Tout système d’air comprimé repose sur la collaboration de nombreux composants pour garantir des performances fiables, mais certains des plus importants sont aussi les plus faciles à négliger. Cet article met en avant le rôle essentiel que jouent les vannes et les joints dans la régulation du débit d’air, le maintien de la pression et la prévention des fuites au sein des systèmes d’air comprimé à vis lubrifiées. Comprendre leur fonctionnement et savoir comment les maintenir en bon état de marche peut contribuer à améliorer l’efficacité, à prolonger la durée de vie des équipements et à réduire le risque d’arrêts imprévus.
Il existe de nombreux types de vannes dans les systèmes d’air comprimé : électrovannes, vannes de purge (BDV), régulateurs de pression, soupapes de sécurité, vannes de contrôle de pression minimale (MPCV), vannes d’admission, vannes à navette, clapets anti-retour, vannes thermiques… pour n’en citer que quelques-unes. Chacun de ces composants remplit une fonction spécifique pour garantir que l’équipement fonctionne comme prévu et sert de dispositif de sécurité tant pour l’équipement que pour les opérateurs.
L’un des problèmes les plus courants dans les systèmes d’air comprimé concerne le dimensionnement correct du compresseur d’air, des conduites d’air et du réservoir. Toutes les vannes énumérées ci-dessus sont susceptibles de subir une défaillance prématurée en raison d’un nombre élevé de cycles de charge/décharge ou d’un fonctionnement à vide pendant une période prolongée.
En matière de modulation, l’absence de modulation à l’entrée est un motif fréquent d’intervention. Nous constatons qu’une défaillance d’une vanne peut entraîner la défaillance d’autres vannes ; généralement, ce sont les défaillances des joints et des membranes du système de commande qui en sont la cause. Un régulateur de pression mal réglé ou une membrane usée peut entraîner une usure prématurée des composants de commande en raison d’un nombre élevé de cycles de charge/décharge. Il en résulte souvent des coûts de réparation élevés ainsi qu’une baisse de rendement.
La vanne MPCV d’un système de compresseur est sans aucun doute l’une des vannes de régulation les plus importantes de votre compresseur. Toutes les vannes de régulation jouent un rôle important, mais celle-ci peut, plus que toute autre, faire la différence entre le bon et le mauvais fonctionnement. En raison de son emplacement, la vanne MPCV est exposée aux conditions les plus difficiles du système de régulation.
Chaque cfm alimentant votre processus passe par cette vanne. L'air comprimé à cet endroit du système de refoulement est chaud et humide. Les vannes, les joints et les composants associés dans cette zone sont sensibles au tartre et à la corrosion. Selon l'application, l'état de la vanne MPCV peut se détériorer à une vitesse alarmante. Un bon programme d'entretien de cette vanne MPCV garantira des années de contrôle fiable.
Cette vanne remplit deux fonctions :
La vanne BDV est probablement la deuxième vanne la plus importante du groupe compresseur pour la régulation du système. À chaque cycle de charge, une série d’événements se produit : lorsqu’un signal de charge est déclenché, le solénoïde de charge change d’état, la vanne d’admission s’ouvre, la vanne BDV se ferme, la vanne MPCV s’ouvre, le débit et la pression augmentent. Lorsque la pression atteint le point de consigne de décharge, la modulation de la vanne d’admission a atteint son maximum et le processus inverse se produit : le signal de charge disparaît, le solénoïde de commande change d’état, la vanne d’admission se ferme, la MPCV se ferme et la vanne BDV évacue tout l’air chaud et humide vers l’atmosphère. Sans une vanne BDV fonctionnant correctement, il existe un risque de surcharge du moteur d’entraînement, de surpression dans l’installation et de déclenchement de la soupape de sécurité.
Il est essentiel de connaître les différences entre les matériaux d’étanchéité disponibles lors du choix d’un composant de rechange. Le fabricant a déjà effectué les recherches nécessaires pour vous afin de sélectionner un composant doté du matériau d’étanchéité approprié. Par conséquent, soyez vigilant lorsque vous choisissez entre des pièces de rechange d’origine (OEM) et des pièces non d’origine. Le moins cher n’est presque jamais le meilleur choix.
Le Buna est un matériau d’étanchéité très répandu dans le secteur de l’air comprimé. Une question revient régulièrement : s’agit-il de Buna ou de Buna-N ? Lequel choisir ?
Les fabricants de composants omettent parfois le « -N » lorsqu’ils décrivent le matériau d’étanchéité de leurs composants. Les termes « Buna » et « Buna-N » sont souvent utilisés de manière interchangeable pour indiquer que le matériau utilisé est un caoutchouc synthétique.
Il existe toutefois une distinction terminologique au sein de la famille du Buna. Le Buna-S existe bel et bien :
D'autres matériaux couramment utilisés pour les joints dans le secteur de l'air comprimé sont l'EPDM (éthylène-propylène-diène monomère) et le Viton.
Les joints ont généralement une durée de vie limitée, quelle que soit leur application. Souvent qualifiés de « pièces souples », ils se présentent sous différentes formes : joints toriques, joints plats, joints à lèvre, joints en U, joints en V, joints mécaniques, joints à labyrinthe et joints en carbone, pour n'en citer que quelques-uns. En règle générale, les joints sont utilisés pour contenir de l'air, de l'huile ou du gaz de process conformément à certaines spécifications techniques.
Les défaillances des joints et des vannes sont le plus souvent dues à l'usure normale. La dégradation des joints peut être détectée par des fuites d'huile visibles au niveau du compresseur ou par l'encrassement de vos équipements de production en aval.
Pour prévenir ces défaillances, votre programme de maintenance doit être moins réactif et plus proactif. Prenez les mesures suivantes pour éviter toute défaillance potentielle des joints ou des composants :
Il n’existe en réalité aucune procédure de maintenance gravée dans le marbre. Chaque application de compresseur présente ses propres défis en matière de maintenance. Certes, des minuteries peuvent indiquer quand changer le fluide et les filtres, mais il existe de nombreuses autres possibilités pour améliorer la fiabilité de votre système de compresseurs.
L’état de votre salle des compresseurs fait également la différence. L’installation de votre équipement dans des conditions défavorables a des conséquences. Des échangeurs de chaleur obstrués par la saleté augmenteront les températures de refoulement des compresseurs et entraîneront une dégradation du fluide. Ces conditions peuvent réduire la durée de vie des vannes et des joints de votre système de commande de compresseurs. La dégradation du fluide et l’augmentation des niveaux d’acidité attaqueront les joints et les surfaces d’étanchéité, les roulements et les échangeurs de chaleur.
La question des pièces d’origine par rapport aux pièces non d’origine concerne à la fois les vannes et les joints. Le fabricant de l’équipement conçoit des groupes compresseurs pour répondre à certaines spécifications. Les débits, les pressions et les températures sont pris en compte lors de la sélection des composants pour la conception du groupe. Modifier les spécifications de conception de l’équipement peut s’avérer préjudiciable.
Les vannes sont généralement actionnées par un signal pneumatique ou une commande électrique provenant d’un dispositif de commande, d’un pressostat, d’un régulateur ou d’un automate programmable (PLC). L’installation d’une vanne non d’origine peut entraîner des problèmes de performances et de fiabilité. De nombreuses interventions de dépannage sont générées lorsque des personnes ont cherché à faire des économies en commandant des composants en ligne et que ceux-ci ne fonctionnent tout simplement pas.
Par exemple, dans les BDV, ces vannes sont sélectionnées en fonction de la température, de la pression et du débit, conformément aux spécifications du fabricant. De nombreux fournisseurs vous proposeront une vanne de forme et de dimensions similaires, mais qui ne fonctionnera pas comme prévu. L'installation d'une vanne BDV dont le débit est incorrect peut entraîner des problèmes de régulation, provoquer un cycle trop court ou une surpression lors de la décharge. Cela peut entraîner une usure excessive de composants tels que les soupapes d'admission, les solénoïdes de commande, les pressostats et les soupapes de pression minimale.
L’état de l’huile et le prélèvement d’échantillons font également partie des discussions avec les équipementiers. Une huile contaminée peut causer des ravages dans un système de compresseur. Le moussage et l’entraînement d’huile peuvent endommager les équipements en aval, tandis qu’une forte concentration en particules peut user les joints et endommager les roulements. De plus, de nombreuses pièces contrefaites sont vendues en ligne. Les filtres à huile sont faciles à reproduire , mais leurs performances peuvent ne pas être à la hauteur des normes d’origine. Lors de nos interventions sur site, nous posons systématiquement la question suivante : « Utilisez-vous des pièces et des fluides d’origine ? »
Comprendre le rôle des différentes vannes et joints, ainsi que les conséquences de leur négligence, peut vous permettre d’optimiser la fiabilité et la durée de vie de votre système d’air comprimé. Grâce à un entretien adéquat, à un choix judicieux des composants et au respect des exigences d’entretien courant, ces pièces essentielles peuvent fonctionner comme prévu et contribuer à maintenir l’efficacité du système. Prenez le temps d’examiner votre système de compression avec un regard neuf : vous pourriez repérer une opportunité d’améliorer ses performances avant que de petits problèmes ne se transforment en gros problèmes.
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