Quand un mauvais alignement coûte des millions : comment des outils comme RotAlign font la différence

Il n’y a rien de tel que de perdre 3 millions de dollars en deux jours pour vous faire repenser l’importance de l’alignement. 

J'en ai fait l'expérience à mes dépens lorsque deux pompes de refroidissement essentielles sont tombées en panne dans l'usine où je travaillais, paralysant les activités. Il a fallu deux jours – et 1.5 million de dollars de pertes de revenus par jour – pour que l'usine soit à nouveau opérationnelle.

Quelle est la cause de l'accident ? L'accouplement des pompes s'est endommagé, provoquant des vibrations. Il n'était pas correctement aligné.

Ce n'est pas seulement une mise en garde : c'est un rappel du rôle crucial d'un alignement précis dans le bon fonctionnement des opérations. Un mauvais alignement est souvent la cause invisible des problèmes de vibrations, des défaillances prématurées des roulements et des temps d'arrêt coûteux qui peuvent compromettre la productivité et la rentabilité. Si les bons outils avaient été utilisés pour aligner les pompes à eau, ce fiasco de 3 millions de dollars aurait pu être évité.

Cela illustre l'importance cruciale des avancées technologiques en matière d'alignement pour les professionnels de la fiabilité. Les outils modernes ont simplifié des tâches autrefois fastidieuses, permettant d'atteindre plus facilement que jamais la précision requise, même dans les situations les plus complexes.

Dans cet article, nous allons examiner en détail ces avancées et comment elles rendent même les tâches d’alignement les plus difficiles simples et directes.

L'ABC de l'alignement

Tout d'abord, un petit rappel. L'alignement, par essence, garantit le bon positionnement de tous les composants d'une machine rotative les uns par rapport aux autres. Ceci est particulièrement important en condition de fonctionnement. Même un léger désalignement peut entraîner des problèmes opérationnels. 

Le désalignement se divise généralement en deux catégories : le désalignement (pièces non parallèles) et le désalignement angulaire (composants positionnés à des angles incorrects). Des causes telles que l'erreur humaine, la dilatation thermique et la déformation de l'arbre aggravent ces problèmes, entraînant souvent une augmentation de la consommation d'énergie, une usure accélérée des roulements et des joints, voire une panne complète de la machine.

En fait, on estime que jusqu'à 50 % des pannes de machines tournantes sont dues à un mauvais alignement. Cela souligne l'importance cruciale d'un alignement précis pour éviter les pannes et les temps d'arrêt coûteux. Le mauvais alignement est plus qu'un simple problème technique ; il contribue directement à l'inefficacité et à l'usure des machines, d'où l'importance de le résoudre avec les bons outils.

Historiquement, l'alignement reposait sur des méthodes traditionnelles comme les règles et les comparateurs. Bien qu'efficaces, ces outils nécessitaient beaucoup de main-d'œuvre et étaient sujets aux erreurs humaines, notamment dans les configurations complexes impliquant plusieurs machines ou pour compenser la dilatation thermique. Un alignement précis nécessitait des ajustements minutieux, et même une faible marge d'erreur pouvait entraîner des problèmes importants.

Les outils d'alignement avancés d'aujourd'hui ont révolutionné le processus, offrant des solutions plus précises et plus rationalisées. Ces outils modernes réduisent la complexité et le temps associés aux tâches d'alignement, en particulier pour les configurations complexes, repoussant les limites du possible et améliorant considérablement la fiabilité et les performances des machines.

Exploiter des outils avancés pour des alignements complexes

En repensant l’approche des tâches complexes, les outils avancés ont considérablement amélioré l’efficacité de la mesure, de l’analyse et du réajustement.

Prenons l'exemple des systèmes d'alignement laser. Des outils comme RotAlign utilisent une combinaison de capteurs et de lasers pour mesurer et ajuster avec précision l'alignement des machines. Voici son fonctionnement : l'utilisateur positionne le capteur, qui se connecte au laser et capture les données de mesure. Ces données sont ensuite analysées pour déterminer le réglage de la machine ou du composant.  

Ce qui distingue le RotAlign, c'est la précision qu'il associe à des fonctionnalités conviviales qui simplifient les tâches d'alignement les plus complexes. Voici comment :

Des outils conviviaux à la rescousse

Ce n'est un secret pour personne : le secteur est confronté à une pénurie croissante de compétences. Cette pénurie se traduit par une diminution du nombre de techniciens expérimentés disponibles pour gérer des tâches complexes, ce qui accroît la pression exercée sur le personnel moins expérimenté pour qu'il fournisse des performances de haut niveau. C'est pourquoi des outils intuitifs offrant des conseils clairs sont essentiels, notamment pour les tâches d'alignement impliquant des configurations complexes ou des conditions variables.

Le RotAlign est doté d'une interface intuitive, utilisable par les techniciens de tous niveaux. Il suffit de suivre une procédure en trois étapes : dimensionner (saisir les valeurs), mesurer (tourner l'arbre pour prendre les mesures) et obtenir le résultat (apprendre ce qu'il faut déplacer et dans quelle mesure pour obtenir l'alignement).

Le système corrige également les erreurs courantes, permettant même à un technicien inexpérimenté d'obtenir des résultats de qualité équivalente à ceux d'un ingénieur chevronné. Lorsque la précision est primordiale, disposer d'un outil simplifiant les tâches complexes est plus qu'un avantage, c'est une nécessité.

Différents modes de mesure pour s'adapter à toutes les applications

La facilité d'utilisation n'est qu'un élément de l'équation. Si la simplification du processus d'alignement est cruciale, la diversité des machines et des conditions des environnements industriels exige une approche flexible.

À titre d’illustration, voici comment les modes de mesure du RotAlign aident les techniciens à répondre aux exigences spécifiques de tout scénario d’alignement :

• IntelliSWEEP : Ce mode permet de mesurer et de documenter l'alignement initial avec précision, quel que soit le degré de désalignement. Il suit les corrections verticales et horizontales en temps réel, quelle que soit la position angulaire. Il détecte et filtre également les données de mauvaise qualité causées par des facteurs tels que le jeu d'accouplement, les vibrations environnementales ou les variations brusques de vitesse de rotation, afin de vous garantir des résultats de mesure extrêmement précis.

• Mesure multipoint : Indispensable pour mesurer les arbres difficiles à tourner en continu ou ne permettant la mesure que dans certaines positions de rotation. Elle est particulièrement utile pour les paliers lisses, les roulements en métal blanc et les paliers lisses (radiaux). La mesure multipoint est également pratique pour aligner des arbres présentant une rotation saccadée, des portées importantes ou un désalignement important qui peut facilement entraîner une perte de portée du faisceau. La mesure multipoint permet également de moyenner toutes les vibrations.

• Mode de réussite : Le mode idéal pour les arbres désaccouplés des machines à forte inertie de rotation. L'émetteur laser est tourné devant le récepteur dans au moins trois positions différentes. L'inclinomètre interne enregistre l'angle de rotation à chaque passage du faisceau devant le récepteur. 

• vertiSWEEP : Cette méthode ne nécessite qu'une position de départ et une rotation de l'arbre pour effectuer une mesure, ce qui simplifie considérablement l'alignement vertical. Vous pouvez suivre les corrections de bride en temps réel et voir en direct à l'écran si le moteur que vous déplacez se déplace également latéralement.

• Mode statique:Parfait pour les arbres non couplés, les arbres non rotatifs et les machines verticales montées sur pied ou sur bride, ce mode utilise les positions de l'horloge pour établir un point de référence, garantissant un alignement précis lorsque les méthodes traditionnelles ne sont pas efficaces.

Lorsque les systèmes d'alignement laser peuvent gérer une large gamme d'actifs et de configurations, ils éliminent le recours aux solutions manuelles et réduisent les imprécisions courantes sur les systèmes moins polyvalents. Les techniciens peuvent ainsi travailler plus rapidement et en toute confiance dans des environnements de maintenance dynamiques.

Cet avantage est d'autant plus crucial pour les tâches d'alignement complexes et chronophages qui exigent des solutions précises et fiables. Surtout dans les situations où plusieurs alignements sont nécessaires, le RotAlign permet de gagner du temps et s'adapte facilement à une grande variété d'accouplements.

Plusieurs couplages ? Aucun problème. 

L'alignement de plusieurs machines dans un train est une tâche laborieuse mais parfois nécessaire dans la maintenance des machines.

Traditionnellement, ce processus implique l'alignement de chaque machine individuellement, ce qui nécessite souvent des ajustements répétés lors du passage d'un attelage à l'autre. La difficulté augmente avec le nombre de machines, car même de légers défauts d'alignement peuvent s'étendre à l'ensemble du train, entraînant des retards importants et la nécessité de vérifications constantes. Ce processus peut facilement s'étendre sur plusieurs jours, surtout lorsque plusieurs attelages sont concernés.

Le RotAlign, avec ses capacités de mesure multi-couplage, incluant des fonctions telles que Live Move et Live Trend, offre une solution pratique. Le capteur suit simultanément le décalage (parallèle) et l'écart (angulaire) sur les deux axes (vertical et horizontal – X et Y). Lors de la correction de la machine, l'outil peut suivre simultanément les ajustements et leur impact dans quatre directions.

Image : Live Move affiche les ajustements verticaux et horizontaux 3D nécessaires pour obtenir des valeurs de couplage aussi proches que possible de zéro.

Ce qui prenait autrefois des jours peut désormais être réalisé en une fraction de seconde. Mais l'efficacité du RotAlign ne s'arrête pas là.

Alignement d'arbre à cardan, simplifié

Outre les alignements multi-accouplements, le RotAlign simplifie également l'alignement des arbres à cardan, courants dans des secteurs tels que l'acier, la pâte et papier, le ciment et l'exploitation minière.

Traditionnellement, l'alignement d'un arbre à cardan nécessite souvent le retrait complet de l'arbre, ce qui entraîne des coûts et des risques supplémentaires tels que la location d'une grue, des risques pour la sécurité et des dommages potentiels à la machine.

RotAlign révolutionne cette approche en permettant aux techniciens d'aligner l'arbre sans avoir à le déconnecter. Grâce à un support spécialement conçu avec un bras rotatif, l'outil est réglé en mode Cardan, permettant un alignement précis de tous les composants en position opérationnelle. Le capteur, monté sur le bras rotatif, se déplace le long des montants pour croiser le faisceau laser lors de la rotation des arbres, capturant les mesures nécessaires à plusieurs positions. Les techniciens peuvent ainsi corriger le désalignement angulaire en suivant les valeurs de correction affichées. Selon l'application, l'alignement complet peut être réalisé en moins d'une demi-heure.

Cependant, la vitesse n'est pas le seul facteur à prendre en compte. La précision dans des conditions variables est tout aussi cruciale et pose ses propres défis.

Précision de l'alignement pendant la croissance thermique

OL'un des facteurs les plus négligés dans l'alignement des machines est la dilatation thermique. Il s'agit de la dilatation ou de la contraction des composants d'une machine lorsqu'ils chauffent ou refroidissent pendant leur fonctionnement. 

Les ingénieurs cherchent souvent à obtenir un alignement parfait lorsque la machine est froide, au millième de pouce près. Mais une fois la machine à température de fonctionnement atteinte, tout change. Les composants se dilatent, ce qui peut entraîner un désalignement et une multitude de problèmes, allant de l'augmentation des vibrations à la défaillance prématurée des roulements.

Des outils avancés, tels que les calculateurs de croissance thermique et la surveillance des tendances en direct, peuvent aider les techniciens à anticiper et à corriger ces problèmes en fournissant des informations en temps réel sur le comportement des machines lorsqu'elles atteignent les températures de fonctionnement.

Calculateur de croissance thermique

Cette fonctionnalité RotAlign permet aux techniciens de saisir le type de matériau, les températures initiale et finale, ainsi que la hauteur de l'arbre. Le calculateur détermine ensuite l'augmentation de la température de la machine, fournissant des indications sur la manière d'ajuster l'alignement à froid afin de garantir un alignement parfait une fois la machine à pleine température de fonctionnement atteinte.

Fonctionnalité Tendance en direct

Pour une approche encore plus précise, la surveillance des tendances en direct permet de suivre en temps réel l'évolution de l'alignement d'une machine à mesure qu'elle chauffe. En fixant des capteurs directement sur les carters de la machine, les techniciens peuvent observer et enregistrer ces changements, ce qui les aide à comprendre l'alignement réel de la machine pendant son fonctionnement. Cette méthode est particulièrement utile pour les machines présentant des problèmes d'alignement chroniques, comme celles qui connaissent fréquemment des défaillances de roulements ou d'accouplements.

De plus, ces outils peuvent prendre en compte les valeurs cibles, souvent fournies par les fabricants, notamment pour les turbines à vapeur, qui déterminent le décalage d'alignement attendu dû à la dilatation thermique. Que vous effectuiez des réglages sous les pieds ou au niveau de l'accouplement, ces fonctionnalités avancées offrent la précision nécessaire pour garantir le fonctionnement optimal de votre machine, même en cas de fluctuations de température. 

Pour en savoir plus sur les capacités de RotAlign, cliquez ici pour lire Comment un fabricant leader de turbines à gaz industrielles pour le marché mondial de la production d'électricité a utilisé l'outil pour mesurer avec précision la croissance thermique d'une unité.

L'avenir s'annonce bien

Soyons réalistes : l’alignement aura toujours ses complexités, surtout à mesure que les machines évoluent.

Mais avec des outils comme RotAlign, ces défis deviennent beaucoup plus faciles. Ses fonctionnalités avancées donnent aux techniciens la confiance nécessaire pour s'attaquer aux tâches les plus ardues, transformant ce qui était autrefois un casse-tête en tâches simples. En adoptant les bons outils d'alignement, vous ne résolvez pas seulement les problèmes d'aujourd'hui : vous préparez vos machines à un avenir fluide, fiable et durable.

Cliquez ici pour plus d'informations sur le RotAlign

Auteur bio: David Metz est ingénieur d'application et technico-commercial chez Prüftechnik, une division de Fluke Reliability, filiale de Fluke Corporation. Auparavant, il a travaillé comme machiniste-monteur et possède plus de 30 ans d'expérience technique et artisanale chez Exelon Energy.