Fiabilisation des équipements majeurs de l’unité d’acide sulfurique

Fiabilisation des équipements majeurs de l’unité d’acide sulfurique

Classification des équipements majeurs dans La SAP – PMP

La démarche que nous avons adoptée pour aborder ce problème s’articule, comme c’est d’ailleurs le cas pour la plupart des approches multicritères, autour de quatre étapes principales : 1- Identifier l’ensemble des équipements à classer ; 2- Etablir une liste cohérente de critères de priorité ; 3- Evaluer les performances de chaque équipement selon les différents critères retenus ; 4- Appliquer une procédure d’agrégation pour classer ces équipements selon leurs performances globales. On va choisir quelques équipements névralgiques, à l’aide du diagramme de PARETO.

L’ensemble des équipements Dans le cadre de cette étude, les équipements doivent être rangés par ordre de priorité décroissante en vue d’orienter les efforts de l’équipe de maintenance chargée de les maintenir. Il s’agit d’un ensemble de neuf équipements appartenant à la zone de production de l’acide sulfurique.

La famille des critères Une liste de quatre critères a été retenue. Elle a été élaborée en collaboration directe avec la direction générale et les ingénieurs et techniciens de maintenance d’une ancienne usine PMP qui contient les mêmes équipements que celui de P1. Ces critères sont

Criticité de l’équipement La criticité de l’équipement en fonction des arrêts et son impact sur la production.
b. Temps de réparation C’est le rapport du temps total des réparations sur le nombre des réparations. Calcul fait à partir des données historiques. Le temps à prendre en considération est celui s’écoulant depuis que le service d’entretien est avisé de la panne jusqu’à la remise en état de la machine. MTTR = Σi N Ti / N où Ti : temps de réparation de la panne i et N = nombre de pannes.
c. Facteur d’influence Si une panne survenait sur l’équipement, elle engendrerait : – un risque mortel ; – un risque de dommages élevé ; – aucun risque. Ainsi ça concerne l’existence d’une installation de secours.
d. Probabilité des pannes C’est le nombre de fois que la machine tombe en panne durant une période donnée. Fréquence = N/T où N est le nombre de pannes pendant la période de temps T.

Evaluation de la performance Pour les neuf équipements, des scores ont été attribués par rapport à chacun des six critères, sur la base des échelles de mesure telles qu’elles sont présentées dans le tableau de classification.

Agrégation multicritère À cette étape de la démarche de rangement suivie, nous sommes appelés à utiliser une méthode d’agrégation multicritère pour dégager une évaluation globale de chacune des machines considérées à partir des scores élémentaires obtenus selon chaque critère pris séparément, tels qu’ils sont donnés dans le tableau des performances.

Historique des données de Pakistan phosphore

(voir Annexe I et II) En se basant sur l’historique et d’après des observations effectuées au sein de l’ancienne usine PMP sur les équipements de l’unité de production de l’acide sulfurique, on peut entamer une classification de ces équipements pour maintenir ceux prioritaires pour éviter des conséquences indésirables dans la nouvelle unité sulfurique de P1.
Selon les données obtenues ci-dessus au sein du PAKISTAN PHOSPHORE, Les équipements majeurs sont : Refroidisseur de l’acide dont son étude a été effectuée l’année passée avec l’élaboration de son plan de maintenance, la tour de refroidissement est conçue pour refroidir l’eau chaude provenant des sept échangeurs à plaque, à l’aide de l’air ambiant. Il s’agit d’un cas particulier d’un échangeur de chaleur où le transfert thermique s’effectue par contact direct ou indirect entre les flux. Filtre d’eau de mer : autonettoyant, vertical, 100% automatique est indiqué pour filtrer l’eau de refroidissement aux utilisateurs de l’eau de refroidissement d’usine. Le tamis est équipé de purge automatique et d’indication de différence de pression. Les pompes les plus considérées des équipements névralgiques au sein de l’unité de l’acide sulfurique, sont classées selon leurs vendeurs :  Type monocellulaire :  ENSIVAL MORET :
 Weir LEWIS :
Au cours de notre étude suivante, on a choisi ces pompes sur quoi on va agir pour élaborer un plan de maintenance préventive, vu leurs importances dans la production.
II. Etude de fonctionnement de la pompe de circulation d’acide
1. Description des pompes de circulation d’acide P01, P02, et P04 L’atelier de production d’acide sulfurique à l’usine P1, est équipé des pompes de circulation d’acide monocellulaires. Ces pompes sont de type centrifuges verticales fonctionnent dans un milieu très corrosif (H2SO4 concentré à 98.6% et à une température allant jusqu’à 110°C). En conséquence, ces pompes sont exposées à une usure prématurée par corrosion. Dont une planification d’entretien systématique et préventive est nécessaire pour assurer une meilleure disponibilité.
 Pompe de circulation d’acide de la tour de séchage (401 AAP 01) Pompe à acide verticale, centrifuge, à moteur et résistante à la corrosion, avec une capacité maximale d’environ 1861 m3/h. La pompe fournit l’acide à partir le bac de circulation à la tour de séchage à travers le refroidisseur d’acide de la tour de séchage. Au deuxième étage de la tour de récupération de chaleur, et au flux transversal vers le dilueur du SRC (si nécessaire).  Pompe de circulation d’acide de la tour d’absorption finale (401 AAP 02) Pompe à acide verticale, centrifuge, à moteur et résistante à la corrosion, avec une capacité maximale d’environ 1082 m3/h. La pompe fournit l’acide à la tour finale à partir du bac de circulation.  Pompe de circulation d’acide du SRC (401 AAP/ABP 04) Ces deux pompes à acide, verticales, centrifuges, à moteur et résistantes à la corrosion, d’une capacité d’environ 1700 m3/h de H2SO4 à 99.6%, à environ 218°C. Les deux pompes fonctionnent en parallèle et font circuler l’acide de la base de la tour de HRS en passant par la chaudière du SRC et les dilueurs du SRC, vers le premier étage de la tour du récupération de chaleur, ainsi que le flux transversal passant par le chauffeur et le préchauffeur du SRC pour atteindre le bac de circulation. Une troisième pompe sert de pompe de réserve non installée.
3. Milieu de fonctionnement a. Caractéristiques de la pompe et les conditions de milieu de fonctionnement Les conditions de service générales sont comme suit :  Température : Elle varie entre 97°C à 110°C  Pression : 4 bars Humidité relative de l’air :  Humidité relative maximale : 100%  Humidité relative normale : 70%  Humidité relative minimale : 30%
b. Impact du milieu sur le fonctionnement de la pompe Les pompes sont installées dans des bacs briquetés qui doivent être maintenus sous vide. Cette condition est dictée par le fait que s’il y a introduction d’air humide, il y aura constitution d’un acide dilué sur la surface libre du liquide dans les bacs. Cet acide, très corrosif, attaque les pompes qui sont à moitié immergées et on constate une corrosion plane au niveau de la surface de contact air- liquide allant jusqu’à rupture de l’enveloppe de la pompe. Les accessoires au-dessus des bacs (conduites, brides, vannes ….) présentent parfois des fuites et corrodent le toit du bac cassant ainsi le vide exigé pour un bon fonctionnement de ces pompes. Ainsi, un soin particulier doit être donné pour le maintien en bon état du bac.
D’autres contraintes sont à prendre en compte pour la maintenance de ces pompes, à savoir :  Lors des démarrages des unités après arrêt froid, les circuits d’acide sont souvent chargés de solides (principalement les sulfates). Pour protéger les pompes, on procède à l’installation de panier filtrant au niveau du coude amenant l’acide au bac autant de fois qu’il est nécessaire avant de l’enlever après assainissement des circuits ;  En fonctionnement continu, il advient souvent que des corps solides atteignent le fond du bac (bout de briques, intalox des tours …). Les pompes sont immédiatement détruites si elles aspirent de tels corps. Actuellement, et pour réparer à ce problème, on monte ces pompes avec des crépines à leur aspiration. 4. Exigence d’exploitation et exigences techniques  -Les pompes doivent être disponibles et en bon état (débit et pression conformes), pendant les cycles d’exploitation qui est d’environ 2 ans.  -A part les arrêts en fin de cycle de production, qui peuvent dépasser 15 jours, tout problème ou opération de maintenance sur ces pompes au cours du cycle d’exploitation doit être réglé au cours des arrêts chauds. La durée maximale de ces arrêts est de 36 heures.  -Les changements importants des conditions de service (perturbation de la dilution au niveau du bac) ne sont pas admis. Les matériaux des pompes étant conçus spécialement pour une plage limitée de concentration d’acide et de température.  -Révision et montage selon le manuel du constructeur ou les gammes du présent document.  -Respect de la procédure de démarrage selon les gammes de ce document.  -Respect des opérations de maintenance préventive  -Stockage au cours des arrêts froids :  Pour une pompe neuve, il est préférable de la stocker dans un endroit propre et sec (de préférence à l’intérieur). La position verticale est la mieux préconisée.  Pour une pompe ancienne, il faut surtout éviter de la laisser placée dans les bacs lors des arrêts froids, même s’ils sont vidangés.  Etanchéité des bacs : les bacs doivent être étanches et bien entretenus, aucune fuite ne doit être tolérée.
5. L’influence de la panne d’une pompe sur la production L’importance de ces pompes résulte du fait que chaque déclaration d’avaries provoque l’arrêt de l’unité de production correspondante, ce qui perturbe la marche du complexe et entraîne un manque à gagner. Ces avaries nécessitent généralement des réductions de cadence et même des arrêts à chauds qui sont néfastes pour les installations sulfuriques et accélèrent le processus de corrosion des équipements.  L’indisponibilité d’une pompe réduit la cadence de l’unité correspondante à 50%.  L’indisponibilité d’une pompe induit l’arrêt de l’unité correspondante. Il est donc évident que ces pompes sont critiques et par conséquent, leur maintenance doit être à la hauteur de cette criticité.

Table des matières

Sommaire
Chapitre 1 : Présentation générale
Introduction
I. Présentation de l’organisme d’accueil
1. JACOBS ENGINEERING
2. L’organisme d’accueil
II. Contexte de l’étude et l’enjeu du projet
1. Présentation du site Jorf Lasfar
2. Description de l’atelier sulfurique
3. Présentation du projet
Conclusion
Chapitre 2 : Méthodes-Outils Introduction
I. Généralités sur la maintenance préventive
1. Généralité sur la maintenance
2. La maintenance préventive
II. Démarche et méthodes
1. Principe de la maintenance préventive
2. Méthodes utilisées
3. Oracle E-business
Conclusion
Chapitre 3 : Etude et fiabilisation des équipements majeurs de l’unité d’acide sulfurique
Introduction
I. Classification des équipements majeurs dans La SAP – PMP
1. L’ensemble des équipements
2. La famille des critères
3. Evaluation de la performance
4. Agrégation multicritère
5. Historique des données de Pakistan phosphore (voir Annexe I et II)
II. Etude de fonctionnement de la pompe de circulation d’acide
1. Description des pompes de circulation d’acide P01, P02, et P04
2. Dessin d’ensemble de la pompe d’acide P01 (voir annexe III)
3. Milieu de fonctionnement
4. Exigence d’exploitation et exigences techniques
5. L’influence de la panne d’une pompe sur la production
Conclusion
Chapitre 4 : Analyse des modes de défaillance, de leurs effets, et de leurs criticité des équipements critiques
Introduction
I. Identification de la problématique par la méthode QQOQCP
II. Taux de défaillance
1. La synthèse des arrêts des pompes d’acide enregistrées 2013 (Annexe IV)
2. Taux de défaillance moyens par rapport aux pannes enregistrées (2013)
III. Analyse AMDEC
1. Analyse fonctionnelle
2. Le tableau AMDEC : (Voir annexe V)
3. Identification des causes par la méthode Ishikawa
4. Evaluation de la criticité
Conclusion
Chapitre 5 : Elaboration d’un plan de maintenance préventive de la pompe de circulation d’acide . 60 Introduction
I. Généralités sur un plan de maintenance préventive
1. Définition d’un plan de maintenance préventive
2. Processus de préparation d’un plan de maintenance préventive
3. Description du plan proposé
II. Entretiens et inspections
1. Inspection périodique
2. Les règles générales de la sécurité
3. Inspections du moteur
4. Lubrification
5. Entretien de la boite à garniture
6. Interventions sur les étanchéités
7. Les paliers lisses
8. Arbres et logements
9. Roulements
III. Réalisation d’un plan de maintenance préventive
1. Les actions correctives
2. Surveillance systématique
3. Gamme de révision
4. Pièces de rechange
5. Fiche d’évaluation de la pompe (Annexe XI)
Conclusion

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