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L'ingénierie inverse insuffle une nouvelle vie aux pompes plus anciennes

Les grandes pompes sont généralement conçues pour fonctionner pendant des décennies, ce qui en fait un atout précieux qui nécessite un entretien périodique.

Lorsque les performances d’une pompe plus ancienne commencent à se détériorer, cela peut indiquer que la roue est usée ou que la volute est corrodée. Le moment venu, trouver de nouvelles pièces peut constituer un défi considérable. Heureusement, les techniques de conception modernes et les processus de fabrication permettent de créer une vaste gamme de composants grâce à l'ingénierie inverse.

Jesse Jackson, responsable du service clientèle du centre de service mobile de Sulzer en Alabama, examine les moyens de redynamiser un actif de pompe vieillissant.

Au fil des ans, les fabricants de pompes ont créé de nombreuses conceptions de pompes différentes pour une multitude d'applications, chacune utilisant la technologie disponible à l'époque. Au fur et à mesure que les modèles les plus anciens sont en service, l'accès aux pièces de rechange devient de plus en plus difficile tant que le fabricant n'en a plus et qu'il est nécessaire de les créer de manière ponctuelle. Dans certains cas, la société peut avoir cessé ses activités, mais les pompes nécessitent toujours un entretien continu.

Dans les cas où le fabricant d'équipement d'origine (OEM) est disponible, il peut être possible de commander de nouveaux composants, même s'ils doivent être fabriqués à partir des dessins d'origine en tant que modèle spécial. L'avantage réside dans les dessins, qui fournissent tous les détails nécessaires à la création d'un nouveau composant. Le problème est généralement le délai d'exécution. La plupart des usines de fabrication des fabricants se consacrent aux modèles de pompes actuels et leur réaffectation à une tâche unique peut entraîner un délai supplémentaire.

Le deuxième problème avec cette approche peut être le coût. Les pièces d’origine sont uniques à leurs produits et fabriquées selon certaines normes. Elles ont donc un prix plus élevé. À mesure que le stock de pièces de rechange des anciennes pompes diminue, la création de nouvelles pièces entraîne un seuil de coût plus élevé, ce qui peut faire augmenter les prix.

Recréer un design original

L'alternative consiste à rechercher un tiers disposant de la capacité technique nécessaire pour créer un nouveau composant, sans dessins ni matériel de référence. Dans le passé, cela était courant pour des composants moins complexes, mais la géométrie complexe des pompes a rendu cette tâche très difficile. L'avènement de machines sophistiquées de mesure des coordonnées, du logiciel de modélisation solide 3D et du balayage laser a permis de recréer des conceptions complexes.

Outre les nouvelles technologies de fabrication, les matériaux ont également considérablement évolué. Les pompes plus anciennes sont souvent créées avec des matériaux difficiles à souder tels que la fonte et le bronze. Dans de nombreux cas, les matériaux d'origine peuvent être mis à niveau; le remplacement du bronze par de l'acier inoxydable est un phénomène courant.

Les pompes, en particulier les pompes de grande taille, sont souvent utilisées dans des conditions abrasives ou corrosives, ce qui peut réduire considérablement la durée de vie attendue de composants tels que la turbine. La mise à niveau du matériau de base entraîne une augmentation relative du coût de réparation initial, ce qui améliorera la durée de vie et réduira le coût global de possession.

En plus des matériaux utilisés pour créer la pompe, la conception détaillée peut également être améliorée dans le cadre de ce processus. Depuis que la pompe d'origine a été installée, les exigences en matière de performances ou d'objet peuvent avoir changé, ce qui peut être pris en compte dans le cadre du processus de conception lors de la création d'un composant de conception inversée. La conception hydraulique est essentielle aux performances de la pompe et le dernier logiciel de conception et la dynamique des fluides numérique peuvent être utilisés pour obtenir une conception optimale.

Processus de fabrication améliorés

La technologie moderne a également amélioré le processus de fabrication. Il n'est plus nécessaire de créer un modèle et de l'expédier à la fonderie; un modèle d'ordinateur peut maintenant être envoyé par courrier électronique. Des noyaux et des motifs en mousse peuvent être fabriqués pour des composants uniques, ce qui réduit à la fois les dépenses et le temps requis pour terminer le processus. En outre, l'avènement de l'impression 3D peut également être utilisé pour créer des moules pour des composants plus petits, accélérant ainsi le processus de création de pièces de rechange.

La réalisation de projets d'ingénierie inverse prend toujours du temps, mais le processus peut être estimé avec précision, permettant aux propriétaires d'équipement de planifier tous les arrêts de processus et de minimiser l'impact du projet de maintenance. Dans certaines industries, telles que la production d'électricité, il peut être nécessaire de remédier à une panne de pompe à l'aide d'une solution temporaire, jusqu'à une panne planifiée, au cours de laquelle la pompe peut être retirée et réparée avec une solution plus robuste. Dans ce cas, les mesures et la modélisation détaillées peuvent être effectuées au cours du processus de réparation initial, permettant ainsi au nouveau composant d'être fabriqué avant la panne planifiée, afin de minimiser les temps d'arrêt.

Rajeunissement après des années de service 100

Sulzer a adopté toutes les avancées technologiques en matière de fabrication de composants de pompe et les a appliquées à des projets du monde entier. Des exemples récents incluent une pompe construite en 1912 et utilisée en tant que pompe pour cale sèche. Il avait beaucoup souffert de la corrosion de la volute et de la roue, mais il n’était pas possible de trouver une pièce de rechange «prête à l'emploi».

Avec une roue entraînée verticalement, la volute pesait 25,000 lbs (11 tonnes) et était construite en deux moitiés, tandis que la roue elle-même pesait 5,000 lbs (2.25 tonnes). Les spécialistes en ingénierie des pompes de Sulzer ont accompagné les ingénieurs de maintenance sur site pour les aider à retirer la pompe, avant son envoi au Mobile Service Center, où des composants flambant neufs ont été fabriqués.

Un service similaire a été fourni pour une pompe de refroidissement Westinghouse nécessitant une nouvelle turbine et une cloche d'aspiration correspondante. La nouvelle turbine était en acier inoxydable 316L et pesait 5,000 lb (2.25 tonnes), tandis que la nouvelle cloche d’aspiration était en acier inoxydable 304L. Les composants appariés ont été installés lors d’une panne planifiée de la centrale.

Ces exemples, et bien d’autres, montrent qu’il est possible de fournir des pièces de rechange fabriquées avec précision pour les grandes pompes de manière rentable dans un délai beaucoup plus court que celui du fabricant d’origine, si elles existent encore. En outre, les progrès de la technologie de conception permettent d’inclure des améliorations significatives des performances et de la durabilité, réduisant ainsi le coût de possession à long terme.

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