Conception du système de récupération du brouillard

Par Bob Morfeld, Brian Yappel et Jeff Maccora, Donaldson Torit

La récupération du brouillard est un élément essentiel du contrôle de la qualité de l’air d’une usine et de la maintenance globale de l’usine. L’absence ou la mauvaise qualité de la filtration du brouillard peut bloquer des fumées et du brouillard dangereux dans l’usine, ce qui pourrait nuire à la sécurité professionnelle de l’usine.  Un contrôle adapté du brouillard est également important pour réduire les coûts de maintenance dans l’usine en évitant des dommages potentiels aux systèmes de climatisation, aux composants électriques et aux surfaces internes de l’usine. Lorsque vous choisissez votre système de récupération du brouillard, vous devez prendre en compte plusieurs facteurs pour déterminer quel système est le mieux adapté à votre installation. Ces facteurs comprennent généralement l’agencement physique de l’usine, l’utilisation de l’équipement, la consommation d’énergie et les contraintes budgétaires.

Il existe, en général, trois stratégies de récupération du brouillard :

1.  Une machine unique par source (montée ou à conduit),
2.  Un système cellulaire avec un dépoussiéreur pour quelques machines, ou
3.  Un dépoussiéreur centralisé pour la plupart des sources de la zone.

Les points forts et les points faibles de chaque stratégie sont abordés ci-dessous afin de vous aider à choisir la stratégie la mieux adaptée aux objectifs de votre usine.

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Stratégie de récupération avec machine unique

La première stratégie implique une machine unique raccordée à un dépoussiéreur dédié. Cette approche est la plus commune, car elle offre une flexibilité de montage du dépoussiéreur. Un dépoussiéreur peut être monté directement sur le centre d’usinage (éliminant ainsi le besoin d’un conduit de raccordement) ou à proximité du centre d’usinage (en le raccordant avec quelques conduits). Les différents montages proposent des solutions aux défis d’usine tels que les problèmes d’espace entre le plafond et le sol, les considérations des flux de processus (grues), les délocalisations d’équipement ou les agrandissements d’usine.

Le principal avantage d’une stratégie de machine unique est d’aligner le dépoussiéreur à l’application. Plusieurs technologies de dépoussiéreurs sont disponibles, et chaque application détermine la meilleure technologie pour répondre à vos exigences. Une stratégie de machine unique assure souvent une plus longue durée de vie en optimisant la technologie de filtration utilisée sur une application donnée.

Un autre point positif est la flexibilité avec un calendrier de production d’usine : vous mettez uniquement sous tension les machines nécessaires à une période donnée.

Enfin, la souplesse de maintenance est un avantage clé dans cette stratégie. Les immobilités de maintenance et les changements d’huile/réfrigérants ou de filtres à air sont planifiés avec les calendriers de production.  La maintenance des réservoirs du réfrigérant est réduite étant donné que la contamination croisée est évitée. Le brouillard collecté dans le filtre se retrouve dans le réservoir des réfrigérants des machines.

La stratégie de récupération à la source dédiée ne présente pas de points faibles potentiels. Les machines individuelles nécessitent des démarreurs moteurs séparés, ce qui peut augmenter les coûts d’installation si plusieurs machines sont impliquées.  Vous pourrez payer un coût plus élevé pour plusieurs dépoussiéreurs individuels, en comparaison avec l’option plus économique d’une stratégie centrale ou cellulaire.  D’un point de vue de maintenance, vous devrez entretenir et jeter plus de filtres par rapport à un système central ou cellulaire. Ces coûts potentiels doivent être évalués par rapport aux points forts lors de la prise en compte de cette stratégie de dépoussiéreurs.

Stratégie de récupération cellulaire

La stratégie de dépoussiéreurs cellulaires compte généralement 3 à 5 centres d’usinage alimentés par un seul dépoussiéreur.  Souvent, les machines effectuent des tâches séquentielles sur la même pièce, et toutes les machines utilisent un système de refroidissement traditionnel. Avec une stratégie cellulaire, si un centre d’usinage ne fonctionne plus, toute la cellule ne marche plus. Ce processus se prête bien à un dépoussiéreur unique gérant toutes les machines de la cellule.

Le principal point fort de cette stratégie est la maintenance, facilement planifiée lors des temps d’arrêt du département de fabrication.  Comme il y a moins de dépoussiéreurs, vous devrez acheter, entretenir et jeter moins de filtres.  Un réfrigérant traditionnel vous permet de renvoyer le fluide réfrigérant dans le système de filtration de refroidissement de votre usine sans créer de contamination croisée.

Un autre avantage de la stratégie de récupération du brouillard cellulaire est un coût de démarrage moins élevé. Les économies à grande échelle d’un dépoussiéreur peuvent réduire les coûts, en comparaison avec dépoussiéreurs individuels. Les coûts d’installation sont souvent moins élevés, car vous gréez et câblez une unité et non plusieurs, et les coûts de fonctionnement peuvent diminuer étant donné que vous remplacez moins de filtres. La consommation d’énergie est également réduite lorsque vous utilisez un seul dépoussiéreur. 

La stratégie de dépoussiéreur cellulaire pose quelques défis. Mettre en réseau plusieurs applications dans un seul dépoussiéreur peut provoquer le mélange de réfrigérants, ce qui peut gravement nuire à la durée de vie du filtre. Si un seul des processus présente un défi pour la technologie de récupération du brouillard spécifique, la durée de vie de votre filtre pour l’intégralité du système sera peut-être réduite. Lorsque vous prenez cette stratégie en compte, discutez des processus d’usinage avec votre fabricant de dépoussiéreurs. Ces experts disposent des connaissances sur les technologies de condensation les plus adaptées pour chaque situation et pourront vous aider à ne pas faire des choix coûteux.

Un second défi de la stratégie cellulaire est l’installation et la conception des conduits. Vous devez prendre en compte les bons critères de conception pour vous assurer que les vitesses de transmission sont suffisantes dans les conduits, pour que le brouillard ne s’installe pas et ne crée pas de fuites potentielles. (Une pente de 1 à 3 degrés revenant vers la machine est appropriée). Toute fuite dans le conduit est susceptible d’atteindre le sol de l’usine ou l’équipement, pouvant blesser les travailleurs ou endommager l’équipement. Pour réduire la fuite d’huile, tenez compte d’une expertise extérieure lors de la conception et du calibrage des systèmes de conduits pour assurer qu’ils sont installés correctement. 

Enfin, autoriser l’air peut être nécessaire si le débit d’air dépasse certaines limites. Consultez les autorités locales pour vous assurer de respecter les directives d’autorisation locales et nationales avant d’acheter ce type de stratégie.

Stratégie de récupération du brouillard centrale

La récupération du brouillard centralisée, populaire il y a 15 à 20 ans, n’est plus aussi commune aujourd’hui notamment à cause des nouveaux processus d’usinage et aux fluides de coupe. Cette stratégie permet généralement de gérer jusqu’à 20 centres d’usinage.

Si vous disposez d’une large installation de fabrication avec plusieurs centres d’usinage, une stratégie de récupération du brouillard centrale peut proposer un avantage économique essentiel sur l’équipement initial et l’installation électrique. Comme une stratégie cellulaire, vous réduisez le nombre de dépoussiéreurs, de ventilateurs et de démarreurs moteur. Cette stratégie est généralement plus économique.

Un second avantage à une stratégie de système centrale est en fait un désavantage pour les opérations d’usine. Cette stratégie permet de planifier très facilement la maintenance étant donné qu’il n’y a une seule unité. Cependant, lorsque cette unité montre un problème non planifié, l’intégralité de l’usine ne fonctionne plus. La possibilité d’arrêt peut être plus importante que les autres avantages proposés par cette approche.

D’autres points faibles peuvent faire de cette stratégie la moins attractive. La stratégie centrale est la plus grande stratégie des trois et nécessite un espace au sol important. Il faut ainsi être soigneux lors de la sélection de l’emplacement du dépoussiéreur.  La conception des conduits, l’installation et l’équilibrage sont complexes et difficiles. La grande quantité de conduits nécessite des ventilateurs avec une pression statique plus élevée et une puissance motrice individuelle plus grande. Cela veut généralement dire que les coûts de fonctionnement sont plus élevés en raison d’une plus grande consommation d’énergie. Comme une stratégie cellulaire, différents processus d’usinage peuvent réduire la durée de vie du filtre si un processus spécifique n’est pas compatible avec la technologie de condensation de vapeurs sélectionnée.

Veuillez noter que certaines économies initiales de coût seront potentiellement perdues avec l’utilisation de mesures telles que la mise sous silence de l’équipement pour gérer des niveaux sonores plus élevés de ventilateurs et moteurs plus grands. De plus, la contamination croisée des réfrigérants peut augmenter les coûts de mise au rebut des réfrigérants (considérés comme des déchets dangereux). Enfin, comme la stratégie cellulaire, si le volume d’air dépasse les limites réglementaires, une autorisation est obligatoire.

Faire son choix

Ces trois stratégies de récupération du brouillard ont toutes des points positifs et négatifs. Choisir laquelle utiliser est la première étape vers un système réussi.  Quelle que soit la stratégie sélectionnée, plusieurs technologies de dépoussiéreurs peuvent répondre aux besoins de votre installation. Consultez le fabricant à propos de ses technologiques de récupération du brouillard et des avantages de chacune. Une compréhension approfondie de ces technologies est essentielle pour trouver la meilleure solution à vos problèmes de récupération du brouillard.