Une approche bien structurée
La défaillance des roulements était un casse-tête croissant pour une aciérie d’U.S. Steel. Une approche disciplinée a permis d’en déterminer la cause et une solution appropriée d’étanchéité a résolu ce qui paraissait être un défaut de lubrification.
U.S. Steel
L’United States Steel Corp. fait partie du classement des 500 plus grandes entreprises américaines établi par le magazine Fortune. Son chiffre d’affaires s’élève à 10,2 millions de dollars US.
Le siège de cet aciériste intégré est à Pittsburgh, en Pennsylvanie. Il possède des sites de production en Amérique du Nord et en Europe.
Sa capacité de production est d’environ 24,4 millions de tonnes nettes d’acier par an. U.S. Steel fabrique des produits en acier à valeur ajoutée pour la construction automobile, l’électroménager, le bâtiment et d’autres secteurs industriels.
La contamination de la graisse des roulements posait constamment problème à l’aciérie de l’United States Steel Corp. à Granite City, dans l’Illinois, près de St. Louis. Les roulements des planeuses des laminoirs à chaud se détérioraient prématurément, entraînant l’arrêt ou l’endommagement des rouleaux des planeuses.
Les données rassemblées pendant 16 ans montraient que 30 % des défaillances de ces rouleaux étaient imputables à l’avarie des roulements. Des anomalies qui n’avaient fait qu’empirer ces trois dernières années, représentant plus de 50 % des pannes des planeuses.
U.S. Steel a donc décidé qu’une approche disciplinée et structurée était nécessaire pour trouver une solution. La première mesure a consisté à injecter plus de graisse dans les paliers des roulements, ce qui a aggravé le problème. L’aciériste a donc demandé à son partenaire stratégique SKF d’étudier les moyens d’améliorer la fiabilité en se concentrant sur des gains d’efficacité se traduisant par une réduction des pertes de produit et des coûts.
Une équipe dédiée composée de spécialistes SKF et U.S. Steel a réuni des informations détaillées pendant 18 mois en vue d’identifier et de déterminer la cause des défaillances. Elle a étudié les composants de chaque rouleau (arbre, roulements, paliers, joints et système de lubrification) et s’est renseignée sur la maintenance, c’est-à-dire sur les méthodes de lubrification, et l’efficacité du système d’étanchéité. Il est apparu qu’une forte contamination de la graisse et le défaut d’alignement des roulements au moment de leur installation posaient problème, de même que l’obsolescence de la technologie d’étanchéité. Pour surmonter ces difficultés, les installateurs d’U.S. Steel et SKF ont amélioré ensemble les méthodes de maintenance et d’installation.
Mike Bekeske, le responsable de la maintenance axée sur la fiabilité de l’aciérie, avait eu connaissance d’une solution de lubrification SKF applicable, mais il s’est avéré que la lubrification n’était pas à l’origine des défaillances. « Ce qui était supposé être un problème de lubrification s’est révélé être un défaut d’étanchéité, relate Paul Conley, responsable de la technologie à la Business Unit Lubrification chez SKF USA. Le palier est rempli de graisse à des fins de lubrification et de protection contre les contaminants. Le joint sert à empêcher la pénétration d’eau et d’humidité. »
En observant, testant et analysant le processus, il est apparu que les joints d’étanchéité des planeuses du laminoir ne remplissaient pas leur rôle : eau et vapeur pénétraient à l’intérieur des roulements. Lorsque ceux-ci se détérioraient et que les rouleaux cessaient de tourner, la production était suspendue pour remplacer les rouleaux endommagés. Résultat, les brames chaudes glissaient et s’abîmaient, provoquant des inclusions. Les produits endommagés devaient être mis au rebut.
Pour améliorer le système d’étanchéité, SKF a installé son joint à deux lèvres en ECOPUR, ce qui a réduit considérablement le volume d’eau pénétrant dans les roulements. Avant l’installation des nouveaux joints, les roulements pouvaient contenir 30 à 35 % d’eau, avait constaté U.S. Steel. Grâce au nouveau joint, ce volume est passé à 5 %, une nette progression. Autre amélioration, une baisse de 50 % de la consommation de graisse.
Deuxième élément de la solution, l’installation d’un SPEEDI-SLEEVE SKF, un mince manchon de protection en métal permettant de résoudre les problèmes d’arbres usés tout en offrant une excellente surface d’étanchéité.
Nous avons éliminé les causes de nos problèmes.
Mike Bekeske, responsable de la maintenance axée sur la fiabilité de l’aciérie de Granite City
Les essais in situ ont validé les conclusions des spécialistes. « Nous avons éliminé les causes de nos problèmes, constate Mike Bekeske, et nous avons pu faire passer la durée moyenne entre les défaillances des rouleaux de six mois à 60 mois si on se fie à nos essais. La réduction du nombre des défaillances s’est traduite par une augmentation du temps de fonctionnement et une diminution des dépenses consacrées à la réparation de rouleaux. »
L’approche disciplinaire à la résolution des problèmes est bien établie aujourd’hui. À l’avenir, l’aciérie continuera de rechercher en continu la moindre dégradation dans les jeux de rouleaux afin de détecter les opportunités d’améliorer la fiabilité. Le programme pilote à l’usine de Granite City est en train d’être étendu à des applications similaires dans les autres aciéries d’U.S. Steel dans l’ensemble des États-Unis.
