Rapport-finale-ikhelk.pdf 2b204n

Introduction générale La maintenance d’un équipement critique pour une manufacture doit être rigoureuse. Il est donc souhaitable de contrôler au lieu de subir les pannes imprévues. Ces dernières peuvent conduire à une augmentation des coûts de maintenance, à des dangers pour les employeurs ou à un arrêt de production. La qualité des moteurs électriques joue un rôle primordial dans le cycle de production, d’où la nécessité d’instaurer un suivi rigoureux de cet équipement critique.

A cet effet, la direction de la GRIFLEX a signé un contrat de sous-traitance avec autres sociétés pour assurer la maintenance et le bon fonctionnement des moteurs électriques au sein de la Samir. Durant mon stage j’ai appliqué la démarche Analyse des Causes Racines pour remonter aux causes racines des arrêts des moteurs électriques de la zone PEX , référant à l’historique des défaillances de l’année 2013. Pour appréhender le travail qui m’a été confié, j’ai adapté l’analyse AMDEC sur un équipement critique de la zone PEX. Ceci m’a permis de déterminer les modes de défaillance les plus critiques pour lesquels il faut engager des actions amélioratives. Les résultats des deux analyses m’ont poussé à élaborer des documents utiles pour améliorer la qualité de la maintenance des moteurs électriques au sein de la Samir. Le présent rapport traite de généralités concernant l’entreprise la GRIFLEX et du service maintenance. Le deuxième chapitre présente l’analyse des moteurs électriques. Et enfin le chapitre 3 Mise en place de planning de la maintenance préventive pour Injection plastique.

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Chapitre 1

Présentation de l’entreprise

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1.1 Présentation de la Société Anonyme Marocaine de grillages marocain (GRIFLEX) : 1.1.1 Historique : Historique : GRILLAGES MAROCAINS, société à capitale marocain crée en 1967, est spécialisée principalement dans la fabrication du tube réticulé. Dès sa création son activité a connu un réel développement grâce à un esprit d’innovation qui a permis à l’entreprise de s’adapter constamment aux besoins de sa clientèle notamment en introduisant des nouveautés en terme de modèle. Pour maintenir un positionnement de leader et d’entreprise innovante sur son marché, GRILLAGES MAROCAINS a effectué en 2001 un investissement très important qui lui a permis d’acquérir la première unité de production de tube réticulé PEX avec barrière anti anti-oxygène (EVOH) de marque GRIFLEX au Maroc et en Afrique. C’est grâce à un partenariat réussi avec des acteurs européens que cet investissement a pu aboutir. Et toujours dans un souci d’innovation, en 2010 GRILLAGES MAROCAINS s’est lancé dans la fabrication de nouveaux produits, les tubes et raccords en Polypropylène Copolymère Random PP-R, sous le nom de système GRIFLEX TRYON.

1.1.2

Fiche technique

Dénomination

GRIFLEX

Forme juridique

Société anonyme

Capital social

9 000 000 DH

Répartition du capital

100% Marocain

Effectif

120

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Activités

Moulage par injection plastique. Moulage par extrusion plastique. Fabrication des grillages métalliques.

Adresse

Km.8 route d’El Jadida, 20190 Casablanca.

Lignes téléphoniques

Tél: +212 (0)522 23 08 08 +212 (0)522 36 69 60 Tableau 1 : Fiche signalétique du GRIFLEX

1.1.3

Organigramme de l’entreprise :

L’organigramme de l’entreprise GRIFLEX se présente comme suit :

1.2. Les activités de l’entreprise : 1.2.1

Introduction :

GRILLAGES MAROCAINS, société à capitale marocain crée en 1967, est spécialisée principalement dans la fabrication du tube réticulé. Dès sa création, son activité a connu un réel développement grâce à un esprit d’innovation qui a permis à l’entreprise de s’adapter constamment aux besoins de sa clientèle, notamment en introduisant des nouveautés en termes de modèles et matériaux. Parmi les produits réalisés à GREFLEX on cite :

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1.2.2

Tube polyéthylène PEX :

Le tube réticulé GRIPLEX PEX est fabriqué par extrusion à base de polyéthylène HD greffé au silane de couleur rouge ocre. La coloration lui confère une parfaite opacité qui

entrave le phénomène d'accroissement des algues à l'intérieur du tube. Après vient l'étape de réticulation selon la méthode « b » qui consiste à stocker le tube extrudé dans un boxe de réticulation à 85°C. Cette opération déclenche une réaction chimique qui renforce les liaisons entre les atomes de carbone des molécules de polyéthylène. La réticulation permet de rendre le tube résistant aux hautes températures et pressions contrairement au tube polyéthylène HD normal.

1.2.3 Tube multicouches : PEX-AL-PEX Le tube GRIFLEX MULTICOUCHES est un tube de haute technologie, qui se compose : • d'un tube, extrudé à base de polyéthylène réticulé PEX de couleur blanche, étudié pour résister à toute agression extérieure, • d'une feuille intermédiaire en aluminium pour stabiliser la forme donnée lors de l'installation, et pour rendre le tube imperméable à l'oxygène et aux rayons U.V, • d'un tube en polyéthylène réticulé PEX à paroi extrêmement lisse pour un meilleur débit. Réalisé selon Les normes en vigueur, il offrira une plus grande résistance à la pression.

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 Tube TRYON GF TRYON - GF est un tube composite réalisé avec une technologie innovante de Co-extrusion qui produit simultanément trois couches homogènes entre elles à partir des matériaux ayant des caractéristiques mécaniques très résistantes.



 Tube TRYON C'est un tube composé de trois couches de PP-R, utilisant les dernières technologies de coextrusion allemande. Sa composition en trois couches de PP-R, lui confère une meilleure résistance que les tubes PP-R monocouches.

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1.2.4 Raccords PP-R et pièces d’injection : Les raccords de Griflex sont fabriqués par injection plastique en polypropylène, en utilisant

des presses d’injection chinoises.:

1.2.5 Les gaines du type ICT : Les tubes annelés cintrable et transversalement élastique interviennent dans les

installations d’eau (sanitaire ou chauffage) pour jouer plusieurs rôles : - Protection du tube réticulé.

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Indication de la nature de la canalisation (conduit bleu pour eau froide et conduit rouge pour eau chaude).

1.2.6 Coffret-collecteur : Coffret de distribution d’eau chaude et froide :

-

Montage en série et en parallèle.

-

Encombrement réduit.

-

Résistance élevée.

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1.2.7 Schéma de l’atelier :

1.2.8 Situation géographique :

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1.3

Conclusion :

Après avoir présenté les l’entreprises , le lieu de mon stage qui a pour but de garantir la maintenance des équipements électriques et les moteurs électriques au sein GRIFLEX. Dans ce qui suit, l’étude mon projet qui concerne la maintenance des moteurs électriques, les différentes pannes associées et les solutions mises en place.

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Chapitre 2 Analyse des défaillances des moteurs électriques

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2.1.

Introduction :

De puissants groupes industriels ont obtenu de bons résultats tout en améliorant la productivité en adoptant les méthodes d’analyses des causes racines qu’elles maintiennent et développent. La GRIFLEX n’en fera pas l’exception. Elle a introduit cette méthode il y a quelques années et l’a appliquée sur quelques unités pilotes. Vu que cela a donné des résultats positifs, actuellement, elle est entrain de la généraliser sur tous les équipements critiques. Les objectifs dans ce chapitre sont :  Identification du problème,  Focalisation sur le problème prioritaire,  Identification des causes racines du problème,  Analyse des modes de défaillances de leurs effets et leurs criticités (AMDEC),  Proposition des actions amélioratives.

2.2.

Approche sur les moteurs électriques : 2.2.1.

Introduction :

La raffinerie est constituée d’installations industrielles dans lesquelles la circulation des fluides (liquides, gaz, vapeurs), constitue une activité essentielle. Les procédés utilisés exigent en effet que ces fluides soient véhiculés de manière permanente, ces écoulements exigent la mise en œuvre d’un matériel spécifique comprenant en particulier: Des tuyauteries, et tous les accessoires qui leur sont associés, dont le but est de canaliser et de contrôler la circulation des liquides et des gaz qu’elles renferment, Des machines tournantes qui apportent, l’énergie nécessaire aux fluides pour er d’une capacité à une autre. Les liquides reçoivent cette énergie des pompes.

2.2.2.

Moteurs asynchrones :

Le moteur asynchrone est la machine la plus utilisée dans la société GRIFLEX car il présente de nombreux avantages tels que sa robustesse, sa facilité de mise en œuvre, son faible coût, sa grande durée de vie etc.…. Bien que le moteur asynchrone ait la réputation d’être robuste, elle peut présenter comme toute autre moteur électrique, des défaillances d’ordre électrique ou mécanique.

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2.2.2.1.

Fonctionnement du moteur asynchrone :

Trois bobines, fixées sur un circuit magnétique appelé stator, sont alimentées par un réseau de tension triphasé. Ces trois tensions étant déphasées chacune de 120°, elles produisent au travers des bobinages statoriques un champ magnétique tournant s’exerçant sur le rotor. Le rotor se met alors à tourner dans le même sens que le champ tournant mais à une vitesse légèrement plus faible d’où le terme asynchrone. 2.2.2.2.

Constitution d’un moteur asynchrone triphasé :

La machine asynchrone, souvent appelée moteur à induction comprend un stator et un rotor, constitués de tôles d'acier au silicium et comportant des encoches dans lesquelles on place les enroulements. Le stator est fixe ; on y trouve les enroulements reliés à la source. Le rotor est monté sur un axe de rotation. Selon que les enroulements du rotor sont accessibles de l'extérieure ou sont fermés sur eux-mêmes en permanence, on définit deux types de rotor : bobiné ou à cage d'écureuil. Toutefois, nous ettrons que sa structure est électriquement équivalente à celle d'un rotor bobiné dont les enroulements sont en court-circuit. Dans ce travail, nous nous intéressant aux moteurs asynchrone à cage d'écureuil car c’est le type le plus utilisé au sein de la zone UPGRADE.

Fig.5 : Vue éclatée du moteur asynchrone

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Les fonctions de chaque composante du moteur asynchrone : Composantes

Matières Constitué de tôles d’acier dans lesquelles sont placés les bobinages statoriques

Le Stator

Le Rotor

Le circuit magnétique rotorique est constitué de tôles d’acier

Les roulements

L’acier au chrome 100 Cr6 les billes en acier inoxydable X 105

Le ventilateur

Matériau composite ou alliage d’aluminium

Capot de ventilation

Matériau composite ou tôle d’acier

Les flasques

Alliage d’aluminium

Boîte de bornes

Matériau composite ou alliage d’aluminium

Fonctions produit un champ magnétique tournant entraîné par le champ tournant, produit de l’énergie mécanique le guidage en rotation de l’arbre se fait par deux roulements à billes montés dans les flasques placé à l’arrière du moteur, il permet le refroidissement du moteur oriente le flux d’air vers les ailettes du carter ils ferment le carter moteur aux deux extrémités Branchement du circuit triphasé (d’alimentation)

Tableau 2 : Fonctions et matières de construction des composants du moteur asynchrone

2.3.

Démarche RCA des défaillances :

2.3.1.

Définition de la démarche :

L’Analyse des Causes Racines (RCA) est une technique étape-par-étape qui se focalise sur rechercher la cause réelle d’un problème et le traiter. La RCA est une procédure pour déterminer et analyser les causes des problèmes, pour déterminer les causes racines du problème.

2.3.2.

Logique RCA :

La logique RCA ou bien la résolution des problèmes pour réduire les dommages, consiste en ceci : Présentation du problème

Focalisation sur le problème prioritaire

Identification des causes racines du problème

Fig.6 : La démarche RCA

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2.3.3.

Présentation du problème :

En se référant à l’historique des interventions sur les moteurs électriques au sein de la zone PEX, on a pris en considération que les moteurs électriques entrainants des pompes (les motopompes), puis identifier pour chaque unité, les moteurs électriques qui y ont subi des défaillances durant l’année 2013. Unités

Nb des moteurs électriques

Nb des moteurs défaillants (2012)

31

24

1

33 34 36 37 38 39 61 63 65 68 69 70 71 73 77 79 932 Total

18 59 13 13 15 15 2 10 12 2 4 46 8 23 36 3 1 304

0 5 5 1 4 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 26

Désignations des moteurs électriques (Le nombre des défaillances) MP103A MP105A-MP202B-MP106A(3) MP101A-MP103B-MP121B(3) MP102B MP103B(3)-MP103A MP101B(5)-MP101A(2)-MP310B MP101C -

Tableau 3 : Synthèse des défaillances des moteurs électriques au sein de la zone PEX

Les unités sans pannes seront exclues de l’étude. N.B : L’écriture « 39MP101B » se lit : La motopompe numéro101 de l’unité 39.

A partir du Tableau 3 j’ai tracé le diagramme de camembert suivant, afin d’identifier les unités les plus critiques de la zone PEX.

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unité 63 unité 31 4% 4%

unité 39 35%

unité 34 19%

unité 36 19% unité 38 15%

unité 37 4%

Fig.7 : Répartition de pannes par unité

La Fig.7 montre que l'unité la plus critique de l’année 2013 est l’unité 39 avec un taux de panne de 35 %. Le plus raisonnable c’est d’appliquer la démarche RCA sur les équipements critiques de la zone PEX, pour cela j’ai choisi la méthode Pareto pour classer les moteurs électriques selon la fréquence de pannes en 2013.

2.3.4.

Focalisation sur le problème prioritaire :

Pour focaliser sur le problème le plus critique j’ai utilisé la méthode 20/80 (Pareto). 2.3.4.1. Principe Pareto : Le diagramme de Pareto est un outil de visualisation, d’analyse et aide à la prise de décision. Il permet de représenter l’importance relative de différents phénomènes lorsqu’on dispose des données quantitatives (ex : Historique de pannes) .Les résultats se présentent sous la forme d’un graphe, dont l’exploitation permet de détecter les éléments les plus significatifs du problème à résoudre et de prendre les décisions permettant sa résolution. 2.3.4.2 Fonction : L'exploitation de cette loi permet de déterminer les éléments les plus pénalisants afin d'en diminuer leurs effets : - Diminuer les coûts de maintenance, - Améliorer la fiabilité des systèmes, - Justifier la mise en place d'une politique de maintenance. Rapport de SFE

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2.3.4.3 Démarche Pareto :  Collecter les données (historique de pannes),  Quantifier

l’importance

de

chacun

selon

un

critère

de

classification (fréquence de pannes, nombre d’heures d’arrêt),  Classement dans l’ordre décroissant,  Calculer les pourcentages et les pourcentages cumulés,  Tracer le graphe,  Interprétation. 2.3.4.4 Construction du diagramme Pareto : A partir de l’historique des interventions sur les moteurs électriques au cours de l’année 2013, j’ai classé ces équipements par ordre décroissant selon le nombre de pannes annuel.

U39MP101 B

Nombre de pannes annuel 6

U34MP106 A

3

11,54%

34,62%

U36MP121 B

3

11,54%

46,15%

U38MP103 B

3

11,54%

57,69%

U39MP101 A

2

7,69%

65,38%

U31PM103 B

1

3,85%

69,23%

U34MP105 A

1

3,85%

73,08%

U34MP202 B

1

3,85%

76,92%

U36MP103 B

1

3,85%

80,77%

U36MP101 A

1

3,85%

84,62%

U37MP102 B

1

3,85%

88,46%

U38MP103 A

1

3,85%

92,31%

U39MP310 B

1

3,85%

96,15%

U63MP101 C

1

3,85%

100,00%

autres équipements

0

0,00%

100,00%

TOTAL des pannes

26

Equipements

Fréquences

Fréquences cumulées

23,08%

23,08%

Tableau 4 : Classification des moteurs électrique selon le nombre de pannes

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U39MP101 B U34MP106 A U36MP121 B U38MP103 B U39MP101 A U31PM103 B U34MP105 A U34MP202 B U36MP103 B U36MP101 A U37MP102 B U38MP103 A U39MP310 B U63MP101 C autres…

7 6 5 4 3 2 1 0

100,00% 90,00% 80,00% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Nb de pannes correctives Fréquences cumulés

Fig.8 : Graphe de Pareto

Equipements ayant subit 80% des pannes :

U39MP101B U34MP106A U36MP121B U38MP103B U39MP101A U31MP103B U34MP105A U34MP202B U36MP103B Dans la suite du projet, l’étude sera appliquée sur l’équipement le plus critique qui est la motopompe numéro 101B de l’unité 39 (U39MP101B) de la zone PEX, puis la généraliser sur les autres équipements de la zone.

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2.3.5.

Identification des causes racines du problème : 2.3.5.1 Diagramme d’Ishikawa : 

Principe de base :

Le diagramme d’Ishikawa permet de visualiser les causes réelles ou supposées, pouvant provoquer un effet que l’on cherche à maitriser dans le cadre d’une démarche d’analyse des causes racines. 

Problématique :

39MP101B est l’équipement le plus critique de la zone UPGRADE, on cherche à remonter aux causes racines des arrêts de ce dernier en appliquant la méthode d’Ishikawa. 

Application de la méthode :

L’application de diagramme causes à effet est construite avec les personnels de la société Cegelec (électriciens, électromécaniciens) sur les causes racines des arrêts de l’U39MP101B.

Fig.9 : Diagramme Ishikawa pour les causes de l’arrêt du moteur asynchrone

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2.3.5.2.

Diagramme Pareto :

En se basant sur l’historique des pannes des moteurs électriques de l’année 2012 de la zone UPGRADE, j’ai rassemblé les causes consommées des interventions pour chaque cause des pannes par mois dans le tableau ci-dessous :

Causes d’arrêt du moteur Roulement Défectueux Câble Endommagé Moteur à la masse Problème Mécanique cache ventilateur endommagé Mauvais Ventilateur endommagé

Janvier

Février

Mars

Avril

Mai

Juin

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

39 0 0 0

30,75 0 0 1,5

0

0

0

14,5

16,5

0

0 0

0 0

0 3

6 14,5

3 0

11 0

0

0

3

35

58,5

43,25

Total

Juillet

Août

Septembre

Octobre

39,75 2,25 0 0 0 0 0

0 58,5 58,5 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

21,25 0 0 37,75 2 0 0

46,5 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

Total en heures 177,25 60,75 58,5 39,25 33 20 17,5

42

117

0

61

46,5

0

406,25 h

Novembre Décembre

Tableau 5 : Suivi des interventions correctives pour les moteurs pompes de la zone UPGRADE

J’ai choisi de classer les causes des pannes selon les heures consommées pendant

les

interventions de la maintenance corrective afin de pouvoir déterminer les causes les plus pénalisantes et les plus coûteuses en terme de temps d’arrêts du moteur.

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Dans le but de classer les causes de pannes selon le temps d’arrêt annuel des équipements, j’ai construit le diagramme Pareto :

Les défaillances

Nb heures consommées

Pourcentage

Pourcentages cumulées

Roulement Défectueux

177,25

43,63%

43,63%

Câble Endommagé

60,75

14,95%

58,58%

Moteur à la masse

58,5

14,40%

72,98%

Problème Mécanique

39,25

9,66%

82,65%

cache ventilateur endommagé

33

8,12%

90,77%

Mauvais

20

4,92%

95,69%

17,5

4,31%

100,00%

406,25

100,00%

-

Ventilateur endommagé Total

Tableau 6 : Classement des causes de pannes en ordre décroissant selon les heures d’arrêt annuel 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

110,00% 100,00% 90,00% 80,00% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00%

Nb hrs consommées Pourcentage cumulées

Fig.10 : Classement des causes de pannes

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Le diagramme montre que 80 % des temps d’arrêt des moteurs électriques de la zone PEX sont dus aux endommagements des roulements, aussi du câble et lorsque le moteur est mis à la masse, alors c’est plus raisonnable de se concentrer sur ces trois causes en priorité. Mais pour valider ces résultats, on va utiliser un outil complémentaire plus détaillé en terme de criticité pour chaque mode de défaillance afin de pouvoir justifier la mise en place des procédures opérationnelles, donc la démarche la plus pratique à adopter est la réalisation d’une Analyse des Modes de Défaillance de leurs Effets et de leurs Criticités (AMDEC).

2.4.

Analyse des modes de défaillance de leur effet et leur

criticité : 2.4.1.

Introduction :

«L’analyse des modes de défaillances, de leurs effets et de leurs criticités est une méthode d’analyse de la fiabilité qui permet de recenser les défaillances et les conséquences affectant le fonctionnement du système dans le cadre d’une application donnée ». AFNOR (Norme X-510) Objectifs : Réduire le nombre de défaillances, Détection précoce des dégradations, Fiabilisation des interventions sur les moteurs électriques, La méthode AMDEC comporte 3 étapes successives pour un total de 14 opérations. La démarche est la suivante :

Étape 1 : Analyse fonctionnelle : 1a : initialisation : 1-définition du système à étudier 2-définition de la phase de fonctionnement

1b : décomposition fonctionnelle : 3-découpage du système 4-identification des fonctions des éléments

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Étape 2 : Analyse AMDEC : 2a : analyse du mécanisme de défaillances 5-identification des modes de défaillances 6-recherche des causes 7-recherche des effets 8-recensement des détections 2b : évaluation de la criticité 9-évaluation des critères de cotation 10-calcul de la criticité 2c : proposition d’actions correctives 11-recherche des actions correctives

Étape 3 : Synthèses : 12-hiérarchisation des modes de défaillances 13-liste des points critiques 14-liste des recommandations On va appliquer cette analyse sur l’équipement le plus critique qui est la motopompe numéro 101B de l’unité 39 (39MP101B) de la zone PEX.

2.4.2. Analyse fonctionnelle : L’analyse fonctionnelle est une démarche qui consiste à recenser, caractériser, ordonner, hiérarchiser et valoriser les fonctions d’un produit. 2.4.2.1.

Initialisation :

Le système à étudier c’est la motopompe 39MP101B :

Caractéristiques techniques Tension

380V

Puissance

13.8 KW

Vitesse de rotation

2390 tr/min

Déphasage entre I et U (Cos ¥)

0,8

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Aspiration

Refoulement

Fig.11 : Motopompe 39MP101B en fonctionnement

Définition de la phase de fonctionnement : BANDERA

Bassin du souffre liquide

Fp

Mainteneur

39MP101B

Fc1

Fc4

Secteur d’alimentation Fc2

Fc3

Exploitant

Milieu ambiant Fig.12 : Diagramme de pieuvre de 39MP101B

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La fonction principale : Fp : Débiter le souffre liquide du bassin vers la BANDERA. Les différentes fonctions contraintes : Fc1 : Faciliter au mainteneur la manœuvre en cas d’arrêt, Fc2 : Contrôler et utiliser la motopompe par l’exploitant dans les conditions idéales de marche, Fc3 : Résister à la corrosion et à l’agressivité du milieu ambiant (Souffre), Fc4 : Alimentation du moteur électrique par le secteur.

2.4.2.2. 

décomposition fonctionnelle :

Découpage du système : Moteur électrique asynchrone

Rotor

Stator

Roulements

Ventilateur

Capot de ventilateur

Flasque

Fig.13 : Décomposition fonctionnelle du moteur asynchrone



Identification des fonctions des éléments : Composantes Le Stator

Le ventilateur

Fonctions produit un champ magnétique tournant entraîné par le champ tournant, produit de l’énergie mécanique le guidage en rotation de l’arbre se fait par deux roulements à billes montés dans les flasques placé à l’arrière du moteur, il permet le refroidissement

Capot de ventilation

oriente le flux d’air vers les ailettes du carter

Les flasques

ils ferment le carter moteur aux deux extrémités

Boîte de bornes

Branchement du circuit d’alimentation

Le Rotor Les roulements

Tableau 7 : Fonctions des éléments du moteur asynchrone

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2.4.3. Analyse AMDEC : 2.4.3.1.

Généralité :

L’analyse AMDEC proprement dite consiste à évaluer qualitativement et quantitativement les défaillances, puis à mettre en évidence les points critiques : 

Evaluation quantitative des défaillances :

Mode de défaillance potentielle Qu’est-ce qui pourrait aller mal ?

Effets possibles

Causes possibles

Quels pourraient être les effets ?

Quelles pourraient être les causes ?

-

Détection Quelles sont les actions de contrôle ?

NON DETECTION

D : « Probabilité de non détection du mode compte tenu des calculs et essais effectués ou prévus » -

FREQUENCE

F : « Fréquence d’apparition du mode de défaillance engendré par la cause » -

GRAVITE

G : « Gravité de l’effet de la défaillance retenu pour l’utilisateur » INDICE DE CRITICITE DxFxG =C 2.4.3.2.

Barèmes de cotation d’AMDEC :

L’élaboration d’un barème de cotation permet d’établir un référentiel unique pour l’évaluation des défaillances. Cette cotation diffère suivant les critères suivants : 

Le référentiel de cotation de l’entreprise,



L’expérience des responsables,



Le niveau de qualité souhaité.

La criticité se calcule en fonction de la fréquence de panne, la gravité et la détectabilité. Pour quantifier ces indicateurs on va définir pour chacun un poids selon des critères spécifiques.

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 La Fréquence : Représente la probabilité de défaillance d’un équipement dans une période donnée. FREQUENCE F 1

DEFINITION DES NIVEAUX Défaillance rare : Moins d`une défaillance par an

2

Défaillance possible : Moins d`une défaillance par six mois Défaillance fréquente : Moins d`une défaillance par trimestre Défaillance très fréquente : Plusieurs défaillances par mois Tableau 8 : Barème de cotation de la fréquence  La Gravité :

3 4

Représente les répercussions des défaillances sur le système. GRAVITE G

DEFINITION DES NIVEAUX

1 2 3

Défaillance mineure (sans effet) Défaillance moyenne (dégradation du fonctionnement) Défaillance importante (perte du fonctionnement) Problème de sécurité des personnes ou dommage matériel important Tableau 9 : Barème de cotation de la gravité  La Détectabilité :

4

C’est la propriété d’une défaillance à être repérable visuellement à l’aide d’un instrument de mesure sur place et envoyant des signaux de façon continue à la salle de contrôle ou à l’aide d’un instrument portable. NON DETECTION

DEFINITION DES NIVEAUX

1 2 3

On peut suivre la dégradation visuellement On peut suivre la dégradation de la salle de contrôle On peut suivre la dégradation avec instrument de mesure portable

Difficile à détecter (nécessite le démontage) Tableau 10 : Barème de cotation de la détectabilité A l’aide des tableaux au-dessus, et après la discussion avec les inspecteurs moteurs 4

électriques on peut remplir notre tableau AMDEC, et à la fin nous donnerons des propositions pour les actions dont il faut agir pour diminuer la criticité et par suite augmentation de fiabilité. 2.4.3.3.

Tableau d’AMDEC sur la motopompe (MP101B) :

J’ai utilisé la méthode AMDEC sur les composants du moteur les plus critiques qui sont : -

Stator, Roulement, Arbre moteur, Ventilateur, Rotor et bobinage

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Samir

Eléments

Analyse des modes de défaillances de leurs effets et leurs criticités

Fonction

Mode défaillance

Courtcircuit Bobinage

Cause de défaillance Mauvais Surcharge du Moteur Mauvais isolant

Site de production : Unité 39 UPGRADE Système : Motopompe 39MP101B Sous-système : Moteur

Effets

Détection

perte du fonctionnement

mégohmmètre

D F G C

3

1

3

Actions

9

Rebobinage du moteur

9

Ronde électrique moteur

Humidité Mauvais serrage

Stator

Transformer l’énergie électrique en champs magnétique tournant

Mauvais

Mauvais isolant

perte du fonctionnement

mégohmmètre

3

1

3

Resserrage des bornes

Mauvaise fixation Vibration

Désalignement

de l’arbre Moteur

Contrôle Vibratoire dégradation du fonctionnement

Vibroscope

3

2

2

12

Ventilateur endommagé Surchauffe

dégradation du fonctionnement

Relai thermique

2

1

2

4

perte du fonctionnement

Vibroscope

3

2

3

18

Surcharge

Mauvais alignement Vibration

Vérifier l’alignement

Changement du ventilateur. Respecter la charge nominale du moteur

Contrôle Vibratoire

Vieillissement Mauvais ajustement

Roulement

Assurer le guidage en rotation du rotor

Fatigue

Usure des roulements

Mauvais montage

Surcharge

perte du fonctionnement

Difficile à détecter (démontage)

perte du fonctionnement

Difficile à Détecter (démontage) Ou relais maxi courant

Manque de lubrification

Rapport de SFE

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4

4

1

1

3

3

12

Implantation d’une fiche d’instruction (ajustement) Procédure de montage

12

changement de roulement Lubrification régulière

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Arbre moteur

Assurer la transmission de l’énergie mécanique au niveau de la pompe

Vibration

Déformation

Désalignement Blocage de la pompe Surcharge

dégradation du fonctionnement

Vibroscope

3

1

2

6

Vérifier l’alignement

dégradation du fonctionnement

Difficile à détecter

4

1

2

8

Changement de l’arbre

dégradation du fonctionnement

Contrôle périodique (Visuelle)

1

2

2

4

Changement du ventilateur

Surchauffe Humidité Assurer le Ventilateur refroidissem ent du moteur

Surchauffe Détérioration

Durée de vie déée Déséquilibrage

Ronde d’inspection

Rotor et Bobinage

Transformé le champ magnétique tournant en énergie mécanique (rotation)

Vibration

Surcharge

dégradation du fonctionnement

Vibroscope

Echauffement

Mauvais isolement

Arrêt de fonctionnement

Relai thermique

3

2

1

1

2

3

6

6

Contrôle Vibratoire

Ronde d’inspection Contrôle d’isolement

Tableau 11 : Analyse des modes de défaillances de leurs effets et leurs criticités

2.4.4. Synthèse des résultats d’AMDEC : 2.4.4.1.

Niveau de la criticité :

Le tableau ci-dessous définit les types de maintenance pour chaque niveau de criticité Niveau de criticité

Définition

1≤ C < 12 criticité négligeable

Aucune modification Maintenance corrective

12≤ C <18 criticité moyenne

Amélioration Maintenance préventive systématique Surveillance particulière 18 ≤ C < 27 Maintenance préventive criticité élevée Conditionnelle Tableau 12 : Définition des niveaux de la criticité

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2.4.4.2.

Liste des modes de défaillances critiques :

L’établissement AMDEC (moteur) nous montre que les composants critiques sont les roulements, le stator ainsi que l’arbre, en effet les roulements jouent un rôle majeur pour la dégradation d’arbre et des autres composants.

U31MP101B ELEMENT MAINTENABLE

Criticité

Mode de défaillance

Actions

Stator

C=12

Vibration

Roulement

C=18

Vibration

Roulement

C=12

Fatigue

Roulement

C=12

Usure

Arbre du moteur

C=12

Déformation

Elaboration des procédures pour améliorer la qualité de montage

Tableau 13 : Modes de défaillances critiques 2.4.4.3.

Liste des recommandations :

Après l’analyse des modes de défaillances et leur criticités, j’ai constaté que l’élément qui pose la majorité des problèmes c’est les roulements, pour cela j’ai proposé d’élaborer la procédure de la maintenance des moteurs électriques, on appliquant une fiche de contrôle de l’ajustement pour assurer le bon montage des roulements et augmenter sa durée de vie.

2.5.

Conclusion :

L’étude des deux méthodes, l’analyse des causes racines (RCA) et l’analyse des modes de défaillance de leurs effets et de leurs criticités (AMDEC) a permis de relever les causes critiques, ainsi l’élément le plus critique c’est les roulements.

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Chapitre 3 : Mise en place des procédures et des documents utiles pour le service maintenance de Cegelec (Actions amélioratives)

Rapport de SFE

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3.1

Introduction :

Dans ce chapitre la manière de rédaction des procédures et la fiche de contrôle d’ajustement que j’ai implanté avec le responsable de méthode au sein du service maintenance de CEGELEC.

3.2

Etat de la documentation de la maintenance des moteurs électriques : La documentation au sein du service maintenance est bien classé, lisible et facile à identifier,

d’après mon assistance à l’intérieur de ce service j’ai constaté plusieurs points forts et points faibles.

3.2.1 Points forts: Engagement fort pour améliorer la qualité de la maintenance, Disponibilité des données de toutes les interventions, Classement des fiches d’intervention maîtrisé selon la norme ISO 9001 : 2008.

3.2.2 Points faibles : Montage des moteurs se fait de façon aléatoire, Montage des roulements sans mesure de l’ajustement recommandé, Manque des procédures écrites de la maintenance des moteurs électriques, Manque des instructions de travail : -

Instruction de montage des roulements.

Manque des fiches de contrôle des mesures nécessaire pour maintenir et rétablir les moteurs électriques.

3.2.3 Recommandations :  Rédaction d’une instruction de contrôle de l’ajustement des roulements,  Mise en place de la fiche,  Contrôle assurant l’application de la fiche,  Rédaction de procédure de la maintenance des moteurs électriques.

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3.3

Procédure élaborée pour le service maintenance : 3.3.1. Généralités : La procédure est une description, une image de la manière de réalisation d’une activité.

Pour rédiger une procédure, il faut se trouver dans la même situation que le photographe. Il faut avoir une idée de la mise en scène de la réalité que l’on veut photographier. Rédiger les procédures implique un raisonnement en termes de processus d'entreprise. Il s'agit en effet d'adapter la norme à la réalité de l'organisme et donc à écrire le "juste nécessaire" correspondant au besoin de l'organisme. Il existe traditionnellement 2 catégories de procédures : - Tout d’abord les procédures organisationnelles, donc relatives au système qualité qui décrivent l’ensemble de ce système qualité. - Ensuite les procédures fonctionnelles qui sont des procédures verticales, à plusieurs fonctions et qui décrivent le cœur d’activité de l’entreprise. Dans un organisme, les problèmes de non-qualité, de dysfonctionnement apparaissent souvent à l’interface entre différentes fonctions. C’est la raison pour laquelle il est habituel aujourd’hui de raisonner en termes de processus. Pour faciliter la représentation de la complexité des processus en œuvre dans un organisme, on peut utiliser une technique particulière à savoir le diagramme de flux (logigramme) appelé encore "flow chart".

Une procédure comprend les éléments suivants :

1. Objet: but de la procédure il peut être justifié. 2. Domaine d'application : où, quand, sur quoi l'objet de la procédure s'applique 3. Références : normes internes ou externes régissant la procédure 4. Responsabilités : Les responsabilités associés aux personnes ou fonctions impliqués dans la procédure. 5. Méthodologie : Répond à la question : « Qui fait quoi et comment ? » 6. Annexes : t à un document à titre informatif.

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3.3.2. Mise en place des procédures : 

Planification et préparation :

Avant de commencer la rédaction, il faut planifier l’opération et assurer une préparation adéquate, ce qui facilitera la tâche. 

La rédaction d’un document est par lui-même un processus qualité est possible de subdiviser en étape : 1. Avant de commencer, il faut planifier ce qui doit être documenté, 2. Les informations qui feront partie du document ne sont pas toujours disponibles, il faut alors aller chercher auprès des employés et vérifier cette information, 3. Adopter un format et une structure adaptés à la nature du document et si possible standard, rédiger le document en suivant certaines règles pour assurer l’efficacité du document, 4. Faire les révisions qui s’imposent et faire approuver le document, 5. Distribuer les documents aux personnes concernés et en assurer la mise en œuvre.

3.3.3. Procédure élaborée : Dans l’élaboration de la procédure du service maintenance j’ai rencontré, à plusieurs reprises, le responsable méthode et les différents intervenants et assisté à des différentes interventions. Pour la méthodologie j’ai utilisé un tableau de trois colonnes pour faciliter la lecture de la procédure, on détermine facilement la tâche, l’image correspond à la tâche et comment la réalisé et l’outil associé nécessaire pour la tâche. Pour la question « qui fait la tâche ? » c’est dans tous les cas le technicien qualifié chargé de maintenir le moteur. La procédure rédigée est :  Procédure de la maintenance des moteurs électriques. La procédure de la maintenance des moteurs électriques est rédigée avec le responsable méthode a comme objectif d’écrire le processus de la maintenance des moteurs électriques au sein de la Samir.

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J’ai proposé une forme de procédure qui respecte les exigences documentaires de la norme ISO 9001/08. Une partie de la méthodologie de la procédure est de :

Image de l’opération

Quoi ? (Tâche correspondante)

1/ Nettoyage des surfaces extérieures

Comment ? (Outil concerné)

à l’aide d’un chiffon

2/ Démontage flasque poulie avant

- Extraire le flasque avant au moyen d’un extracteur (glisser une pièce cylindrique à l’intérieur de l’arbre, mettre le bout de l’extracteur en appui sur cette pièce).

3/ Démontage flasque poulie arrière

- Extraire le flasque arrière au moyen d’un extracteur.

4/ Retirer la clavette

- Retirer la clavette à l’aide d’un tournevis plat et d’un maillet (on glisse le plat du tournevis à l’intérieur de la rainure, on met le bout du tournevis en appui contre la base de la clavette et on frappe doucement avec le maillet).

Tableau 14 : Méthodologie de la procédure de la maintenance des moteurs électriques La procédure en total est dans l’annexe 1. Rapport de SFE

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3.3.4. Proposition d’améliorations pour la procédure de la maintenance des moteurs: La maintenance des moteurs électriques consiste aussi de contrôler la circularité du rotor, donc j’ai proposé une tâche supplémentaire dans la procédure de la maintenance des moteurs électriques. Comment ? (Outil Image de l’opération Quoi ? (Tâche) concerné) - Vérifier la circularité du rotor. Pour cela, placer les 2 extrémités du rotor sur 2Vés de même dimension - Contrôler la circularité de posés sur un marbre. l’axe du rotor et d’arbre Monter un comparateur comme indiqué ci-contre. Faire tourner le rotor d’un tour et relever les valeurs extrêmes. Tableau 15 : Tâche de contrôle de la circularité de l’axe du rotor et d’arbre Pour le contrôle de circularité on aura besoin des matériels suivants : Matériels

Marbre en granit

Comparateur à palpeur orientable

de comparateur

2 Vés

Rapport de SFE

Caractéristiques

Images

Modèle de précision : classe 1 Dimension : 2 mètre

Capacité : Précision : 1/100 mm

Type : Longueur bras : 150 mm Hauteur : 300 mm

Hauteur : 200 mm

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Tableau 16 : Matériels essentiels pour le contrôle de la circularité du rotor

3.4

Fiche de contrôle d’ajustement des roulements : Rédaction de la fiche de contrôle de l’ajustement des roulements :

3.4.1.

Une fiche de contrôle a aussi été rédigée il s’agit de :  Ajustement des roulements. La fiche contient trois tableaux principaux : Le premier tableau a comme objectif de définir l’opération en général OT: (Ordre de travail)

Sigle: (Moteur)

Nom: (Technicien)

Date: (de l’opération)

Zone: (emplacement moteur)

Tableau 17 : Identification de l’opération de contrôle Le deuxième tableau pour définir le type de roulement et leurs références avec les différents diamètres à mesurer comme le diamètre de la bague intérieur du roulement et la bague extérieure et aussi les diamètres d’arbre et d’alésage. Après on a la mesure de l’ajustement entre l’arbre et la bague intérieure du roulement et entre l’alésage et la bague extérieure, on indique l’appareil utilisé.

Côté accouplement

ROULEMENTS

Type:

Type:

Réf:

Réf:

Diam. BI: Diam. Portée roulement sur arbre

Côté opposé accouplement

Tolérances

Diam. BE:

Diam. BI:

Avis

Diam.

Diam. BE: Tolérances

Avis

Mesures à l'expertise Appareil utilisé : Mesures à

Alésage l'expertise roulement dans flasque Appareil

utilisé :

Tableau 18 : Information sur les roulements et leurs ajustements

Rapport de SFE

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Le troisième tableau définit l’ajustement associé pour le cas de contrôle Il contient les ajustements recommandés par la norme ISO 281 : 2007 en fonction des charges dynamique et radiale, le type de roulement et le diamètre d’arbre. Particularités de la charge

Tolérance des arbres

Tolérance des alésages

Charge faible P/C<=0,05 Charge normale 0,05

0,1 Charge fixe

Roulements à billes d<=100 d>100

Roulements à rotule sur rouleaux

Roulements à rouleaux coniques

d<=40

40 <=140

140 <200

d<=120

120 <=180

180 <400

j6

k6

j6

k6

m6

m6

n6

n6

k6

m6

k6

m6

n6

m6

n6

p6

k6

m6

m6

n6

p6

n6

p6

p6

H7

H7

J7

Tableau 19 : Ajustements en fonction de la charge, type du roulement et le diamètre d’arbre Le quatrième et le cinquième tableau sont des références indiquant les tolérances (écart supérieur et écart inférieur) de chaque ajustement :

Arbres

j6 k6 m6 n6 p6

de 10

de 18

de 30

de 50

de 80

de

de

à 18 mm

à 30 mm

à 50 mm

à 80 mm

à 120 mm

120 à

180 à

inclus

inclus

inclus

inclus

inclus

180 mm

250 mm

inclus

inclus

es

0,008

0,009

0,011

0,012

0,013

0,014

0,016

ei

-0,003

-0,004

-0,005

-0,007

-0,009

-0,011

-0,013

es

0,012

0,015

0,018

0,021

0,025

0,028

0,033

ei

0,001

0,002

0,002

0,002

0,003

0,003

0,004

es

0,018

0,021

0,025

0,03

0,035

0,04

0,046

ei

0,007

0,008

0,009

0,011

0,013

0,015

0,017

es

0,023

0,028

0,033

0,039

0,045

0,052

0,06

ei

0,012

0,015

0,017

0,02

0,023

0,027

0,031

es

0,029

0,035

0,042

0,051

0,059

0,068

0,079

ei

0,018

0,022

0,026

0,032

0,037

0,043

0,05

Tableau 20 : Tolérances des ajustements en fonction de diamètre d’arbre

Alésages

H7 J7

Rapport de SFE

de 18

de 30

de 50

de 80

de

de

à 30 mm

à 50 mm

à 80 mm

à 120 mm

120 à

180 à

inclus

inclus

inclus

inclus

180 mm

250 mm

inclus

inclus

Es

0,021

0,025

0,03

0,035

0,04

0,046

Ei

0

0

0

0

0

0

Es

0,012

0,014

0,018

0,022

0,026

0,03

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Ei

-0,009

-0,011

-0,012

-0,013

-0,014

-0,016

Tableau 21 : Tolérances des ajustements en fonction de diamètre d’alésage

3.4.2.

Instruction d’utilisation de la fiche :

L’utilisation de la fiche de contrôle consiste à suivre les étapes suivantes :

-

Remplir la ligne d’identification,

-

Noter le type et le référence du roulement des deux côtés accouplement et l’opposé,

-

Mesurer les diamètres de la bague intérieure et la bague extérieur des roulements,

-

Mesurer les diamètres d’arbre et l’alésage,

-

Indiqué l’appareil utilisé,

-

Calculer l’écart entre le diamètre de la bague intérieure du roulement et le diamètre d’arbre pour les deux côtés,

-

Calculer l’écart entre la bague extérieure des roulements et le diamètre d’alésage,

-

Noter les tolérances calculées,

-

Chercher les paramètres C et P dans le catalogue de roulement,

-

Calculer P/C,

-

Cocher l’ajustement recommandé par la norme ISO

-

Voir les tolérances d’ajustement coché

-

Comparer les tolérances calculées et recommandées,

-

Noter dans la colonne ‘Avis’ :  ‘OUI’ Si les tolérances calculées entre dans l’intervalle des tolérances recommandées,  ‘NON’

Si

les

tolérances

calculées

hors

l’intervalle des tolérances recommandées. -

Rapport de SFE

Envoyer la fiche au responsable méthode.

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3.4.3.

Mise en place de la fiche :

Pour le contrôle d’ajustement on aura besoin des matériels suivants : Matériels

Caractéristiques

Micromètre extérieure au micron

Lecture : 0,001

Images

Capacité : 25->200 mm

Micromètre intérieur au micron

Lecture : 0,001 Capacité : 25->200 mm

Tableau 22 : Matériel essentiel pour la mise en place de la fiche de contrôle

3.5

Conclusion : Les documents élaborés pour le service maintenance sont des documents pour

l’amélioration de la qualité de la maintenance des moteurs électriques, et pour l’assurance du bon montage des roulements.

Rapport de SFE

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Conclusion générale Pour les systèmes de production en vigueur à La Samir, la RCA a démontré à travers ce projet de fin d’études qu’elle représente un des leviers importants pour maîtriser et optimiser la fonction maintenance et contribuer d’une manière significative à des gains sur la productivité. Cette démarche rationnelle et structurée exige de la part des utilisateurs une vision globale, donc systématique de l’entreprise pour inclure tous les facteurs contribuant à une implantation de succès d’un programme de maintenance optimisé. Mon projet a consisté en l’étude de fiabilité des motopompes de la zone PEX dans le but d’améliorer leur performance et de mettre en place la démarche de maintenance basée sur la fiabilité. Les étapes suivies pour réaliser ce projet se présentent comme suit : En premier lieu, j’ai identifié les causes racines des modes de défaillances dans le cadre d’une étude RCA de la motopompe 39MP101B. En second lieu, j’ai pu organiser des groupes de travail avec les différents intervenants afin de déterminer les modes de défaillances critiques utilisant la méthode AMDEC. La dernière phase consiste à la fiabilisation des interventions de la maintenance

des

moteurs électriques, le choix optimal était l’élaboration et la mise en place de la procédure de la maintenance des moteurs électriques et aussi de la fiche de contrôle d’ajustement des roulements. Toutefois, l’étude et l’élaboration des deux documents n’étaient qu’une initiation pour l’amélioration de la maintenance des moteurs électriques à la Samir. Il serait judicieux de poursuivre la mise en œuvre des solutions proposées pour apporter des résultats à moyen et long terme. Pour clore, je vous remercie vivement pour la considération de ce modeste travail et je souhaite qu’il soit d’une grande utilité pour les parties intéressées ainsi que pour toutes les personnes qui le consulteront.

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Bibliographie et webographie Documents :       

Jack HUGGET, cours de formation sur l’Analyse des Causes Racines, SKF, Guide pour l’entretien et le remplacement des roulements, Reg. 47 :76 . 1977-04, Métrologie dimensionnelle de précision, Ets Pierre ROCH S.A. ROCH LUNEVILLE, Manuel qualité de l’entreprise GRIFLEX. Procédure Gestion de la documentation GRIFLEX. Tableau de Gestion des Enregistrements GRIFLEX. Planning de la maintenance préventif 2011 de GRIFLEX.

Webographie :

www.griflex.com http://perso.wanadoo.fr/nathalie.diaz Références aux cours :      

Cours de Mme. CHANTAR : « Conseils de rédaction du rapport de PFE/ SFE ». Cours de M. BOUKSOUR : « Systèmes documentaires ». Cours de M. BOUKSOUR : « Outils d’améliorations d’un système QSE ». Cours de M. RIFAI : « Concepts généraux QSE ». Cours de M. BEIDOURI : « Gestion de la maintenance ». Cours de M. SAMHARI : « Métrologie ».

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Annexes

Annexe 1 : Procédure de la maintenance des moteurs électriques Annexe 2 : Fiche de contrôle d’ajustement des roulements Annexe 3 : Model de catalogue du roulement Annexe 4 : Codification des machines de l’atelier Annexe 5 : Planning de la maintenance des équipements

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Annexe 1 Procédure de la maintenance des moteurs électriques

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Annexe 2 Fiche de contrôle d’ajustement des roulements

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Annexe 3 Model de catalogue du roulement

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Annexe 4 Codification des machines de l’atelier

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Annexe 5 Planning de la maintenance des équipements

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