de vie plus courte et une augmentation de la maintenance en raison de la mise en marche et de l'arrêt inutiles des compresseurs.

Par exemple, le responsable de la maintenance d'un fabricant américain explique qu'une pression insuffisante dans l'un de ses outils pneumatiques peut entraîner des défauts dans ses produits. “Un couple incorrect, qu'il soit trop faible ou trop élevé, peut entraîner des rappels. Cela entraîne également un surcroît d'heures de travail dans un processus qui devrait être très standard”, explique-t-il. “C'est de l'argent jeté par les fenêtres en raison de la perte de profits et de produits. Dans le pire des cas, la demande peut également être menacée parce que nous n'avons pas pu livrer.”

Il n'est pas étonnant que les services publics, l'industrie et les pouvoirs publics considèrent les systèmes d'air comprimé comme une source potentielle d'économies. Les fuites entraînent des gaspillages. La réparation de ces fuites peut permettre au chef d'entreprise d'économiser de l'argent et éviter à la compagnie d'électricité d'avoir à augmenter la capacité du système.

Détecter et réparer les fuites n'est pas chose aisée

Malheureusement, les méthodes de détection des fuites les plus courantes sont plutôt primitives. Une méthode ancienne consiste à écouter les sifflements, qui sont presque impossibles à entendre dans de nombreux environnements, et à pulvériser de l'eau savonneuse sur la zone de la fuite présumée, ce qui est salissant et peut potentiellement constituer un risque de glissade.

L'outil actuel de détection des fuites de compresseurs est un détecteur d'ultrasons, Les détecteurs d'ultrasons sont des appareils électroniques portables qui reconnaissent les sons à haute fréquence liés aux fuites d'air. Les détecteurs à ultrasons classiques aident à trouver les fuites, mais leur utilisation prend du temps et le personnel de réparation ne peut généralement les utiliser que pendant les temps d'arrêt programmés, alors que l'entretien d'autres machines critiques pourrait être plus utile. Ces instruments exigent également que l'opérateur soit proche de l'équipement pour trouver les fuites, ce qui les rend difficiles à utiliser dans des endroits difficiles d'accès tels que les plafonds ou derrière d'autres équipements.

Outre le temps nécessaire pour détecter les fuites de gaz et de vide à l'aide de détecteurs à mousse ou à ultrasons, ces techniques peuvent poser des problèmes de sécurité lorsqu'il s'agit de trouver des fuites au-dessus ou au-dessous de l'équipement. Il peut être dangereux de grimper sur des échelles ou de ramper autour de l'équipement.

Un pionnier dans la détection des fuites de gaz et de vide

Et s'il existait une technologie de détection des fuites capable de déterminer l'emplacement exact d'une fuite jusqu'à 50 mètres de distance, dans un environnement bruyant, sans avoir à éteindre l'équipement ? Fluke a mis au point une caméra thermique industrielle qui permet d'atteindre cet objectif. Les responsables de la maintenance industrielle appellent la ii900 Sonic Industrial Imager “Pionnier” pour la détection des fuites d'air comprimé.

Cette nouvelle caméra acoustique industrielle, qui peut détecter une gamme de fréquences plus large que les appareils à ultrasons traditionnels, utilise la nouvelle technologie SoundSight™ pour fournir des balayages visuels améliorés des fuites d'air, ainsi que... caméras thermiques détecter les points chauds.

Le ii900 est doté d'un réseau acoustique de petits microphones ultrasensibles qui détectent les ondes sonores et ultrasoniques. Le ii900 reconnaît une source sonore à l'emplacement d'une fuite potentielle, puis applique des algorithmes qui interprètent le son comme une fuite. Les résultats produisent une image SoundMap™, une carte en couleur superposée à l'image en lumière visible, - montrant exactement où se trouve la fuite. Les résultats sont affichés sur l'écran LCD de 7 pouces sous forme d'image fixe ou de vidéo en temps réel. Le ii900 peut stocker jusqu'à 999 fichiers d'images ou 20 fichiers vidéo pour la documentation ou la conformité.

De grandes zones peuvent être scannées rapidement, ce qui permet de détecter les fuites beaucoup plus vite qu'avec d'autres méthodes. Le filtrage peut également être effectué par plages d'intensité et de fréquence. Une équipe d'une grande usine a récemment utilisé deux prototypes ii900 et détecté 80 fuites d'air comprimé en une journée. Le responsable de la maintenance a déclaré qu'avec les méthodes traditionnelles, il aurait fallu des semaines pour trouver ce nombre de fuites. En détectant et en réparant rapidement les fuites, l'équipe a également évité des temps d'arrêt potentiels, dont le coût est estimé à 100 000 dollars par heure en perte de productivité dans cette usine.

Où trouver les fuites :

  • Liens
  • Serpents
  • Tubes
  • Raccords
  • Raccords de tuyauterie filetés
  • Raccourcis
  • FRLs (combinaisons de filtre, régulateur et lubrificateur)
  • Purgeurs de condensats
  • Vannes
  • Brides
  • Joints
  • Chaudières d'alimentation en air

Quelle quantité d'air gaspillez-vous ?

La première étape du contrôle des fuites de gaz et de vide consiste à estimer le taux de fuite. Il faut s'attendre à quelques fuites (moins de 10%). Toute fuite supérieure est considérée comme un gaspillage. La première étape consiste à déterminer votre charge de fuite actuelle afin de pouvoir l'utiliser comme référence pour comparer les améliorations.

La meilleure méthode pour estimer la charge de fuite est basée sur votre système de contrôle. Si votre système est équipé d'une commande marche/arrêt, démarrez simplement votre compresseur lorsqu'il n'y a pas de demande dans le système, c'est-à-dire après les heures de travail ou les quarts de travail. Mesurez ensuite un certain nombre de cycles du compresseur pour déterminer le temps moyen avant que le système chargé ne soit déchargé. S'il n'y a pas d'équipement en fonctionnement, la décharge du système est due à des fuites.

Fuite (%) = (T x 100) ÷ (T + t)T = temps de charge (minutes), t = temps de décharge (minutes)

Pour estimer la charge de fuite dans les systèmes dotés de stratégies de contrôle plus complexes, placez un manomètre en aval du volume (V, en mètres cubes), y compris toutes les chaudières secondaires, les conduites principales et les tuyaux. S'il n'y a pas de demande dans le système, à l'exception des fuites, amenez le système à la pression de service normale (P1, en psig). Sélectionnez une deuxième pression (P2, environ la moitié de la valeur de P1) et mesurez le temps (T, en minutes) qu'il faut au système pour descendre à P2.

Fuite (pcm d'air libre) = [(V x ( P1 - P2) ÷ (T x 14,7)] x 1,25

Le multiplicateur 1,25 corrige les fuites en fonction de la pression normale du système, en tenant compte des fuites plus faibles lorsque la pression du système diminue.

Une réparation efficace des fuites peut permettre aux entreprises dépendantes de l'air de réaliser d'importantes économies. Les entreprises peuvent non seulement économiser sur la consommation d'énergie en réparant les fuites, mais aussi améliorer la production et prolonger la durée de vie des équipements.

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