ANNEXE 2 DOCUMENT TECHNIQUE - copacel.fr · Visserie d’assemblage, ... boulonnés ou vissés sur la virole et sur un axe central creux. ... génère(nt) une fatigue cyclique locale

Confédération Française de l’Industrie des Papiers, Cartons et Celluloses 154 boulevard Haussmann – 75008 PARIS

ANNEXE 2

DOCUMENT TECHNIQUE

EVALUATION DE LA CRITICITE

DES CYLINDRES SECHEURS

DE TYPE YANKEE ET FRICTIONNEUR

Décembre 2010

Document technique – Evaluation de la criticité des yankees et frictionneurs Page 2/22

COPACEL \ CTP Yankees et Frictionneurs \ Annexe 2 \ document technique

SOMMAIRE

1. CONCEPTION, FABRICATION ET EXPLOITATION DES SECHEURS _______ 3

1.1 Schéma de principe d’une machine à papier _____________________________ 3

1.2 Structure d’un sécheur _______________________________________________ 4

1.3 Fluide de service ____________________________________________________ 6

1.4 Conditions d’exploitation _____________________________________________ 6

2. CONTRAINTE DE SERVICE _________________________________________ 7

2.1 Distribution particulière des contraintes _________________________________ 7

2.2 Contraintes en marche normale ________________________________________ 8

2.3 Contraintes sur incident _____________________________________________ 10

3. MODES DE DEGRADATION ________________________________________ 11

3.1 Perte d’épaisseur locale _____________________________________________ 11

3.2 Contraintes thermiques et mécaniques_________________________________ 12

3.3 La corrosion interne ________________________________________________ 14

4. DEGRADATION ASSOCIEES : SOUPAPE(S), PULVERISATION, PILOTAGE, PRESSE(S) __________________________________________________________ 15

4.1 Soupapes _________________________________________________________ 15

4.2 Système de pulvérisation de produit chimique sur virole (coating organique) 15

4.3 Systèmes de pilotage _______________________________________________ 16

4.4 Système d’application des presses ____________________________________ 16

5. JUSTIFICATION DE LA DEMARCHE _________________________________ 16

5.1 Considérations techniques liées à la nature de l’épreuve hydraulique. ______ 16

5.2 Considérations liées à la compatibilité de l’épreuve hydraulique avec les sécheurs. _______________________________________________________________ 17

5.3 Position de la TAPPI vis-à-vis de l’épreuve hydraulique ___________________ 17

5.4 Recours à l’émission acoustique (EA) _________________________________ 17

6. EVALUATION DE LA CRITICITE _____________________________________ 18

6.1 Evaluation de l’indice de gravité ______________________________________ 18

6.2 Evaluation de l’indice de probabilité ___________________________________ 20

6.3 Détermination de la criticité __________________________________________ 22



PREFACE COPACEL a élaboré un Cahier technique Professionnel (CTP) définissant un plan de contrôle des cylindres sécheurs de type yankee et frictionneur. Le présent document technique permet de comparer les criticités de ces équipements résultants de contrôles mis en œuvre :

• Soit selon l’arrêté du 15 mars 2000 modifié,

• Soit selon les contrôles prévus dans le cadre du CTP. Ce document technique est élaboré sur la base du Guide professionnel COPACEL relatif à l’établissement des plans d’inspection d’équipements sous pression, approuvé par la SPG du 6 juin 2006 et confirmé par la décision BSEI 06-195 du 27 juin 2006.

1. CONCEPTION, FABRICATION ET EXPLOITATION DES SECHEURS

1.1 Schéma de principe d’une machine à papier



1.2 Structure d’un sécheur



Caractéristiques

� Volume de 25 à 200 m3

� Diamètre de 2.4 à 7.0 m

� Laize de 2.4 à 8.5 m

� Poids de 50 à 200 t

Eléments constitutifs :

� Une virole cylindrique rectifiée sur sa surface externe, lisse ou rainurée intérieurement,

� Deux fonds,

� Un axe central avec deux tourillons,

� Visserie d’assemblage,

� Système interne de diffusion de la vapeur et de collecte des condensats

� Entretoises de renfort entre les fonds (selon conception)

La virole en fonte coulée est équipée de fonds bombés sur lesquels la pression s’applique du côté de la convexité. Les fonds, également coulés en fonte, sont boulonnés ou vissés sur la virole et sur un axe central creux. Les boulons ou vis sont



serrés à un couple approprié pour répondre aux besoins de résistance en fonction de la pression de vapeur interne. Les deux extrémités de l’axe central appelés tourillons, sont usinés extérieurement pour recevoir les roulements, et usinés intérieurement pour les passages de vapeur côté conducteur et de condensats côté transmission. Certains sécheurs ont la particularité de comporter des barres de renfort longitudinales boulonnées sur les fonds, assurant une meilleure rigidité de l’ensemble de la structure.

1.3 Fluide de service

� Vapeur d’eau.

L’admission de la vapeur s’effectue par le biais d’un joint tournant (boîte vapeur) côté conducteur, à travers un tube diffuseur. La récupération des condensats est réalisée par des écopes qui les évacuent par un tube collecteur du côté transmission. Nota : contrairement à la majorité des ESP, les éléments structurels des sécheurs

sont assemblés par visserie et non par soudage.

1.4 Conditions d’exploitation

� Vitesse de rotation, jusqu’à 2135 m/min

� Pression linéaire de(s) presse(s), de l’ordre de 100 kN/m

� Pression de fonctionnement de 3 à 10 bars.

En général, la feuille de papier est pressée sur la surface externe du sécheur par le biais d’une ou de deux presses, puis séchée par effet thermique au contact du sécheur sous pression de vapeur et par l’apport d’air chaud provenant des hottes. La feuille est retirée du sécheur après séchage par un racle.

Dans le cas des « Yankees », ce procédé nécessite :

� La pulvérisation de produit chimique sur la virole afin de faciliter l’adhésion de la feuille (coating),

� La pulvérisation d’eau sur les zones hors feuille aux extrémités de la virole afin de compenser thermiquement l’absence de feuille (borders yankee).

Ce procédé de fabrication entraîne une dégradation progressive de la qualité du papier fabriqué et oblige l’exploitant à re-surfacer le sécheur par une opération de rectification (faite à l’aide de bandes de toile émeri) pour lui redonner un état de surface apte au process. Cette rectification, dont la fréquence est de l’ordre de 1 à 4 ans, entraîne une diminution progressive de l’épaisseur de la virole qui varie selon la technologie de rectification. Cette perte d’épaisseur peut obliger l’exploitant à une réduction des contraintes de pression (pression interne du sécheur et/ou pression d’application des presses) selon une courbe appelée « courbe de détarage » fournie par le constructeur.



Ces ajustements n’interviennent pas au cours des premières années de fonctionnement du yankee car l’épaisseur de la virole est telle que l’on dispose – par construction – d’une surépaisseur permettant plusieurs rectifications sans avoir à modifier les conditions de fonctionnement.

2. CONTRAINTE DE SERVICE

2.1 Distribution particulière des contraintes

A la différence de la plupart des équipements sous pression, la pression n’est pas l’élément dimensionnant principal des sécheurs. Les constructeurs et les exploitants ont étudié en recourrant au calcul par éléments finis les contraintes subies par un sécheur en fonctionnement. Il en ressort que :

� Les contraintes thermiques sont déterminantes (environ 40 % des contraintes globales),

� La (les) presse(s) a (ont) une influence non négligeable du fait qu’elle(s) génère(nt) une fatigue cyclique locale (environ 33 %),

� La pression de vapeur n’est pas la contrainte principale (environ 23 %),

� La rotation contribue faiblement à la contrainte résultante globale (environ 4 %).

La répartition des contraintes montre que les zones les plus sollicitées se trouvent aux extrémités de virole, sur les faces extérieures à la liaison virole/fond.

Modélisation des contraintes sur sécheur de typeyankee à écopes en exploitation – Coupe à l’axe du NIP

(Rotation, Application de(s) presse(s), Pression vapeur, Hottes en marche, Feuille sur virole)

virole

fond

Gradient thermique àtravers la virole du fait de la

feuille et de la vapeur

Contraintes Maximales en zone

hors feuille

Contrainte cyclique liées à l’application

de la presse



2.2 Contraintes en marche normale

Les sécheurs sont soumis en fonctionnement à toute une variété de contraintes. Certaines d’entre elles existent isolément alors que d’autres sont combinées. La connaissance et la maîtrise de toutes ces contraintes sont prises en compte dans la conception de ces équipements et sont nécessaires à la détermination de conditions de fonctionnement sûres.

� Contraintes liées à la pression vapeur

La pression de la vapeur entraîne une contrainte périphérique tendant à élargir la virole vers l’extérieur. De plus, la virole est soumise à une contrainte radiale exercée par les fonds qui par construction assurent la rigidité de l’ensemble. Ceci crée une flexion sur les extrémités de la virole au niveau des jonctions fonds/virole. De ce fait, les zones en extrémité de la virole sont tendues à l’intérieur et comprimées à l’extérieur.

� Contraintes liées à la rotation

La rotation du sécheur entraîne une contrainte périphérique dans la virole semblable à celle causée par la pression de vapeur.



� Contraintes liées à la température.

• Influence de la feuille

La feuille humide refroidit la surface externe de la virole et crée un gradient thermique dans l’épaisseur de celle-ci. Ce gradient thermique entraîne une flexion de la surface extérieure de la virole et une compression de sa surface intérieure. Le refroidissement de la virole dans la zone de contact feuille provoque une température moyenne de la virole inférieure à celle des flasques, entraînant une contrainte de flexion aux extrémités de la virole : l’extrémité de la virole est tendue à l’extérieur et comprimée à l’intérieur. Cette flexion est atténuée par l’application des « borders yankee ».

• Influence du « coating » (yankee uniquement)

La pulvérisation de coating sur la virole entraîne les mêmes contraintes que celles induites par la présence de la feuille.

• Influence des « borders » (yankee uniquement)

La pulvérisation d’eau sur la virole entraîne les mêmes contraintes que celles induites par la présence de la feuille.

Contrainte en marche normale Contrainte liée à la pression vapeur et à la rotation

Virole

Fond

Elargissement de la virole vers l’extérieur

Zone de tension

Zone de compression

Enceinte Sous Pression Vapeur



� Contraintes liées à l’application de(s) presse(s)

Les presses sont sources de contraintes périphériques cycliques alternées sur la virole du sécheur. Ces contraintes sont à leur maximum sur l’axe central de la virole. La pression de la presse pousse radialement au point de contact « nip » la virole vers l’intérieur et provoque une contrainte de compression sur la surface externe de la virole. De ce fait, de part et d’autre de ce point de contact, la virole est soumise à une contrainte de tension. Compte tenu de la rotation du sécheur, la virole est soumise cycliquement à des contraintes alternatives de tension et de compression.

2.3 Contraintes sur incident

En plus des contraintes normales de fonctionnement, le sécheur peut subir des contraintes accidentelles :

� Contraintes thermiques excessives liées à :

• Un non respect des procédures de réchauffage ou de refroidissement,

• Une marche des hottes hors spécification (réchauffage local excessif, hotte en marche sur sécheur arrêté…),

• Une mauvaise utilisation du système de séchage par infrarouge,

• Une mauvaise gestion de l’application des fluides (borders, rampe de coating),

• Une projection d’eau en bâton sur la virole pour combattre un feu ou dégager un bouchon de papier,

• Une détérioration de roulement,

Contrainte en marche normale Contrainte liée à la température

Influence de la feuille, du coating et des « borders »

Virole

Fond

Flexion

Zone de compression

Zone de compression

Gradient thermique



• Une température de vapeur excessive,

• Une surchauffe lors d’un incendie,

• Un non respect des procédures de maintenance par l’utilisation de procédés de soudage sur les parties en fonte,

• Une température excessive due à une mauvaise métallisation de la surface externe de la virole.

� Contraintes engendrées par des chocs ou impacts.

• Contraintes engendrées par d’autres incidents non recensés ci-dessus.

3. MODES DE DEGRADATION

Les trois modes de dégradation connus sur des sécheurs sont : � la perte d’épaisseur locale, � les excès de contraintes thermiques et mécaniques, � la corrosion.

Très souvent ces trois phénomènes sont étroitement liés, l’un étant le précurseur des autres. A l’extrême, une maîtrise insuffisante de ces modes de dégradation pourrait entraîner une amorce de fissuration.

3.1 Perte d’épaisseur locale

3.1.1 Généralités

Une perte d’épaisseur locale peut apparaître sur les surfaces internes sous pression. Ce phénomène est du à l’érosion par la vapeur et les condensats, à l’usure mécanique, aux chocs et à l’arrachement des particules métalliques en surface. La résultante de ce phénomène peut créer des zones peu profondes usées par l’érosion ou des imperfections du type sillons ou empreintes sur les pièces métalliques. Sur la surface externe, l’usure se matérialise par des bandes de corrosion à la circonférence du sécheur. Sauf sur les bords de virole, la perte d’épaisseur n’atteint jamais une profondeur significative car le processus de fabrication de papier ne pourra tolérer qu’une mince corrosion au contour de la surface (impossibilité d’obtenir une feuille de papier avec de fortes variations d’épaisseur). Sur les bords de la virole, au-delà de la surface de fabrication de la feuille, l’usure par corrosion peut atteindre de plus grandes profondeurs. Cependant, les contraintes sont moindres dans cette zone par rapport à la zone feuille, donc ce type d’usure est négligeable au regard de la résistance à la charge.



Une fuite de vapeur est préjudiciable à la fiabilité de la structure du sécheur érodant les surfaces en fonte concernées. Elle peut aussi sectionner la visserie de l’appareil. Chaque cas a pour effet de réduire la résistance du sécheur.

3.1.2 Fuites vapeur aux plans de joints et aux perçages

� Corrosion des plans de joints

Les contraintes de pression dues à l’expansion de la corrosion aux niveaux des emboîtements des fonds et de la virole, provoquent l’écartement des fonds et créent des fuites vapeur aux plans de joints et/ou au travers des perçages.

� Serrage des fonds insuffisant

Du fait d’une mauvaise conception, d’un mauvais assemblage, d’une absence de rondelle ou d’une corrosion importante au niveau des boulons d’assemblage, le couple de serrage entre les fonds est insuffisant pour retenir la pression interne.

� Perte de la fonction des rondelles

En cas de détérioration des rondelles du fait de la corrosion ou d’une rupture, il peut se créer une fuite de vapeur et/ou de condensats.

� Variation d’usinage des fonds

Les variations éventuelles d’usinage au niveau des zones d’emboîtement des fonds peuvent créer des fuites de vapeur.

3.1.3 Fuite à travers la matière

La retassure est inhérente à la mise en œuvre de la fonte. Dans le cas où des zones de porosité existent entre les surfaces internes et externes, une fuite de vapeur se crée. Une telle fuite est immédiatement détectée en production car elle est incompatible avec le processus de la fabrication de la feuille de papier (trous dans la feuille).

3.1.4 Usure mécanique

L’application des racles sur la virole engendre une usure mécanique pouvant nécessiter une action de rectification de la surface extérieure (mauvais profil…). Lors de la conception, le fabricant établit une courbe de détartrage, prenant en compte l’ensemble des contraintes d’exploitations (vitesse, pression linéaire d’application des presses) et de l’état de l’appareil (épaisseur virole).

3.2 Contraintes thermiques et mécaniques

Les sécheurs sont soumis à différents cycles de fatigue : cycles courts liés à l’application des presses et cycles longs liés au réchauffage et refroidissement du sécheur.



Les principales causes de ce mode de dégradations sont les mêmes que celles identifiées ci-dessus dans le cas de la perte d’épaisseur locale (voir chapitre 3.1), auxquels s’ajoutent :

3.2.1 Les impacts suite au passage d’objets dans la zone de pression (Presses/Yankee) ou chocs accidentels

Compte tenu de la construction de l’équipement, tout impact peut être à l’origine d’une détérioration de celui-ci.

3.2.2 L’augmentation des contraintes autour des perçages

Il existe deux situations où un mauvais ajustement des chevilles ou des raccords filetés peut engendrer des contraintes excessives en bord de perçage :

� Lors de la réparation par chevillage de défauts de surface

� Lors du colmatage de fuite fonds/virole par injection de produit d’étanchéité par les orifices prévus d’origine sur les fonds ou sur la visserie.

3.2.3 Les contraintes thermiques et/ou changements micro-structurels suite à des refroidissements ou des réchauffements excessifs localisés.

Les contraintes les plus importantes subies par les sécheurs sont celles engendrées par les gradients thermiques. Leur amplitude peut altérer la résistance du matériau. En cas de gradient thermique anormal appliqué au sécheur, il convient d’effectuer des contrôles non destructifs pour vérifier l’intégrité de l’équipement avant sa remise en service. Les cas d’incident identifiés au chapitre 2 ont pour conséquence des gradients thermiques pouvant altérer l’intégrité structurelle de l’équipement.

3.2.4 Corrosion des plans de joints

En cas de serrage fonds/virole insuffisant, une amorce de corrosion à la périphérie externe du plan de joint peut se développer, favorisée par l’humidité. Le foisonnement lié à la corrosion entraîne une augmentation du volume du métal pouvant provoquer une déformation du fond dans la zone d’emboîtement. Ce phénomène de corrosion, amorcé par l’humidité, aura un impact variable en fonction des différents systèmes périphériques utilisés (rampe de coating, borders Yankee, rampe de refroidissement, …). En l’absence de ces systèmes, notamment dans le cas des frictionneurs, ce phénomène est limité.



3.2.5 Fissuration de la visserie due à la corrosion

La combinaison d’un milieu corrosif, des contraintes de traction et de température peut aboutir à des fissurations des visseries. Ce phénomène peut s’amorcer avec ou sans trace de corrosion.

3.3 La corrosion interne

Un mauvais traitement chimique de la vapeur (niveau de pH) peut entraîner un début de corrosion interne de l’équipement.



4. DEGRADATION ASSOCIEES : SOUPAPE(S), PULVERISATION, PILOTAGE, PRESSE(S)

4.1 Soupapes

En plus du système automatisé, au moins une soupape assure une sécurité physique dans le cas d’une éventuelle surpression. Un dysfonctionnement des soupapes de sécurité liées au sécheur engendre un risque majeur de surpression vapeur. Dysfonctionnements potentiels (liste non exhaustive) :

� Corrosion au niveau du siège de soupape,

� Ressort défectueux,

� Obturation d’échappement, …

4.2 Système de pulvérisation de produit chimique sur virole (coating organique)

Dans le cas des « Yankees », un produit chimique, aussi appelé « coating organique » est appliqué par pulvérisation permanente sur la surface externe de la virole.

Ce produit remplit plusieurs fonctions :

� Protection vis-à-vis de la corrosion de la virole

Le coating forme une couche de protection sur la surface de la virole. A l’échelle mondiale, d’après la TAPPI, il n’y a pas historiquement d’incident relatif à une quelconque nocivité du coating sur l’intégrité de la fonte constituant la virole.

� Limitation de la perte d’épaisseur de la virole.

Un racle « crêpeur » est appliqué sur la virole externe du Yankee pour retirer la feuille de la virole. La couche de protection est complétée à chaque tour afin de reconstituer son épaisseur.

� Diverses fonctions liées au process

Le coating joue le rôle d’adhésif et améliore les qualités intrinsèques de la feuille. Toutefois ces fonctions n’ont pas d’influence sur l’intégrité du yankee. Les risques associés à la mise en œuvre de ce produit sont pris en compte par l’exploitant. En cas de système automatisé d’application du coating, le plan de contrôle intègre la vérification du système de contrôle commande correspondant.



4.3 Systèmes de pilotage

La conduite d’un sécheur est généralement automatisée par un système de supervision qui sécurise la validation des paramètres de fonctionnement de l’installation et empêche toute manœuvre hors procédures (verrous de sécurité logiciels dits « interlocks »). Les opérateurs l’utilisent pour piloter et surveiller la production. En particulier, le système de supervision assiste les opérateurs dans les phases critiques (réchauffage et refroidissement). Un dysfonctionnement du système de pilotage du sécheur, qu’il soit totalement manuel ou automatisé, peut engendrer l’ensemble des modes de dégradations cités au chapitre 3. Dysfonctionnements potentiels (liste non exhaustive) :

� Non respect des paliers de réchauffage

� Températures excessives des hottes, …

4.4 Système d’application des presses

La force maximale d’application de la presse sur le Yankee (exprimée en kN/m linéaire) est garantie par un système de sécurité. Un dysfonctionnement du système d’application des presses, générant un dépassement de la pression linéaire maximale admissible, peut provoquer une contrainte mécanique excessive. Dysfonctionnements potentiels (liste non exhaustive) :

� Non respect des pressions pneumatiques ou hydrauliques d’application des presses

5. JUSTIFICATION DE LA DEMARCHE

5.1 Considérations techniques liées à la nature de l’épreuve hydraulique.

L’épreuve hydraulique initiale telle que prévue actuellement par la réglementation est largement admise comme étant un bon critère d’acceptation de conception et de construction pour tester un appareil neuf. Elle est d’une mise en œuvre facile et ne nécessite pas d’outillage sophistiqué pour son suivi. Dans ces conditions, elle permet de démontrer la bonne tenue, l’absence de déformations, ainsi que l’absence de fuites à une pression d’essai largement supérieure à la pression de service.



Mais, s’agissant de la requalification en service des sécheurs, elle pose un certain nombre de questions.

5.2 Considérations liées à la compatibilité de l’épreuve hydraulique avec les sécheurs.

Conception : La conception des sécheurs ne permet pas de supporter la charge d’eau en configuration d’exploitation, car les tourillons ne sont pas calculés pour reprendre l’effort supplémentaire engendré par la masse d’eau. De plus, l’étude par éléments finis a montré que l’épreuve induit des contraintes en partie interne d’extrémité de virole, qui ne correspondent pas aux contraintes normales d’exploitation. L’épreuve peut donc altérer la sûreté du sécheur. Incidence du poids de l’eau contenue : L’épreuve hydraulique demande un remplissage complet des sécheurs en eau. Compte tenu du volume, cela conduit à une masse d’eau de 20 à 170 tonnes suivant la taille du sécheur. Or, les structures porteuses ne sont, en général, pas calculées pour supporter cette surcharge. Ressource en eau : L’épreuve nécessite aussi de retraiter l’eau utilisée avant rejet. Sécurité de l’épreuve : La mise en pression d’un équipement en fonte à 150 % de la pression de service est plus risquée que celle d’un équipement en acier. Sur un tel matériau, l’apparition possible d'une fissuration lors de l’épreuve conduirait à une fragmentation du sécheur.

5.3 Position de la TAPPI vis-à-vis de l’épreuve hydraulique

La TAPPI ne recommande pas l’épreuve hydraulique en tant que procédé contribuant à la requalification. La recommandation de la TAPPI est de mettre en œuvre un ensemble d’actions et d’investigations par le biais d’un « programme de sûreté » (Yankee dryer safety manual) incluant un plan de contrôle pluriannuel et un ensemble de mesures contribuant à la sécurité de l’exploitation (formation, audits, retour d’expérience, …). Cette politique est appliquée depuis plus de 40 ans par de nombreux papetiers.

5.4 Recours à l’émission acoustique (EA)

L’EA ne détecte pas les défauts stabilisés, comme les fissures non évolutives, qui ne sont pas acceptables. L’EA est considérée comme un outil d’investigation parmi d’autres, à utiliser en combinaison avec les autres méthodes de CND (principalement magnétoscopie, ressuage, ultra-sons).



6. EVALUATION DE LA CRITICITE

La criticité des sécheurs a été déterminée suivant la démarche décrite au chapitre 5 et à l’annexe 4 du guide COPACEL. L’analyse porte sur la comparaison des criticités résultant de contrôles mis en œuvre :

� Soit selon l’arrêté du 15 mars 2000 modifié,

� Soit selon les contrôles prévus dans le cadre du CTP.

6.1 Evaluation de l’indice de gravité

Les contrôles mis en œuvre n’influençant pas l’indice de gravité, ce dernier est identique (indice 3) dans les deux cas mentionnés ci-dessus. Le tableau d’évaluation figure page suivante.


COPACEL ESP\2008-001\document technique\Yankees et frictionneurs 12/11/2010

Indice de gravité Indice de GRAVITE

Facteur (suivant guide COPACEL)

Critères (définis & à définir pour la circonstance)

Barème Evaluation

Fluide

Groupe 2 3 3

Groupe 1 6

Température < 50°C 1

3 Température >= 50°C sans phase liquide 2

Température >= 50°C avec phase liquide 3

Humain Présence humaine < 20 min / jour 2

4 Présence humaine > 20 min / jour 4

Environnement

Isolement du fluide à distance 2 2

Isolement du fluide en local 6

Impact environnemental sans conséquence 1 1

Impact environnemental significatif 4

Energie libérable

Energie libérable faible

1

2

V <= 2 500 litres : max PS < 20 bars

2 500 < V <= 100 000 litres : S max PSxV < 50 000 bars litres

40 000 < V <= 10 000 000 litres : max PS < 0,50 bar

Energie libérable moyenne

2 V < 5 000 litres : 20 bars < max PS < 100 bars

5 000 < V <= 1 000 000 litres : 50 000 < S max PSxV < 500 000 bars litres

200 M3 à 10 bars

Energie libérable importante

3 V <= 10 000 litres : 100 bars < max PS < 500 bars

10 000 < V <= 10 000 000 litres : 500 000 < S max PSxV < 5 000 000 bars litres

Energie libérable très importante

4 V <= 10000 litres : MAX P.M.S. > 500 bars

10 000 < V <= 10 000 000 litres : S max PSxV > 5 000 000 bars litres

Indisponibilité

Sans incidence sur la production 1

4 Incidence faible sur la production 2

Incidence majeure sur la production 4

I = 19



6.2 Evaluation de l’indice de probabilité

Cette évaluation montre que l’indice de probabilité d’une défaillance dans le cas de l’application du CTP est plus faible (indice : 104) que celui résultant de l’application de l’arrêté du 15 mars 2000 modifié (indice : 138). Le tableau d’évaluation figure page suivante.

Document technique – Evaluation de la criticité des yankees et frictionneurs Page 21 sur 22


Cotation

1

2

3

4

Mode de dégradation Causes probables Défauts potentiel N° Nature du contrôle Zone / EtendueRéalisation du

contrôle

Facteur mode

de dégradation

Facteur

Inspection

Facteur

Fabrication et

Conception

Facteur

MaintenanceFacteur Procédé Total

Périodicité du

contrôle

15/03/2000

Facteur mode de

dégradation

Facteur

Inspection

Facteur

Fabrication et

Conception

Facteur

MaintenanceFacteur Procédé Total

Périodicité

du contrôle

CTP

C2- Inclinaison

des fonds

Personnel

habilité4 3 12 non prévu 4 1 8 1 an

C4- Contrôle

magnétoscopique COFREND 2 4 3 12 non prévu 4 1 8 8 ans

Visseries structurelles C5

- Contrôle UT

(Recherche

défaut)

COFREND 2 4 3 12 non prévu 4 1 8 4 ans

- Epreuve

hydrauliqueOH/SIR 4 1 10 10 ans 4 3 10 Dispensé

- Contraintes

mécaniques- Arrêt stationnaire prolongé

- Déformation,

BalourdC6 - Faux rond

Personnel


- Erosion par frottement - Application des racles- Perte d'épaisseur

(surface externe)C7

- Mesure

d'épaisseur

Personnel


C8- Essai de

manœuvrabilité

Personnel

habilité2 9 18 mois 1 8 1 an

C9

- Constat des

tests de

manœuvrabilité

OH/SIR 1 8 18 mois 2 9 2 ans

C10- Révision et

Retarage

Personnel

habilité2 9 10 ans 1 8 4 ans

Verrouillages Contrôle

CommandeC11

- Tests de

fonctionnement

Personnel

habilité4 3 2 1 1 11 1 an 4 1 2 1 1 9 1 an

Système d'application

de(s) presse(s) &

Sécurités associées

- Dépassement des

limites admissibles

- Pression linéaire d'application

de(s) presse(s) hors

spécifications.

- Défaut de

fonctionnement

des

accessoires de

sécurité

C12- Tests de

fonctionnement

Personnel

habilité4 3 1 1 1 10 1 an 4 1 1 1 1 8 1 an

Personnel d'inspection C13 - Habilitation 5 ans 4 ans

Personnel d'exploitation

et maintenanceC14 - Formation 4 ans 4 ans

133 104

Insuffisant Insuffisant

- Efficacité et la qualité des opérations de

maintenance réalisées (historique, plan de

maintenance, traçabilité).

- Formations spécifiques du personnel de

maintenance aux risques des sécheurs

MoyenFaible Partiel Moyen

Facteur Maintenance Facteur Procédé

Il prend en compte les conditions d’exploitation :

- la stabilité et la maîtrise du procédé,

- le risque d’introduction de polluants dans le process,

- la pression et la température maximales de service,

- les dispositifs d’alerte et de protection,

- Formation du personnel d'exploitation.

Bon

Moyen

Facteur mode de dégradation Facteur InspectionFacteur Fabrication et

Conception

BonNégligeable Bon Complet

Aptitude à détecter les

dommages et à estimer les

cinétiques de dégradation :

Contenu et qualité du

dossier de fabrication

ou conception

Probabilité selon CTP

Fort

Equipement sous pression

Critique

Sous-ensemble ou

composant

Dégradation Contrôles et mesures à effectuer Probabilité selon AM du 15/03/2000 modifié

Insuffisant / Nulle Inexistant

C1- Contrôle visuel

interne- 100% de la surface interne

Personnel

Habilité +

OH/SIR

Virole et fonds

- Corrosion interne - Traitement vapeur inadapté

- Perte

d'épaisseur sur

les surfaces

internes de la

virole et des

fonds.

- Dépôt interne

(mauvaise

passivation)

- Contrôle visuel

externe

- Recherche de traces indicatives de fuites vapeur au

niveau des visseries et des plans de joints

(à l'arrêt et à la pression de service).

- Recherche de corrosion à l'extrémité des plans de

joints sur 100% des plans de joints.

- Contrôle visuel sur 100% de la surface externe des

fonds et de la virole.

3 1

1 2

4 2 11 18 mois 4

8

2

9 18 mois 3 2

1 1 1

1

2 ans

8

- Corrosion externe au

plan de joint entre

fonds et virole.

- Excès d'eau sur les

emboitements fonds/virole.

- Défaut de serrage.

- Fissures sur

visseries, fonds

ou virole.

- Fuites vapeur.

- Mesure de l'inclinaison tous les 10 boulons

fonds/virole sur les 2 fonds.

C3

Accessoires de sécurité

Soupapes - Surpression de l'ESP

- Corrosion au niveau du siège

de soupape, ressorts

défectueux…

1 an et 1

ans

- Contraintes thermiques

et mécaniques

- Choc sur la virole ou sur fonds.

- Application d'un jet d'eau

direct sur la virole ou sur fonds.

- Pression linéaire d'application

de(s) presse(s) hors

spécifications.

- Introduction de vapeur sur

yankee à l'arrêt.

- Utilisation des hottes hors

spécifications.

- Extrémités de la surface externe de la virole, 100%

des zones d'emboitement

Personnel

Habilité +

OH/SIR

- Mesure périphérie sur la surface externe

Indice de probabilité CTP

- L'évaluation de l'incidence des formations des personnels sur la probabilité d'apparition des

défaillances a été intégré dans le facteur Maintenance et le facteur Procédé

- L'évaluation de l'incidence des formations des personnels sur la probabilité d'apparition

des défaillances a été intégré dans le facteur Maintenance et le facteur Procédé

- Habilitation du personnel réalisant les contrôles par le chef

d'entreprise

Indice de probabilité AM 15/03/2000

1114

Pilotage et autres sécurités

- L'ensemble des dégradations de l'ESP mentionnées ci-dessus peut être

provoqué par un dysfonctionnement d'un verrouillage du système

contrôle-commande.

- Tous les verrouillages existants

du système de pilotage

1 1- Accessoires de sécurité lié à l'ESP. 4 1- Défaut de

fonctionnement

EVALUATION DE L'INDICE DE PROBABILITE D'UNE DEFAILLANCE

12/11/2010

- Les dégradations de l'ESP mentionnées ci-dessus peuvent pour la plupart être

occasionnées par un manquement aux règles d'exploitation et de maintenance

- Formation spécifique à l'exploitation, à la maintenance des sécheurs.

- Toutes fonctions élémentaires

Personnels

- La qualité des inspections dépend de la maitrise des moyens de contrôle

mis en œuvre dans ce plan de contrôle

- 100% des boulons structurels internes et externes

(boulons fonds/virole; boulons tourillons/fonds;

boulons barres de renforts)

Virole

- Ensemble des parties soumises à la pression interne

de l'ESP.

- Mesures sur la surface externe de la virole



6.3 Détermination de la criticité

La grille de synthèse ci-dessous (issue de l’annexe 4 du guide COPACEL) montre que dans les deux cas la criticité de l’équipement reste dans la plage « M » correspondant à une criticité moyenne (voir chapitre 6.2).

P

roba

bili

té

183 à 208 5

M E E I I

AM 15/03/2000 modifié

153 à 182 4 M M E E I CTP

124 à 152 3 F M M E I

94 à 123 2 F F M M E

65 à 93 1 F F M M E

1 2 3 4 5

11 à 14

15 à 18

19 à 22

23 à 26

27 à 31

Gravité

L’application du plan de contrôle contenu dans le cahier technique professionnel définissant les dispositions spécifiques applicables aux cylindres sécheurs de type yankee et frictionneur garantit un niveau de criticité de l’équipement équivalent à celui obtenu par l’application de l’arrêté du 15 mars 2000 modifié.

Documents

ANNEXE 2 DOCUMENT TECHNIQUE - copacel.fr · Visserie d’assemblage, ... boulonnés ou vissés sur la virole et sur un axe central creux. ... génère(nt) une fatigue cyclique locale