FR3138619A1

FR3138619A1 - Procede de suivi d’un appareil de projection thermique et une installation de projection thermique

Info

Publication number: FR3138619A1
Application number: FR2208132A
Authority: FR
Inventors: Laurent Paul DUDON
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2024-02-09

Abstract

La présente invention concerne un procédé de suivi (300) d’un appareil de projection thermique (110), comportant, pour chacune de pièces identiques destinées à être respectivement installées dans des turbomachines, en particulier d’un aéronef : une phase de revêtement (302) de la pièce au moyen de l’appareil de projection thermique, cette phase de revêtement étant constituée de plusieurs opérations successives ;une phase de suivi (304) de la phase de revêtement (302), comportant une mesure d’une durée de chaque opération et un enregistrement sur un support informatique d’un historique des opérations avec leurs durées mesurées. Figure pour l’abrégé : Fig. 3

Description

PROCEDE DE SUIVI D’UN APPAREIL DE PROJECTION THERMIQUE ET UNE INSTALLATION DE PROJECTION THERMIQUE

Domaine technique de l’invention

La présente invention concerne le domaine de la projection thermique de pièces de turbomachine, par exemple d’un aéronef. Plus particulièrement, l’invention concerne un procédé de suivi d’un appareil de projection thermique, et une installation de projection thermique.

Arrière-plan technologique

La projection thermique est un procédé de revêtement bien connu dans de multiple domaines, tels que :

la mécanique, par exemple pour l’application des revêtements anti usure,
l’énergie, par exemple pour l’application des revêtements céramiques réfractaires notamment dans une chambre de combustion des turbomachines d’aéronef ou des turbines à vapeur pour la production d’électricité,
le médical, par exemple pour l’application de revêtement en titane ou d’hydroxyapatite notamment pour les prothèses orthopédiques, et
des turbomachines, en particulier d’un aéronef, qui mettent en œuvre un grand nombre de revêtements fonctionnels.

La projection thermique consiste à projeter, à l’aide d’un gaz vecteur, un matériau généralement sous forme de poudre, à haute température et à grande vitesse, sur une surface d’une pièce à revêtir, métallique ou en composite.

Le revêtement ainsi appliqué sert à fonctionnaliser la surface de la pièce, c’est-à-dire à modifier ses propriétés physiques ou chimiques (telles qu’à la corrosion, la fatigue thermique, l’usure, le frottement, la réactivité, etc.). Le revêtement appliqué peut aussi avoir une fonction esthétique.

A tire d’exemple, le processus global d’industrialisation du revêtement par projection thermique peut être le suivant.

Tout d’abord, une composition du matériau de projection, ainsi que des paramètres de l’appareil de projection sont définis pour obtenir un revêtement conforme aux exigences souhaitées.

Ensuite, une validation industrielle du matériau de projection et des paramètres de l’appareil de projection est réalisée pour chaque référence de pièce, à chaque fois sur une pièce mannequin. Pour cela, cette validation industrielle peut comprendre :

une mise au point de masque(s) et masquage(s) de la surface de la pièce mannequin,
une optimisation de la cinématique de l’appareil de projection thermique, par mise à jour des paramètres de projection,
un revêtement de la pièce mannequin accompagnée d’une ou plusieurs éprouvettes série,
une analyse de la ou des éprouvettes série,
si besoin, un revêtement de nouvelles éprouvettes supplémentaires pour la réalisation de tests spéciaux, par exemple de frettage (de l’anglais « fretting »), de fatigue oligocyclique (due à une déformation plastique de la pièce à revêtir), etc.

Ensuite, une procédure d’industrialisation peut être réalisée, qui comprend par exemple :

un établissement de corrélations entre la pièce mannequin et l’éprouvette série,
un figeage de tous les paramètres de projection significatifs (tels que les paramètres de projection, cinématiques, outillages, équipements, etc.), par exemple à partir des corrélations obtenues,
si besoin, un revêtement d’éprouvettes additionnelles pour des tests de consolidation.

Ensuite, chaque pièce est revêtue au moyen de l’appareil de projection thermique. Cette phase de revêtement est constituée de plusieurs opérations successives.

Par ailleurs, des éprouvettes dite série sont revêtues en même temps que la pièce afin que leurs revêtements soit représentatif de celui de la pièce. Une analyse des éprouvettes série obtenues est réalisée pour évaluer la conformité du revêtement.

Figer les paramètres de projection significatifs permet de diminuer le nombre minimum d’éprouvettes série. Cependant, plus le nombre d’éprouvettes série est réduit, plus il est difficile de garantir un bon suivi qualité de la projection thermique, puisque certaines dérives et aléas de la projection thermique (ou paramètres non figés) ne sont pas pris en compte.

Pour limiter encore plus le nombre d’éprouvettes série, un indice de capacité Cpk est calculé, notamment par un opérateur (tel qu’un opérateur de qualité), selon les recommandations, indiquant la fréquence de contrôle par rapport à la capabilité de l’appareil de projection thermique. Le calcul de l’indice de capacité Cpk permet d’alléger les tests et donc réduire le nombre d’éprouvettes série. Cependant, l’indice de capacité Cpk s’applique uniquement aux tests effectués sur la ou les éprouvettes série, et il est souvent compliqué d’utilisation.

Toutefois, même en limitant le nombre d’éprouvettes série, l’analyse de ces dernières se fait au détriment de la productivité. En effet, l’atelier de projection thermique réalise parfois plus d’éprouvettes série que de pièce à revêtir, et passe beaucoup de temps à évaluer ces éprouvettes série.

Par ailleurs, les caractéristiques initiales de l’appareil de projection peuvent dévier au cours du temps, en particulier s’aggraver. Cette variabilité de projection dépend par exemple de :

l’état d’usure ou de l’état d’encrassement des éléments composant l’appareil de projection technique (tel que l’usure de la cathode pour une torche plasma, l’encrassement des buses par dépôt parasites, etc.), et/ou
la qualité de l’approvisionnement du matériau sous forme de poudre (telle que la distribution granulométrique, fluidité, forme des particules etc.), et/ou
certains phénomènes au comportement erratique, parfois chaotique ou même parfois indécelable (tels que les phénomènes de résonnance dans le transport pneumatique du média, oscillation du jet plasma, effet d’ombrage variable au fur et à mesure de l’encrassement des masques, etc.),
des dérives lentes ou périodiques dans le temps de l’appareil de projection thermique (par exemple, au cours du temps, la distribution granulométrique de la poudre peut s’éloigner de celle ayant servi à faire la validation initiale).

Pour évaluer la variabilité de projection, il est généralement difficile de directement contrôler le revêtement des pièces à partir de mesures physiques (telles qu’une mesure par un appareil optique type « SprayWatch »).

Ainsi, pour évaluer la variabilité de projection, il est connu de mettre en œuvre un procédé de suivi d’un appareil de projection thermique, comportant, pour chacune de pièces identiques d’une turbomachine, en particulier d’un aéronef :

une phase de revêtement de la pièce au moyen de l’appareil de projection thermique, cette phase de revêtement étant constituée de plusieurs opérations successives, des éprouvettes dites série étant revêtues en même temps que la pièce afin que leurs revêtements soient représentatifs de celui de la pièce ;
une phase d’analyse des éprouvettes série obtenues pour évaluer la variabilité de projection.

L’analyse au laboratoire de ces éprouvettes série permet en particulier de vérifier que le revêtement déposé est conforme et répond aux exigences mécaniques, géométriques et microstructurales souhaitées.

Cependant, l’indice Cpk est un indicateur de la conformité du revêtement, mais ne permet pas de remonter aux défauts de reproductibilité et de les traiter préventivement. Ainsi, le contrôle qualité ne permet pas de diminuer la variabilité en sortie de l’appareil de projection thermique.

Par ailleurs, le suivi de la projection thermique de l’état de la technique ne permet pas par exemple de :

identifier le ou les anomalies donnant lieu à un revêtement non conforme formant une pièce à remplacer ou bien à réparer qui est généralement mise au rebut, et/ou
détecter et corriger des anomalies de fonctionnement de l’appareil de projection thermique n’ayant pas de conséquence sur le revêtement final de la pièce.

Il peut ainsi être souhaité de prévoir un procédé de suivi de l’appareil de projection thermique qui permette d’identifier les problèmes de l’appareil de projection.

L’invention a pour objectif de proposer une solution simple, efficace et économique à au moins une partie des problèmes et contraintes précités.

Il est donc proposé un procédé de suivi d’un appareil de projection thermique, comportant, pour chacune des pièces identiques destinées à être respectivement installées dans des turbomachines, en particulier d’un aéronef :

une phase de revêtement de la pièce au moyen de l’appareil de projection thermique, cette phase de revêtement étant constituée de plusieurs opérations successives ;

le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre :

une phase de suivi de la phase de revêtement, comportant une mesure d’une durée de chaque opération et un enregistrement sur un support informatique d’un historique des opérations avec leurs durées mesurées.

Les inventeurs ont constaté que certaines anomalies de l’appareil de projection thermique peuvent être détectées à partir des historiques des opérations.

A titre d’exemple, l’historique des opérations permet d’identifier des aléas de fonctionnement de l’appareil de projection thermique (par exemple une coupure intempestive d’une torche de l’appareil de projection thermique) et/ou une usure d’au moins un des équipements de l’appareil de projection thermique (par exemple d’une cathode de la torche de l’appareil de projection thermique).

Par ailleurs, le procédé selon l’invention permet d’augmenter l’indice de capacité Cpk lorsque les anomalies de l’appareil de projection thermique sont identifiées et corrigées. Ce qui permet également de réduire encore plus le nombre d’éprouvettes série.

L’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, selon toute combinaison techniquement possible.

Ainsi, le procédé selon l’invention permet globalement d’optimiser le temps et les coûts de réalisation de la projection thermique.

De préférence, les opérations enregistrées comportent :

une opération de préparation d’une surface de la pièce ;
au moins un tir comportant :
- une opération de démarrage d’une torche de l’appareil de projection thermique,
- une opération de projection comportant au moins une passe au cours de laquelle la torche démarrée projette un matériau de revêtement pour former une couche du revêtement soit sur la surface préparée de la pièce, soit sur la ou les couches formées lors de passes précédentes,
- éventuellement, une opération de diagnostic et intervention après une coupure intempestive de la torche, suivie d’une autre opération de démarrage de la torche pour la réalisation d’une ou plusieurs autres passes,
au moins une opération de mesure d’une épaisseur du revêtement.

Il est également proposé un procédé de configuration de l’appareil de projection, comportant :

une étape de suivi de l’appareil de projection thermique conformément à un procédé de suivi selon invention ;
une étape d’analyse des historiques ; et
une étape de configuration de l’appareil de projection thermique en fonction de l’analyse, ou une étape d’amélioration de mesure d’épaisseur de revêtement.

De façon optionnelle également, les historiques sont datés et l’étape d’analyse des historiques comporte :

une étape de détermination si, dans les historiques, les durées des démarrages et les durées des tirs augmentent concomitamment ;

et dans lequel l’étape de détermination de l’appareil de projection thermique comporte :

si les durées des démarrages et les durées des tirs augmentent concomitamment, une étape de réparation ou de remplacement d’une cathode de la torche.

De façon optionnelle également, l’étape de détermination si, dans les historiques, les durées des démarrages et les durées des tirs augmentent concomitamment, comporte :

une étape de détermination si, dans les N derniers historiques, les durées des démarrages sont strictement croissantes et si les durées des tirs sont strictement croissantes.

Il est également proposé un procédé de détection d’une anomalie dans un appareil de projection thermique, comportant :

une étape de suivi de l’appareil de projection thermique, conformément à un procédé de suivi décrit ci-dessus, pour le revêtement de chacune de plusieurs pièces identiques ;
une étape de détermination d’un nombre total de passes pour chaque pièce, à partir de l’historique associé à cette pièce ;
une étape de définition d’un nombre de référence de passes à partir des nombres totaux de passes des historiques ;
une étape de suivi de l’appareil de projection thermique, conformément à un procédé de suivi décrit ci-dessus, pour le revêtement d’une nouvelle pièce, identique aux précédentes ;
une étape de détermination d’un nombre total de passes pour la nouvelle pièce, à partir de l’historique associé à cette nouvelle pièce ; et
une étape de détection d’une anomalie de l’appareil de projection thermique lorsque le nombre total de passe pour la pièce nouvelle est différente du nombre de référence de passes.

une étape de suivi de l’appareil de projection thermique conformément à un procédé de suivi selon l’invention, pour le revêtement de plusieurs pièces identiques ;
une étape de définition d’une durée de référence ou d’un intervalle de durées de référence pour la réalisation de la phase de revêtement ;
une étape de détermination d’une durée de la phase de revêtement de chaque pièce, à partir de l’historique enregistré de cette phase de revêtement ;
une étape de détection d’une anomalie de l’appareil de projection lorsque la durée de la phase de revêtement d’une des pièces est supérieure à la durée de référence ou bien en dehors de l’intervalle de durées de référence.

De façon optionnelle, la durée de référence est définie comme une moyenne des durées des phases de revêtement sans coupure de torche, déterminées à partir des historiques associés, ou bien l’intervalle de durée de référence est compris entre une durée minimale et une durée maximale des phases de revêtement sans coupure de torche, déterminées à partir des historiques associés.

De façon optionnelle, l’étape de configuration de l’appareil de projection, comporte :

une étape de détection d’une anomalie selon au moins un des procédé de détection d’une anomalie de l’invention ;
une étape d’identification de l’anomalie de l’appareil de projection thermique,
une étape de réglage de l’appareil de projection thermique pour corriger l’anomalie détectée.

Il est également proposé un procédé de détermination de pièces à remplacer ou à réparer respectivement installées dans des turbomachines, comportant :

une étape de suivi de l’appareil de projection thermique conformément à un procédé de suivi selon l’invention, lors d’un revêtement des pièces ;
une étape d’installation des pièces dans les turbomachines respectives ;
une étape de détection de pièces à remplacer ou à réparer parmi les pièces installées, par exemple après fonctionnement des turbomachines ;
une étape de comparaison des historiques des pièces à remplacer ou à réparer avec les historiques des autres pièces ;
une étape de détermination d’au moins une des autres pièces ayant un historique proche des historiques des pièces à remplacer ou à réparer d’après la comparaison, cette pièce ou bien ces pièces déterminées étant considérées comme étant à remplacer ou à réparer.

Il est également proposé un procédé de maintenance de turbomachines, comportant :

une étape de détermination de pièces à remplacer ou à réparer parmi des pièces respectivement installées dans les turbomachines, conformément à un procédé de détermination de pièces à remplacer ou à réparer selon l’invention ; et
une étape de réparation ou bien de remplacement de la ou des pièces respectivement installées dans les turbomachines, et ayant été déterminées comme étant à remplacer ou réparer.

Il est également proposé une installation de projection thermique, comportant :

un appareil de projection thermique sur chacune de successivement plusieurs pièces identiques d’une turbomachine, en particulier d’un aéronef, cet appareil de projection thermique étant conçu pour mettre en œuvre une phase de revêtement de chaque pièce, cette phase de revêtement étant constituée de plusieurs opérations successives ; et
un dispositif de mesure d’une durée de chaque opération de la phase de revêtement de chaque pièce, et
un dispositif d’enregistrement sur un support informatique, pour chaque phase de revêtement, d’un historique des opérations avec leurs durées mesurées.

De façon optionnelle, l’installation de projection thermique comporte en outre un dispositif de préparation d’une surface de chaque pièce et un dispositif de mesure d’une épaisseur du revêtement, et dans lequel l’appareil de projection thermique comporte :

une torche conçue pour réaliser au moins un tir, et
un dispositif de commande de la torche conçu pour démarrer la torche et pour que la torche réalise, à chaque tir, plusieurs opérations de projection, dites passes, au cours de chacune desquelles la torche projette un matériau de revêtement pour former une couche du revêtement.

De façon optionnelle également, l’installation comporte en outre :

un module d’analyse des historiques enregistrés ; et
un module de configuration de l’appareil de projection thermique en fonction de l’analyse.

De façon optionnelle également, les historiques enregistrés sont datés et le module d’analyse est conçu pour déterminer si, dans les historiques enregistrés, les durées des démarrages et les durées des tirs augmentent concomitamment ; et le module de configuration est conçu, si les durées des démarrages et les durées des tirs augmentent concomitamment, une étape de réparation ou de remplacement d’une cathode de la torche.

De façon optionnelle également, le module d’analyse est conçu, pour déterminer si, dans les historiques enregistrés, les durées des démarrages et les durées des tirs augmentent concomitamment, pour déterminer si, dans les N derniers historiques, les durées des démarrages sont strictement croissantes et si les durées des tirs sont strictement croissantes.

De façon optionnelle également, le module d’analyse est conçu pour :

suivre la phase de revêtement selon l’une des particularités de l’invention, pour le revêtement de chacune de plusieurs pièces identiques ;
déterminer un nombre total de passes pour chaque pièce, à partir de l’historique associé à cette pièce ;
définir un nombre de référence de passes à partir des nombres totaux de passes des historiques ;
suivre la phase de revêtement selon l’une des particularités de l’invention, pour le revêtement d’une nouvelle pièce identique aux précédentes ;
déterminer un nombre total de passes pour la nouvelle pièce, à partir de l’historique associé à cette nouvelle pièce ; et

le dispositif de suivi est configuré pour détecter une anomalie de l’appareil de projection lorsque le nombre total de passe de la nouvelle pièce est différente du nombre de référence de passes.

De façon optionnelle également, le module d’analyse est conçu pour :

suivre la phase de revêtement selon l’une des particularités de l’invention, pour le revêtement de plusieurs pièces identiques ;
définir une durée de référence ou un intervalle de durées de référence pour la réalisation des opérations de la phase de revêtement ;
déterminer une durée de la phase de revêtement de chaque pièce, à partir de l’historique enregistré de cette phase de revêtement ; et

le dispositif de suivi est configuré pour détecter une anomalie de l’appareil de projection lorsque la durée de la phase de revêtement d’une des pièces est supérieure à la durée de référence ou bien en dehors de l’intervalle de durées de référence.

De façon optionnelle, le module de configuration de l’appareil de projection est conçu pour régler l’appareil de projection thermique pour corriger l’anomalie détectée.

Avantageusement, le module d’analyse est conçu pour :

suivre l’appareil de projection thermique selon l’une des particularités de l’invention ;
détecter des pièces à remplacer ou à réparer parmi les pièces installées, par exemple après fonctionnement des turbomachines ;
comparer des historiques des pièces à remplacer ou à réparer avec les historiques des autres pièces ;
déterminer au moins une des autres pièces ayant un historique proche des historiques des pièces à remplacer ou à réparer d’après la comparaison, cette pièce ou bien ces pièces déterminées étant considérées comme étant à remplacer ou à réparer.

Avantageusement, le module d’analyse est conçu pour déterminer des pièces à remplacer ou à réparer parmi des pièces respectivement installées dans les turbomachines, de façon à réparer ou bien remplacer la ou les pièces respectivement installées dans les turbomachines, et ayant été déterminées comme étant à remplacer ou à réparer.

La réparation ou le remplacement de pièces ayant été déterminées comme étant à remplacer ou à réparer peut être réalisé par un opérateur.

Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

la est une représentation schématique d’une installation de projection thermique selon l’invention ;
la est une vue en perspective d’une partie de l’installation de la , comportant un appareil de projection thermique ;
la est un schéma bloc d’un procédé de suivi de l’appareil de projection thermique de la ;
la est un schéma bloc d’un procédé de configuration de l’appareil de projection thermique de la , comportant le procédé de suivi de la ;
la représente une courbe de durées de démarrages des premiers essais de projection thermique;
la représente une courbe de durées de tirs des premiers essais de projection thermique;
la est un schéma bloc d’un procédé de détection d’anomalie dans l’appareil de projection de la ;
la représente une courbe des durées totales des premiers et seconds tirs pour chaque pièce des premiers essais de projection thermique ;
la est un schéma bloc d’un procédé d’amélioration de la mesure de revêtement ;
la représente une courbe de durées des mesures d’épaisseur de revêtement des premiers essais de projection ;
la est un schéma bloc d’un procédé de détection d’anomalie dans l’appareil de projection thermique de la ;
la représente une courbe des écarts de durées des seconds essais de projection thermique;
la est un schéma bloc d’un procédé de détection de pièces à remplacer ou à réparer respectivement installées dans des turbomachines ;
la est un schéma bloc d’un procédé de maintenance de turbomachine.

Description détaillée de l’invention

En référence aux figures 1 et 2, un exemple d’une installation de projection thermique 100 selon l’invention va à présent être décrit.

L’installation de projection thermique 100 comporte un ou plusieurs appareils de projection thermique 110. Sur l’exemple de la , l’installation de projection thermique 100 comprend trois appareils de projection thermique 110.

L’appareil de projection thermique 110 est conçu pour revêtir une pièce 10 d’une turbomachine, en particulier d’aéronef, comme cela sera décrit plus en détail en référence à la .

Un exemple de l’appareil de projection thermique 110 est illustré sur la . Cet appareil de projection thermique 110 peut comprendre une torche 112 configurée pour réaliser au moins un tir de projection thermique lors du revêtement.

La torche 112 peut être conçue pour projeter un jet constitué par un flux de gaz à grande vitesse et à haute température et chargé de particules en fusion ou quasi fusion d’un matériau de revêtement à projeter sur la pièce 10.

On entend par le terme « quasi-fusion », un état ramolli du matériau de revêtement.

Parmi les différentes techniques de projection thermique existantes, la présente demande décrira la projection thermique à base de plasma à titre non limitatif.

Dans le cas d’une projection thermique plasma et en référence à l’exemple de la , l’appareil de projection thermique 110 peut comprendre des sources d’alimentation électrique et en gaz 114 pour alimenter la torche 112.

L’appareil de projection thermique 110 peut comprendre une unité 116 de gestion du gaz plasma qui est configuré pour réguler un débit massique de gaz.

De plus, l’appareil de projection thermique 110 peut comprendre un réservoir 118 comportant le matériau de revêtement, par exemple sous forme de particules de poudre, pour alimenter la torche 112 du matériau de revêtement.

La torche 112 peut être constituée d’une cathode et d’une anode pour former une buse de projection (non illustrées sur les figures). La cathode et l’anode sont agencées de manière à générer un arc électrique notamment sous l’effet d’une tension électrique produite entre la cathode et l’anode au moyen d’un générateur électrique 120 de l’appareil de projection thermique 110. L’arc électrique généré dans la torche 112 et alimenté en gaz produit un arc de gaz plasma. L’expansion du gaz plasma dû à la température et la forme tuyère de la torche produisent un flux thermique directif considérable (par exemple avec une puissance jusqu’à 200 KW pour les torches les plus puissantes).

Sur l’exemple de la , l’appareil de projection thermique 110 comprend un bras robot 122 configuré pour soutenir et déplacer la torche 112 au sein de l’appareil de projection thermique 110.

L’appareil de projection thermique 110 peut comprendre également un dispositif de commande 124 de la torche 112.

Le dispositif de commande 124 permet de contrôler la torche 112. En particulier, le dispositif de commande 124 est tout d’abord conçu pour démarrer la torche 112. Le dispositif de commande 124 est en outre conçu pour commander et piloter la torche 112 afin que cette dernière réalise, à chaque tir de projection, plusieurs opérations de projection de la phase de revêtement 302.

En particulier, dans l’exemple décrit, le dispositif de commande 124 est conçu pour commander le bras robot 122 pour déplacer la torche 112, et au cours de chacune des opérations de projection, la torche 112 projette le matériau de revêtement pour former une couche du revêtement. Ainsi, une première passe de la torche 112 projette et forme une première couche du revêtement sur une surface de la pièce 10, une seconde passe projette et forme une seconde couche sur la première couche du revêtement et ainsi de suite jusqu’à X passes projetant et formant X couches superposées les unes aux autres pour obtenir un empilement de couches formant le revêtement final sur la surface de la pièce 10.

Avant de réaliser le revêtement, il est préférable de préparer la surface à revêtir de la pièce 10 par un traitement de surface pour notamment faciliter l’adhérence du revêtement. Pour cette raison, l’installation de projection thermique 100 peut comporter un ou plusieurs dispositif(s) de préparation 130 de la surface de la pièce 10.

Le dispositif de préparation 130 peut comprendre un ou plusieurs outillages de masquage 132 configuré pour masquer et protéger la surface de la pièce 10. A titre d’exemple,l’outillage 132 de masquage peut-être du ruban adhésif réfractaire, des plaques de projection métallique ou des moules silicone spécialement dédiés à la pièce. L’outillage 132 de masquage peut être placé sur la surface de la pièce 10 pour protéger une ou plusieurs zones de la pièce 10 de la projection thermique.

Le dispositif de préparation 130 peut comprendre un ou plusieurs outillages de sablage 134 configuré pour nettoyer la surface de la pièce 10. A titre d’exemple, l’outillage de sablage 134 peut mettre en œuvre un abrasif projeté à l’aide d’air comprimé et au travers d’une buse sur la surface de la pièce 10. Le sablage par l’outillage de sablage 134 permet notamment de créer une rugosité sur la surface de la pièce 10 pour favoriser l’adhésion du matériau de revêtement à projeter sur cette surface.

Avantageusement, le dispositif de préparation 130 peut comprendre un dispositif de contrôle 136 qui est conçu pour vérifier le traitement de surface réalisé sur la pièce 10 par le dispositif de masquage 132 et/ou le dispositif de sablage 134. A titre d’exemple, le dispositif de contrôle 136 permet de détecter l’encrassement de l’outillage de masquage 132.

A titre d’exemple, la turbomachine peut comprendre des aubes de compresseur haute pression. Ces aubes sont généralement de petite taille (par exemple une taille comprise entre 40 et 150 mm qui possèdent en leur extrémité un pied renflé qui permet de fixer les aubes dans des alvéoles d’un disque rotor de compresseur haute pression. Une couche antifriction est déposé de part et d’autre du pied d’aube afin d’éviter l’usure de l’alvéole du disque rotor. Cette couche antifriction peut avoir une petite épaisseur (par exemple environ 40 mm au minimum pour les plus petites aubes de compresseur haute pression). La couche antifriction est déposée au travers d’un « masque de pochoir » qui peut avoir la forme géométrique de la couche antifriction. Ce masque de pochoir peut s’encrasse d’autant plus vite qu’il est petit. Ce qui nécessaire alors de décrasser ce masque de pochoir, afin qu’il regagne sa géométrie initiale.

L’installation de projection thermique 100 comporte un ou plusieurs dispositif(s) de mesure d’une épaisseur 140 du revêtement de la pièce 10.

Le dispositif de mesure d’épaisseur 140 peut mettre en œuvre des mesures non-destructives réalisées, par exemple, par un appareil d’optique, un appareil d’analyse spectrale, un appareil d’analyse de surface, un appareil de profilométrie ou manuellement par un opérateur.

De préférence, la mesure d’épaisseur se fait au plus près de la pièce à revêtir, notamment au sein de l’appareil de projection thermique. Cette mesure d’épaisseur peut être réalisée par un pied à coulisse ou par un autre outillage spécifique à la pièce (tel qu’un comparateur préalablement calibré sur un modèle de référence). La mesure d’épaisseur peut être réalisée manuellement par un opérateur (désignée par le terme mesure in situ).

L’installation de projection thermique 100 comprend en outre un dispositif 158 de mesure de la durée de chaque opération du revêtement réalisée par l’appareil de projection thermique 110.

Préférentiellement, la durée de chaque opération de revêtement est calculée de façon indirecte à partir d’un chronomètre connecté à l’appareil de projection thermique. Pour cela, le chronomètre est configuré pour enregistrer une heure de départ de l’opération et une heure de fin de cette opération. La durée de chaque opération est ensuite déterminée en réalisant la différence entre l’heure de départ et l’heure de fin de l’opération correspondante. Ce chronomètre peut être intégré, notamment au dispositif 158 de mesure de la durée, dans un dispositif de suivi 150 de l’appareil de projection thermique.

Les opérations de revêtement peuvent être déterminées par un interrupteur de démarrage de la torche 112 et un interrupteur d’arrêt de la torche 112. En variante, les opérations de revêtement peuvent être déterminées manuellement par un opérateur notamment pour les opérations ne pouvant être réalisées par des interrupteurs (telle que l’opération de masquage ou l’opération de sablage).

L’installation de projection thermique 100 peut comporter un dispositif de suivi 150 du revêtement réalisé par l’appareil de projection thermique 110. Lorsque plusieurs appareils de projection thermique 110 sont prévus, comme dans l’exemple illustré, l’installation de projection thermique 100 peut comporter des dispositifs de suivi 150 respectifs ou bien un seul commun pour tous les appareils de projection thermique, comme dans l’exemple illustré.

Le dispositif de suivi 150 est conçu pour mettre en œuvre les étapes de la phase de suivi qui sera décrite plus loin.

Le dispositif de suivi 150 peut être un système informatique comportant une unité de traitement de données 154 (telle qu’un microprocesseur) et une mémoire principale 156 (telle qu’une mémoire RAM, de l’anglais « Random Access Memory ») accessible par l’unité de traitement. Le système informatique comporte en outre par exemple une interface réseau et/ou un support lisible par ordinateur, comme par exemple un support informatique 162 local (tel qu’un disque dur local) ou bien un support distant (tel qu’un disque dur distant et accessible via par l’interface réseau au travers d’un réseau de communication) ou bien encore un support amovible (tel qu’une clé USB, de l’anglais « Universal Serial Bus », ou bien un CD, de l’anglais « Compact Disc » ou bien un DVD, de l’anglais « Digital Versatile Disc ») lisible au moyen d’un lecteur approprié du système informatique (tel qu’un port USB ou bien un lecteur de disque CD et/ou DVD). Un programme d'ordinateur P contenant des instructions pour l’unité de traitement 154 est enregistré sur le support informatique 162 et/ou téléchargeable via l’interface réseau. Ce programme d’ordinateur P est par exemple destiné à être chargé dans la mémoire principale 156, afin que l’unité de traitement 154 exécute ses instructions pour mettre en œuvre certaines des étapes des procédés qui seront décrits en référence aux figures 3 à 11.

Alternativement, tout ou partie de ces étapes pour être réalisées par un ou plusieurs circuits électroniques, par exemple micro-câblés, ne mettant pas en œuvre de programme d’ordinateur.

Le dispositif de suivi 150 comporte un module 160 de réception des mesures du dispositif de mesure 158 et un module 161 d’enregistrement, sur un support informatique, comme le support informatique 162, d’un historique 164 des opérations du revêtement de chaque pièce, avec les durées de ces opérations mesurées par le dispositif de mesure 158.

Les modules de réception 160 et d’enregistrement 161 peuvent par exemple être des modules logiciels du programme informatique P.

Les historiques 164 peuvent comprendre chacun des identifiants (par exemple des lettres alphabétiques et/ou des valeurs binaires) associés aux opérations de revêtement et leurs durées mesurées (par exemple en secondes s). Avantageusement, les historiques 164 peuvent être datés.

Les historiques 164 sont par exemple enregistrés sous la forme de feuilles de calcul d’un tableur ou un format numérique reconnaissable par un tableur informatique.

Le dispositif de suivi 150 peut en outre comprendre un module d’analyse 166 des historiques 164 enregistrés qui est conçu pour analyser les historiques 164 enregistrés et les durées mesurées afin de déterminer par exemple une anomalie de l’appareil de projection thermique 110. Ce module d’analyse 166 est par exemple un module logiciel du programme informatique P.

Le module d’analyse 166 peut par exemple être conçu pour émettre une alerte, lorsqu’une anomalie de l’appareil de projection thermique 110 est détectée.

Le dispositif de suivi 150 peut en outre comprendre un module 168 de configuration de l’appareil de projection thermique 110. Ce module de configuration 168 est par exemple conçu pour, en fonction de l’analyse effectué par le module d’analyse 166, corriger l’anomalie détectée sur l’appareil de projection thermique 110.

En référence à la , un exemple d’un procédé 300 de suivi de l’appareil de projection thermique 110 va à présent être décrit.

Le procédé de suivi 300 comprend une phase de revêtement 302.

Au cours de cette phase de revêtement 302, l’appareil de projection thermique 110 réalise le revêtement de la pièce 10. La phase de revêtement 302 est constituée de plusieurs opérations successives, telles que schématisées en blocs sur la .

Au cours d’une opération 322, le dispositif de préparation 30 prépare la surface de la pièce 10.

Par exemple, l’outillage de masquage 132 réalise un masque sur la surface de la pièce 10 à revêtir, et/ou l’outillage de sablage 134 réalise un nettoyage de la surface de la pièce 10 à revêtir.

Au cours d’une opération de tir 324, le dispositif de commande 124 pilote la torche 112 pour réaliser au moins un tir de façon à former au moins une partie du revêtement.

Chaque tir peut comprendre les opérations suivantes.

Au cours d’une opération 324-2, le dispositif de commande 124 démarre de la torche 112. Le démarrage de la torche 112 peut s’effectuer selon un cycle de démarrage de la torche 112. Ce cycle de démarrage de la torche peut être programmé de façon automatique et verrouillée pour éviter les erreurs de démarrage de la torche 112. Une erreur de démarrage de la torche peut endommager la torche 112 et également la projection thermique par conséquent. En fonction du mode de démarrage de l’arc électrique dans la torche 112 (par exemple en surtension ou piézo-électrique), le cycle de démarrage de la torche peut se faire automatiquement en contrôlant plusieurs paramètres de la projection thermique, comme des paramètres de gaz (tels que la température et la pression d’un fluide de refroidissement utilisé dans un circuit de refroidissement de l’appareil de projection thermique, la pression d’alimentation des gaz, etc.) et/ou des paramètres électriques. De cette manière, le débit de projection du jet peut être figé.

Suite au démarrage de la torche 112, le dispositif de commande 124 commande la torche 112 pour réaliser une opération de projection thermique 324-3 comportant au moins une passe 324-4, au cours de laquelle la torche 112 démarrée projette le matériau de revêtement pour former une couche du revêtement soit sur la surface préparée de la pièce 10, soit sur la ou les couches formées lors de passes précédentes. En particulier, le dispositif de commande 124 est configuré, par exemple par l’opérateur, pour réaliser un nombre prédéfini de passes à chaque tir. Ainsi, on entend par le terme « passe », un déplacement du bras robot 122 avec la torche allumée 112 pour former une couche du revêtement.

Une opération de projection thermique 324-3 (en particulier la ou les passes incluses dans ce tir) peut être chronométrée par exemple par le dispositif 158 de mesure de la durée. Le dispositif de suivi 150 peut être configuré pour enregistrer chaque passe sous forme d’une heure de départ et d’une heure de fin de passe, par exemple.

Durant la phase de revêtement 302, une coupure (ou dit autrement un imprévu) intempestive de la torche 112 peut se produire par exemple pendant l’opération de démarrage 324-2 et/ou pendant l’opération de projection 324-4. Dans ce cas, éventuellement, une opération de diagnostic et d’intervention 324-6 peut être réalisée, suivie d’une autre opération de démarrage 324-2 de la torche 112 pour la réalisation d’une ou plusieurs autres passes 324-4.

L’opération 324-6 peut être réalisée manuellement par un opérateur en intervenant par exemple sur le dispositif de commande 124 de la torche 112.

Au cours d’une opération 326, le dispositif de mesure 140 mesure une épaisseur du revêtement. Cette opération 326 peut être répétée après chaque opération de projection thermique 324-3.

Le procédé de suivi 300 comprend une phase de suivi 304 de la phase de revêtement 302. Cette phase de suivi 304 est notamment réalisée par le dispositif de suivi 150.

La phase de suivi 304 comporte une mesure 342 d’une durée de chaque opération 322 à 326, notamment par le dispositif de mesure 158.

La phase de suivi 304 comporte également un enregistrement 344 sur le support informatique 162, pour chaque pièce revêtue, d’un historique 164 des opérations 322 à 326 avec leurs durées mesurées. L’enregistrement 344 peut être réalisé par le module d’enregistrement 160.

A titre d’exemple, chacune des opérations enregistrées de la phase de revêtement 302 peuvent être identifiée par une lettre alphabétique et des valeurs binaires (« 0 », « 1 »). Les valeurs binaires permettent de détecter l’état de fonctionnement de la torche 112. De manière non limitative (Tables 1, 2 et 3), les identifiants choisis sont :

la lettre « p » pour l’opération de préparation 322 et la valeur « 00 » pour indiquer que la torche 112 de l’appareil 10 est à l’arrêt ;
la lettre « d » pour l’opération de démarrage 324-2 et la valeur « 10 » pour indiquer que la torche 112 est démarrée ;
la lettre « t » pour l’opération de projection 324-3 et la valeur « 01 » pour indiquer que la torche 112 est en fonctionnement (c’est-à-dire qu’elle réalise la projection) ;
la lettre « m » pour l’opération 326 de mesure d’épaisseur de revêtement et la valeur « 00 » pour indiquer que la torche 112 est à l’arrêt ; et
la lettre « i » pour une coupure intempestive de la torche 112 de l’opération 324-6 et la valeur « 00 » pour indiquer que la torche 112 est à l’arrêt.

Plusieurs utilisations du procédé de suivi 300 sont possibles.

Par exemple, en référence à la , un procédé 400 de configuration de l’appareil de projection thermique 110, utilisant le procédé de suivi 300, va à présent être décrit.

Ce procédé de configuration 400 comporte tout d’abord une étape de mise en œuvre du procédé 300 de suivi de l’appareil de projection thermique 110. À l’issue de cette étape, des historiques 164 des phases de revêtement de plusieurs pièces sont ainsi disponibles en étant enregistrés sur le support informatique 162.

Au cours d’une étape 402, le module d’analyse 166 analyse les historiques 164.

Au cours d’une étape 404 de configuration, le module de configuration 168 configure l’appareil de projection thermique 110 en fonction de l’analyse effectuée à l’étape 402.

Détection d’usure de la cathode de la torche 112

Dans un autre exemple de mise en œuvre du procédé 400, ce dernier peut être utilisé pour détecter, et éventuellement corriger, une usure de la cathode de la torche 112.

Dans ce cas, les historiques 164 sont datés et au cours de l’étape 402 d’analyse, une augmentation concomitante des durées des démarrages et des durées des premiers tirs est déterminée dans les historiques 164.

Par exemple, cela est réalisé en déterminant si, dans les N derniers historiques 164, les durées des démarrages sont strictement croissantes et si les durées des premiers tirs sont strictement croissantes.

Au cours de l’étape 404 de configuration, la cathode de la torche 112 est réparée ou remplacée si à l’étape 402 les durées des démarrages et les durées des premiers tirs augmentent concomitamment.

Pour illustrer cette étape de configuration de l’appareil de projection thermique, des premiers essais de projection thermique sur des pièces 10 identiques de turbomachine ont été réalisés par les inventeurs pour suivre la phase de revêtement 302 de chaque pièce 10. Pour cela, des projections thermiques référencées de n°1 à 7 ont été réalisées sur sept pièces 10 identiques qui sont identifiables par un numéro de pièce prédéterminé. La réalisation des projections est datée. Les projections n°1 à 7 sont réalisées sur le même appareil de projection thermique 110 (par exemple l’appareil C7 dans le tableau 1), et les projections sont réalisées par des programmes figés (tels que les paramètres de projection, cinématique robot, matériau de projection, équipements utilisés dans l’appareil de projection thermique). Les projections n°1, n°3, n°4, n°6 et n°7 sont réalisées par un premier programme (identifié par exemple par la référence « 24785 » dans le tableau 1), la projection n°2 est réalisée par un second programme (identifié par exemple par la référence « 15283 » dans le tableau 1) et la projection n°5 est réalisée par un troisième programme (identifié par exemple par la référence « 13145 » dans le tableau 1).

Le tableau 1 ci-dessous résume un exemple d’historiques 164 des premiers essais de projection thermique obtenus par la phase de suivi 304 du procédé 300. Dans ces historiques, chaque opération 322 à 326 (identifiable par les identifiants choisis ci-dessus) de la phase de revêtement 302 est associée à la durée mesurée, pour chaque pièce 10.

	Projection n°1	Projection n°2	Projection n°3	Projection n°4
Date	10/12/2021	10/12/2021	10/12/2021	13/12/2021
N° appareil	C7	C7	C7	C7
N° pièce	PC12458	PC12461	PC12484	PC12871
N° programme	24785	15283	24785	24785
	Opérations	Durées (s)	Opérations	Durées (s)	Opérations	Durées (s)	Opérations	Durées (s)
	p00	1841	P00	1051	p00	1240	p00	1346
	d10	39	d10	37	d10	41	d10	38
	t01	431	t01	203	t01	312	t01	223
	m00	647	m00	412	m00	425	m00	651
	d10	35	d10	41	d10	39	d10	38
	t01	31	t01	152	t01	153	t01	242
	m00	651	m00	425	m00	435	m00	661
	Projection n°5	Projection n°6	Projection n°7
Date	13/12/2021	14/12/2021	14/12/2021
N° appareil	C7	C7	C7
N° pièce	PC12874	PC12881	PC12882
N° programme	13145	24785	24785
	Opérations	Durées (s)	Opérations	Durées (s)	Opérations	Durées (s)
	p00	869	p00	1712	p00	1638
	d10	40	d10	55	d10	74
	t01	312	t01	451	t01	513
	m00	410	m00	452	m00	624
	d10	37	d10	59	d10	82
	t01	46	t01	50	t01	70
	m00	510	m00	462	m00	634

Le tableau 2 ci-dessous résume les durées totales des opérations de tirs pour chaque pièce.

	PC12458	PC12461	PC12484	PC12871	PC12874	PC12881	PC12882
Durée totale des tirs « t » (en seconde)	462	355	465	465	358	501	583

La illustre en abscisse les dates de projection (en jours/mois/année) et en ordonnée la durée mesurée, en secondes (s), des démarrages qui ont été recueilli de l’historique 164 du tableau 1. En particulier, la illustre une courbe représentant l’évolution de la durée de démarrage des pièces des projections n°1 à n°7 de l’historique 164 du tableau 1.

La illustre en abscisse les dates de projection (en jours/mois/année) et en ordonnée la durée mesurée, en secondes (s), des tirs qui ont été recueilli de l’historique 164 du tableau 1. En particulier, la illustre une courbe représentant l’évolution de la durée de tirs des pièces des projections n°1 à n°7 de l’historique 164 du tableau 1.

La illustre une augmentation strictement croissante des durées de démarrages de la torche 112 à partir des trois dernières durées de démarrage de l’historique 164 du tableau 1. De même, la illustre une augmentation strictement croissante des durées de tirs de la torche 112 à partir des trois dernières durées de tirs de l’historique 164 du tableau 1. Ainsi, une usure de la cathode de la torche 112 est détectée. Cette cathode usée peut être réparée ou remplacée.

Un premier exemple de détection d’anomalie de l’appareil de projection thermique 110.

En référence à la , un autre exemple d’utilisation du procédé de suivi 300 va être décrit.

Cet exemple consiste en un procédé de détection d’une anomalie 700 dans un appareil de projection thermique 110.

Ce procédé de détection d’anomalie 700 comporte tout d’abord une étape de suivi de l’appareil de projection thermique 110 selon le procédé de suivi 300 décrit précédemment, pour le revêtement de chacune de plusieurs pièces identiques. À la suite de cette étape, les historiques 164 sont disponibles sur le support informatique 162.

Au cours d’une étape 702, le module d’analyse 166 détermine pour chaque pièce, un nombre total de passes à partir de l’historique 164 obtenu pour cette pièce. En particulier, chaque passe 324-4 ayant une durée connue fixe, le nombre total de passes peut être obtenu en divisant la durée de l’opération de projection thermique 324-3 relevée dans l’historique 164 (ou bien, le cas échéant, de la somme des durées des opérations de projection thermique 324-3 relevées dans l’historique 164) par la durée connue d’une passe.

Au cours, d’une étape 704, le module d’analyse 166 définit un nombre de référence de passes à partir des nombres totaux de passes des historiques 164. Ce nombre de référence de passes peut être obtenu à partir de la durée de l’opération de projection thermique 324-3 relevée dans l’historique 164. Le nombre de référence de passes peut être choisi par l’opérateur pour correspondre par exemple à une valeur maximale, une valeur identique ou une valeur proche (par exemple avec un écart d’environ 1 à 2 passes) parmi les nombres totaux de passes relevée dans les historiques 164.

Le procédé de détection d’anomalie 700 comprend une nouvelle étape de suivi 706 de l’appareil de projection thermique 110, conformément au procédé de suivi 300 décrit précédemment, pour le revêtement d’une nouvelle pièce, identique aux précédentes (c’est-à-dire des étapes 702 à 704). À la suite de cette étape 706, les historiques 164 pour la nouvelle pièce peuvent également être enregistrés sur le support informatique 162.

Au cours de l’étape 708, le module d’analyse 166 détermine un nombre total de passes pour la nouvelle pièce, à partir de l’historique 164 associé à cette nouvelle pièce

Au cours de l’étape 710, le dispositif de suivi 150 détecte une anomalie de l’appareil de projection thermique 110 lorsque le nombre total de passe pour la nouvelle pièce est différent du nombre de référence de passes définit préalablement à l’étape 704. Cette anomalie peut être causée par un des paramètres figés précités ou un des équipements de l’appareil de projection thermique 110. L’anomalie détectée peut faire l’objet d’une opération 324-6 de diagnostic et d’intervention.

Le nombre de passes de l’opération de projection thermique 324-3 peut être un paramètre non figé qui permet à l’opérateur d’ajuster le tir 324 en fonction notamment des côtes plans de la pièce à revêtir. Les autres paramètres de projection thermique (tels que les paramètres du matériau de projection et de l’appareil de projection thermique) étant figés, ainsi il peut être attendu que, pour un tir 324 identique, le nombre total de passes effectués pour une nouvelle pièce devrait être identique ou proche (c’est-à-dire avec un écart d’environ 1 ou 1 passes) du nombre de référence de passes préalablement défini à partir des étapes 702 et 704. Par conséquent, toute différence entre le nombre total de passes pour une nouvelle pièce et le nombre de référence de passes préalablement définit peut correspondre à une anomalie dans l’appareil de projection thermique.

La illustre en abscisse les numéros des pièces et en ordonnée la durée totale des durées mesurées, en secondes (s), des premiers et seconds tirs qui ont été recueilli de l’historique 164 des tableaux 1 et 2. La courbe de la illustre l’évolution de la durée totale du tir des pièces (à savoir la somme des durées des premiers et seconds tirs) pour le même premier programme de projection « 24785 » de l’historique 164 du tableau 1.

Dans le cas de l’exemple du tableau 1, le nombre de passes des premiers tirs a été laissé à l’appréciation de l’opérateur, pour permettre d’ajuster le nombre de passes en fonction des cotes plans des pièces à revêtir. L’opérateur vérifie ensuite que le nombre total de passes (ou dit autrement la durée totale de passes mesurée) de tous les tirs du tableau 2 est équivalent ou quasi-équivalent (c’est-à-dire avec un seuil de tolérance) au nombre référence de passes. Ce nombre référence de passes peut être déterminé par l’opérateur à partir des tableaux 1 et 2. .

Le nombre total de passes peut varier pour un même programme de projection. Par exemple, dans l’exemple du tableau 1, les durées totales du nombre total de passes des tirs des projections n°1, 3, 4, 6 et 7 sont différentes pour le même premier programme « 24785 ».

Par exemple, la durée totale des tirs, à laquelle correspond le nombre référence de passe du premier programme « 24785 », est d’environ 460 s. Ainsi, le nombre référence de passe pour le premier programme « 24785 » peut être choisi pour correspondre sensiblement à la durée de 460 s pour le revêtement de nouvelles pièces avec ce premier programme, avec un seuil de tolérance de +/-10%, par exemple pour la phase de revêtement des prochaines pièces avec le programme « 24785 ». La illustre ce seuil de tolérance du nombre référence de passes par une zone hachurée. Dans ce cas, les pièces PC12458, PC12484, PC12871 et PC12881 présentent des durées totales de tirs comprises dans le seuil de tolérance du nombre référence de passes défini. Alors que la pièce PC12882 présente une durée totale de tirs hors du seuil de tolérance du nombre référence de passes défini. La pièce PC12882 peut être considérée comme présentant une anomalie qui pourra faire l’objet d’une opération 324-6 de diagnostic et d’intervention.

Par exemple, la durée totale des tirs du second programme « 15283 » est d’environ 355 s correspondant à la projection n°2. Ainsi, le nombre référence de passe pour le second programme « 15283 » peut être choisi pour correspondre sensiblement à la durée de 355 s pour le revêtement de nouvelles pièces avec ce second programme. Le seuil de tolérance peut également être de +/-10% pour ce second programme « 15283 ».

Par exemple, la durée totale des tirs, à laquelle correspond le nombre référence de passe du troisième programme « 15283 » est d’environ 358 s correspondant à la projection n°5. Ainsi, le nombre référence de passe pour le troisième programme « 13145 » peut être choisi pour correspondre sensiblement à la durée de 358 s pour le revêtement de nouvelles pièces avec ce second programme. Le seuil de tolérance peut également être de +/-10% pour ce troisième programme « 13145 ».

Le dispositif de commande 124 peut émettre une alerte lorsqu’une durée totale des tirs de l’historique 164 est en dessous ou au-dessus du seuil de tolérance. L’alerte émise peut produire une notification apparaissant sur le système informatique mettant en œuvre le dispositif de suivi 150. Dans l’exemple des tableaux 1 et 2, une alerte peut être générée automatique pour la pièce PC12882.

Par ailleurs, il peut être préférable de déterminer un rapport entre la durée du premier tiret la durée totale de tirs. Ce rapport peut être choisi élevé, typiquement au moins de 80%

Le nombre de passe du second tir (ou une seconde épaisseur du second tir) à réaliser (ou dit autrement à configurer dans l’opération 324-4 de projection) peut être déterminé par l’opérateur en se basant sur une première épaisseur mesurée après le premier tir dans l’historique 164 et l’épaisseur finale du revêtement. Par exemple, le nombre de passe du second tir est déterminé par le calcul suivant :

dans lequel N2 correspond au nombre de passe du second tir, N1 correspond au nombre de passe du premier tir (fourni par l’historique 164), E1 correspond à la première épaisseur mesurée après le premier tir (fourni également par l’historique 164) et Ef correspond à l’épaisseur finale du revêtement (préalablement définie par l’opérateur). Dans ce calcul plus le nombre de passe au premier tir sera importante plus l’épaisseur finale déposée sera précise.

A titre d’exemple, le premier tir dépose la première épaisseur de 0,28 mm en 23 passes. Ainsi, pour une épaisseur finale de 0,30 mm, le second tir devrait réaliser entre 1 et 2 passe(s). L’opérateur a déterminé ce nombre de second tir en réalisant le calcul ci-dessous :

L’exemple du tableau 1 indique que les durées de second tir des pièces PC12458 PC12881 et PC12882 sont basses par rapport aux autres. Par conséquent, des anomalies est identifiées sur le nombre de passes effectué par la torche 112 sur les pièces PC12484 et PC12871. Ces anomalies détectées peuvent être corrigées de façon préventive sur les pièces ultérieures à revêtir

Configuration du dispositif de mesure 140 et/ou une formation de l’opérateur

En référence à la , un autre exemple d’utilisation du procédé de suivi 300 va à présent être décrit.

Cet exemple reprend le procédé 400, si ce n’est que l’étape 402 d’analyse est suivie, à la place de l’étape de configuration 404, d’une étape 902 d’amélioration de la mesure d’épaisseur de revêtement. Cette amélioration comporte par exemple une configuration du dispositif de mesure 140 et/ou une formation de l’opérateur lorsque la mesure d’épaisseur de revêtement est réalisée manuellement par l’opérateur.

Ainsi, dans ce cas, au cours de l’étape 402 d’analyse, le module d’analyse 166 détermine une variabilité importante des durées de mesure de l’épaisseur de revêtement.

Par exemple, cette variabilité des durées de mesure de l’épaisseur est déterminée en réalisant une moyenne de référence des durées de mesure d’épaisseur avec un intervalle de tolérance. A titre d’exemple, l’intervalle de tolérance peut être de +/-10% de la moyenne de référence des durées de mesure d’épaisseur.

Une anomalie de mesure d’épaisseur de revêtement est détectée lorsque, dans un des historiques 164, la durée de l’opération de mesure d’épaisseur est en dehors de cet intervalle de tolérance.

Le dispositif de suivi 150 peut émettre une alerte lorsqu’une durée de mesure d’épaisseur est en dessous ou au-dessus de l’intervalle de tolérance. L’alerte émise peut une notification apparaissant sur le système informatique implémentant le dispositif de suivi 150.

La illustre en abscisse les dates de projection (en jours/mois/année) et en ordonnée la durée mesurée, en secondes (s), des mesures d’épaisseur de revêtement qui ont été recueilli de l’historique 164 du tableau 1. En particulier, la illustre une courbe représentant l’évolution de la durée de mesure d’épaisseur des pièces des projections n°1 à n°7 de l’historique 164 du tableau 1.

La illustre que les durées de mesure d’épaisseur sont aléatoires pour le même premier programme de projection. Dans cet exemple, la moyenne des durées de mesure d’épaisseur est d’environ 1128 s et l’intervalle de tolérance de +/- 10% est illustré sur la par une zone hachurée. Toutes les durées de mesure d’épaisseur de l’historique 164 du tableau 1 sont en dehors de l’intervalle de tolérance. Par conséquent, des anomalies de mesures d’épaisseur sont identifiées.

Dans le cas où les mesures d’épaisseurs sont prises manuellement par l’opérateur par des outillages spécifiques. Cette opération de mesure est délicate à mettre en œuvre car la mesure d’épaisseur est évaluée à 1/100 mm sur des diamètres compris entre 300 à 400 mm de la pièce à revêtir. Ainsi, une mesure trop rapide (à savoir en dessous de l’intervalle de tolérance) peut correspondre à une mesure négligée et donc insuffisante, et une mesure trop longue (à savoir au-dessus de l’intervalle de tolérance) peut correspondre à une mesure d’hésitation et donc insuffisante également. Par conséquent, une opération 324-6 de diagnostics et d’intervention peut être réalisée dans ces deux configurations, notamment en proposant une formation de l’opération 326 de mesure d’épaisseur de revêtement à l’opérateur pour réaliser la mesure d’épaisseur dans l’intervalle de tolérance.

Un second exemple de détection d’anomalie de l’appareil de projection thermique 110

Cet exemple consiste en un procédé de détection d’anomalie 1100 dans l’appareil de projection thermique 110.

Ce procédé de détection d’anomalie 1100 comporte tout d’abord une étape de suivi de l’appareil de projection thermique selon le procédé de suivi 300 décrit précédemment. À la suite de cette étape, les historiques 164 sont disponibles sur le support informatique 162.

Au cours d’une étape 1102, le dispositif de suivi 150 détermine une durée totale de la phase de revêtement 302 de chaque pièce 10, à partir de l’historique 164 enregistré de cette phase de revêtement 302. En particulier, chaque durée totale est la somme des durées des opérations de la phase de revêtement 302.

Au cours d’une étape 1104, le module d’analyse 166 définit une durée de référence ou un intervalle de durées de référence pour la réalisation des opérations de la phase de revêtement 302.

Par exemple, la durée de référence est définie comme une moyenne des durées totales calculées à l’étape 1102, sans tenir compte des phases de revêtement 302 avec une coupure de la torche 12.

Alternativement, la durée de référence est la durée totale d’une phase de revêtement sans coupure, sélectionnée comme référence.

Si un intervalle de durée de référence est utilisé, ce dernier est déterminé à partir des historiques 164. Par exemple, cet intervalle de durée de référence est compris entre la durée totale minimale et la durée totale maximale parmi les durées totales des phases de revêtement 302 sans coupure de torche 112.

Au cours, d’une étape 1106, le dispositif de suivi 150 détecte une anomalie de l’appareil de projection thermique 110 lorsque la durée de la phase de revêtement 302 d’une des pièces 10 est supérieure à la durée de référence ou bien en dehors de l’intervalle de durées de référence.

A titre d’exemple, cette détection est faite à partir d’un écart de la durée de la phase de revêtement par rapport à la durée de référence :

dans laquelle « projection n » correspond à l’une des projections des historiques 164.

L’anomalie pouvant affectée la durée de la phase de revêtement 302 peut être un arrêt imprévu de la torche (l’arrêt peut être dû à une surchauffe de la torche, une variation importante du débit de poudre de matériau de revêtement, une coupure électrique, une fuite d’eau de refroidissement, une chute de la pression de gaz, etc.) ou une coupure volontaire de la torche pour éviter notamment une dérive visible par l’opérateur (par exemple, une obstruction de la buse de projection, l’outillage de masquage se défaisant sous l’effet des soufflages de refroidissements, toutes autres dérives inhérentes aux multiples manipulations et contrôles à effectuer avant de lancer la projection thermique, etc.). A titre d’exemple, il peut exister entre 50 et 100 manipulations à effectuer selon la pièce à revêtir, avant et pendant la projection thermique, pouvant être visibles par l’opérateur ou à être détectée par le dispositif de suivi 150.

Préférentiellement, une analyse comparative de la durée de chaque opération 322-326 de la phase de revêtement 302 par rapport à la durée de référence ou d’un intervalle de référence associée permet de détecter l’anomalie dans l’appareil de projection thermique.

Des seconds essais de projection thermique sur des pièces 10 identiques de turbomachine ont été réalisés par les inventeurs pour suivre la phase de revêtement 302 de chaque pièce 10, selon le procédé 1100 de l’invention. Pour cela, une projection n°1, sélectionnée comme référence, et des projections n°2 à n°6 ont été réalisées sur six pièces 10 identiques qui sont identifiables par un numéro de pièce prédéterminé. La réalisation des projections est datée. Les projections n°1 à 4 et n°6 sont réalisées sur le même premier appareil de projection thermique, et la projection n°5 est réalisée sur un autre second appareil de projection thermique.
Les projections sont réalisées par un même programme figé.

Il est possible d’utiliser au moins deux appareils de projection thermique pour valider industriellement les pièces à revêtir. De cette façon au moins une des deux appareils de projection thermique est capable de fournir de meilleurs résultats que l’autre appareil de projection thermique pour une même pièce à revêtir. Par ailleurs, le second appareil de projection thermique peut être utilisé en cas de panne ou d’une surcharge de fonction du premier appareil de projection thermique. Ainsi, l’analyse comparative entre les durées de la phase de revêtement 302 des deux appareils de projection thermique permet de détecter une anomalie provenant d’une des deux appareils de projection thermique ou du programme de projection thermique.

Le tableau 3 ci-dessous résume un exemple d’historiques 164 des seconds essais de projection thermique obtenus par la phase de suivi 304 du procédé 300. Dans ces historiques, chaque opération (identifiable par les identifiants choisis ci-dessus) de la phase de revêtement 302 est associée à la durée mesurée, pour chaque pièce 10.

	Projection n°1	Projection n°2	Projection n°3	Projection n°4
Date	15/12/2021	15/12/2021	16/12/2021	17/12/2021
Cabine	C7	C7	C7	C7
N° pièce	PC12458	PC12459	PC12460	PC12871
N° programme	23012	23012	23012	23012
	Opérations	Durées (s)	Opérations	Durées (s)	Opérations	Durées (s)	Opérations	Durées (s)
	p00	1346	p00	1412	p00	1346	p00	1241
	d10	39	d10	37	d10	39	d10	35
	t01	431	i00	566	i00	1553	t01	429
	m00	647	d10	38	d10	36	m00	625
	d10	35	t01	203	t01	431	d10	34
	t01	31	m00	641	m00	647	t01	642
	m00	651	d10	41	d10	35	m00	612
			i00	187	t01	31
			d10	41	m00	651
			t01	254
			m00	667
	Projection n°5	Projection n°6
Date	18/12/2021	18/12/2021
Cabine	C6	C7
N° pièce	PC12874	PC12881
N° programme	23012	23012
	Opérations	Durées (s)	Opérations	Durées (s)
	p00	631	p00	1382
	d10	37	d10	36
	t01	440	t01	435
	m00	459	m00	613
	d10	28	d10	18
	t01	28	i00	65
	m00	451	d10	37
			t01	41
			m00	661

Le tableau 4 ci-dessous résume les durées totales et les écarts déterminés des projections n°2 à n°6 par rapport à ceux de la projection n°1 de référence.

	Projection n°1 Cabine C7	Projection n°2 Cabine C7	Projection n°3 Cabine C7	Projection n°4 Cabine C7	Projection n°5 Cabine C6	Projection n°6 Cabine C7
Durée moyenne (en minutes)	53	68	90	71	35	55
Ecart par rapport au modèle de référence (en pourcentage %)	+0%	+29%	+70%	+33%	-34%	+4%

La illustre en abscisse les dates de projection (en jours/mois/année) et en ordonnée les écarts de durée des projections, en pourcentage %, qui ont été recueilli de l’historique 164 des tableaux 3 et 4. La illustre une courbe représentant l’évolution de l’écart de durées des projections n°1 à n°6 des historiques 164 des seconds essais.

Dans le cas de l’exemple du tableau 4, l’écart de durées de référence est de 0% avec un intervalle par exemple de +/- 10% qui est illustré par une zone hachurée sur la . Ainsi, la et le tableau 4 indiquent que la projection n°6 présente un écart de durées dans l’intervalle défini, alors que les projections n°2 à n°5 présentent des écarts de durées hors de cet intervalle. Des anomalies de temps de projection thermique sont donc détectées dans les projections n°2 à n°5.

A partir de l’historique 164, les anomalies détectées peuvent être dues par les coupures intempestives identifiables dans le tableau 3. Une fois l’anomalie détectée, l’opérateur identifie la source de l’anomalie dans l’appareil de projection thermique 110 pour pouvoir la corriger.

A partir de l’historique 164 du tableau 4, deux types d’anomalie peuvent être mis en évidence.

Une des deux anomalies détectée est l’instabilité de la projection thermique sur la cabine C7. Cette instabilité a été réduite tardivement par un paramètre de la torche (par exemple un remplacement de la cathode de la torche), puisque cette instabilité est identifiable sur l’historique de la projection n°2.

L’autre des deux anomalies détectée est la durée moyenne des opérations de la phase de revêtement 302 (notamment des opérations de préparation et de mesure d’épaisseur) de la cabine C7 est plus importante que celle de la cabine C6 qui est agencée différemment par rapport à la cabine C7. Cette anomalie détectée permet de pouvoir appliquer les paramètres de l’appareil de projection thermique de la cabine C6 sur celle de la cabine C7 pour renforcer la projection thermique de la cabine C7.

Le dispositif de suivi 150 peut émettre une alerte lorsqu’une durée des opérations de la phase de revêtement 302 de l’historique 164, est en dessous ou au-dessus de l’intervalle de durée de référence défini. L’alerte émise peut une notification apparaissant sur le système informatique implémentant le dispositif de suivi 150.

Détermination de pièces à remplacer ou à réparer

Cet exemple consiste en un procédé de détermination de pièces à remplacer ou bien à réparer 1300 respectivement installées dans des turbomachines, et va à présent être décrit.

Ce procédé de détermination de pièces à remplacer ou réparer 1300, comporte tout d’abord le procédé de suivi 300 décrit précédemment donnant les historiques 164 enregistrés sur le support informatique 162.

Au cours d’une étape 1302, les pièces 10 peuvent être installées dans des turbomachines respectives par des opérateurs.

Eventuellement au cours d’une étape 1304, les turbomachines fonctionnent avec les pièces 10 installées.

Au cours d’une étape 1306, des pièces à remplacer ou à réparer parmi les pièces installées, notamment après fonctionnement des turbomachines (par exemple après plusieurs cycles de vol), sont détectées. Ces pièces à remplacer ou à réparer peuvent être considérées comme étant inadaptées en fonctionnement.

De manière générale, les historiques 164 de toutes les pièces 10 suivies par le procédé 300 de l’invention et installées sur les turbomachines, sont conservés par le fabricant.

Au cours d’une étape 1308, le module d’analyse 166 compare les historiques 164 des pièces à remplacer ou à réparer avec les autres pièces 10 revêtue par l’appareil de projection thermique 110.

Au cours d’une étape 1310, le module d’analyse 166 détermine au moins une des autres pièces 10 ayant un historique proche des historiques des pièces à remplacer ou à réparer d’après la comparaison de l’étape 1208. La pièce ou bien les pièces identifiées à cette étape 1310 sont considérées comme étant à remplacer ou à réparer.

Le procédé 1300 permet d’identifier de façon précise et rapidement sur l’historique 164 enregistré, la ou les pièces à remplacer ou à réparer qui peuvent être retournées par l’utilisateur. A partir de l’historique 164 de la ou des pièces à remplacer ou à réparer, l’opérateur peut identifier si d’autres pièces présentent des historiques proches à l’historique des pièces à remplacer ou à réparer, afin de réparer ou remplacer ces dernières de façon préventive.

Par exemple, en référence à la , un procédé 1400 de maintenance de turbomachine, utilisant le procédé de détermination de pièces à remplacer ou à réparer 1300.

Ce procédé de maintenance 1400 comporte tout d’abord l’étape 1310 de détermination de pièces à remplacer ou à réparer parmi des pièces respectivement installées dans les turbomachines du procédé 1300.

Au cours d’une étape 1402, l’opérateur répare ou remplace la ou les pièces identifiées comme étant à remplacer ou à réparer à l’étape 1310 et respectivement installées dans les turbomachines.

Il apparaît clairement que le procédé de suivi d’un appareil de projection thermique et son installation tels que celui décrit précédemment permettent d’identifier facilement une ou plusieurs anomalies de l’appareil de projection thermique à partir de l’enregistrement de l’historique des opérations.

Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention aux modes de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.

Claims

Procédé de suivi (300) d’un appareil de projection thermique (110), comportant, pour chacune de pièces (10) identiques destinées à être respectivement installées dans des turbomachines, en particulier d’un aéronef :
une phase de revêtement (302) de la pièce (10) au moyen de l’appareil de projection thermique (110), cette phase de revêtement (302) étant constituée de plusieurs opérations (322 à 326) successives ;
le procédé (300) étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
une phase de suivi (304) de la phase de revêtement (302), comportant une mesure (342) d’une durée de chaque opération et un enregistrement (344) sur un support informatique (162) d’un historique (164) des opérations avec leurs durées mesurées.
Procédé de suivi (300) selon la revendication 1, dans lequel les opérations enregistrées comportent :
une opération (322) de préparation d’une surface de la pièce (10) ;

au moins un tir (324) comportant :

une opération (324-2) de démarrage d’une torche (112) de l’appareil de projection thermique (110),

une opération de projection (324-3) comportant au moins une passe (324-4) au cours de laquelle la torche (112) démarrée projette un matériau de revêtement pour former une couche du revêtement soit sur la surface préparée de la pièce (10), soit sur la ou les couches formées lors de passes précédentes,

éventuellement, une opération (324-6) de diagnostic et intervention après une coupure intempestive de la torche (112), suivie d’une autre opération (324-2) de démarrage de la torche (112) pour la réalisation d’une ou plusieurs autres passes ;

au moins une opération (326) de mesure d’une épaisseur du revêtement.
Procédé de configuration (400) de l’appareil de projection thermique (110), comportant :
une étape de suivi de l’appareil de projection thermique (110), conformément à un procédé de suivi (300) selon la revendication 1 ou 2 ;

une étape d’analyse (402) des historiques (164) ; et

une étape de configuration (404) de l’appareil de projection thermique (110) en fonction de l’analyse, ou une étape d’amélioration de mesure (902) d’épaisseur de revêtement.
Procédé de configuration (400) selon la revendication 3, dans lequel les historiques (164) sont datés et dans lequel l’étape d’analyse (402) des historiques comporte :
une étape de détermination si, dans les historiques (164), les durées des démarrages et les durées des tirs augmentent concomitamment ;
et dans lequel l’étape de configuration (404) de l’appareil de projection thermique (110) comporte :
si les durées des démarrages et les durées des tirs augmentent concomitamment, une étape de réparation ou de remplacement d’une cathode de la torche.
Procédé de configuration (400) selon la revendication 4, dans lequel l’étape de détermination si, dans les historiques (164), les durées des démarrages et les durées des tirs augmentent concomitamment, comporte :
une étape de détermination si, dans les N derniers historiques, les durées des démarrages sont strictement croissantes et si les durées des premiers tirs sont strictement croissantes.
Procédé (700) de détection d’une anomalie dans un appareil de projection thermique (110), comportant :
- une étape de suivi de l’appareil de projection thermique (110), conformément à un procédé de suivi (300) selon la revendication 1 ou 2, pour le revêtement de chacune de plusieurs pièces identiques ;
une étape de détermination (702) d’un nombre total de passes pour chaque pièce, à partir de l’historique (164) associé à cette pièce ;

une étape de définition (704) d’un nombre de référence de passes à partir des nombres totaux de passes des historiques (164) ;

une étape de suivi (706) de l’appareil de projection thermique (110), conformément à un procédé de suivi (300) selon la revendication 2, pour le revêtement d’une nouvelle pièce, identique aux précédentes ;

une étape de détermination (708) d’un nombre total de passes pour la nouvelle pièce, à partir de l’historique (164) associé à cette nouvelle pièce ; et

une étape de détection (710) d’une anomalie de l’appareil de projection thermique (110) lorsque le nombre total de passe pour la pièce nouvelle est différente du nombre de référence de passes.
Procédé de détection d’une anomalie (1100) dans un appareil de projection thermique (110), comportant :
une étape de suivi de l’appareil de projection thermique (110) selon la revendication 1 ou 2, pour le revêtement de plusieurs pièces (10) identiques ;

une étape (1102) de détermination d’une durée totale de la phase de revêtement (302) de chaque pièce (10), à partir des historiques (164) enregistrés de cette phase de revêtement (302),

une étape (1104) de définition d’une durée de référence ou d’un intervalle de durées de référence pour la réalisation de la phase de revêtement (302) ;

une étape (1106) de détection d’une anomalie de l’appareil de projection thermique (110) lorsque la durée de la phase de revêtement (302) d’une des pièces (10) est supérieure à la durée de référence ou bien en dehors de l’intervalle de durées de référence.
Procédé de détection d’anomalie (1100) selon la revendication 7, dans lequel la durée de référence est définie comme une moyenne des durées des phases de revêtement (302) sans coupure de torche (112), déterminées à partir des historiques (164) associés, ou
l’intervalle de durée de référence est compris entre une durée minimale et une durée maximale des phases de revêtement (302) sans coupure de torche (112), déterminées à partir des historiques (164) associés.
Procédé de détermination de pièces à remplacer ou à réparer (1300) respectivement installées dans des turbomachines, comportant :
une étape de suivi de l’appareil de projection thermique (110) selon la revendication 1 ou 2, lors d’un revêtement des pièces ;

une étape (1302) d’installation des pièces dans les turbomachines respectives ;

une étape (1306) de détection de pièces à remplacer ou à réparer parmi les pièces installées, par exemple après fonctionnement des turbomachines ;

une étape (1308) de comparaison des historiques (164) des pièces détectées comme à remplacer ou à réparer avec les historiques (164) des autres pièces installées ;

une étape (1310) de détermination d’au moins une des autres pièces installées ayant un historique (164) proche des historiques (164) des pièces détectées comme à remplacer ou à réparer, cette autre pièce installée ou bien ces autres pièces installées étant également considérées comme à remplacer ou à réparer.
Procédé de maintenance (1400) de turbomachines, comportant :
une étape (1310), selon la revendication 9, de détermination de pièces à remplacer ou à réparer parmi des pièces respectivement installées dans les turbomachines ; et

une étape (1402) de réparation ou bien de remplacement de la ou des pièces respectivement installées dans les turbomachines, et ayant été déterminées à remplacer ou à réparer.
Installation de projection thermique (100), comportant :
un appareil de projection thermique (110) sur chacune de successivement plusieurs pièces (10) identiques d’une turbomachine, en particulier d’un aéronef, cet appareil de projection thermique (110) étant conçu pour mettre en œuvre une phase de revêtement (302) de chaque pièce (10), cette phase de revêtement (302) étant constituée de plusieurs opérations successives ; et

un dispositif de mesure (158) d’une durée de chaque opération de la phase de revêtement (302) de chaque pièce (10), et

un dispositif d’enregistrement (150) sur un support informatique (162), pour chaque phase de revêtement (302), d’un historique (164) des opérations avec leurs durées mesurées.
Installation (100) selon la revendication 11, comportant en outre :
un dispositif de préparation (130) d’une surface de chaque pièce (10), et

un dispositif de mesure (140) d’une épaisseur du revêtement,
et dans laquelle l’appareil de projection thermique (110) comporte en outre :
une torche (112) conçue pour réaliser au moins un tir,

un dispositif (124) de commande de la torche (112) conçu pour démarrer la torche (112) et pour que la torche (112) réalise, à chaque tir, plusieurs opération de projection, dite passe, au cours de chacune desquelles la torche (112) projette un matériau de revêtement pour former une couche du revêtement.
Installation (100) selon la revendication 11 ou 12, comportant en outre :
un module d’analyse des historiques enregistrés ; et

un module de configuration de l’appareil de projection thermique (110) en fonction de l’analyse.