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Les entreprises de l’industrie du recyclage peuvent réduire considérablement leurs coûts – tant financiers qu’environnementaux – en procédant au rechargement par usure de leurs équipements. Inaki Ezpeleta, Global Business Development Manager for Recycling chez Castolin Eutectic, met en lumière les principaux défis liés à l’usure et les solutions avancées de gestion de l’usure disponibles.
La demande législative et publique pour un plus grand effort de recyclage s’intensifie. La plupart des gens reconnaissent que le simple fait de jeter des articles usagés constitue un gaspillage des ressources naturelles. Ils sont également conscients que la fabrication de pièces de rechange pour les articles mis au rebut implique la consommation d’énergie supplémentaire et l’émission d’une plus grande quantité de CO2. Ces coûts sont encore plus élevés lorsque la chaîne de fabrication commence avec des matériaux neufs plutôt que recyclés.
Des conditions de marché difficiles
Le recyclage est un élément fondamental du développement durable, mais pour être viable en tant qu’activité commerciale, il doit être rentable. Cela peut s’avérer difficile pour diverses raisons. L’une d’entre elles est la valeur extrêmement fluctuante des matériaux recyclés. Le prix du cuivre ou de l’aluminium, par exemple, peut chuter soudainement, rendant son recyclage moins rentable, voire non viable.
L’augmentation des prix de l’énergie pèse également sur les bénéfices du secteur. La réduction de la consommation est devenue essentielle pour rester rentable et pour atteindre les objectifs de plus en plus stricts en matière d’émissions de carbone.
La complexité et l’évolution rapide du marché du recyclage constituent une autre difficulté. Les nouveaux matériaux, processus et technologies nécessitent des investissements constants dans des équipements coûteux, ce qui augmente les coûts d’investissement et de maintenance.
Tâches lourdes et forces sévères
Pour comprendre comment le rechargement anti-usure résout ces problèmes, nous devons d’abord examiner la nature, la fonction et les conditions de fonctionnement des machines. Bien que le recyclage soit une industrie complexe et multisectorielle, il existe des processus communs qui s’appliquent à chaque domaine spécialisé. Il s’agit notamment de :
Dans chaque activité, le contact entre les matériaux et les équipements entraîne une usure et des dommages, en particulier au niveau des surfaces de contact. Les forces d’usure et d’endommagement comprennent l’abrasion, l’érosion, l’impact, la fatigue et les vibrations.
Le coût réel de l’usure
Le remplacement des pièces usées est coûteux. Les responsables doivent tenir compte non seulement du prix de la nouvelle pièce, mais aussi du coût de la main-d’œuvre nécessaire à son installation et de la perte de revenus pendant l’immobilisation de la machine. La perte de production est encore plus élevée en cas d’arrêt imprévu dû à la défaillance d’un composant usé en cours de fonctionnement.
L’usure des composants clés, tels que les éléments de coupe des machines de broyage, peut également être une source d’inefficacité. Un tranchant usé est moins efficace, de sorte que le matériau peut devoir passer plusieurs fois dans la déchiqueteuse pour être réduit à la taille requise. Cela se traduit par une augmentation du temps de fonctionnement, de la consommation d’énergie et de l’usure de la machine, ainsi que par une main-d’œuvre supplémentaire pour la faire fonctionner et l’alimenter.
Dans le cas de certains équipements, une lame usée doit être appliquée avec plus de force – et un coût énergétique plus élevé – qu’une lame en bon état. Dans tous les cas, la consommation d’énergie augmente les émissions de carbone et les factures d’électricité.
Le revêtement anti-usure est le meilleur traitement
Tous ces coûts peuvent être réduits en prolongeant la durée de vie des composants grâce au revêtement anti-usure – ou revêtement dur, comme on l’appelle parfois. Les traitements protecteurs peuvent être appliqués aux surfaces lors de la fabrication ou de l’assemblage de l’équipement. Ils peuvent également être appliqués dans le cadre d’une réparation, ce qui permet de restaurer et d’améliorer le composant, de lui donner une seconde vie, de mieux le protéger et d’allonger sa durée de vie.
Bien que l’on puisse trouver des machines et des processus similaires dans l’ensemble des opérations de recyclage, chacune d’entre elles présente un ensemble différent de conditions et de besoins. Les facteurs variables comprennent les types de matériaux manipulés, ainsi que les modèles d’usure, les pressions, les températures et la présence de substances corrosives.
Il en résulte une variété de problèmes d’usure qui peuvent être résolus par une large gamme de technologies et de produits de revêtement. Chacun d’entre eux peut être modifié – en termes de structure et de composition – pour répondre à des exigences spécifiques. Il n’y a pas deux travaux identiques.
Une variété de matériaux
Aujourd’hui, les principaux segments de matériaux recyclables sont les suivants :
Si les matériaux durs comme le métal peuvent sembler particulièrement difficiles à traiter, même les substances molles comme le papier ont des effets d’usure substantiels sur les équipements. Il en va de même pour les plastiques ménagers, alors que le verre pilé est particulièrement abrasif, et que chaque autre matériau recyclable possède ses propres propriétés et exigences.
Des processus et des équipements exigeants
Les véhicules de collecte et les conteneurs sont souvent les premières surfaces exposées aux matières recyclables et à leurs effets d’usure. Dans l’usine de recyclage, les grappins, les bennes, les camions à benne preneuse, les bulldozers et les convoyeurs déplacent les matériaux entre les différents processus. Chacun d’entre eux est vulnérable à l’usure et à l’abrasion des matériaux. Il en va de même pour les goulottes d’alimentation, les trémies, les pompes et les tuyauteries par lesquelles passent les matériaux.
Les machines de broyage et de déchiquetage comportent généralement des arbres rotatifs armés de disques de coupe, de lames, de couteaux, de dents ou de marteaux. Il n’est donc pas surprenant que ces éléments s’émoussent et s’usent très rapidement. En plus de l’abrasion sévère et des impacts lourds constants, les machines sont soumises à de fortes vibrations.
La vibration peut également être un facteur dans les processus de tri, en particulier lorsque des convoyeurs vibrants sont utilisés. Outre le tri relativement simple à l’aide de cribles de différentes tailles, il existe des méthodes plus sophistiquées. Elles comprennent les tambours magnétiques pour les métaux ferreux, les courants de Foucault pour les métaux non ferreux, les séparateurs cycloniques pour le dépoussiérage, les techniques laser qui séparent les matériaux par couleur, et l’utilisation de rayons X ou de cuves de flottation pour la séparation en fonction de la densité. Ces technologies nécessitent des équipements coûteux qui doivent être entretenus et protégés.
Après le tri, il peut y avoir d’autres processus. Par exemple, le broyage est utilisé dans le recyclage du verre pour réduire les granulés à une taille régulière. Ceux-ci sont ensuite mélangés à d’autres ingrédients avant d’être acheminés vers le four de fabrication du verre. Les machines de broyage et de mélange du verre sont confrontées aux puissants effets abrasifs et érosifs de ces matériaux.
Gestion de l’usure : Solutions complètes de Castolin Eutectic
Pour la plupart des surfaces d’équipement décrites, une approche de protection simple consiste à les revêtir de plaques d’usure CDP en acier. Celles-ci sont trempées avec des alliages et peuvent être appliquées, par exemple, pour revêtir les godets des bulldozers et des bennes preneuses, les côtés des convoyeurs, les goulottes et toute autre surface de confinement ou de transport dans l’usine de recyclage.
Très résistantes à l’abrasion, aux chocs et aux vibrations, ces plaques d’usure durent généralement cinq fois plus longtemps que les revêtements d’origine. Elles peuvent être facilement coupées, façonnées et montées pour protéger n’importe quelle surface à l’aide de vis, de rivets ou de soudures par points. Si nécessaire, les plaques peuvent être fournies sous forme de plaques standard ou de sections prédécoupées et formées, adaptées à la taille et à la forme de l’équipement. Ce dernier point est particulièrement important lorsqu’il s’agit de revêtir les parties cylindriques ou coniques d’un cyclone, ou les surfaces intérieures des machines de broyage, de concassage et de mélange du verre.
Chez Castolin Eutectic, il existe une gamme de plaques d’usure, de revêtements d’usure et de variantes de revêtements pour différentes circonstances, le choix optimal dépendant des matériaux traités et des forces en jeu.
La tuyauterie nécessite une autre solution prête à l’emploi sous la forme de sections de tubes, de coudes et de joints en Y avec un revêtement renforcé en alliage. Connus sous le nom de CastoTubes, ils sont disponibles en différents diamètres et longueurs de section, et leur assemblage est simple.
En ce qui concerne les éléments de broyage et de coupe des concasseurs et des broyeurs, une gamme de revêtements d’usure en alliage et en polymère (appelés MeCaTec chez Castolin Eutectic) et des fils de soudure peuvent être appliqués pour renforcer les surfaces. Idéalement, ils devraient être appliqués à partir d’une pièce neuve, à titre préventif, mais dans certains cas, ils peuvent être utilisés pour la réparation et la restauration.
Dans certains cas, il est possible de restaurer la forme et le tranchant d’origine d’une surface de coupe. Toutefois, pour les gros marteaux qui ont perdu plusieurs kilogrammes de métal à cause de l’usure, il n’est pas rentable de remplacer une perte aussi importante par le soudage. Dans ce cas, il est important d’augmenter la durée de vie des marteaux de remplacement en appliquant un traitement préventif de revêtement anti-usure. Lors d’essais comparatifs, où les clients ont accepté le traitement d’un marteau, la différence de durabilité devient très vite évidente.
Les revêtements anti-usure peuvent être utilisés pour renforcer et protéger les grappins, qui subissent une usure agressive due au contact entre les métaux et aux chocs. Les polymères céramiques de revêtement ont également de multiples usages dans la protection des équipements de valeur.
Des spécialistes en fiabilité de Castolin Eutectic prêts à vous aider
Les produits de revêtement spécialisés peuvent être achetés pour être utilisés par les ingénieurs du client ou appliqués par les spécialistes techniques de Castolin Eutectic, qui peuvent également être sollicités pour l’évaluation de l’usure, la recommandation de solutions et la formation dans le monde entier. Il est même possible de comparer les solutions alternatives en utilisant le calculateur EcoTest de Castolin Eutectic, qui montre les économies de coûts et les émissions de CO2 pour les solutions de protection contre l’usure proposées. Ce type de conseil de la part des fournisseurs devient souvent précieux au fil du temps, car les experts techniques externes se familiarisent avec l’équipement et ses antécédents en matière de santé et de maintenance.
Pour plus d’informations sur la façon dont les solutions de gestion de l’usure de Castolin Eutectic peuvent augmenter la rentabilité et la durabilité des usines de recyclage, visitez le site https://www.castolin.com/fr-FR.
Castolin Eutectic France, 22 Avenue du Québec, 91140 Villebon-sur-Yvette, France
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