Grâce au rachat de Baker Instrument Company, SKF continue d’élargir ses efforts pour soutenir ses activités mécaniques traditionnelles à travers l’acquisition de nouvelles compétences en matière d’essais sur les moteurs électriques.

En juillet 2006, SKF a rachetéBaker Instrument Company, basé à Fort Collins, dans le Colorado. Cette nouvelle acquisition ouvre de nouveaux domaines de compétences pour SKF en dehors de sa base mécanique traditionnelle. Les instruments produits à Fort Collins sont développés autour de la théorie relative aux moteurs électriques et vendus à des acteurs des secteurs de la réparation de moteurs et de la maintenance prédictive industrielle.

L’entreprise Baker Instrument Company a été fondée par Tom Baker en 1961 et est depuis devenue le leader du marché en matière d’instruments d’essai pour moteurs électriques. Son expertise concernant les essais électriques pour moteurs est le fruit des travaux scientifiques menés par J.L. Rylander en 1926. Rylander est à l’origine d’essais comme l’essai de surtension très utilisé aujourd’hui encore dans l’industrie. Cet essai consiste à mesurer une chute de l’amplitude de la tension au niveau de l’enroulement en cuivre d’un moteur. Lorsqu’une faiblesse est détectée, l’utilisateur de l’instrument en est averti et peut ainsi prendre des mesures pour corriger le problème avant qu’il n’entraîne une interruption de la production. Baker Instrument Company repousse toujours plus loin les limites de la détection des défaillances, renforçant ainsi le caractère prédictif de l’essai de surtension. Dans certains cercles liés à la maintenance, l’essai de surtension est même connu sous le nom d’« Essai Baker ».

La maintenance prédictive se pratique dans quasiment tous les secteurs, à travers le monde entier. Identifier, diagnostiquer et corriger les problèmes, tels sont les objectifs universels de la maintenance prédictive. Les moteurs électriques sont constitués de nombreux composants, parmi lesquels l’enroulement en cuivre, le système d’isolation, des roulements et d’autres pièces mécaniques et composants électriques. Ils s’utilisent en association avec, entre autres, des entraînements, pompes d’admission, compresseurs, convoyeurs pour créer les machines dont l’industrie a besoin.

Bilans de santé pour moteurs
C’est le domaine de prédilection des équipements fabriqués par Baker Instrument Company. Les testeurs statiques peuvent fournir des résultats définitifs sur l’état des systèmes d’isolation du moteur, tandis que les instruments dynamiques s’utilisent pour poser un diagnostic concernant le système global de la machine.

Le système d’isolation est composé d’une fine lame au-dessus d’un enroulement en cuivre ou d’un fil de bobinage et de la couche d’isolant mise à la terre qui protège le fil de bobinage dans les encoches à l’intérieur du stator du moteur électrique. Pour un programme de maintenance prédictive des équipements électriques plus efficace, il est important de réaliser des essais statiques, non seulement sur l’isolation de l’enroulement en cuivre, mais sur l’ensemble des systèmes d’isolation contenus dans le moteur. Les essais normalisés incluent l’essai de résistance d’isolation, l’essai Mégohm, l’index de polarisation (IP), l’essai diélectrique (HiPot) et l’essai de surtension. L’essai de résistance d’isolation mesure la résistance du fil de cuivre du circuit du moteur, tandis que l’essai dit « Mégohm » recherche des moteurs reliés à la terre. L’essai « Mégohm » est également utile pour détecter des moteurs encrassés ou sujets à l’humidité. L’essai de l’IP s’apparente à l’essai Mégohm, mais est réalisé sur une plus longue durée. Il consiste à vérifier l’absence d’humidité ou d’impuretés au niveau des caniveaux d’encoche. L’essai HiPot détermine l’efficacité de la couche d’isolant mise à la terre et peut être effectué de différentes manières. À l’instar de l’essai de surtension, l’essai HiPot est réalisé à une tension supérieure à la tension de service afin de simuler l’environnement du moteur au moment de sa mise en marche. À chaque mise en marche, un équipement tournant peut, en effet, être exposé à une tension cinq fois supérieure à sa tension de service en raison du courant spécifique à cet instant précis, appelé courant d’appel. Ce courant d’appel génère un mouvement dans les enroulements en cuivre qui a pour effet, à la longue, d’éroder la couche isolante et, par conséquent, de diminuer sa résistance. Non décelé, ce type de faiblesse peut entraîner un court-circuit et donc un dégagement de chaleur susceptible de provoquer une panne du moteur. C’est là le domaine de l’essai de surtension. La moindre faiblesse au niveau de l’isolation peut être détectée avant la survenue d’une défaillance et corrigée à un stade précoce, ce qui se traduit par des économies considérables.

Outre les essais électriques statiques, l’instrument de surveillance dynamique contribue également à garantir le bon fonctionnement des moteurs. Depuis son introduction sur le marché en 1998, cet instrument est devenu un outil très convoité en raison de sa nature non-intrusive et de ses fonctions de génération de rapports d’informations. Dans la majorité des cas, un moteur fait partie d’un système de machine qui repose sur trois éléments principaux : la qualité de la puissance d’entrée, le moteur lui-même et l’équipement entraîné par le moteur. Cet outil dynamique est capable de détecter au sein du système mécanique ou électrique des défauts subtils pour lesquels il est généralement difficile de poser un diagnostic. Souvent, des moteurs sont réparés ou remplacés et renvoyés sans que la cause profonde du problème ait été identifiée. Les problèmes d’harmoniques, de variations de tensions faibles ou élevées, de déséquilibres de tensions, de défauts au niveau de la barre du rotor ou des roulements et de défaut d’alignement peuvent notamment être identifiés. Tous ces phénomènes peuvent avoir un impact négatif sur le système du moteur et entraîner une augmentation des coûts de fonctionnement et une diminution du rendement global.

Importance des essais électriques
Les moteurs électriques sont sujets à une grande variété de pannes. Selon une étude menée par l’Electric Power Research Institute, basé en Californie, aux USA, les roulements sont responsables d’environ 41 % de l’ensemble des pannes de moteurs et 36 % sont imputables au stator ; 80 % des pannes relatives au stator ont pour origine un problème électrique et environ 29 % de l’ensemble des pannes de moteurs électriques sont directement liées à un problème électrique.

Parmi ces 29 %, de nombreuses pannes pourraient être évitées grâce à des essais réguliers et une surveillance dynamique du moteur. Les arrêts-machines non planifiés peuvent entraîner des dépenses de plusieurs centaines de milliers d’euros par heure en cas de panne de moteurs essentiels.

Combler les lacunes
SKF dispose d’une offre complémentaire à l’équipement proposé par Baker Instrument Company en termes de surveillance et de prédiction de l’état des outils de production industrielle. L’intégration de ces deux technologies centrales devrait permettre d’offrir un profit sans précédent à l’utilisateur final. Grâce aux services fournis ou aux équipements acquis, les données collectées seront plus efficaces que les méthodes précédentes et devraient ainsi changer durablement la face de la maintenance prédictive.

L’association des technologies électriques et mécaniques va bouleverser l’avenir de la maintenance prédictive. En proposant une boîte à outils de maintenance prédictive élargie, SKF permet d’identifier la majorité des problèmes de moteurs en environnement industriel, ce qui renforce sa position de leader mondial en matière de rendement des usines.

Outre la rentabilité, qui revêt une importance capitale dans tous les secteurs, l’industrie sera également en demande d’équipements qui lui permettent de répondre aux exigences réglementaires. Les moteurs sont à l’origine de 55 à 63 % de la consommation mondiale d’énergie électrique. Face à de tels chiffres de la consommation, les usines travaillent en continu à la réduction de ces dépenses. Des processus affinés et l’utilisation de moteurs à rendement élevé font partie des solutions. La suppression des arrêts-machines par une maintenance efficace contribue à améliorer le rendement des installations de production. L’association du monde de la mécanique et de celui de l’électricité permet d’élaborer une offre complète qui ouvre un nouveau domaine dans l’univers de l’assistance au client.