Dépannage des compresseurs à vis : température de décharge élevée

1. Description du problème et champ d'application

Ce manuel est destiné au diagnostic et au dépannage des problèmes associés aux températures de refoulement élevées dans les compresseurs à vis. Une température de refoulement élevée est un indicateur critique qui peut entraîner une usure accélérée des composants, une dégradation du lubrifiant, une augmentation de la consommation d'énergie et, dans le pire des cas, un arrêt d'urgence du compresseur. Ce manuel couvre les compresseurs monovis et doubles utilisés dans les systèmes d'air comprimé industriels.

Symptômes :

• Activation du signal d'urgence "Température de décharge élevée".
• Lectures de température constamment élevées sur l'écran du contrôleur du compresseur (au-dessus de la plage normalisée, par exemple >95°C).
• Réduction de l'efficacité du compresseur.
• Un changement dans la couleur ou l’odeur de l’huile du compresseur.

Classification de gravité :

• Critique : La température de refoulement dépasse la valeur d'arrêt d'urgence définie (par exemple, 100-110 °C), ce qui entraîne un arrêt immédiat du compresseur. Nécessite une intervention immédiate.
• Significatif : La température de décharge est systématiquement supérieure à la plage de fonctionnement (par exemple 90 -95 °C) mais inférieure au seuil d'urgence. Nécessite une identification urgente et l’élimination de la cause pour éviter les dommages.
• Mineur : La température de décharge dépasse périodiquement ou légèrement la norme (par exemple, 85-90°C). Indique les premières étapes d'un dysfonctionnement, nécessite une surveillance et des diagnostics proactifs.

2. Précautions

AVANT DE COMMENCER TOUT TRAVAIL DE DIAGNOSTIC OU DE RÉPARATION SUR L'ÉQUIPEMENT DU COMPRESSEUR, TOUT LE PERSONNEL DOIT SE CONFORMER AUX RÈGLES DE SÉCURITÉ ÉNUMÉRÉES CI-DESSOUS.

VERROUILLAGE/ÉTIQUETAGE (LOTO) : Arrêtez le compresseur et assurez-vous qu'il est verrouillé à l'aide du système LOTO conformément au DSTU EN 1010-1 : 2004 et aux procédures internes de l'usine. Assurez-vous que toutes les sources d'alimentation (électriques, pneumatiques, hydrauliques) sont isolées et verrouillées.

ÉNERGIE STOCKÉE : Les systèmes de compresseurs peuvent contenir des quantités importantes d'énergie stockée (air comprimé, huile chaude, surfaces chaudes). AVANT DE DÉMONTAGE OU D'OUVERTURE DE TOUT ASSEMBLAGE, assurez-vous que le système est dépressurisé à la pression atmosphérique et que la température est refroidie à un niveau sûr. Utilisez des soupapes de sécurité et des indicateurs de pression appropriés.

ÉQUIPEMENT DE PROTECTION INDIVIDUELLE (EPI) : Utilisez toujours un EPI approprié lorsque vous travaillez :

• Des lunettes de sécurité ou un masque de protection (EN 166).
• Gants de protection (résistants à la chaleur et à l'huile, EN 388, EN 407).
• Vêtements de protection (vêtements spéciaux).
• Chaussures de sécurité à bout métallique (EN ISO 20345).

SURFACES ET LIQUIDES CHAUDS : Les compresseurs fonctionnent à des températures élevées. L’huile du compresseur et les éléments du système de refroidissement peuvent être très chauds. Laissez l’équipement refroidir avant de l’entretenir. Évitez tout contact avec la peau.

PRODUITS CHIMIQUES : Certains lubrifiants et nettoyants pour compresseurs peuvent être toxiques ou irritants. Utilisez un EPI et suivez les instructions du fabricant du matériau et les fiches signalétiques (FDS).

3. Outils de diagnostic nécessaires

4. Liste de contrôle pour l'évaluation initiale

Avant de lancer un diagnostic détaillé, effectuez les actions suivantes :

5. Schéma systématique de diagnostic

1. Contrôle du niveau de lubrifiant
   1. SI le niveau de lubrifiant est inférieur au niveau MIN :
      • Diagnostic : Volume de lubrifiant insuffisant dans le système.
      • Cause probable : Fuite de lubrifiant, dose insuffisante au dernier remplissage, intervalle de remplacement inapproprié.
   2. SI le niveau d'huile est normal (entre MIN et MAX) :
      • Allez au point 2.
2. Inspection du refroidisseur d'huile/d'air
   1. SI Radiateur visuellement sale :
      • Diagnostic : Contamination des ailettes du refroidisseur à l'extérieur.
      • Cause probable : Poussière, saleté et peluches provenant de l'environnement.
   2. SI une inspection externe n'a révélé aucune contamination :
      1. Mesurez la différence de température d'huile à l'entrée et à la sortie du refroidisseur (à l'aide d'un pyromètre).
      2. SI chute de température d'huile <10°C (à charge nominale) :
         • Diagnostic : Contamination interne du refroidisseur d'huile.
         • Cause probable : Dépôt de produits de dégradation du lubrifiant, suie.
      3. SI baisse de température d'huile ≥10°C :
         • Aller au point 3.
3. Vérification de la vanne thermostatique (thermostat)
   1. Mesurez la température de l'huile avant et après la vanne thermostatique (à l'aide d'un pyromètre) pendant que le compresseur est en marche.
   2. SI la température de l'huile après le thermostat n'augmente pas ou augmente légèrement (ex. <5°C) lorsque la température de fonctionnement est atteinte (ex. >75°C à l'entrée du thermostat) :
      • Diagnostic : Dysfonctionnement de la vanne thermostatique (reste en position fermée ou ne s'ouvre pas complètement).
      • Cause probable : Usure, contamination, bourrage, panne de l'élément thermosensible.
   3. SI le thermostat fonctionne correctement (le lubrifiant pénètre dans le refroidisseur lorsque la température d'ouverture est atteinte) :
      • Allez au point 4.
4. Analyse des conditions ambiantes
   1. SI température ambiante (à l'entrée du compresseur) >40°C :
      • Diagnostic : Surchauffe due à une température intérieure élevée.
      • Cause probable : Ventilation insuffisante de la salle des compresseurs, flux chauds provenant d'autres équipements.
   2. SI la température ambiante est normale (<40°C) :
      • Allez au point 5.
5. Causes supplémentaires (si le problème persiste après avoir vérifié les points précédents)
   1. Vérification du ventilateur de refroidissement
      1. SI le ventilateur ne tourne pas ou tourne lentement :
         • Diagnostic : Ventilateur de refroidissement ou panne de son disque.
         • Cause probable : Bobinage du moteur ouvert, panne de condensateur (pour monophasé), roulements bloqués, panne de relais/contacteur.
   2. Contrôle du niveau d'huile flottant
      1. SI de l'huile mousse dans le voyant (après l'arrêt du compresseur et la décompression) :
         • Diagnostic : Dégradation du lubrifiant ou contamination de l'eau/autre liquide.
         • Cause probable : Arrosage excessif, oxydation, utilisation de lubrifiant incompatible.
   3. Contrôle du séparateur d'huile
      1. SI la différence de pression sur le séparateur d'huile dépasse la norme (par exemple, >0,5 bar) :
         • Diagnostic : Colmatage du séparateur d'huile.
         • Cause probable : Durée de vie dépassée, quantité élevée de particules solides dans le système.

6. Matrice des dysfonctionnements et des causes

7. Analyse des causes profondes de chaque dysfonctionnement

7.1. Faible niveau de lubrifiant

• Explication : Un volume insuffisant de lubrifiant réduit sa capacité à absorber et à dissiper la chaleur libérée lors de la compression de l'air. De plus, le volume de lubrifiant circulant dans le refroidisseur est réduit, ce qui réduit l'efficacité du refroidissement.
• Confirmation : Le niveau d'huile sur le voyant ou la jauge est bien en dessous du repère minimum. Après avoir fait l'appoint de lubrifiant, la température d'injection se normalise.
• Dommages possibles : Usure accélérée des roulements, blocage des vis dû à une lubrification insuffisante, dépôts de carbone, surchauffe et dégradation du lubrifiant.

7.2. Contamination du refroidisseur

• Explication :
  • Contamination externe : L'accumulation de poussière, de saleté, de brouillard d'huile et de peluches sur les ailettes extérieures de l'échangeur thermique crée une couche isolante qui empêche le transfert efficace de la chaleur de l'huile/de l'air vers l'environnement.
  • Contamination interne : Les dépôts de produits d'oxydation de l'huile, de suie et de substances résineuses sur les parois internes des canaux de refroidissement réduisent la section transversale huile/air et réduisent l'efficacité de l'échange thermique.
• Confirmation : Contamination visuellement visible des ailettes du radiateur. La caméra thermique montre des différences de température significatives sur la surface du refroidisseur, indiquant les zones avec un mauvais échange thermique. La différence de température d'huile à l'entrée et à la sortie du refroidisseur est considérablement réduite (par exemple <10°C).
• Dommages possibles : Charge accrue sur le système de refroidissement, dégradation du lubrifiant, usure accélérée des joints et des roulements, réduction de l'efficacité du compresseur.

7.3. Dysfonctionnement de la vanne thermostatique

• Explication : La vanne thermostatique est chargée de diriger l'huile à travers le refroidisseur lorsqu'elle atteint une certaine température. Si la vanne se bloque en position fermée ou ne s'ouvre pas complètement, l'huile ne sera pas correctement refroidie, circulant principalement dans le circuit de dérivation, ce qui entraînera une augmentation de la température de refoulement.
• Confirmation : Lorsque le compresseur fonctionne dans la plage de température de fonctionnement (par exemple, température de l'huile > 75 °C), le pyromètre indique que la température de l'huile après la vanne thermostatique est presque égale à la température avant celle-ci, ou que la différence est minime (par exemple, 0-2 °C), et le refroidisseur lui-même reste froid.
• Dommages possibles : Surchauffe du lubrifiant, perte de ses propriétés lubrifiantes, endommagement du bloc à vis, des roulements et des joints.

7.4. Température ambiante élevée/problèmes de ventilation

• Explication : Les compresseurs sont conçus pour fonctionner dans une certaine plage de températures ambiantes (généralement jusqu'à 40 °C). Si la température de l’air entrant dans le compresseur dépasse cette limite, le système de refroidissement ne peut pas dissiper efficacement la chaleur, ce qui entraîne une augmentation de la température de refoulement. Une ventilation insuffisante de la salle du compresseur crée des zones stagnantes d'air chaud qui recircule à travers le compresseur.
• Confirmation : La mesure de la température de l'air à l'entrée du compresseur indique une valeur supérieure à 40 °C. Une caméra thermique peut détecter les zones d’air chaud autour du compresseur ou à l’intérieur.
• Dommages possibles : Usure accrue des composants en raison d'une surchauffe constante, réduction de la durée de vie du lubrifiant, augmentation de la consommation d'énergie.

8. Procédures de dépannage étape par étape

8.1. Récupération du niveau d'huile

1. SÉCURITÉ : Suivez la procédure LOTO. Attendez le refroidissement complet et la décompression dans le système.

2. Déterminez le type et les spécifications de l’huile du compresseur (voir le manuel d’utilisation). Utiliser uniquement le lubrifiant recommandé par le fabricant (ISO VG de viscosité appropriée).
3. Ouvrez le goulot de remplissage du réservoir d'huile.
4. Ajoutez délicatement de l'huile en vérifiant le niveau sur le voyant ou la jauge. Remplissez jusqu'au repère MAX. Ne remplissez pas trop.
5. Fermez le goulot de remplissage. Retirez le LOTO.
6. Démarrez le compresseur, laissez-le fonctionner pendant 5 à 10 minutes, arrêtez-le, relâchez à nouveau la pression et vérifiez le niveau d'huile. Si nécessaire, répétez l'appoint.
7. Reprenez le fonctionnement normal et observez la température de refoulement.

8.2. Nettoyer le refroidisseur

1. SÉCURITÉ : Suivez la procédure LOTO. Attendez le refroidissement complet et la décompression dans le système.

2. Nettoyage externe :
   1. À l'aide d'une brosse à poils doux ou d'air comprimé (2 bars maximum), retirez la poussière et la saleté des ailettes du refroidisseur. Le sens de nettoyage est opposé au sens du flux d’air pendant le fonctionnement.
   2. En cas de contamination persistante (huile, graisse), utiliser des détergents spéciaux pour radiateurs recommandés par le fabricant. Suivez les instructions du fabricant du nettoyant et rincez soigneusement les résidus avec de l'eau sous basse pression.
   3. Assurez-vous que la glacière est complètement sèche avant de commencer.
3. Nettoyage interne (si la contamination interne est confirmée) :
   1. Contactez le centre de service UNITEC-D ou des spécialistes. Le nettoyage interne nécessite souvent le démontage du refroidisseur et l'utilisation de solutions chimiques spéciales ou d'un nettoyage par ultrasons.
   2. Un nettoyage non autorisé peut endommager l'échangeur thermique.
4. Reprenez le fonctionnement normal et observez la température de refoulement.

8.3. Remplacement/réparation de vanne thermostatique

1. SÉCURITÉ : Suivez la procédure LOTO. Attendez le refroidissement complet et la décompression dans le système.

2. Vidangez une partie du lubrifiant du réservoir d'huile jusqu'au niveau situé en dessous de la vanne thermostatique (si possible, sinon vous devrez vidanger tout le volume).
3. Débranchez les canalisations de la vanne thermostatique. Préparez un récipient pour récupérer la graisse restante.
4. Démonter la vanne thermostatique défectueuse.
5. Installez la nouvelle vanne thermostatique en vous assurant que les connexions sont correctement orientées et serrées au couple spécifié dans le manuel (par exemple 25 Nm).
6. Connectez les canalisations.
7. Faire l'appoint de lubrifiant jusqu'au niveau requis (point 8.1). Retirez le LOTO.
8. Démarrez le compresseur et vérifiez le fonctionnement du thermostat en surveillant les températures avant et après celui-ci.

8.4. Optimisation de la ventilation et de la température ambiante

1. Vérifiez le fonctionnement des ventilateurs d'extraction et de soufflage de la salle des compresseurs. Assurer leur fonctionnement continu.
2. Éliminez les sources de rayonnement thermique à proximité de l'entrée d'air du compresseur.
3. Vérifiez et nettoyez les filtres d'admission d'air de la salle du compresseur.
4. Assurez-vous d'un volume d'air fourni suffisant dans la salle des compresseurs. Le volume d'entrée recommandé ne doit pas être inférieur au volume total d'air extrait des compresseurs et des systèmes de ventilation, en tenant compte de la réserve.
5. Installez des déflecteurs ou des conduits pour diriger l'air chaud du compresseur directement vers l'extérieur, l'empêchant de recirculer.
6. Assurez-vous que la température de l'air à l'entrée du compresseur ne dépasse pas 40°C. Si cela n’est pas possible, envisagez d’installer un système de refroidissement d’air soufflé supplémentaire.
7. Reprenez le fonctionnement normal et observez la température de refoulement.

9. Mesures préventives

10. Pièces de rechange et composants

Vous recherchez des pièces de rechange de qualité pour votre équipement de compresseur ? Consultez le catalogue électronique d'UNITEC-D.

11. Liens

• Normes :
  • DSTU ISO 8573-1 :2018 "Air comprimé. Partie 1. Polluants et classes de pureté".
  • DSTU EN 1010-1 : 2004 "Sécurité des machines. Exigences de sécurité pour la conception et la construction de machines d'impression et de machines pour le traitement du papier. Partie 1. Exigences générales".
  • ISO 1217 : 2009 "Mesure des performances des compresseurs volumétriques rotatifs".
  • EN 60204-1 : 2018 "Sécurité des machines. Équipement électrique des machines. Partie 1. Exigences générales".
• Manuels OEM : Reportez-vous au manuel d'utilisation et d'entretien fourni par le fabricant de votre compresseur particulier (par exemple Atlas Copco, Kaeser, Ingersoll Rand).
• Manuels complémentaires UNITEC :
  • Bases de la maintenance du compresseur
  • Analyse du lubrifiant dans les compresseurs
  • Ventilation des salles de compresseurs