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.
Détecter et réparer les fuites n'est pas chose aisée
De nombreuses usines n'ont pas de programme de détection des fuites. Détecter et réparer les fuites d'air comprimé, de gaz et de vide n'est pas chose aisée. Pour quantifier la quantité de déchets et en déterminer le coût, il faut faire appel à des spécialistes de l'énergie ou à des consultants qui utilisent des analyseurs et des enregistreurs d'énergie pour surveiller vos systèmes d'air. En calculant systématiquement les économies annuelles réalisées grâce à la réparation des fuites, ils peuvent présenter un solide argumentaire en faveur d'un tel projet.
Les audits énergétiques des systèmes d'air comprimé sont souvent réalisés dans le cadre de partenariats entre l'industrie, les pouvoirs publics et les organisations non gouvernementales (ONG). L'un de ces partenariats est le Compressed Air Challenge (CAC), une collaboration volontaire entre ces groupes. Son seul objectif est de fournir des informations neutres sur les produits et du matériel éducatif pour aider les industries à produire et à utiliser l'air comprimé avec une efficacité durable maximale.
Le coût élevé de l'air gaspillé
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 qui n'est pas correctement entretenue peut gaspiller 20% de sa capacité totale de production d'air comprimé en raison de fuites d'air comprimé, de gaz et de vide. Le gouvernement néo-zélandais, dans le cadre de son projet Target Sustainability, estime que les fuites du système 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 d'air comprimé, de gaz et de vide 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.
Pourquoi la détection des fuites par ultrasons est inefficace
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 à l'aide de détecteurs de mousse ou d'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 d'air comprimé
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 acoustique industrielle qui répond à cette question. Les responsables de la maintenance industrielle appellent la Fluke ii900 Sonic Industrial Imager“Pionnier” pour la détection des fuites d'air comprimé.
Capable de détecter une gamme de fréquences plus large que les appareils à ultrasons traditionnels, cette nouvelle caméra industrielle acoustique utilise la nouvelle technologie SoundSight™ pour offrir des balayages visuels améliorés des fuites d'air, tout comme les caméras thermiques détectent 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 dans les systèmes d'air comprimé, 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.
