Réparation de soupape de compresseur Plug-And-Play

L'expression « plug and play » est née dans le secteur informatique. Elle désigne un périphérique, comme une imprimante ou un écran, qui fonctionne parfaitement dès sa connexion . Aucune configuration, aucun adaptateur, aucune autre manipulation n'est nécessaire.

Avec le temps, le sens de l'expression « prêt à l'emploi » s'est élargi pour désigner un éventail plus large de choses, allant d'un appareil électroménager fonctionnel dès sa sortie de l'emballage à un nouvel employé qui n'a besoin d'aucune formation pour accomplir ses tâches. Le concept de base reste le même : on ajoute ou on remplace un élément, et ça fonctionne tout simplement.

Appliquez maintenant le concept de « plug and play » à la maintenance des équipements – et plus particulièrement à la remise à neuf des vannes de compresseur – et vous obtenez un paradigme entièrement nouveau et nettement plus performant pour l’entretien courant des vannes. C’est l’un des principes de conception de la vanne de compresseur de gaz alternatif StraightFlo de Zahroof Valves Inc. (ZVI) .

Un design « disruptif »

En 2014, ZVI a commercialisé la vanne de compresseur StraightFlo, conçue pour remplacer directement les vannes d'origine. Selon l'entreprise, sa conception brevetée permet notamment de simplifier la maintenance des vannes classiques. Grâce à ses éléments d'étanchéité à lamelles modulaires et à son circuit de gaz direct, elle élimine à la fois les réparations des vannes traditionnelles et le besoin de remplacer l'ensemble de la vanne.

« Avec une vanne StraightFlo, l’usure normale est contenue dans des modules remplaçables », a déclaré James Ilaria, PDG de ZVI . « Il n’y a aucune usure sur les boîtiers métalliques de la vanne car ils n’entrent jamais en contact avec des pièces mobiles. »

« Cette approche diffère radicalement des conceptions de vannes traditionnelles, où les sièges et les protections métalliques s'usent sous l'effet des impacts répétés à grande vitesse des éléments d'étanchéité lors de l'ouverture et de la fermeture des vannes. Ces vannes nécessitent souvent un usinage en atelier externe avant leur remise en service. Pour certaines vannes à anneau et plaque profilées, les procédures d'usinage sont extrêmement précises et ne peuvent être réalisées que par des prestataires de services agréés disposant de machines à commande numérique. »

« De plus, les sièges et les protections traditionnels ne peuvent être usinés qu'un nombre limité de fois avant d'atteindre l'épaisseur minimale et de devoir être mis au rebut et remplacés par des neufs », a déclaré Ilaria. « Chez ZVI, nous appelons cela "la roue du hamster en réparation et remplacement". Ces coûts s'accumulent au fil du temps et grèvent les budgets d'exploitation. »

« À titre de comparaison, les corps de vanne StraightFlo ont généralement une durée de vie équivalente à celle de la vanne elle-même. ZVI offre d'ailleurs une garantie de 10 ans sur ses corps de vanne. »

Quant aux modules eux-mêmes, chacun est un composant spécialisé doté d'une lamelle métallique permettant de contrôler le débit de gaz, a expliqué Ilaria. Les modules sont de taille standardisée, ce qui permet d'utiliser une même pièce dans des vannes de différentes tailles (les vannes plus grandes comportent simplement plus de modules) et dans de nombreux compresseurs différents.

« Pour les exploitants de compresseurs, notamment ceux qui possèdent des parcs d'équipements importants et diversifiés, cette polyvalence des pièces permet de réduire considérablement le nombre de pièces en stock par rapport au stockage de jeux complets de vannes de rechange et de kits de réparation », a déclaré Ilaria. « Les contrôleurs et les responsables financiers savent pertinemment à quel point le fonds de roulement peut être immobilisé en vannes de rechange. Avec les vannes StraightFlo, les exploitants n'ont besoin de stocker que des modules de rechange. »

Réparation sur le terrain

La conception modulaire des clapets permet également une procédure de réparation simplifiée qui peut être effectuée entièrement sur le site du compresseur, a indiqué la société.

« Lorsqu’une vanne StraightFlo nécessite une intervention, un technicien ouvre la vanne, remplace les modules usés par des neufs – manuellement et sans outil spécifique – puis réinstalle la vanne sans avoir à quitter le compartiment du compresseur », explique Ilaria. « La vanne est entièrement remise en état et prête à fonctionner en 10 à 15 minutes environ. »

« Imaginez comment cette méthode de réparation de vannes prête à l'emploi permet d'économiser du temps et de l'argent en éliminant le besoin d'ensembles de vannes de rechange, de vastes stocks de pièces de rechange, d'usinage hors site, de tests de pression, d'outils spéciaux et de formations approfondies pour les techniciens afin de maîtriser la réparation des vannes. »

Ilaria a souligné que les modules de remplacement peuvent être transportés dans un conteneur de la taille d'une boîte à chaussures pour un compresseur, ou dans une petite armoire à dossiers pour plusieurs installations. Trois ou quatre configurations de modules seulement sont nécessaires pour couvrir l'ensemble d'une station de compression, d'une raffinerie ou d'une plateforme offshore, indépendamment de la taille et de la marque du compresseur. Les clients de ZVI affirment que leurs coûts de stockage sont réduits jusqu'à 80 % par rapport à la maintenance traditionnelle des vannes. La logistique est également simplifiée, car elle réduit considérablement les efforts requis pour la maintenance et la distribution d'un grand nombre de pièces détachées.

« Les économies de temps, d'argent et de ressources sont décuplées lorsque ce concept est appliqué à l'ensemble de la flotte. Et pour les sites difficiles d'accès, comme les stations de compression de pipelines isolées ou les compresseurs sur les plateformes offshore, la possibilité de réparation sur site, simple et rapide, change la donne. »

Intensité du méthane

Bien qu'il s'agisse d'un avantage clé, la facilité d'entretien sur site ne représente qu'une partie des exigences imposées aux soupapes de compresseur actuelles, a déclaré l'entreprise.

« Une vanne réparable sur site, c'est bien. Mais une vanne qui ne nécessite quasiment aucun entretien, c'est encore mieux », a déclaré Ilaria. « La conception à flux direct offre d'excellentes performances avec les gaz contenant des liquides et des particules solides. La vanne à lames est autonettoyante, car le flux emporte les contaminants. Contrairement aux vannes traditionnelles, où le flux de gaz agit directement sur les éléments d'étanchéité, ce qui provoque souvent des pannes et l'accumulation de débris dans les zones de faible vitesse des passages de fluide. »

« Cette même dynamique influe sur le rendement des vannes », explique Ilaria. « Dans les vannes traditionnelles, le gaz qui traverse les orifices d'admission actionne directement des plaques en polymère à ressort, des anneaux concentriques ou des clapets. Le gaz est ensuite dévié à plusieurs reprises avant de sortir par les orifices de refoulement. Cette déviation crée un parcours tortueux pour le gaz et une chute de pression importante au niveau de la vanne. Comme son nom l'indique, le gaz qui traverse une vanne StraightFlo ouvre des lamelles métalliques et s'écoule sans obstruction, ce qui réduit la chute de pression et améliore le rendement . Nous exploitons ces gains de rendement grâce à des modules conçus sur mesure pour répondre aux objectifs de chaque client. Il peut s'agir, par exemple, d'optimiser le débit ou de réduire la puissance nécessaire au fonctionnement du compresseur. »

Les réglementations gouvernementales, les initiatives de décarbonation des entreprises et la surveillance accrue des investisseurs, des consommateurs et des écologistes font de la réduction des émissions une préoccupation constante. « Environ 36 % des arrêts non planifiés des compresseurs alternatifs sont dus à des défaillances de soupapes », explique Ilaria. « Chaque arrêt pour réparation ou remplacement d'une soupape nécessite la purge du compresseur et de la tuyauterie associée, ce qui peut parfois entraîner le rejet ou le torchage de volumes importants de gaz. La conception StraightFlo rend les soupapes intrinsèquement plus fiables que les soupapes conventionnelles, multipliant par 2 à 35 le temps moyen entre les pannes (MTBF) du compresseur dû à des problèmes de soupapes et éliminant un nombre important d' incidents de rejet de gaz . »

Application généralisée

Les vannes StraightFlo de ZVI sont largement utilisées par les principaux acteurs du secteur énergétique. Dans l'amont pétrolier et gazier, elles servent à la collecte du gaz, au gaz lift et à l'injection de CO2 pour l'amélioration de la récupération du pétrole, ainsi qu'à la compression sur les plateformes offshore. Dans le transport et le stockage, les vannes StraightFlo équipent les usines de traitement du gaz naturel, les pipelines et les installations de stockage. En aval, elles sont utilisées dans les raffineries de pétrole et les usines chimiques pour la manipulation de mélanges gazeux d'hydrogène, d'azote, d'éthylène, de propane et de butane.

« Grâce à leurs avantages en matière de réparabilité sur site, de fiabilité, d'efficacité, de consommation d'énergie, de réduction des émissions et de diminution des coûts de réparation et de gestion des stocks, la valeur totale du cycle de vie des vannes StraightFlo est extrêmement attractive pour les propriétaires de compresseurs alternatifs », a déclaré Ilaria. « Nos clients constatent des délais de retour sur investissement allant de deux semaines à trois mois selon l'application. Avec le récent lancement de notre vanne StraightFlo SE, plus économique et dotée d'un boîtier en acier 4140, les opérateurs des secteurs amont et intermédiaire ont désormais tout intérêt à envisager l'utilisation de vannes ZVI pour l'ensemble de leurs installations. »