Pourquoi mon appareil à pression est-il tombé en panne ? 6 tueurs d’appareils.

Vos manomètres de processus jouent un rôle crucial dans vos applications. Ils mesurent et surveillent la pression de manière précise et fiable afin de déterminer si les systèmes de processus fonctionnent de manière efficace et efficiente ou si vous devez apporter des modifications ou des ajustements au système. Cela contribue à garantir la sécurité de votre personnel, l’efficacité de vos processus et la qualité de vos produits.

Mais que se passe-t-il si vos manomètres tombent en panne ?

Au cours de mes 41 années de travail dans l’industrie de transformation, j’ai vu de nombreuses causes de défaillance des instruments. Ces “tueurs d’instruments” peuvent mettre des bâtons dans les roues de votre projet et causer toutes sortes de problèmes. Heureusement, la plupart d’entre eux peuvent être évités si vous connaissez les signes avant-coureurs.

Dans cet article, je vais décrire les “tueurs d’instruments” les plus courants qui mettent en danger vos équipements sous pression. Bien que ce blog se concentre sur les manomètres, le mot “instrument” fait également référence aux pressostats ou à un transmetteur.

Pour plus d’informations sur les normes relatives aux manomètres, voir ASME B40.100-2013 et EN837-1.

Je vous montre également comment identifier à l’avance ces tueurs d’instruments et comment les résoudre pour que vos processus se déroulent sans accroc, en toute sécurité et avec précision.

Signes d’alerte pour les problèmes d’équipements sous pression

La maintenance des instruments de mesure de la pression est l’une des clés pour atteindre et maintenir la sécurité du personnel, l’efficacité des processus et la qualité des produits. Un plan de maintenance complet vous permet d’identifier plus facilement les problèmes de l’instrument et de mettre en œuvre des solutions appropriées avant qu’ils ne deviennent des problèmes plus importants ou plus répandus. Cela vous permet d’économiser du temps et de l’argent en évitant des travaux de maintenance coûteux, des temps d’arrêt imprévus et des blessures du personnel liées à l’équipement ou au processus.

Les signes avant-coureurs de problèmes avec l’instrument de mesure comprennent :

Flutter de l’aiguille

L’aiguille de l’instrument de mesure se déplace constamment dans un sens et dans l’autre, ce qui rend difficile la lecture de la valeur de mesure affichée.

Impossibilité de répondre

Le composant de l’aiguille ne se déplace pas en réponse aux changements de la pression de service pour laquelle il a été conçu.

Endommagement de composants

Différents composants de l’instrument de mesure peuvent être endommagés. Par exemple, l’aiguille peut être bosselée, ce qui indique que l’instrument de mesure a été fortement sous- ou sur-pressé. Dans le cas d’un corps de jauge rempli de liquide, un remplissage jauni indique généralement une température ambiante élevée au niveau de la jauge. Le cadran peut également être décoloré, ce qui est un autre signe de température élevée.

Une vitre de manomètre fondue ou déformée, généralement en acrylique, est également le signe d’une température extrêmement élevée. L’écran du manomètre et le cadran sont recouverts d’une poudre noire, ce qui rend la lecture du manomètre difficile. C’est typiquement le résultat de pulsations et/ou de vibrations excessives qui provoquent une usure des dents du mécanisme de mesure. Ces signes servent notamment d’indicateurs pour les problèmes sous-jacents des instruments de mesure. Si vous pouvez reconnaître ces signes et comprendre leurs causes, vous serez mieux préparé à diagnostiquer et à résoudre les problèmes qui peuvent survenir avec vos propres instruments de mesure de processus.

Problèmes fréquents avec les manomètres et solutions

Comme beaucoup de mes collègues du secteur, vous rencontrerez des problèmes lors de l’utilisation d’instruments de mesure de pression dans vos applications critiques. La clé pour surmonter ces problèmes est d’en reconnaître les signes et d’en comprendre les causes. Grâce à ces informations, il est beaucoup plus facile de déterminer et d’exécuter la solution adéquate.

Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des problèmes les plus courants rencontrés avec les instruments de mesure de la pression, y compris les raisons pour lesquelles ils se produisent, l’impact qu’ils ont sur l’instrument et sur l’ensemble du fonctionnement ou du processus, et la manière dont ils peuvent être résolus.

Pulsation/vibration excessive

Problème

Dans les installations de processus, les coups de bélier peuvent provoquer des pulsations dans les manomètres. Ces pulsations peuvent entraîner une mauvaise lisibilité de l’instrument de mesure en raison du battement des aiguilles et une diminution de l’intégrité de l’instrument de mesure en raison de la détérioration des composants.

Comme les pulsations, les vibrations peuvent entraîner un flottement des aiguilles et endommager les composants des appareils de mesure. Elles peuvent être classées en deux catégories : haute fréquence/basse amplitude et basse fréquence/haute amplitude. La première provoque un flottement de l’aiguille et des dommages aux engrenages de mouvement centralisés de l’instrument de mesure sur le segment, tandis que la seconde provoque des dommages aux engrenages largement répandus sur le segment et une tension accrue sur le tube-ressort.

En règle générale, si des pulsations ou des vibrations provoquent un mouvement de l’aiguille de 5 % ou plus de la pleine échelle, vous devez prendre des mesures pour réduire leur production ou leur effet sur l’instrument de mesure.

Solution

Il existe trois solutions courantes aux problèmes d’appareils dus à des pulsations ou des vibrations excessives :

1. Amortissement du mécanisme de mesure/ressort tubulaire

Vous pouvez atténuer l’effet des pulsations/vibrations sur l’appareil de mesure en remplissant le boîtier de silicone, de glycérine ou de halocarbone.

Envisagez également un manomètre sec avec un mouvement amorti, comme par exemple avec la technologie Ashcroft PLUS ! une jauge sèche qui fonctionne comme une jauge remplie de liquide et qui amortit les effets des pulsations et des vibrations.

2. Installation de l’ensemble de mesure à distance de la source

Vous pouvez utiliser un capillaire pour monter l’appareil de mesure plus loin de la source des pulsations et des vibrations. Les capillaires sont disponibles dans des longueurs allant de 2 cm à plusieurs mètres.

3. Étranglement du débit du fluide de traitement

Vous pouvez réduire les pulsations au niveau de l’appareil en installant un amortisseur de pulsations, une vis d’étranglement, une vanne à pointeau en acier ou un séparateur afin d’amortir le flux du fluide de process. Ces accessoires dévient les pulsations avant qu’elles n’atteignent l’appareil de mesure.

Basse/haute température

Problème

Les manomètres sont conçus pour être utilisés dans une certaine plage de température. L’utilisation à des températures situées en dehors de cette plage peut, selon la construction et la structure, entraîner des dommages importants. Un exemple :

Les instruments de mesure à sec sont généralement conçus pour une utilisation à des températures ambiantes inférieures à 100°C. Au-delà de cette température, le cadran peut se décolorer, la fenêtre peut se décolorer (s’il s’agit d’acrylique) ou le joint peut durcir. Les températures de processus pour les instruments de mesure secs sont généralement comprises entre -20°C et 120°C.

En règle générale, les manomètres remplis de liquide sont conçus pour être utilisés à des températures ambiantes allant jusqu’à 70°C. Au-delà de cette température, les manomètres remplis de liquide peuvent subir une lixiviation du matériau du joint d’étanchéité et du joint torique et une décoloration du liquide de remplissage. Les températures extrêmement basses et élevées peuvent également entraîner des problèmes de précision pour les instruments de mesure. Un instrument de mesure sec standard peut présenter un temps de réponse ponctuel ralenti à basse température.

La précision de l’instrument de mesure est affectée lorsque la température ambiante de l’instrument de mesure dépasse la température à laquelle il a été étalonné. À titre indicatif, si un instrument de mesure a été étalonné à 20°C, sa précision sera affectée d’environ 0,4% par 14°C (25°F).

Solution

Il existe plusieurs solutions courantes aux problèmes d’appareils dus à des températures trop élevées ou trop basses :

1. Montage de l’appareil à distance

Vous pouvez installer l’instrument de mesure à l’écart du processus avec un capillaire pour le protéger des températures élevées ou basses. Un support de montage pour l’appareil de mesure est une option disponible pratique pour le montage à distance de l’appareil de mesure. Le capillaire Ashcroft est conçu pour des températures allant de -180°C à 400°C. Un simple tube capillaire de 10 cm entre la jauge et le processus est très efficace pour augmenter les basses températures et réduire les hautes températures.

2. Montage direct de l’appareil

Le MicroTube™ d’Ashcroft ou le siphon à lamelles sont des accessoires résistants qui se montent directement sur l’appareil de mesure puis sur le processus, de sorte qu’il n’est pas nécessaire de s’inquiéter de la manière dont l’appareil serait monté s’il était déporté. Le siphon MicroTube™ a été conçu pour des pressions de process allant jusqu’à 350 bar et des températures de process allant jusqu’à 430°C. Le siphon à lamelles est conçu pour des pressions allant jusqu’à 200 bars et des températures de processus allant jusqu’à 370°C. Les deux appareils sont de bons répartiteurs de température.

3. Intégration d’un siphon à serpentin ou pigtail pour les applications vapeur

Ces siphons, lorsqu’ils sont montés sur l’appareil, peuvent limiter la température dans les applications vapeur. Un siphon à queue de cochon est utilisé pour un montage vertical, tandis qu’un siphon à boucle est utilisé pour un montage horizontal. Avant l’installation, la boucle du siphon doit être remplie d’eau. L’eau agit comme une barrière pour protéger l’appareil de la température élevée et des effets néfastes des coups de bélier, typiques des applications à vapeur.

Pointes de pression

Problème :

Au cours de mon expérience dans ce secteur, j’ai appris que les pics de pression ont de nombreuses causes, notamment les coups de bélier dus à un actionnement trop rapide de la vanne, un dysfonctionnement de l’appareil ou le gel du liquide de traitement. Les instruments de mesure exposés à ces conditions présentent souvent des signes d’endommagement, comme une aiguille cabossée, un tube de Bourdon cassé ou déformé ou un engrenage de jauge cassé. Ces dommages peuvent empêcher l’instrument de mesure de réagir aux changements des conditions du processus ou le faire tomber complètement en panne, ce qui peut entraîner un mauvais fonctionnement ou une mauvaise performance dans votre processus. Les pics de pression ou les coups de bélier en dehors de la pleine plage de mesure d’un instrument de mesure ou la surpression peuvent entraîner une détérioration de la précision, une défaillance de l’instrument de mesure ou, dans le pire des cas, une rupture du tube de Bourdon.

Solution :

Il existe de nombreuses solutions si vous rencontrez des problèmes avec l’instrument de mesure dus à des pics de pression, notamment

1. Intégration d’un arrêt interne

Vous pouvez intégrer une butée interne/de surcharge pour augmenter la pression d’essai. Ce dispositif augmente typiquement la pression d’essai de 20 % supplémentaires.

2. Installation d’une soupape de limitation de pression (PLV) ou d’un manomètre à haute capacité de surpression

Cet accessoire peut être réglé de manière à s’arrêter lorsque le manomètre atteint sa pleine échelle. Lorsque la pression du processus tombe en dessous de la pleine échelle du manomètre, le PLV se réinitialise et laisse passer la pression du processus à travers l’instrument de mesure. Une autre option à considérer est un appareil de mesure à haute capacité de surpression comme le Ashcroft T6500 avec l’option XRA. Ce type de jauge permet une surpression allant jusqu’à 400% de la plage de mesure.

3. Choisir un nouvel instrument de mesure correctement dimensionné

Vous devez choisir un nouveau manomètre adapté à la pression de service maximale. Pour une lisibilité optimale, l’aiguille du manomètre doit normalement être placée à 12:00 sur le cadran. Si la pression de service normale du manomètre est de 3 bar, choisissez une valeur de fin d’échelle correspondant au double de la plage de service ou 0/6 bar.

Appareil bouché

Problème

Les instruments de mesure installés dans des systèmes destinés à des processus “sales” – c’est-à-dire des processus impliquant des particules, des boues et des limons – sont très sensibles au colmatage. Les matériaux du processus peuvent s’accumuler sur les surfaces internes de l’instrument pendant qu’ils s’écoulent dans le système, ce qui peut affecter le fonctionnement de l’instrument et l’efficacité du processus.

Solution

Si le raccord process de l’appareil est sujet à des dépôts ou à des obstructions par le fluide process, vous pouvez éviter les obstructions en isolant l’appareil du fluide process. Un séparateur ou un anneau d’isolation est un bon choix. Si un colmatage du séparateur est à craindre, vous devriez envisager un raccord de rinçage. Il sert à rincer les fluides de process qui s’accumulent dans le joint. L’installation d’une vanne sur le raccord de rinçage est idéale pour contrôler le flux du processus. Pour les boues lourdes ou les boues, un anneau d’isolation doit être envisagé. Cette conception à 360 degrés pour l’écoulement du processus rend les obstructions pratiquement impossibles.

Corrosion

Problème

Les parties d’un instrument de mesure en contact avec le fluide doivent être compatibles avec le matériau du processus. Dans le cas contraire, l’appareil peut se corroder pendant son fonctionnement, ce qui peut nuire à la qualité du produit et du processus. Dans des conditions de process difficiles, les fluides de process qui ne sont pas compatibles avec les parties de l’instrument de mesure en contact avec le fluide entraînent une défaillance de l’instrument de mesure et une fuite du fluide dans l’environnement. Cela devient un problème de sécurité où les opérateurs peuvent être blessés ou, dans des cas extrêmes, perdre la vie.

Solution

Si vous voulez éviter les problèmes d’appareil dus à la corrosion, vous devez vous assurer que le matériau utilisé pour les parties de l’appareil en contact avec le fluide est compatible avec la composition, la concentration et la température du matériau du processus. S’il n’est pas possible de choisir un matériau compatible pour les parties en contact avec le fluide, vous pouvez intégrer un séparateur/séparateur de pression ou une bague isolante dans un matériau adapté au process.

Mauvaise manipulation

Problème

Les instruments sont des appareils sensibles. Si l’intégration d’éléments de conception et d’accessoires appropriés peut contribuer à les protéger contre les dommages dus à une mauvaise application du service, elle ne peut pas les protéger contre une utilisation abusive, c’est-à-dire une installation ou une utilisation incorrecte. Une installation ou une utilisation inappropriée des instruments de mesure peut entraîner des dommages importants, qui peuvent à leur tour entraîner des erreurs de mesure ou la défaillance de composants.

Solution

Si vous voulez éviter les problèmes d’instruments dus à une mauvaise utilisation des instruments, vous devez installer, utiliser et entretenir correctement vos instruments. L’installation des instruments NPT nécessite l’utilisation d’une clé à fourche. N’essayez pas d’installer et de serrer l’instrument à l’aide du boîtier de l’instrument ! Cela entraîne souvent des dommages irréparables à l’instrument.

Après l’installation, n’utilisez pas l’instrument comme escabeau, car cela pose un problème de sécurité. Non seulement l’instrument pourrait être endommagé, mais quelqu’un pourrait également être blessé.

Vérifier régulièrement que les instruments ne sont pas endommagés et qu’ils sont performants.

Nous ne voulons pas vous mettre la pression, mais nous avons plus d’informations.

J’espère que vous êtes maintenant équipé des connaissances nécessaires pour protéger et sécuriser vos collaborateurs, vos processus et vos bénéfices. Si vous savez quels sont les problèmes auxquels vous devez faire attention et comment les résoudre, vous n’aurez pas à craindre les “tueurs d’instruments”.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les manomètres, visitez notre site web et consultez nos documentations utiles sur les produits, nos livres blancs, nos webinaires ou nos guides.

Chez Ashcroft, notre mission est d’aider nos clients à choisir et à obtenir les instruments qui répondent à leurs besoins. Que vous ayez besoin d’aide pour choisir des instruments de mesure pour un nouveau processus ou une nouvelle opération, ou pour résoudre des problèmes d’instrumentation avec une installation existante, nous avons la bonne solution pour vous. Contactez-nous dès aujourd’hui pour parler à l’un de nos experts du secteur et obtenir des réponses à toutes vos questions.