Brides critiques : les rondelles avancées éliminent le grippage et le travail à chaud

1er novembre 2022 | Par Lynnae Psimas, Ryder Britton et Shruti Bakshi, INTEGRA Technologies

Au cours des activités de démontage des cuves, les usines doivent porter une attention particulière à la conception des rondelles utilisées sur les brides boulonnées. Un simple changement dans ce domaine peut aider à réduire les temps d'arrêt et à améliorer la sécurité

Les brides boulonnées sur les cuves et leurs rondelles associées sont souvent considérées comme des composants mineurs dans les installations de traitement chimique qui peuvent souvent être négligées - jusqu'à ce qu'un problème critique survienne. Cependant, un examen plus approfondi des performances et de la conception des laveuses peut aider les usines à réduire considérablement le temps et les coûts de maintenance, ainsi qu'à améliorer la sécurité des opérateurs. Cet article décrit l'application dans le monde réel d'une nouvelle technologie de laveuse - la laveuse Velocity - dans une usine de fabrication de produits pétrochimiques.

La rondelle brevetée Velocity Washer (Figure 1) a été développée pour faciliter des temps de rupture plus rapides sur les brides critiques. Utilisé sur les brides industrielles à haute pression et à haute température dans plusieurs industries, y compris la pétrochimie, la fabrication et l'aérospatiale, le Velocity Washer réduit les temps d'arrêt et augmente la sécurité en éliminant le grippage, la principale source de fixations grippées.

FIGURE 1. La conception symétrique de ces rondelles permet une installation simple dans n'importe quelle orientation

Le grippage se produit lorsque des pièces métalliques glissent les unes sur les autres sous des charges élevées. Pendant le mouvement, les contraintes locales, la déformation de l'adhérence et la chaleur peuvent entraîner la formation de liaisons métalliques jusqu'à ce que les deux pièces d'équipement distinctes deviennent une seule pièce solide. Le grippage est extrêmement courant, causant des retards coûteux et nécessitant des efforts d'extraction dangereux dans les usines. La rondelle Velocity élimine le grippage en supprimant la charge sur un boulon avant de tourner l'écrou. Cela se traduit par des temps d'intervention plus rapides et plus prévisibles et l'élimination du travail à chaud, réduisant les coûts de main-d'œuvre et augmentant la sécurité des travailleurs.

Le Velocity Washer a été récemment introduit pour une société pétrochimique multinationale afin de résoudre les problèmes liés aux goujons et écrous grippés ou grippés, aux retards de production et au travail à chaud dans une zone de traitement. Le chantier lave trois grands réacteurs à lit fluidisé tous les neuf mois pour éliminer l'accumulation de solides. Le site avait une longue histoire de retards coûteux et de solutions potentiellement dangereuses lors de la tentative de déboulonnage des minicônes au fond des réacteurs pour effectuer lesdits lavages. Avant l'introduction des Velocity Washers, le retrait des fixations grippées nécessitait le chalumeau des écrous, ce qui ajoutait 4 à 5 h à la procédure de lavage et impliquait l'utilisation d'une flamme nue dans une zone de traitement confinée. Cette pratique a également introduit des problèmes d'intégrité en raison de la présence de températures élevées à proximité de la surface d'étanchéité de la bride.

Les problèmes de sécurité évidents, les coûts élevés et les retards de production répétés ont incité le site à rechercher des solutions alternatives. Des outils dynamométriques hydrauliques ont été proposés, mais lorsqu'ils étaient utilisés, ils étaient incapables de casser les écrous grippés. En effet, le phénomène de grippage est beaucoup plus complexe qu'un simple frottement élevé - c'est une fusion des deux parties au niveau moléculaire. Le lubrifiant pour boulons à haute température n'a pas non plus réduit le grippage car il a cuit aux températures de traitement. L'équipe de maintenance senior du site a également envisagé des écrous hydrauliques. Cependant, la consultation a conduit les experts en intégrité à suggérer le Velocity Washer à la place, en raison de son accent sur le grippage, son coût inférieur et sa simplicité d'installation.

La rondelle Velocity utilise une conception crénelée (ce qui signifie qu'elle a des ouvertures intrinsèques intégrées) composée de deux pièces empilées qui sont installées comme une rondelle ordinaire. En raison de leur conception symétrique, ils ne peuvent pas être installés dans le mauvais sens. L'écrou est serré en place en utilisant des procédures standard et la rondelle de vélocité reste en place tout au long du fonctionnement. Lors de la cassure, l'écrou est tourné de 12 degrés vers la gauche. Les pièces Velocity Washer s'effondrent, supprimant toute la charge de l'écrou et empêchant le grippage avant qu'il ne puisse commencer. L'écrou s'enlève alors facilement. La figure 2 illustre ces étapes.

FIGURE 2. La procédure d'installation de ces laveuses élimine le risque de grippage

Les ingénieurs du site pétrochimique ont placé le Velocity Washer sur une bride en forme de minicône pour tester l'efficacité. Au lavage, le temps total d'évasion a été réduit à un peu plus d'une heure, contre jusqu'à cinq heures auparavant.

Tout grippage — et par conséquent tout travail à chaud — était éliminé. Suite à ce résultat favorable, l'équipe de maintenance du site a alors installé le Velocity Washer sur toutes les brides du minicone. Ils prévoient également d'installer le Velocity Washer sur d'autres brides critiques au fur et à mesure des pannes.

"Nous étions sceptiques quant à leur efficacité, car nous n'étions pas sûrs que le problème était lié au grippage. J'avais l'impression que les écrous n'avaient jamais bougé de 12 degrés, mais se bloquaient immédiatement. Nous les avons testés sur le réacteur, qui, pour une raison quelconque, avait le plus de problèmes. Ils ont très bien fonctionné. Nous avons pu casser tous les écrous sans grippage", explique l'un des ingénieurs de maintenance du site. ■

Lynnae Psimas est rédactrice technique en Géorgie et travaille pour le compte d'Integra Technologies. Psimas est titulaire d'un BS en psychologie (2004), ainsi que d'une maîtrise en éducation (2007) et d'un doctorat. en psychologie scolaire (2012) de Georgia State University.

Ryder Britton (Téléphone : 800-779-2658 ; Courriel : [email protected]) est le directeur des initiatives stratégiques chez Integra Technologies en Ontario, Canada. Il travaille chez Integra depuis 2011 et détient un MBA de la Ivey Business School de l'Université Western.

Shruti Bakshi (Email : [email protected]) est un spécialiste du marketing chez Integra Technologies. Elle a six ans d'expérience en marketing et poursuit actuellement une maîtrise en gestion de la Schulich School of Business de l'Université York à Toronto. Elle est également titulaire d'un baccalauréat en biotechnologie du Singhad College of Engineering.