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Échangeurs de chaleur -Méthodes et pratiques de la détection des défaillances

Résumé :

Le présent rapport technique est une étude générale portant sur les méthodes et pratiques de la détection des défaillances dans le domaine des échangeurs de chaleur.

L’objectif de ce rapport est de présenter les diverses méthodes et techniques de détection de défaillances des échangeurs de chaleur. Ce document est à mis à disposition de façon exclusive aux adhérents du GRETh qui ont formulé la demande d’un rapport sur les méthodes et techniques de détection lors de l’Assemblée Générale de 2017. La présente version de ce document constitue la première étape de la rédaction d’un guide complet qui, à terme, constituera une aide précieuse pour les adhérents amenés à aborder les difficiles problèmes de défaillances. Ce rapport constituera ainsi, dans sa version finale, un guide permettant aux adhérents d’identifier les solutions à apporter à ces problèmes.

Le rapport est construit en 5 parties décrites succinctement ci-dessous :

  • En partie I, nous donnerons les éléments méthodologiques permettant de formaliser la problématique des défaillances observées sur les échangeurs thermiques.
  • En partie II, il conviendra de préciser les spécificités techniques des symptômes de défaillances ainsi que des causes de défaillances en différenciant les défaillances issues de défaut de conception/fabrication/construction et celles issues de l’exploitation ou des interventions de maintenance. Il conviendra de définir plus précisément la chaine de causalité qui permet de relier, par une chaine de causes probables, les défauts aux symptômes de défaillances.
  • En partie III, nous présenterons la métrologie « traditionnelle » mises en œuvre sur les équipements et installations courantes en vue notamment d’identifier les pertes de performances (i.e. lorsque des écarts significatifs avec les performances attendues sont constatés) des échangeurs de chaleur en cours d’exploitation ou lors de la réception d‘une installation thermique ou énergétique.
  • En partie IV, seront présentées les métrologies avancées – essentiellement non intrusives - susceptibles d’être mises en œuvre pour permettre une identification des causes et mécanismes générant les défaillances observées. Les techniques et méthodes métrologiques mises en avant sont les suivantes :
    - détection de temps de séjour et techniques de traceurs,
    - détection de champ de température par caméra infrarouge,
    - détection par méthodes vibro-acoustiques,
    - détection par sondes de mesures et dispositif de visualisation de paramètres diphasiques.
  • En partie V, nous nous attacherons à présenter des outils actuels d’analyse avancée des données permettant l’identification et la prédiction de défaillances.

La présente première version de ce document intègre les parties I et II. La version finale verra l’enrichissement du rapport par les parties III à V.

Auteur(s)
GRETh
Année
2018
Mots-clés
Défaillance, détection, symptôme, échangeur thermique, arbres de causes, corrosion, fuite, by-pass, contact thermique.
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Le GRETh, fédère un collectif d'industriels dont l'activité est la fabrication d’échangeurs et d’équipements thermiques, les études d’ingénieries d’installations thermiques pour l’industrie et le bâtiment ainsi que l’exploitation de sites de production et de conversion d’énergie.