15 Janvier 2020  |  Productique
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 11/2019

Examen à la loupe des équipements de levage d’une usine de papier

L’entreprise finlandaise Konecranes a mené une enquête sur les réducteurs des grues et des ponts roulants de l’usine de papier allemande de Palm, en réalisant une étude de fiabilité. Spécialisée en matériel de levage et de manutention, elle a minutieusement analysé l’huile des réducteurs des ponts roulants et s’est armé d’un endoscope afin de les observer à loupe. Au vu des résultats fournis par ces analyses, les experts de la maintenance ont identifié des risques importants pour la production à venir et remplacé entièrement l’un des réducteurs.

L’industrie du papier est l’une des plus importantes ressources de l’économie. Selon l’association allemande des usines de papier, ce secteur a vendu quelque 23 millions de tonnes de papier, carton et papier cartonné rien que pour l’année 2017 – soit une progression de 1,4 % par rapport à 2016. L’industrie de l’emballage, quant à elle, est un très grand consommateur de papier. Les ventes dans ce secteur ont, à elles seules, augmenté de 3,4 % l’année dernière.
 
Le réducteur du pont roulant passé à la loupe : l’analyse de la rouille et des particules métalliques qui se trouvent dans l’huile du réducteur permet d’identifier les traces d’usure et d’éviter toute interruption inopinée de la production. (Image : Konecranes)
 
 
Onze grues et ponts roulants manipulent 650’000 t/an de papier
Du papier brut cannelé à la chaîne : la machine à papier n° 6 (PM6) de l’usine de fabrication de papier de l’entreprise Papierfabrik Palm GmbH & Co. KG située à Wörth, en Rhénanie-Palatinat, à une dizaine de kilomètres de Karlsruhe, produit chaque année quelque 650’000 tonnes de matières premières de diverses formes, qui entrent dans la composition d’emballages dont le grammage peut atteindre 160 g/m2.
Ces 650’000 tonnes sont manipulées à divers stades de la production, par onze grues et ponts roulants bipoutre, qui jouent tous un rôle crucial dans la production de la machine. Afin de pouvoir transporter en toute sécurité ces larges rouleaux de papier, de jour comme de nuit, les réducteurs de levage des onze ponts roulants de l’usine doivent toujours être en excellente état. C’est donc en toute logique que Palm a demandé à l’entreprise Konecranes, qui fournit des services sur mesure dans toute la gamme des équipements de levage, d’examiner huit de ses ponts roulants les plus importants.
 
Une performance record pour une telle machine
Dans les usine de Palm, les neuf machines à papier que comptent les cinq fabriques produisent chaque année quelque 2,2 millions de tonnes de papier journal et de papier cannelé. La production de papier s’effectue 24 heures sur 24 h, si bien qu’il n’est pas surprenant que les exigences des onze ponts roulants bipoutre soient particulièrement élevées dans l’usine de Wörth et ce, depuis le début de la production en 2002.
 
 
 
Les ponts roulants de l’entrepôt des rouleaux de l’usine de papier de Palm fonctionnent jour et nuit. C’est pour cette raison que l’un des principaux critères de l’étude de fiabilité de Konecranes réside dans l’inspection de leurs traces d’usure. (Image : Konecranes)
 
 
Des rouleaux de papier pouvant peser plusieurs tonnes
Ensemble, ces ponts gèrent et stockent des rouleaux de papier qui peuvent peser plusieurs tonnes. Et si l’un d’entre eux venait à tomber en panne, la production devrait s’arrêter, ou tout au moins ralentir. C’est donc pour cela que Konecranes a minutieusement examiné l’huile pour engrenages des réducteurs de levage de huit des onze ponts roulants bipoutre de l’usine Palm. Parce que l’huile parle d’elle-même : les résidus métalliques dus à l’usure et les matières à éliminer qu’elle contient permettent de tirer des conclusions sur l’état du réducteur.
Nico Zamzow, vice-président du service pour les équipements industriels de la zone Europe, Moyen-Orient et Afrique chez Konecranes, commente la méthode utilisée : « L’analyse de l’huile protège le pont roulant. Grâce à elle, il est possible d’identifier les dommages et d’y remédier rapidement. Elle permet aussi aux opérateurs d’optimiser les travaux de maintenance et d’entretien des ponts roulants sur la base d’un rapport d’analyse détaillé, qui concourt à prolonger leur durée de vie. »
Pour analyser l’huile des équipements de Palm, les experts de Konecranes ont prélevé des échantillons sur les réducteurs de levage de huit ponts roulants bipoutre. « Les échantillons ont été examinés par notre laboratoire, qui est spécialisé dans l’analyse de groupes motopropulseurs de type industriels. Dans le cas qui nous concerne, l’équipe du laboratoire a confronté l’état actuel de l’huile avec les échantillons prélevés en 2016 et comparé les données aux limites de conception fournies par l’équipementier », explique Nico Zamzow. « Nous avons également effectué une analyse de tendances, afin d’obtenir l’image la plus précise possible des éventuels changements au niveau de la boîte à engrenages », ajoute-t-il.
 
Sept des huit ponts roulants étaient en bon état
Il est ressorti de l’audit effectué chez Palm, que sept des huit ponts roulants ont été identifiés comme étant en bon état, du fait que l’huile des engrenages ne contenait qu’un nombre limité de corps étrangers ou de matières à éliminer, indiquant une éventuelle contamination ou usure. Néanmoins, il est apparu que l’huile pour engrenages du cinquième pont roulant automatisé, utilisé dans l’entrepôt des rouleaux, contenait des traces d’usure plus importantes, obligeant le laboratoire à émettre une mise en garde dans le rapport d’analyse. Nico Zamzow déclare : « Les particules de fer contenues dans l’huile peuvent indiquer une usure plus grande nécessitant d’étudier de manière plus approfondie ce palan particulier ».
Si l’origine de l’usure ne s’explique pas clairement et que celle-ci ne peut pas être arrêtée, le réducteur pourrait être définitivement endommagé. S’il venait à se bloquer pendant qu’un rouleau se trouve sur le crochet, il serait très difficile de le récupérer et de réparer le pont roulant.
 
Les experts de Konecranes analysent l’huile des engrenages de onze ponts roulants bipoutre qui sont utilisés dans l’imposante salle des machines à papier et dans l’entrepôt des rouleaux entièrement automatisé. (Image : Konecranes)
 
 
La solution apportée par l’étude de fiabilité
Afin de confirmer une éventuelle dégradation, les experts de Konecranes ont réalisé une étude de fiabilité du pont roulant. L’analyse modulaire leur a permis de vérifier les composantes liées à la sécurité, telles que le réducteur de levage et la structure en acier, ainsi que les moteurs et les équipements électriques. Les experts de la maintenance ont, bien sûr, posé des questions aux grutiers et aux techniciens. Le résultat de l’analyse a pris la forme d’un rapport détaillé destiné au propriétaire du pont roulant et contenant des recommandations concrètes à mettre en œuvre.
 
Un endoscope vidéo haute définition
Dans le cas de l’usine de Palm, Konecranes a utilisé un endoscope vidéo haute définition pour inspecter le réducteur de levage. « Comme en médecine, nous utilisons un endoscope pour atteindre certaines pièces sans avoir à démonter l’engrenage dans son intégralité. Pour l’étude de fiabilité, nous utilisons un modèle spécial, résistant à l’huile, qui a été développé à l’attention de l’industrie et peut être équipé de plusieurs lentilles différentes », explique Nico Zamzow.
À l’issue de l’analyse endoscopique, les experts du service Konecranes n’ont plus eu de doute : le réducteur de levage devait être remplacé, de même que le touret de câble, son support, le dispositif de la bague coulissante, le couplage du cylindre et le couplage du moteur. « En identifiant des traces d’usure de manière précoce, la sécurité n’est pas remise en jeu et nous sommes capables de remplacer l’ancien réducteur sans affecter la production », explique Nico Zamzow.
 
À propos de Konecranes
Konecranes est une entreprise finlandaise de fabrication de matériel de levage et de matériel de manutention. Elle offre également des services sur mesure dans toute la gamme des équipements de levage. La société a été créée à Hyvinkää en Finlande en 1994. Elle compte 16’200 employés répartis sur 600 sites dans 50 pays. Elle est cotée à la bourse d’Helsinki (Nasdaq Helsinki Ltd) sous l’appellation KCR1V. Les produits et services de Konecranes sont commercialisés sous les marques de KONECRANES, CGP, CGMS, KCI, VINSON, NOELL, KÜLICKE, KUBI, MATMAN SMV. La marque P&H appartient également au groupe Konecranes.
 
 
À propos de Papierfabrik Palm GmbH & Co. KG
L’entreprise Palm fait partie des leaders de la production de papier journal et de papier pour ondulé à base exclusive de papiers et cartons de récupération. Depuis sa fondation en 1872, elle produit exclusivement à partir de papiers et cartons récupérés, soigneusement sélectionnés, dans le plus grand respect de l’environnement. Avec 26 sites de production, dont cinq en Europe, Palm produit un million de tonnes de papier journal et 1,1 million de tonnes de papier pour ondulé. Elle fabrique également des boîtes et caisses en carton ondulé de qualité.
 
 
Papierfabrik Palm GmbH & Co. KG
76744 Wörth
Tél. +49 7271 979-0
 
Konecranes
F-28500 Vernouillet
Tél. +33 (0)2 37 38 96 96
www.konecranes.ch


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