La méthodologie d’optimisation de maintenance révèle que la disponibilité opérationnelle d’une pompe centrifuge est plus influencée par des stratégies préventives efficaces que par la fréquence des arrêts planifiés. Cette étude critique offre des solutions novatrices pour réduire les temps d’arrêt imprévus, essentielle pour les entreprises minières.
Université Mapon
Faculté Polytechnique
Département de Génie Mécanique
Travail présenté et défendu en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur bachelier en Génie Mécanique
Optimisation de la maintenance
Préventive d’une pompe centrifuge
Cas de la pompe centrifuge Sulzer 086 de l’entreprise MMG Kinsevere
Présenté par : Kabangu Muteba Gloire
Promotion : Troisième Bachelier
Directeur : Prof. Kabeya Tshibamba Python
Co-directeur : Ass. Dilukila Fukiau Fabrice
Année académique
2022-2023
Résumé
La complexité des phénomènes de défaillances nous amène à rechercher des moyens d’améliorer les stratégies et les politiques de maintenance pour permettre aux équipements de remplir adéquatement les fonctions pour lesquelles ils ont été conçus. La théorie de fiabilité en ingénierie joue un rôle très important dans la maintenance des équipements.
Ainsi, la maintenance des systèmes industriels est devenue un élément nécessaire pour le développement des entreprises cherchant à conquérir de plus en plus de marchés. Dans notre cas d’étude, on s’intéresse à une pompe centrifuge dont le rôle principal est l’augmentation de la pression du fluide. Une étude de maintenance de cet outil de production ainsi que l’exploitation des données relatives aux échéances des interventions correctives et préventives nous ont permis d’extraire les indicateurs de fiabilité et de calculer les temps optimaux de la maintenance préventive.
L’objectif de l’étude est de proposer des moyens pouvant diminuer les temps d’arrêt de la machine dans le but d’accroître sa disponibilité et de permettre ainsi la diminution du coût de la maintenance. Cette évaluation adressera en particulier, l’espacement des arrêts planifiés (du 27 Juin 2023 au 6 Février 2024) sur un système critique « pompe centrifuge Sulzer 086 » de l’entreprise MMG Kinsevere de Lubumbashi. Le but sera d’élaborer une approche pour maintenir ou améliorer la fiabilité opérationnelle de la pompe après espacement des arrêts planifiés.
Un processus inspiré de la maintenance basée sur la fiabilité a été développé. L’indisponibilité du système a été évaluée pour plusieurs scénarios de maintenance préventive. Cette étude a permis de démontrer que la disponibilité est moins sensible envers l’espacement des arrêts planifiés qu’envers l’optimisation de la maintenance préventive.
Pour atteindre nos objectifs, nous avons examiné les facteurs compromettant la durée de fonctionnement de l’équipement. Après les avoir confrontés aux données de la fiche technique indiquant la durée moyenne de fonctionnement, nous avons, suite à une analyse approfondie, suggéré des solutions pertinentes.
Les conclusions de notre étude ont corroboré l’ensemble des hypothèses formulées. Elles attestent que la performance de la pompe est inférieure à la moyenne, tandis que sa maintenabilité est considérée comme assez satisfaisante.
Mots clés : pompe centrifuge, maintenance, optimisation, fiabilité, disponibilité, maintenabilité.
Abstract
The complexity of failure phenomena leads us to look for ways of improving maintenance strategies and policies to enable equipment to perform its intended functions properly. Engineering reliability theory plays a very important role in the maintenance of such equipment.
Thus, maintenance of industrial systems has become a necessary element for the development of companies seeking to conquer more and more markets. In our case study, we’re looking at a centrifugal pump whose main role is to increase fluid pressure. A study of the maintenance of this production tool and the use of data relating to corrective and preventive maintenance schedules enabled us to extract reliability indicators and calculate optimum preventive maintenance times.
The aim of the study is to propose ways of reducing machine downtime in order to increase availability and thus reduce maintenance costs. In particular, this evaluation will address the spacing of planned shutdowns (from June 27, 2023 to February 6, 2024) on a critical « Sulzer 086 centrifugal pump » system at MMG Kinsevere in Lubumbashi. The aim will be to develop an approach for maintaining or improving the pump’s operational reliability after spacing out planned shutdowns.
A process inspired by reliability-based maintenance was developed. System unavailability was assessed for several preventive maintenance scenarios. This study demonstrated that availability is less sensitive to the spacing of planned shutdowns than to the optimization of preventive maintenance.
To achieve our objectives, we examined the factors compromising equipment uptime. After comparing them with the data in the data sheet indicating the average running time, we carried out an in-depth analysis. suggested appropriate solutions.
The conclusions of our study corroborated all the hypotheses formulated. They show that the pump’s performance is below average, while its maintainability is considered quite satisfactory.
Key words: centrifugal pump, maintenance, optimization, reliability, availability, maintainability.
Introduction générale
Minerals and Metals Group (MMG) Kinsevere est une entreprise minière exploitant le cuivre et le cobalt. MMG Kinsevere est une filiale de MMG Limited, une société basée en Australie, qui est elle-même une filiale de China Minmetals Corporation, une société minière et métallurgique chinoise.
La mine de Kinsevere est une mine à ciel ouvert située dans la province du Haut Katanga en République Démocratique du Congo. Le site minier de MMG se situe à Kinsevere à 35 km au Nord-Est de la ville de Lubumbashi et est entouré principalement de la biodiversité. L’entreprise extrait et transforme les minerais de cuivre en cathodes, qui sont ensuite utilisés dans diverses industries à travers le monde.
Cette entreprise utilise des pompes centrifuges dans leurs processus de production et de traitement des minerais, notamment les pompes de marque Sulzer qui sont couramment utilisées dans l’industrie en raison de leur efficacité, de leur fiabilité et de leur capacité à manipuler des liquides chargés d’impuretés. Cependant, pour maintenir des niveaux optimaux de performance et de fiabilité, il est essentiel de mettre en place une maintenance préventive adéquate pour réduire les coûts de maintenance et améliorer l’efficacité de la pompe.
De nos jours, des nombreux systèmes deviennent de plus grande envergure et plus compliqués influençant grandement notre société, tels que les centrales nucléaires, les centrales électriques, les complexes industriels, les avions, les réseaux informatiques, etc. Ces installations et équipements tendent à se détériorer dans le temps sous l’action de causes multiples telles que l’usure, la fatigue, la déformation due au fonctionnement ou l’action des agents corrosifs (agents chimiques, atmosphères, etc.). Ces détériorations peuvent provoquer l’arrêt de fonctionnement, diminuer les capacités de production, mettre en péril la sécurité des biens et des personnes, provoquer des rébus ou diminuer la qualité ou augmenter les coûts de fonctionnement.
Traditionnellement, les activités de maintenance peuvent être classées en deux principaux types : la maintenance corrective et la maintenance préventive. La maintenance corrective est la maintenance qui survient après la défaillance des systèmes. La maintenance préventive y compris les inspections et les remplacements systématiques, est effectuée avant la défaillance des systèmes, afin de conserver les équipements dans un état spécifié. Habituellement, dans la planification de la maintenance préventive, le but est d’améliorer quelques critères importants d’évaluation de la performance tels que les coûts de réparation, la fiabilité, la maintenabilité et la disponibilité.
En effet, l’optimisation de la maintenance préventive est un aspect crucial de la gestion de la maintenance dans les installations industrielles, entre autres les mines. Cette maintenance peut être coûteuse et inefficace si elle n’est pas bien planifiée et exécutée.
L’objectif principal de cette étude est de minimiser les temps d’arrêt imprévus, d’augmenter la durée de vie de la pompe centrifuge Sulzer 086 et de garantir des niveaux élevés de disponibilité opérationnelle.
Cela implique de prendre des mesures préventives régulières, entre autres des inspections, des tests, des remplacements planifiés, des lubrifications et des ajustements, afin de prévenir les défaillances et d’anticiper les problèmes potentiels.
Pour améliorer la maintenance préventive, il est essentiel de tenir compte de plusieurs facteurs clés. Tout d’abord, il faut analyser les caractéristiques spécifiques de la pompe et comprendre son fonctionnement, ses performances et les facteurs qui peuvent influencer sa défaillance.
Ensuite, il est important d’établir une stratégie de maintenance préventive adaptée, en prenant en compte les conditions environnementales, les contraintes opérationnelles et les coûts associés. Cela peut inclure la mise en place d’un programme d’inspection régulière, l’utilisation de l’analyse des données de performance, la planification des interventions de maintenance et l’utilisation de technologies avancées telles que la surveillance en ligne.
De plus, l’utilisation de données historiques et de méthodes statistiques peuvent aider à identifier les tendances de défaillance, à prévoir les pannes et à établir des intervalles optimaux pour les activités de maintenance préventive. Ces approches basées sur les données permettent une prise de décision plus éclairée et une utilisation plus efficace des ressources de maintenance.
Pour atteindre cet objectif, nous utiliserons une méthodologie de recherche basée sur une revue de la littérature, l’entretien avec des experts de l’entreprise, d’une observation, de l’étude de cas et la recherche-action.
Outre l’introduction et la conclusion générale, ce travail comporte trois chapitres.
Le premier chapitre aborde de manière générale les différents aspects des pompes centrifuges, les moteurs asynchrones, les accouplements ainsi qu’une étude technique de la pompe centrifuge Sulzer 086.
Le second chapitre nous donne un aperçu sur la maintenance. Il détail également les paramètres de fiabilité, maintenabilité, disponibilité ainsi que l’optimisation de la maintenance préventive.
Le troisième fait une analyse de Fiabilité, Maintenabilité, Disponibilité et l’optimisation de la maintenance préventive de la pompe centrifuge Sulzer 086.
Questions Fréquemment Posées
Comment optimiser la maintenance préventive d’une pompe centrifuge?
L’optimisation de la maintenance préventive d’une pompe centrifuge peut être réalisée en développant une approche inspirée de la maintenance basée sur la fiabilité, afin de réduire les temps d’arrêt imprévus et d’augmenter la disponibilité opérationnelle.
Quels sont les objectifs de l’étude sur la pompe centrifuge Sulzer 086?
L’objectif de l’étude est de proposer des moyens pouvant diminuer les temps d’arrêt de la machine afin d’accroître sa disponibilité et de permettre ainsi la diminution du coût de la maintenance.
Pourquoi la disponibilité est-elle moins sensible à l’espacement des arrêts planifiés?
L’analyse démontre que la disponibilité est moins sensible à l’espacement des arrêts planifiés qu’à l’optimisation de la maintenance préventive.