Limite des temps d’immobilisation et de la perte de production lors d’utilisation de dépoussiéreurs à manches

Par Kyle Nannenga, expert en manches plissés Donaldson Torit 

Toutes les industries comportent des périodes pendant lesquelles des activités planifiées ne se produisent pas dans le cadre d’une procédure. Dans les opérations d’usine, cela signifie souvent une période spécifique au cours de laquelle l’équipement de production est mis hors ligne ou est momentanément inutilisable. Ce phénomène, appelé temps d’immobilisation, peut être particulièrement coûteux en termes d’équipement et de temps de production perdu.

Il serait irréaliste de s’attendre à ce qu’une usine fonctionne sans problème 24h/24, 7j/7 et 365j/an. Par conséquent, les responsables d’usine doivent prévoir certaines périodes pour exécuter la maintenance des systèmes.

Il existe deux types de temps d’immobilisation : planifié et non planifié. Des coûts sont associés à chacun de ces temps d’interruption.

Interruption planifiée

Dans la plupart des opérations d’usine, des équipements spécifiques sont mis hors ligne à des périodes programmées à rythme hebdomadaire, mensuel, trimestriel ou annuel en vue de réaliser une maintenance préventive. Ces périodes sont généralement appelées des temps d’immobilisation planifiés ou non planifiés lorsque l’équipement est retiré de la production. Ces temps d’immobilisation planifiés sont essentiels pour éviter tout arrêt de production imprévu. La planification de ces examens périodiques permet au personnel de disposer du temps nécessaire pour procéder à des vérifications de maintenance et/ou réparer l’équipement et s’assurer qu’il fonctionne à 100 % de ses capacités.

Interruption non planifiée

Un temps d’immobilisation non planifié, comme son nom l’indique, survient de manière inattendue et est difficilement prévisible.  Les temps d’arrêt imprévus perturbent fortement les opérations d’usine. Le personnel de l’usine n’a généralement qu’un objectif en tête lorsque des temps d’arrêt imprévus se produisent : redémarrer la production le plus rapidement possible. Chaque minute d’interruption entraîne des pertes importantes, pouvant aller de plusieurs milliers à plusieurs centaines de milliers de dollars par heure !

Le dépoussiéreur à manches traditionnel est le dépoussiéreur le plus fréquemment utilisé dans les opérations d’usine. Le dépoussiéreur à manches traditionnel utilise des filtres à manches ou des manches à air pour éliminer la poussière d’un flux d’air de transport. De nombreuses conceptions de dépoussiéreurs à manches prolongent la durée de vie du filtre en utilisant de l’air comprimé afin de nettoyer par impulsions ces filtres sur une base régulière et déloger le gâteau de poussières déposé, de sorte que le filtre retrouve ses caractéristiques de débit de filtration.

Les dépoussiéreurs à manches sont reconnus comme des outils robustes dans l’industrie depuis des décennies. Au fur et à mesure que les dépoussiéreurs à manches vieillissent, ils doivent faire l’objet de soins attentifs ou d’une maintenance préventive (MP) afin de conserver leur efficacité opérationnelle. Plus le dépoussiéreur à manches est grand, plus les filtres à manches ont besoin de cartouches de chargement par le haut. En général, les filtres à manches sont remplacés lorsque la perte de charge moyenne devient trop élevée ou que des conditions de perturbation risquent d’endommager les manches (abrasion du sac, obstruction due à la poussière, hausse de la température ou utilisation incorrecte).

Le remplacement des filtres dans les dépoussiéreurs peut être une opération très complexe, longue et franchement très salissante. Le retrait des cages de support de filtre et des manches sales peut demander beaucoup de temps au personnel. En fonction de la quantité de manches filtrantes et de la conception du dépoussiéreur, la durée totale nécessaire au remplacement de la manche filtrante peut facilement excéder 24 heures. Même pendant les temps d’arrêt planifiés, ce processus peut exiger plus de ressources que celles allouées par les opérations d’usine lors de la programmation du temps d’immobilisation.

Lorsque des conditions de perturbation se produisent (telles que des manches déchirés ou usés, une obstruction prématurée des manches ou un endommagement lors de variations de température élevées), les temps d’immobilisation imprévus deviennent critiques et coûteux et exigent une réaction rapide. Si les manches de rechange ne sont pas en stock, le responsable de la maintenance risque de devoir payer des frais supplémentaires afin d’accélérer la livraison des manches de rechange. Ces coûts additionnels peuvent s’élever à plusieurs milliers de dollars. Même lorsque les manches sont livrés à l’usine, il peut encore s’écouler plus de 12 à 24 heures pour que leur remplacement soit complet. Au-delà des frais imprévus liés aux manches de rechange et à l’envoi prioritaire pour les obtenir rapidement, un autre coût important à considérer est le coût occasionné par chaque heure de production perdue. Dans certaines installations et industries, de telles conditions de perturbation peuvent coûter à une usine plus de 250 000 dollars en perte de production !

Limiter les temps d’arrêt

Limiter les temps d’arrêt planifiés et non planifiés pose un défi, car cela consiste à réduire le nombre d’heures nécessaires pour effectuer le remplacement d’un filtre tout en prolongeant la durée de vie utile des filtres. Une durée de vie plus longue associée à un remplacement plus rapide est de nature à réduire les coûts liés aux temps d’immobilisation. On a donc assisté à une évolution des habitudes ces dernières années, à savoir l’achat de filtres à manches plissés au lieu de filtres à manches classiques pour le fonctionnement des dépoussiéreurs à manches.

Arguments en faveur des filtres à manches plissés

Les filtres à manches plissés combinent les avantages fonctionnels des filtres à manches conventionnels avec ceux de la technologie des filtres à cartouche. Les supports à manches plissés existent en plusieurs versions : polyester Spunbond, membrane en PTFE expansé et nanofibres sur Spunbond.  Chacune de ces options de support peut optimiser l’efficacité du filtre à manches plissés. Les supports à manches plissés offrent de meilleures performances et davantage de matériau filtrant dans un ensemble de filtration beaucoup plus court qu’un filtre à manches conventionnel. Grâce à ces caractéristiques, les filtres à manches plissés durent en moyenne 2 à 3 fois plus longtemps qu’un filtre à manches traditionnel.

Comment les manches plissés réduisent les temps d’immobilisation

Destinés au remplacement direct des cages et filtres à manches traditionnels, les filtres à manches plissés durent plus longtemps et nécessitent moins d’entretien. Le personnel de l’usine n’a pas besoin de retirer une cage de support de filtre, puis une manche filtrante pendant le remplacement du filtre. L’installation et le retrait des filtres à manches plissés sont plus rapides et plus faciles grâce à la conception monobloc des manches plissés. La facilité d’installation évite également d’exposer le personnel de maintenance à la poussière, car le processus de remplacement est nettement plus propre. 

L’élimination de la cage et l’utilisation de filtres à manches plissés plus courts simplifient l’installation et permettent de réaliser un remplacement très rapide. Vous limitez ainsi le temps de production perdu ainsi que les coûts de maintenance et de main-d’œuvre liés au remplacement des cages et filtres à manches conventionnels.

Des filtres à manches plissés plus courts se traduisent également par une zone de chute plus large, ce qui favorise les retombées de matériaux, en permettant aux particules plus lourdes et plus abrasives de chuter dans l’espace ouvert, tandis que les poussières plus légères sont filtrées par l’efficacité du support. Cela réduit fortement l’abrasion potentielle sur les filtres à manches plissés, en augmentant ainsi la durée de vie de ces filtres et en réduisant les temps d’arrêt associés à l’abrasion du sac.

Le filtre à manches plissés assure également une perte de charge sensiblement inférieure par rapport aux filtres à manches traditionnels. L’augmentation de la surface du filtre et l’accroissement de la perméabilité des supports filtrants plissés permettent au flux d’air de circuler plus facilement. Un volume donné d’air par unité de temps (CFM, pieds cubes par minute) peut être traité avec une perte de charge plus faible, ce qui se traduit par des économies d’énergie. Une moindre consommation d’énergie signifie des coûts d’exploitation réduits et une meilleure maîtrise du budget opérationnel de l’usine.

Étude de cas sur le rôle des manches plissés dans la réduction des temps d’immobilisation

Une usine de fabrication du sud-ouest des États-Unis devait faire face à d’importants temps d’arrêt liés à son dépoussiéreur à manches sur une application de séchage. La nature abrasive de l’application obligeait le personnel à remplacer les manches filtrantes toutes les cinq semaines. Les temps d’immobilisation imprévus entraînaient des pertes moyennes d’environ 20 000 dollars par heure. En considérant que chaque remplacement prenait 12 heures, les pertes associées à ce dépoussiéreur à manches avoisinaient les 250 000 dollars par événement.

Le passage aux filtres à manches plissés a permis non seulement d’obtenir une meilleure filtration en surface, mais également une configuration de filtre plus courte. Les filtres à manches plissés ont permis au client de faire fonctionner le dépoussiéreur à manches à une perte de charge inférieure, tout en éliminant presque totalement le problème d’abrasion du filtre à manches de l’usine.

La fréquence de remplacement des filtres est passée d’une fois toutes les 5 semaines à une fois tous les 24 mois, et le temps nécessaire pour remplacer le filtre a connu une baisse, passant de 12 heures à seulement 4 heures. Non seulement la durée de vie des manches plissés a été rallongée, mais le temps de maintenance nécessaire pour effectuer le remplacement a également été réduit de manière significative, ce qui a permis à ce client de réduire au minimum le temps de production perdu.

Bien que nous soyons plus attentifs aux coûts liés aux temps d’immobilisation et ce, pour une bonne raison, nous devons également tenir compte de la valeur ajoutée que les filtres à manches plissés peuvent apporter aux applications. En obtenant une efficacité supérieure, une perte de charge stabilisée plus faible et une durée de vie du filtre plus longue, vous pouvez améliorer considérablement les opérations d’usine tout en réduisant les temps d’arrêt planifiés et non planifiés.