Maintenance prévisionnelle : 8 outils à connaître

Maintenance prévisionnelle : 8 outils pour une mise en place réussie

Aujourd’hui, les industries ne peuvent se permettre d’interrompre leur production suite à des pannes d’équipements qui auraient pu être détectées en amont. Il est possible d’éviter ce genre de problèmes en ayant recours à la maintenance préventive. Les maintenances préventives systématiques et conditionnelles sont destinées à effectuer des interventions sur des pièces à faible coût, et dont le contrôle du niveau de détérioration s’effectue facilement (contrôle d’un niveau d’huile, changement de pièces détachées à intervalles prédéfinis). Cependant, certains niveaux de détérioration pouvant conduire à une panne sont difficiles à détecter, tels que l’apparition de microfissures, la montée en température d’éléments tournants, un défaut d’isolement …

La maintenance prévisionnelle est une maintenance « exécutée en suivant les prévisions extrapolées de l'analyse et de l'évaluation de paramètres significatifs de la dégradation du bien » (norme NF EN 13306 X 60-319). Pour aider l’équipe de maintenance, il existe plusieurs outils qui font partie d’un ensemble que l’on peut appeler : « CND – Contrôle non destructif ».

Voici les différents outils pouvant être utilisés :

  • Contrôle par examen visuel
  • Contrôle par ressuage
  • Contrôle radiographique
  • Contrôle par ultrasons
  • Thermographie
  • Magnétoscopie
  • Contrôle d'étanchéité
  • Courants de Foucault
 

Maintenance Prévisionnelle - Contrôle par examen visuel

Le premier contrôle non destructif à réaliser est le contrôle visuel. Celui-ci permet de réaliser un premier état des lieux à moindre coût. L'état extérieur d'une pièce peut fournir des informations essentielles : la présence de défauts tels que des pliures, cassures, fissures, corrosion, etc.

L’examen visuel doit être effectué dans de bonnes conditions assurant avant tout un éclairage suffisant (au minimum 350 LUX). Si la partie de la pièce à contrôler n’est pas accessible par un examen direct, on utilise un appareil appelé endoscope, constitué de miroirs et de lentilles. Des défauts cachés présentant une irrégularité sur la surface extérieure peuvent laisser présager l’existence de défauts plus graves à l'intérieur.

 

Maintenance Prévisionnelle - Contrôle par ressuage

Le contrôle par ressuage permet de mettre en évidence des discontinuités (fissure, crique) sur tout type de pièce métallique. Un liquide pénétrant coloré ou fluorescent est injecté dans les défauts, puis est mis en évidence par un produit révélateur.

Il est donc utilisé pour contrôler :

  • Des pièces moulées ou forgées
  • Des pièces mécaniques après rectification et/ou traitement thermique
  • Des pièces pré/post soudage
  • Des produits laminés ou étirés en service

 

Maintenance Prévisionnelle - Contrôle radiographique

La radiographie est une méthode de contrôle non destructif qui consiste à obtenir une image de la densité de matière d’un objet traversé par un rayonnement électromagnétique X ou gamma.

Cette technique permet de visualiser les manques de matière du volume de l’objet contrôlé sur une image à deux dimensions.

La radiographie est utilisée par l’industrie pour contrôler la santé interne d’une pièce. Elle permet de détecter tout type de cavité ou de matériau étranger inclus dans la pièce. Elle est très utilisée dans le contrôle des soudures, pour rechercher des imperfections de fonderie mais également pour vérifier l’intégrité des structures composites.

L’intérêt majeur de la radiographie réside dans l’obtention d’une image bien définie de l’uniformité de matière d’une pièce. Il est facile de détecter des indications contrastées, et il est également possible de distinguer différents types d’indications. Elle est applicable à tout type de matériau (aluminium, acier, alliages cuivreux, titane, composites...).

Les limites de la méthode sont liées aux coûts des installations et des consommables ainsi qu’aux dangers des rayonnements ionisants qui imposent une réglementation et des consignes strictes.

 

Maintenance Prévisionnelle - Contrôle par ultrason

Le contrôle par ultrasons est basé sur la transmission, la réflexion et l'absorption d'une onde ultrasonore se propageant dans la pièce à contrôler. Le train d'onde émis se réfléchit sur les défauts puis revient vers le traducteur (qui joue souvent le rôle d'émetteur et de récepteur). L'interprétation des signaux permet de positionner le défaut et de définir ses dimensions relatives. Cette méthode présente une résolution spatiale élevée et offre la possibilité de trouver des défauts aussi bien dans le volume de la matière qu'en surface

Par comparaison avec le contrôle par radiographie qui est également mis en œuvre dans la recherche de défauts dans le volume de la matière, le contrôle par ultrason offre comme principal avantage qu’il ne nécessite qu'une seule face d'accès, ne présente  aucun danger lié à l'utilisation de source radioactive et de rayonnements ionisants et permet plus de précision sur des pièces de forte épaisseur. Le résultat est disponible en temps réel, contrairement au contrôle par ressuage qui requiert un temps d’attente pouvant aller jusqu’à plusieurs heures. Les inconvénients sont que certains matériaux métalliques sont difficilement contrôlables (matériaux à gros grains) et que le contrôle peut prendre plus de temps pour les faibles épaisseurs.

 

Maintenance Prévisionnelle - Thermographie

La thermographie permet d’obtenir, au moyen d’une caméra thermique, une photographie de la scène thermique observée dans le domaine spectral de l’infrarouge. Grâce à la caméra thermique, on obtient donc l’image thermique d’une scène thermique.

La technologie interne de la caméra et les programmes intégrés permettent de rendre ce rayonnement visible au travers d’une image reconstituée. L’opération de transcription de température permettra alors d’obtenir un thermogramme.

Le contrôle de pièce par mesure de température permet une observation des effets thermiques de surface. Un tel essai est non destructif, rapide, simple à mettre en œuvre et sans contact avec l’objet visé (sans perturbation). Ce type de contrôle est principalement utilisé pour le contrôle des installations électriques ainsi que pour l’isolation thermique des bâtiments.

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Maintenance Prévisionnelle - Magnétoscopie

La magnétoscopie est une technique de contrôle non destructif qui consiste à créer un flux magnétique intense à la surface d’un matériau ferromagnétique.

En présence de discontinuité, les lignes du champ magnétique subissent une distorsion qui génère un « champ de fuite magnétique », appelé également « fuite de flux magnétique ». Un produit indicateur est appliqué sur la surface à examiner pendant l’aimantation (technique simultanée) ou après aimantation (technique résiduelle). Le produit indicateur noir coloré et/ou fluorescent est attiré au droit du défaut par les forces magnétiques pour former des indications.

Ces indications doivent être observées dans des conditions appropriées, soit en lumière blanche artificielle ou lumière du jour, soit sous rayonnement ultraviolet (UV-A) ou lumière bleue actinique, selon le type de produit indicateur utilisé.

Si la magnétoscopie est plus « restrictive » que le ressuage, elle lui est préférée quand elle est applicable, car elle est, entre autres, beaucoup plus rapide.

 

Maintenance Prévisionnelle - Contrôle d'étanchéité

Le contrôle d’étanchéité est une méthode d’essai non destructif destinée à localiser les fuites et à évaluer leur importance en termes de débit ou de flux. On appelle défaut d’étanchéité l’absence de matière qui autorise une fuite. Il n’y a fuite que lorsque le défaut d’étanchéité est soumis à une différence de pression. Suivant le fluide concerné (liquide ou gazeux), la grandeur caractérisant une fuite est appelée « débit » ou « flux ».  Il existe plusieurs techniques de contrôle d’étanchéité, la plus répandue étant la technique de contrôle à la bulle, qui consiste à mettre en pression de gaz une pièce et de l’immerger dans un liquide (contrôle global) ou l’asperger d’une solution tensioactive (contrôle local). La fuite se matérialise par l’apparition régulière de bulles ou de mousse à l’endroit du défaut. Le principal avantage est la mise en évidence de défauts de l’ordre du µm, mais cette technique a pour inconvénients que les résultats sont liés à l’environnement du contrôle et à la préparation de la pièce, et qu’elle nécessite une utilisation de produits chimiques et de gaz sous pression.

 

Maintenance Prévisionnelle - Courants de Foucault

Cette méthode de CND consiste à créer, dans des matériaux conducteurs électriques, des courants induits par un champ magnétique variable, au moyen d'un capteur. Ces courants induits, appelés Courants de Foucault, circulent localement dans le matériau et ont une distribution et une répartition qui dépendent du champ magnétique d'excitation, de la géométrie et des caractéristiques de conductivité électrique et de perméabilité magnétique de la pièce examinée. En présence d’une anomalie dans la pièce contrôlée, leurs déplacements sont perturbés, entraînant ainsi une variation de l'impédance apparente du capteur qui dépend de la nature de l'anomalie et de sa dimension en volume.

C’est l’analyse de cette variation d’impédance qui fournit les indications exploitables pour effectuer le contrôle. L'interprétation des signaux recueillis s’effectue par comparaison de ceux relevés dans le matériau contrôlé avec ceux d’une pièce de référence, comportant des anomalies représentatives des phénomènes recherchés. Le contrôle par Courants de Foucault est très apprécié du fait des diverses possibilités qu’offrent sa sensibilité de détection et l’automatisation aisée de la méthode. En effet, l’absence de contact entre la sonde et la pièce à contrôler, la possibilité de défilement à grande vitesse et la facilité d’intégration du procédé dans les chaînes de production sont les principaux intérêts des Courants de Foucault.

 

En conclusion, le domaine des contrôles non destructifs évolue en se rapprochant de celui de l’instrumentation : en effet, aujourd’hui il ne suffit plus de détecter un défaut, mais il faut également le caractériser et le dimensionner. Il est nécessaire d’imaginer des techniques et procédés non destructifs aptes à mettre en évidence des irrégularités de propriété telles que des variations de microstructure dans un métal, des variations de texture ou de rugosité sur une surface, des variations de propriétés électromagnétiques, etc.

Ces outils peuvent certes être onéreux, ils sont en règle générale utilisés dans les secteurs fabriquant des pièces à coût de production élevé, mais sont également employés sur des machines dont la fiabilité de fonctionnement est critique (cas d’une machine goulot dans un atelier de production, d’un compresseur dans une usine de maroquinerie, d’un cubilot dans une fonderie, etc.). L’outil analytique présent sur le système GMAO Mobility Work vous permettra de détecter les équipements nécessitant ce type de maintenance.

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