Cours de Rapport O1 2011-2012 [PDF]

Zitiervorschau

Ecole Nationale de la Marine Marchande de Marseille 5ème année – O1MM -Machine II-EC2

Cours de rapport technique

Remplacement d’une bielle MAN K98 (source CMA-CGM)

Cours de rapport machine - F Charvet – PC2EM – Septembre 2011

1/ Principes généraux

1.1/ QQOQCP Pour qu’un courrier, une note de service ou un message soient complets ils doivent comporter les informations suivantes: • Qui écrit à qui ? • Quand l’action s’est elle passée ou bien se passera-t-elle ? • Où l’action se passe-t-elle ? • de Quoi s’agit-il ? • Comment cela s’est-t-il passé ? ou comment se déroulera l’action ? • Pourquoi l’action a ou aura-t-elle eu lieu ? Généralement un rapport aura toujours la structure suivante (reprise dans l’énoncé en examen) : - les circonstances de l’incident; - les dispositions prises pour gérer la situation de la machine; - les recherches entreprises pour établir le diagnostic de l’incident; - les contrôles et travaux à effectuer - les suggestions Il faudra veiller à ce que ces 5 paragraphes répondent au QQOQCP.

1.2/ Présentation

La présentation est importante car elle donne la première impression sur le document. Elle doit permettre au destinataire, souvent débordé de travail, d’avoir l’ensemble des éléments du QQOQCP en quelques secondes et retrouver le rapport très facilement lorsqu’on le recherche.

Cette présentation succincte des évènements et des personnes sera placée sur la page de garde du document, le rapport circonstancié et détaillé sera débuté en haut de la page suivante. Le rapport ne doit pas excéder 3 pages pour l’examen. Dans la pratique il est souhaitable de ne pas dépasser une page A4 pour faciliter le travail du lecteur.

Exemple :

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Compagnie de navigation

A bord, le 5 Septembre 2008

Nom navire Mr …… Chef mécanicien A l’attention de Mr ……. Ingénieur d’armement de la compagnie ….

Objet: Echauffement de palier de tête de bielle du cylindre n°3 (courte analyse du sujet) Références: Récapitulation des documents ou contacts antérieurs Pièces jointes: éventuellement (attention il faudra les fournir !) Monsieur l’ingénieur d’armement, je vous prie de bien vouloir trouver ci-joint le rapport de l’incident survenu le 3 septembre 2008 sur le palier de tête de bielle n°3 du moteur principal ayant entraîné un arrêt de six heures du moteur principal. Dans cette formule d’envoi, il faut : . Résumer succinctement l’avarie . Préciser quelles sont les conséquences sur le fonctionnement du navire (ralentissement, immobilisation) Total 4 à 5 lignes maxi. Passez à la page suivante pour commencer le rapport, cela fait plus professionnel et est plus clair. Remarque : à l’examen ne perdez pas de temps à faire de l’humour (navire cinquante et un, ligne Casa-Marseille, chef méca César, la Pétard Compagnie…). Même si cela fait sourire le correcteur, cela ne rapporte pas de points et risque de déplaire. Choisissez dès le début de l’année des noms et gardez les à chaque rapport. A la fin du rapport signez et préciser les destinataires ou les personnes en copie.

nom signature

Destinataires Copies Pièces jointes

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1.3/ Faits, sentiments, opinions On constate avec l’expérience qu’il est parfois très difficile de discuter avec certaines personnes car elles raisonnent sur des idées toute faites. Il faut donc étudier ce mécanisme. • Les faits sont incontestables si ils sont vrais. Ex: ce moteur a 15 ans. • Les faits bâtissent les sentiments. Les sentiments amènent à la discussion. Ex: ce moteur est un peu fatigué. • Les sentiments bâtissent les opinions. Ils amènent à la polémique. Ex: ce moteur est pourri. En règle générale dans un échange : il ne faut jamais avancer des éléments dont on n’est pas sûrs ou qui ne sont pas vérifiables. On évite de se baser sur une opinion. Si le contradicteur est rompu aux méthodes de communication il prendra très vite le dessus. Règles de base : on commence par établir les faits et à l’aide de ces faits indiscutables on peut bâtir un sentiment qui sera à la conclusion du rapport. 1.4/ Structure du rapport 1/ Circonstances de l’avarie: situation du navire et des appareils avant l’incident. 2/ Manifestation de l’incident: indices, conséquences. 3/Manœuvres effectuées: mises en service, régime de marche. 4/ Constatations sur le matériel avarié: ruptures, présence de métal, désignation du matériel en cause, nom du constructeur, caractéristiques. Indiquer la date de la dernière visite 5/ Cause de l’avarie: analyse des faits 6/ Réparations nécessaires pour une remise en état complète: justifier à partir des causes les actions à entreprendre 7/ Réparations d’urgences effectuées à bord 8/ Propositions – Observations 1.5/ Conseils simples • « Atenscion a l’ortografe ? ont acordent Le partiçipent aveque le vèrbe aitre est pa avéc le vairb avoire : » le lecteur ne se concentre plus sur le message. • On accorde le participe avec le verbe être mais pas avec le verbe avoir. • Utiliser des temps simples: imparfait ou passé simple. • Eviter les tournures et termes familiers. (flingué, mort, castamé, …) • Faire des phrases courtes : une idée par phrase. • Ne pas incriminer directement les autres membres de l’équipage (cf : résolution de conflit dans une entreprise). Si on constate une erreur d’un autre membre de l’équipage, présenter la chose de manière suffisamment fine pour que ce soit l’interlocuteur qui en déduise de luimême qui à fait l’erreur. • Attention à ne pas vous placer dans un contexte où vous avez fait une erreur de conduite ou de maintenance, préférer une erreur provenant le l’intervention d’une société extérieure au navire. • Longueur du rapport d’environ 3 pages en examen.

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(environ 1000 mots).

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Rapport de type examen : scolaire mais complet Compagnie Africa Bulker MV Congo Forest

A bord, le 27 janvier 2011

Mr Lambert, Chef mécanicien A l’attention de Mr Leblanc, Directeur du service technique Compagnie Africa Bulker

Objet : Avarie sur hélice à pas variable, fuite d’huile de commande de pas Pièce jointe : Schéma système hydraulique pas variable, schéma du moyeu d’hélice à pas variable, photos d’une hélice et de sa tuyère Monsieur Leblanc, je vous prie de bien vouloir trouver ci-joint le rapport technique de l’incident survenu le 25 janvier 2011 sur l’hélice à pas variable du MV Congo Forest lors du chenalage de sortie du Congo River. En effet suite à une perte d’huile de commande du système hydraulique de contrôle du pas, nos investigations et contrôles ont démontrés que le système interne à l’hélice d’orientation des pales était endommagé. De ce fait le pas de l’hélice était bloqué en position fixe en AV toute, ne nous permettant plus de manœuvrer et donc de faire route de manière sûre. Ceci nous a contraint de nous dérouter sur le port de Pointe-Noire où nous avons fait appel à trois remorqueurs pour la manœuvre et à un plongeur pour confirmer notre diagnostique. Dans l’état actuel des choses, les opérations commerciales ne sont plus envisageables, une visite en cale sèche est nécessaire afin de permettre à MAN d’intervenir sur l’hélice en avarie. Je vous prie de recevoir, Monsieur, mes respectueuses salutations.

Monsieur Lambert Chef mécanicien du MV Congo Forest

Destinataires : Monsieur Leblanc, Ingénieur d’armement Copie : Service commercial, Service technique, Capitaine du MV Congo Forest.

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Rapport technique d’avarie

Toutes les heures sont données en TU+1

Le navire a appareillé de Kinshasa à 06h00 le 25 janvier 2011 chargé a plein de billes de bois, selon le planning, a effectué le chenalage de sortie du Congo River puis fais route vers Port-Gentil. Les conditions météorologiques sont calmes, vent de SO force 4 Beaufort, la mer est peu agitée. Le moteur principal, de type MAN 9L27/38, est au régime de croisière de 210 tr/min, chargés à 85%, tous les paramètres de fonctionnement sont normaux, la vitesse est de 15 nœuds. La maintenance du moteur principal est à jour et conforme au logiciel d’entretien approuvé par le Bureau Veritas.

La journée de travail du 25 janvier débute sans encombre à 08h00. Les ouvriers et les officiers sont occupés à divers travaux de maintenance dans la salle machine, le second mécanicien et moi-même sommes occupés à des taches administratives au PC machine. Il est 18h00, le navire est en route libre depuis une demi-heure après la sortie de l’embouchure du Congo River, lorsque le second m’appel pour m’avertir d’un soucis sur le niveau de la caisse à huile de commande du pas d’hélice. En effet, suite à l’alarme « niveau bas caisse à huile de manœuvre d’hélice » à 16h20 et après quatre appoints de vingt litres environs en deux heures, le niveau continue de chuter. Le second et moi même contrôlons différents paramètres puis nous rendons en local afin d’effectuer des tests de pas. Après avoir contacté la passerelle pour s’assurer que la situation de navigation le permettait, nous prenons les commandes de pas en local. Nous remarquons lors des essais que la variation de pas se fait plus lentement malgré la mise en route de la deuxième pompe hydraulique. De plus, l’indicateur local de pas nous indique que ce dernier ne peut rester fixe sans l’intervention intempestive de la pompe. En outre, le niveau dans la caisse à huile chute rapidement durant nos essais. Après un contrôle complet des circuits hydrauliques de commande ainsi que de la boite de distribution d’huile, nous concluons que la fuite est externe à la machine donc qu’elle se situe au niveau de l’hélice. En effet, la ligne régulière du navire nous fait emprunter le Congo River quatre à six fois par mois. Ce fleuve charrie de nombreux débris (billes de bois, épaves, câbles…) ; il est fort probable que l’hélice en ait heurté un, provoquant des dommages importants d’une ou plusieurs pales ainsi qu’un écrasement des joints toriques (Cf figure 2), engendrant la fuite d’huile. Le troisième mécanicien sort alors sur la plage de manœuvre arrière de manière à se rendre compte d’une éventuelle pollution. Il ne constate pas d’irisation importante de l’eau du sillage. Aux vues de la faible quantité d’huile perdue, la décision est prise en accord avec le commandant de ne pas mettre en place le plan anti-pollution.

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A 18h40, je fais démarrer et coupler le diesel-alternateur n°1 afin de pouvoir s’affranchir de l’alternateur attelé. Une fois ce dernier découplé, je réduis l’allure du moteur principal à 70% (170tr/min). Dès lors, nous pouvons stopper la centrale hydraulique ce qui a pour effet de laisser la lance se vider de son huile permettant ainsi à l’hélice de venir en butée à son pas maximum (AV toute). Après concertation avec le commandant, il est décidé de se dérouter sur Pointe-Noire et de faire appel à une société de plongeur (SIGMA DIVING) afin de confirmer notre diagnostique concernant l’état de l’hélice. Nous accostons le 26 janvier à 01h00, assisté de trois remorqueurs. Dans la matinée, le rapport d’inspection du plongeur nous confirme qu’une des pales est endommagée et présente des marques de chocs. De plus, lors des tests avec ce dernier, la fuite d’huile est identifié à la base d’une des pales. Nous isolons le circuit d’huile de lubrification puis effectuons de nouveaux tests de changement de pas, la fuite persiste, elle provient donc du circuit de commande. Selon les recommandations de MAN, il est impératif de prévoir un passage en cale sèche afin que leur équipe technique procède au démontage de l’intégralité de la lance et au remplacement des pièces endommagées. Pour ce faire, une immobilisation du navire en cale sèche de quinze jours minimum est à planifier.

CONCLUSIONS-SUGGESTIONS J’attire votre attention sur le fait que cette avarie est due au choc d’un débris sur l’hélice du navire, ce qui va entrainer une immobilisation et des coûts importants de réparation et de perte d’exploitation. Cependant lors de la conception du MV Congo Forest en 2007, et compte tenu de son programme de navigation, le cahier des charges des officiers de la compagnie préconisait l’installation d’un système de protection de l’hélice tel qu’une tuyère (Cf photos jointes) et/ou coupe-orin afin de minimiser ces risques d’avarie. De plus, selon les recommandations techniques de MASSON MARINE (concepteur d’hélices à pas variable), l’utilisation d’une tuyère permettrait d’augmenter la poussée d’au moins 20% ce qui représenterait de substantielles économies de carburant. Il apparait dorénavant primordial de prévoir l’installation d’un de ces moyens de protection de l’hélice durant la cale sèche de réparation ou lors du prochain arrêt technique.

Je vous prie Monsieur Leblanc de recevoir mes salutations maritimes distinguées.

Fait à bord le 27 janvier 2011, Monsieur Lambert, Chef mécanicien du MV Congo Forest

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Figure 2 : Système hydraulique de commande de pas d’hélice et réducteur.

Figure 1 : Moyeu d’hélice et système hydraulique de commande du pas et de lubrification.

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Deux types de tuyères de protection

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Deuxième rapport d’élèves proche du rapport d’expertise

Rapport technique Compagnie HYDRO M/V CHICAGO BELLE-EAU

Bord, le 19 Avril 2010

Mr PISIOU Gary, Chef mécanicien A l'attention de Mr COLIN Julien, Ingénieur d'armement de la compagnie HYDRO

Objet: Avarie sur la Turbosoufflante n°2 du moteur principal. Référence: Entretien téléphonique du 18 Avril 2010. Pièces jointes: -Documentation technique T/C ABB TPL77-B12/CL -Fiches techniques MAN 70403-40B et 70404-40C Monsieur Colin, j’ai l’honneur de porter à votre connaissance le rapport d’avarie concernant les dommages sur l’ailettage et le distributeur de la turbosoufflante n°2 ABB, de type TPL77-B12/CL, du moteur principal MAN 9K80 MC. Avarie ayant entrainé un arrêt de 4 heures du moteur principal ainsi qu’une marche à allure réduite sur les 18 dernières heures, se concluant par un retard de 7 heures à l'arrivée sur Marseille. Ce retard n'a pas eu de conséquences commerciales sur cette escale, mais un retard est à prévoir sur la prochaine rotation, car les solutions s’offrant à nous, imposent un retard de 5 jours minimum. Les investigations ont été réalisées par le bord durant l’escale du 18 Avril, devant l’impossibilité de réparer par nos propres moyens, un technicien ABB est venu constater les dommages et ainsi nous donner une estimations des travaux ,qui ne pourront être effectués que dans leurs ateliers ,comme le ré ailettage et les essais d’équilibrage de la turbine.

Je vous prie de bien vouloir agréer, Monsieur l’expression de mes sentiments les plus distingués. G PISIOU Copie : M/V SALINES (Sister Ship)

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RAPPORT D'AVARIE: Toutes les heures sont données en heure local TU+2 Le Samedi 17 Avril 2010 à 08H00, le navire M/V CHICAGO BELLE-EAU est en route libre à la vitesse de 22 nœuds au nord de l'ile Cani, la météo est bonne, mer belle, pas de roulis. Le moteur principal tourne alors à 104 tr/min, ce qui équivaut à son allure maximum. Les groupes électrogènes 2, 3 et 5 sont en service, le 1 et 4 étant en réserve. Tous les paramètres du moteur de propulsion et des groupes électrogènes sont normaux et équilibrés. L'historique des alarmes ne révèle aucune anomalie la nuit précédente. A 08H45, je décide d'effectuer ma première ronde quotidienne. L'inspection des locaux DA et Séparateur étant normal, je commence ma ronde du moteur principal au parquet culasse à 09H20, c'est alors, qu'à la hauteur de la turbosoufflante n°2, j'entends un grondement sourd, caractéristique d'un bruit de pompage. Je décide alors de me rendre à la salle de contrôle pour vérifier les paramètres du moteur ainsi que ceux de la turbosoufflante. Je constate alors que les températures d'échappement augmentent sensiblement, ainsi qu'une fluctuation de la vitesse de rotation de la turbosoufflante n°2. A 09H30, je me rends à la salle de contrôle pour contacter la passerelle afin de réduire l'allure à 80 tr/min pour vérifier la persistance du pompage et afin d'éviter une avarie majeure. En vérifiant le planning des travaux à venir, je constate que le lessivage des turbosoufflantes est à réaliser dans les 24 heures à venir, j'anticipe donc ce dernier, choix conforté par les recommandations MAN avec la fiche 70404-40C. J’avise le capitaine pour une réduction d'allure afin de pouvoir diminuer la température d'échappement jusqu'en dessous de 360°C conformément aux recommandations ABB dans le cas d'un lavage de la turbine à l'eau par "thermal shock". A 09h45, après l'accord de la passerelle pour reprendre les commandes en salle de contrôle, j'entame la procédure de lessivage. Après la réduction d'allure à la température souhaitée et une attente de 15 minutes est préconisée par le constructeur, j'ordonne au 3ème officier mécanicien ainsi qu’au maitre machine de se rendre sur place pour commencer le lessivage. A 09H50, l’officier ainsi que le maître, reviennent à la salle de contrôle pour me prévenir qu’au moment de l’injection d’eau, un grondement plus sourd s’est fait entendre, et que toute la quantité d’eau nécessaire au premier lessivage ne s’est pas évacué normalement comme prévues lors des 10 minutes nécessaire . Malgré l’allure réduite et les précautions prises, le pompage reste persistant, je décide, avec l’accord du capitaine, de stopper le moteur principal, afin de passer sur un fonctionnement sur 2 turbosoufflantes, étant donné la proximité de l’heure d’arrivée à Marseille. A 10H10, le moteur est stoppé, l’équipe machine commence la procédure conformément à la fiche constructeur MAN 70403-40B. Le travail est réparti en 2 équipes, l’une se charge du démontage du filtre et du silencieux de la turbosoufflante afin de pouvoir bloquer le rotor à l’aide du dispositif de blocage (voir fig.1), heureusement commandé à ABB, dans l’optique d’appliquer le « slow-steaming » dans les mois à venir. L’autre équipe se charge alors de la mise en place d’obturateur (voir fig.2) en sortie compresseur ainsi qu’en entrée turbine, afin de réfrigérer la roue du compresseur et éviter la corrosion par un léger flux de gaz dans la turbine, comme conseillée par MAN. A 14H00, les travaux terminés, le moteur est relancé et j’effectue une montée en allure jusqu’à 66% de la charge soit, 87 Trs/min, soit la vitesse conseillée pour une marche sur 2 turbosoufflantes. C’est alors que je vous contacte pour vous informer de l’avarie ainsi que de la possibilité d’une intervention d’un expert ABB si nos investigations durant l’escale nous montrent des dommages importants nécessitant des travaux en atelier. C’est le Dimanche 18 Avril, à 08H00, que nous arrivons à Marseille. Dès lors, je prépare la turbosoufflante pour une investigation par endoscopie. Dans un premier temps, je fais démonter le soufflet de dilatation à la sortie gaz de la turbosoufflante, afin d’inspecter l’état des ailettes avec l’endoscope. Je constate des dégâts sur les ailettes :

-

4 ailettes ont des arrachages de matière, probablement dus par l’intrusion d’un corps étranger dans la turbine. 3 ailettes sont déformées.

Je décide donc d’investiguer à l’endoscope par l’entrée gaz de la turbine pour vérifier l’état du distributeur. C’est alors que je constate que la buse de lessivage se trouvant en amont du distributeur est manquante (voir fig. 3 et 4), et que cette dernière est sectionnée à la base. Le distributeur quant à lui montre des traces d’impacts, d’une gravité moindre que les ailettes. J’en déduis donc que c’est la buse en s’arrachant qui a engendré les dommages sur la turbosoufflante. A 11H30, conformément à votre autorisation lors de notre entretien téléphonique du 17 Avril, je contacte un technicien ABB, monsieur Dupond qui arrive sur place à 12H30. Après expertise, il me confirme mes premières impressions, c'est-à-dire, un remplacement du distributeur, ainsi qu’un ré-ailettage et un essai d’équilibrage sur banc d’essai dans leurs ateliers de l’Estaque à Marseille. Malheureusement, compte tenu de la congestion de leurs ateliers, il faudra compter un délai de 10 jours pour la remise en état dépose et remontage compris, les pièces n’étant pas immédiatement disponible. Cours de rapport machine - F Charvet – PC2EM – Septembre 2011

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Conclusion-Suggestions : Cette avarie peut avoir de très lourdes conséquences, au niveau de l’exploitation commerciale du fait de la durée d’immobilisation du navire. Deux solutions s’offrent à nous, celle d’effectuer les réparations à Marseille dès lundi ce qui engendrerait un retard de 10 jours sur la ligne ou celle de repartir en fonctionnant à 66% de la charge avec deux turbosoufflantes, le lieutenant navigation ayant calculé qu’à 87trs/min maximum, c'est-à-dire une vitesse de 17.5 nœuds, le retard occasionné sur une rotation est de 5 jours, en sachant que le moindre retard prit, ne pourrait être récupérer. De plus, je suggère la vérification de l’état de toutes les buses de lessivage TS du moteur principal, ainsi que celles des sister-ships de la compagnie, le technicien ABB étant surpris d’une telle avarie. Monsieur, je vous prie d’en prendre bonne note. Dans l’attente de votre réponse. Cordialement,

Chef mécanicien PISIOU Gary du M/V CHICAGO BELLE-EAU

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FIG.4 Ailettage détérioré Distributeur endommagé

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Les pages suivantes vous donnent des exemples de rapports réels allant du rapport appuyé par des photos à la note d’information.

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Rapport compagnie : succinct mais vite lu.

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Note interne : style télégraphique a éviter en examen

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2/ Incidents de fonctionnement et conduite a tenir Le tableau ci-dessous est un extrait du tableau des alarmes d’un moteur 2T (MAN K98 MC / RTA)

Viscosité FO en cSt

Valeur de service 10-15

Seuil bas 7

Pression FO

7-8

6,5

Température huile mouvement entrée MP

40-50

35

Alarme

Température huile mouvement sortie MP

Seuil haut 20

Slow Down

55

60

65

Pression d’huile entré paliers, butée

2,7

Température huile sortie réfrigération piston

55-65

Débit huile sortie réfrigération piston

1.9

1,7 / 3,2 70

No flow

No flow

2,7

Température métal palier, bielle, crosse MP

50-60

70

70

Température huile palier, bielle, crosse MP

50-60

60

70

+5

±7

75

80

Déviation moyenne huile palier, bielle, crosse

1,9

-5 60-70

1,5

Température huile arbre a cames

70

Huile cylindres

Niveau

Débit huile cylindres Pression ED cylindre entrée MP

3,5 - 4,5

2

Température ED cylindre entrée MP

65-70

57

Température ED cylindre sortie MP

80-85

Ecart de pression E/S ED cylindre

0,8-1,4

Niveau caisse expansion ED cylindres

90 0,2

No flow

No flow

1,5 / 2,45

0,5 / 2,3

95 0,4

Niv.bas 1,5-2,2

Température huile sortie turbo MAN

70-90

95

NA / 120

Différence température E/S ABB

20-45

50

55

1,2

Température entrée huile turbo

1,0

0,8

55

Température ED sortie turbo

80-85

Pression air de lancement

30

15

Pression air de contrôle et soupapes échapt

7

5,5

Température d’air de balayage

15+t ED BT

90

Feu caissons de balayage 320-390

Ecart de température échappement / moyenne Température après TS

90

Niv. bas

Pression huile entrée turbo

Température échappement

1,5 / 3

75

Pression huile réfrigération piston (MCR)

Température du collet de butée

Shut Down

- 50 220-300

Alarme graviner

4,5sulzer 55

65 / 70

80

120

430

450

+ 50

± 60

320 Seuil haut

Survitesse MP / vitessse MCR Survitesse turbo

Seuil

Vibrations turbo

Seuil

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Seuil haut 109 %

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Valeurs des stop MP et ralenti MP du simulateur machine (5K90MC)

Valeurs des stops et ralenti MP Pielstick 10 PC 4.2 2*5V 11000 kW Seuil bas 1,2

Seuil haut

P huile MP

Valeur de service 5,7

Slow Down 0,63

P ED cyl

2,8

0,7

3,2

0,25

T huile MP

55

50

62

70

T ED cylindres entrée MP

70

60

85

90

T admission d’air

45

65

80

T paliers

58

75

80

P huile culbuteurs

1,5

0,8

T huile culbuteurs

62

38

75 (s)

- 20

+ 20

Alarme

Ecart / moyenne echt T échappement

500

Shut Down 0,38

0,63 75 (e)

520

Valeurs des stops et ralenti moteur 4T Wartsilä 50

P huile MP

Valeur de service 4

Seuil bas 3

P ED cyl

3,2 à 4,8

2,5

T huile MP

60-65

70

80

T ED cylindres sortie MP

85-95

105

Après 2 min

T admission d’air

40-55

65

75

P ED BT

3,2 à 4,4

2

P combustible

7-9

4

P huile turbo ( suivant la marque)

1à3

0,4 à 2,1

Alarme

Ecart / moyenne echt T échappement

- 80 500

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Seuil haut

Slow Down -20%

Shut Down 2

2

+ 80 550

580

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2.1/ Avarie sur l’injection Injecteur Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Pompe grippée

Pompe de gavage HS

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2.2/ Avarie sur la suralimentation Avarie turbo 2T Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Avarie turbo 4T

Refrigération

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2.3/ Avarie cylindre Soupape Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Culasse

Chemise

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Segmentation hs Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Piston

4T fonctionnement avec un attelage en moins :

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2.4/ Avarie sur l’embiellage Crosse / Bielle / Tête de bielle Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Palier

Réparations

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Butée Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

2.5/ Autres avaries Feu au collecteur de balayage

Explosion de carter

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Non lancement ou allumage difficile : Voir power point de Mr Podda site du CDI

2.6/ Avaries sur la ligne d’arbre Palier de ligne d’arbre Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Fuite au presse étoupe de LA

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Avarie de l’hélice à pales orientables Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Avarie réducteur

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Documents hélices à pales orientables : (rapports éléves : Hervé – Le Gris / Gledhill – LeBellec)

Figure 4, Système de commande SCHOTTLE type SCP 154/4 XG

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2.7/ Avaries vapeur Explosion de foyer Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Combustion défectueuse

Extinction brûleur

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Explosion de tube Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Fuite vapeur HP sur le circuit

Vibration ou broutement TA

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Avarie des boites étanches Indices / Risques

Causes possibles

Conduite à tenir

Salinité au condenseur

Chute de vide au condenseur

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3/ Exemples d’avaries et de rapports 3.1/ Compagnies 1er cas - EURONAV – CANADIAN LIBERTY (1994) – Pielstick PC 4 V12 –15000 kW Cause : Serrage excessif d’un tirant de tête de bielle Analyse : Le second mécanicien étant demandé pour le soutage à laisser l’équipe d’ouvriers et le maître machine Philippin effectuer le remontage de la bielle et le serrage seuls. Ils ont dépassé la pression maximum autorisée. La ronde de carter et le sondage de la boulonnerie n’ont pas été effectuée avant le lancement. Conséquences : Lors du lancement la bielle s’est arrachée et détruit le carter, le bati et l’arbre manivelle. Le navire a été remorqué du Vénézuéla à Hambourg pour changer le carter, le bati et l’arbre manivelle du moteur. Arrêt total 4 mois. Vue du maneton, la soie est détruite, l’un des tirants du contre poids est cassé.

Vue la tête de bielle avec axes de biellette pour un moteur en V

Axe de biellette avec les goujons cassés.

Bielles et biellettes. Levage du bâti et du carter

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Réusinage de l’arbre manivelle

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2eme cas - SULZER – 7RT-FLEX96C ( octobre 2006)

1 Summary The destroyed cam #1 and damaged intermediate fuel rail afforded following main task: - Dismantle of the camshaft (only forward side of supply unit shaft) - Transport to Wärtsilä work shop in Bermeo (was delayed by custom formalities by 45h) - Milling off the old cam, sliding cam #2 to position #1 and mounting new sleeve type cam - Removal of intermediate fuel accumulator, installing completely accumulator coming directly from Winterthur - Installation of reconditioned camshaft with new pumps on bank one - Forward bearing of servo oil pump no 4 was found damaged and has been replaced - Voyage to Malta (arrival on 8th of November), found: o Serious weakness of injection pipe connecting peaces DF 87354 (~2 per day have to be replaced!) o Serious weakness of injector bolts DF27227 (~1/ two days shared off in cylinder head bore) o Bracket bolts (DF84472) for Servo oil high pressure pipes are found broken o Actuator pipe cross beams should be reinstalled properly. What about hard rubber joint disks DF84666 to damp vibrations and extend survival time? o Performance measured at ~74% load, well balanced pressures, FQS was adjusted from 0° to -0.9°CA - In Malta: Checking of non return valves on fuel pump side of pumps A2 and B2 for reason of strange irregular sawing noise during voyage (valves replaced but no irregularities found)

2 Camshaft reconditioning 2.1 Situation as found The vessel arrived at 2:30 h in the morning on 1.11.2006. We started work immediately after boarding and a short briefing together with the Master, C/E and agent. The cam #1 was found severely damaged as well as roller of pump A1. It looked like that the bushing of the roller squeezed, heated up the roller and finally destroyed it due to heat cracks.

Completely damaged cam #1 Destroyed roller, pressure disks and brass bush of pump A1 in the sump

Destroyed roller, pressure disks and brass bush of pump A1 in the sump

Lower part of pump B1, relatively slightly damaged roller. However the guide piston was also a little bit deformed most probable by parts of a roller piece of A1.

B1

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Rest of lower part of pump A1, inner side of roller showed heat coloured surface with many cracks

Rest of lower part of pump A1, inner side of roller showed heat coloured surface with many cracks

A1

2.2 Removing of Cam Shaft and reconditioning

The camshaft was disconnected from the driving wheel and removed as a separate part. Due to custom formalities the camshaft could only be transported to the Wärtsilä Workshop in Bermeo 45 hours later (1st November, ~2 PM to 3rd November 11 AM). Once arrived in Bermeo the cam was milled on two opposite sides down to a thin layer of about one millimetre. The thin layer was punched at the bottom of the first groove to force the cam to crack (Figure 3-1).

The cam was vertically milled on two opposite sides

Groove on one side. About one millimetre of depth was left to avoid any damage of the shaft surface.

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The thin layer left from the cam was punched in a line from the top to the bottom to force the cracking

The thin layer of the cam just cracked and could be taken apart

Due to an operator mistake during machining the milling cutter had touched the shaft in the middle area (see drawing).

The picture looks worse than in real. The depth of the scratches is approximately 0.3mm. The sharp edges have been rounded and the whole area polished out.

After removing of the old damaged cam #1, the intact cam #2 was moved to position #1. On the position #2 a new retrofit cam with a conical bush was mounted. The alignment of the cams was done as specified with an angel offset of 25°. Stamping on the new cam #1: S4500238930 800628 No 2 10.06 M6 Cours de rapport machine - F Charvet – PC2EM – Septembre 2011

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3 – SUM-UP On the RT-flex96C mentioned in the above chartered-in vessels we had two kind of problems: piston running and supply unit failures. On similar vessel MV CMA CGM America we had a series of liner failures which ended up after two visits on board of our specialists and the implementation of different counter-measures. On MV CMA CGM Sambhar, till today we have been reported of one liner failure only. The improvement of the piston running behaviour is a continuous process. Please find attached a short presentation showing today's latest standard. Regarding the failures of supply units, it was MV CMA CGM Sambhar which had the worst experiences. However, we are of the opinion that we have now the solution with newly designed pumps. For the MV CMA CGM Sambhar, all necessary material is presently in Hamburg waiting for the next opportunity to install it on board. On MV CMA CGM America, where we still do not have the latest version of pumps fitted, we had last month the failure of one pump (this was the incident mentioned during the meeting in Marseille). It is however planned to implement the new version as soon as possible. This is a very short summary of the problems encountered so far. In case you would like to be informed more thoroughly, we would be of course prepared to provide you more details. It goes without saying that the engines ordered by owner will be fitted with the latest features, resp. standards known at the time the engine will be built.

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3.2 BEA du Canada Elles combinent des défaillances techniques dont l’origine est un défaut de maintenance et de formation du personnel. Source Bureau de la Sécurité de Transport du Canada 1/ Explosion de carter de l’IRVING NORDIC (1993) Le 11 mars 1993, il s'est produit une explosion de carter dans la machine principale du pétrolier «IRVING NORDIC», lequel était parti de Matane (Québec), avec une cargaison de produits pétroliers raffinés, à destination de Grindstone (Québec). L'explosion a entraîné la perte de toute la puissance de propulsion. Le navire a été remorqué jusqu'à Sept-Îles (Québec) pour y être inspecté et réparé. Le Bureau a déterminé que l'explosion du carter de la machine principale du «IRVING NORDIC» a vraisemblablement été causée par l'inflammation des vapeurs ou du brouillard d'huile contenus dans le carter, par suite de l'apparition de points chauds au droit de la chemise du cylindre no 8 ou de la fuite des gaz de combustion, ou des deux. Le principal facteur qui a contribué à cet événement a été le mauvais état de la machine principale. Construction

1980, Saint John (Nouveau-Brunswick)

Groupe propulseur

Un diesel 9M552 MaK développant 5 520 kW (7 500 BHP), et entraînant une seule hélice à pas variable

- Le chef et le second sont des officiers expérimentés. Pas de programme de formation spécifique. - Etat des éléments du MP relevés après l’accident 1) Usure anormale, supérieure à la limite recommandée du fabricant, aux chemises des unités nos 2, 3, 8 et 9, et usure supérieure à 50 p. 100 dans l'unité no 6. 2) Jeu anormal dans les gorges des segments de piston de toutes les unités sauf l'unité no 7. 3) Le segment supérieur de piston dans les cylindres nos 2, 8 et 9, et le segment de piston no 4 dans les unités nos 2 et 9 étaient rompus. 4) Le segment supérieur de piston dans l'unité no 4 avait été monté à l'envers; la dernière révision par le personnel du navire remontait au 6 juillet 1992. 5) Tous les paliers principaux et paliers de bielle étaient rayés, et certains montraient des marques laissées par des morceaux de métal provenant de l'épurateur final de sécurité d'huile de graissage. 6) L'épurateur final de sécurité d'huile de graissage était détruit. 7) La bielle et l'axe du piston de l'unité no 8 étaient grippés. 8) Les têtes de piston étaient recouvertes d'un dépôt dur de couleur blanc/gris. 9) Quatre portes de carter étaient légèrement endommagées et ne scellaient plus efficacement le carter. - Les analyses d’huile montrent la présence de métaux divers signalant l’usure accélérée de l’ensemble des pièces. - Les relevés montrent une usure accélérée du moteur : Dans le cas à l'étude, l'analyse d'un échantillon d'huile de graissage, faite en décembre 1992, a révélé une concentration anormale de chrome (matériau des segments de piston); ces données, ajoutées au fait qu'on avait relevé un rythme d'usure anormal de certaines chemises lors d'inspections antérieures, auraient justifié qu'on fasse des recherches plus poussées pour trouver la cause du problème - La réaction rapide du second mécanicien, qui a stoppé la machine principale, a probablement permis d'éviter une explosion secondaire qui aurait été plus grave. Conclusion 1. - La rupture des segments de piston a probablement été le résultat d'un jeu excessif dans les gorges de segment. 2. - Le segment supérieur de l'unité no 4 avait été monté à l'envers.

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2/ Destruction du MP sur le Millenium Yama (2000) Type transporteur de marchandises diverses Jauge brute1 14 038 Longueur 164,34 m Construction 1979, Ishikawajima-Harima Heavy Industries (IHI) Co. Ltd., au Japon Groupe propulseur un moteur diesel Pielstick 12PC2-5V-400 de 5 737 kW, entraînant une hélice à pas variable Faits : À 12 h 4, un bruit sourd retentit dans les emménagements. La machine principale s’arrête soudainement, et une panne de courant générale se produit peu après. Un incendie qui a éclaté au droit du bloc-cylindres no 9 de la machine principale est immédiatement éteint par une équipe d’intervention. Après avoir évalué les avaries, le chef mécanicien avise le capitaine que la machine principale est hors service. Il n’y a pas eu de blessés. Constatations : L’inspection de la machine principale a révélé que la bielle s’était détachée du piston no 33. La couronne du piston était détachée de la jupe, laquelle s’était brisée en plusieurs morceaux. Le vilebrequin était gauchi au droit du palier principal no 4 . La soupape d’échappement et les poussoirs des soupapes d’échappement et d’admission de la culasse no 3, étaient aussi gauchis. Le contrepoids no 6 et le pied de bielle no 3 étaient coincés entre le maneton de bielle et le dessous de la chemise et du bâti (voir la figure 1).

Depuis le lancement du navire en 1979, la machine principale a été endommagée à plusieurs reprises 5. En septembre 1989, on a découvert deux fissures dans le bâti de la machine principale, une au droit de ’amortisseur de vibration, l’autre du côté tribord, près de la porte d’inspection du bloc-cylindres no 12. En septembre 1990, lors d’un voyage entre Taïwan et les États-Unis, une explosion de carter s’est produite dans la machine principale. L’axe de piston n° 3 s’est coincé dans la bague du pied de bielle. Le tourillon de vilebrequin no 3 a aussi été endommagé et le coussinet de tête de bielle no 3 a été arraché. Deux autres fissures ont été découvertes dans le bâti. En novembre 1992, pendant un voyage entre Taïwan et l’Australie, une autre explosion de carter s’est produite. Le piston no 1 a grippé dans sa chemise. Le tourillon de vilebrequin au droit du piston n o 1 a subi une ovalisation de 0,85 mm. Cours de rapport machine - F Charvet – PC2EM – Septembre 2011

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En mars 1993, pendant un voyage entre l’Australie et l’Égypte, la machine principale a de nouveau été endommagée. Il y a eu rupture du vilebrequin au droit du palier no 5. Les coussinets de palier moteur nos 1 à 7 et les coussinets de palier de tête de bielle nos 1 à 12 ont été endommagés, de même que l’amortisseur de vibration; on a découvert une autre fissure dans le bâti. En mars 1997, au cours d’un voyage entre l’Allemagne et les États-Unis, le tourillon de vilebrequin, les bielles et les coussinets de tête de bielle des blocs-cylindres nos 1 et 7 de la machine principale ont subi des avaries consécutives à une baisse de pression d’huile. En août 1999, la machine principale a connu une autre panne en mer. Il a fallu remplacer de nombreuses pièces, et la réparation a pris plusieurs heures. Réparations non signalées à la société de classification. Au moment de la panne en avril 2000 (qui fait l’objet du présent rapport), la machine principale totalisait quelque 108 000 heures de fonctionnement. Il y avait à bord un inventaire considérable de pièces de rechange, neuves et usagées. Au nombre des pièces neuves, on trouvait notamment des coussinets, des joints toriques et d’autres petites pièces. La plupart des grosses pièces (culasses, pistons, bielles, chemises) étaient des pièces usagées qui portaient une étiquette indiquant la mention « Used but still good » (usagé mais encore utilisable). La majorité de ces pièces avaient été remises en état par le personnel de la salle des machines. Les pièces étaient inspectées visuellement et mesurées et, quand c’était possible, elles faisaient l’objet d’un essai de pression conforme aux méthodes et aux normes approuvées par le constructeur du moteur. Les résultats étaient compilés dans un rapport d’entretien. Les pièces qu’on ne pouvait pas réparer à bord, parce que leur réparation supposait des travaux plus élaborés, étaient envoyées à un atelier de réparation. Lorsque ces pièces revenaient à bord, elles étaient vérifiées par le chef mécanicien. Les pièces réparées dans un atelier n’avaient pas toujours un certificat attestant qu’elles étaient approuvées et conformes aux normes. L’inventaire de pièces était tenu par le chef mécanicien et comptait des pièces usagées. Cet inventaire était mis à jour périodiquement. Il n’y avait pas de registre sur la qualité des pièces de rechange. Les demandes étaient remplies par le chef mécanicien et étaient approuvées par le capitaine. Dans certains ports, il arrivait qu’on reçoive, sans que le personnel à bord s’y attende, des pièces de rechange usagées qui étaient envoyées par la compagnie et n’étaient accompagnées d’aucune documentation. Le Bureau a déterminé que le chapeau de bielle s’est détaché de la bielle en raison d’une fracture et non d’une rupture des goujons. On note que la fissure s’est développée dans la section la plus mince du chapeau de bielle7. Elle a débuté sur la surface de contact avec le coussinet à partir d’un point de corrosion, et s’est propagée par fatigue mégacyclique à 95 % de la surface du chapeau. Puis, le chapeau s’est fracturé sous l’effet d’une surcharge concentrée dans la plus petite section. L’éclatement du chapeau a entraîné la fracture des quatre goujons. En l’occurrence, le chapeau de bielle s’est brisé au centre de la pièce. Une telle rupture se produit peu fréquemment car la partie centrale subit généralement très peu de contraintes. La concentration de contraintes se situe normalement dans la partie supérieure de la bielle.

Faits établis quant aux causes et aux facteurs contributifs 1. Le chapeau de bielle s’est détaché de la bielle en raison d’une fracture qui s’est développée dans la section la plus mince de la pièce, près de son centre. 2. On n’a trouvé à bord aucune documentation de référence qui aurait pu permettre au personnel de la salle des machines de déterminer l’état et la provenance de la bielle.

Faits établis quant aux risques 1. Les sociétés de classification ne sont pas tenues d’identifier les pièces classées non réparables. 2. Les navires ne sont pas tenus de conserver à bord et de tenir à jour en permanence des registres de pièces de rechange, et la réglementation en vigueur ne fait aucune mention de l’historique des pièces importantes ni du contrôle de la qualité qui les concerne. L’armateur (Grec) a abandonné le navire a quai. Cours de rapport machine - F Charvet – PC2EM – Septembre 2011

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3 / Eclatement d’un compresseur d’air sur le CANMAR SPIRIT (1999) Type Porte-conteneurs Jauge brute : 15 647 tonneaux Longueur 167 m

Le compresseur no 3 était un appareil Hamworthy de type 2TM63 fabriqué en 1976. Il avait une capacité nominale de 350 mètres cubes à l’heure à une pression de 29,3 bars. Il s’agissait d’un compresseur à pistons à deux étages, lubrifié sous pression et refroidi à l’eau. Les dossiers du navire indiquent qu’à la fin de décembre 1998, le compresseur totalisait 48 002 heures de fonctionnement Fait : Lors de la mise en service du compresseur il s’est produit une explosion qui a provoqué le décès de l’ouvrier chargé de l’opération Investigations : Le clapet de refoulement vers la bouteille n’avait pas été disposé. Il était fermé car le clapet de non retour étant encrassé par des résidus d’huile fuyait. Analyse : L’ouvrier n’avait pas été formé au matériel. Les soupapes de sûreté n’ont pas fonctionné en raison d’un défaut de maintenance générale de l’appareil.

Le Certificat de sécurité de construction pour navire de charge est annoté chaque année et renouvelé tous les cinq ans. Dans le cadre de ce renouvellement, on procède à l’inspection de tous les dispositifs de sécurité, comme les soupapes de sûreté. Le Certificat de sécurité de construction du « CANMAR SPIRIT » avait été délivré à Londres le 16 août 1996 et avait été annoté à Rejeka, en Croatie, le 9 septembre 1998. En ce qui concerne les soupapes de sûreté des compresseurs du « CANMAR SPIRIT », l’inspection a été menée en 1996 par un inspecteur spécialisé de la société de classification Lloyd. L’inspection normale consiste à examiner les pièces des compresseurs quand les compresseurs sont démontés puis à faire un essai de fonctionnement pour vérifier les dispositifs de sécurité. Pour se conformer à l’esprit de la réglementation, y compris à la règle 34.1 de la convention SOLAS, chapitre II-1, et pour disposer de moyens d’éviter les surpressions dans les systèmes de compresseurs, il faut veiller à ce que les soupapes de sûreté puissent fonctionner comme il faut. Si, au moment de leur conception, on n’a pas muni ces soupapes de moyens qui permettent aux inspecteurs de navires ou à l’équipage des navires de vérifier leur efficacité quand elles sont montées dans le compresseur, il faut exiger qu’une autorité compétente les mette à l’essai à des intervalles permettant d’assurer leur bon fonctionnement et délivre un certificat d’accompagnement qui l’atteste.

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-

Annales : elles sont téléchargeables sur http://www.ucem-nantes.fr/pages/vae.htm

RAPPORT TECHNIQUE (Durée: 2 heures) ______________ Vous êtes embarqué comme chef mécanicien sur un navire a passager équipé de deux lignes d’arbres à hélices à pales orientables. Chaque ligne d’arbre est entraînée par un réducteur accouplé à deux moteurs diesel semi rapides de 10000 kW débrayables. Lors d’une traversée Marseille – Bastia à 85% de la puissance nominale, l’alarme écart de température d’échappement sur le cylindre 3 du moteur n°1 retentit. Dans un rapport à votre ingénieur d’armement exposer: - les circonstances de l’incident; - les dispositions prises pour gérer la situation de la machine; - les recherches entreprises pour établir le diagnostic de l’incident; - les contrôles et travaux à effectuer - les suggestions que vous proposez pour limiter ce type d’incident à l’avenir.

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DESMM-O1

3e QUESTION (valeur = 12)

Mars 2010 Efficacité énergétique des navires

DIPLOME D’ETUDES SUPERIEURES DE LA MARINE MARCHANDE

1/ Présenter les différents procédés utilisés pour améliorer l’efficacité énergétique du système propulsif d’un navire ainsi que leur mode d’action respectif.

Module énergie-propulsion Epreuve Machine I et II, Ingénieur d'armement (Durée : 3 heures)

2/ Désigner, en justifiant vos choix, les paramètres significatifs pour le suivi des performances énergétiques globales d'un moteur diesel de propulsion. 3/ Expliquer comment la poussée sur la butée permet de connaître le rendement de l’hélice.

_______ Machine I : technique de contrôle et de visite des appareils (valeur 20 points) 1re QUESTION (valeur = 12 points) Visite de la soupape d’échappement d’un moteur 2 temps Exposer le principe de la maintenance d’une soupape d’échappement hydro-pneumatique de moteur deux temps

Intervention sur avarie. En sortie d'arrêt technique et suite à une opération de maintenance réalisée par les chantiers de réparation sur un palier intermédiaire de ligne d'arbre, vous surveillez attentivement la température de celui-ci. Alors que la passerelle vous annonce le début de la montée en allure, vous constatez une augmentation progressive puis très brutale de la température du palier, qui atteint rapidement 100°C sans se stabiliser. 1/ Énumérer les actions immédiates que vous prenez.

et en préciser les points suivants : -

4e QUESTION (valeur = 8)

Précautions particulières pour la protection du personnel et du matériel.

2/ Etablir une procédure de remplacement des coussinets du palier intermédiaire de ligne d'arbre puis expliquer en quoi consiste la mesure de la charge supportée par ce palier

-

Démontage de la soupape.

-

Visite des éléments de la soupape, outillage spécifique nécessaire.

-

Précautions et essais lors de la remise en service.

(Pour ce faire, vous évoquerez les conditions initiales de réalisation, l'outillage nécessaire, le principe de la mesure, l'interprétation des résultats relevés ci-dessous).

Vous pouvez vous aider de schémas de principe pour vos explications. Ne pas aborder le démontage de la pompe de commande hydraulique.

2e QUESTION (valeur = 8 points) Visite de piston 1/ Expliquer pourquoi le nombre d'heure de fonctionnement n'est pas le seul critère qui doit orienter le choix d'une visite de piston de moteur diesel. 2/ Indiquer quels sont les éléments de maintenance préventive utilisés dans le cas : -

d’un moteur lent 2 temps

-

d’un moteur 4 temps

3/ Indiquer quels sont les éléments documentaires mis à jour à l’issue d’une opération de visite de piston. 4/ Expliquer ce qu’est le ressuage et pourquoi il peut-être utile lors de la visite d’un piston.

Machine II : conduite optimisée, installations particulières, situations particulières (valeur 20 points)

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Ingénieur d'armement et chef mécanicien (valeur 20 points) 5e QUESTION (valeur = 8) Diagramme cause à effet d’ISHIKAWA ou des 5M. 1/ Préciser l’utilité de ce type de diagramme ? 2/ Définir les domaines appelés les 5 M. 3/ Dans le cas d’une avarie sur une tête de bielle de moteur 4 temps, donner un exemple de diagramme cause à effet. Donner au moins une cause par domaine. 4/ Préciser à quoi correspond le 6e M qui est parfois ajouté.

6e QUESTION (valeur = 12) Réduction des émissions polluantes 1/ Désigner les paramètres de combustion sur lesquels il faut agir pour diminuer la quantité de NOx produite, puis indiquer l'influence que cela génère sur les performances énergétiques globales du moteur.

Corrigé Mars 2010: 1ere question Précautions : veiller au port des EPI, le risque est important lors de la manutention, le clapet peut descendre de manière inopinée, laisser un flexible d’air 7 bars raccordé lors du levage. Le risque est de blesser du personnel et de voiler le clapet si il vient à heurter un élément. Engager le vireur, virer le moteur pour ne pas être en attaque sur la came d’échappement, isoler l’air de lancement, l’huile mouvements, l’eau douce et vidanger partiellement le cylindre. Démonter le flexible hydraulique a l’aide du palan. Démontage : se fait à l’aide de vérins hydrauliques serrant les tirants sur la culasse ; La manutention se fait au pont roulant (anneau de levage ou palonnier sur les tirants) ; Reposer la soupape sur des planches, démonter la partie hydro pneumatique supérieure ; Dégager la les demi-lunes et lever la lanterne a l’aide du pont roulant en veillant au passage des presse étoupes de queue de soupape ; Séparer le siège de la lanterne ; Visite : Contrôle des alésages des chemises des pistons, des différents joints, des portages. Utilisation des gabarits pour le clapet et le siège, mesures au jeu de cale Rectification des portages du clapet et du siège à la meule au diamant sur les tours spéciaux (a faire au mouillage ou a quai sans vibrations). Remplacement des joints des chambres d’eau, nettoyage des canaux de réfrigération du siège. Contrôler la douille du guide de soupape et remplacer si nécessaire.

2/ Donner le principe de fonctionnement ainsi que les avantages et inconvénients des systèmes de réduction des NOx suivants : -

Injection d’eau après la turbosoufflante (WET pack)

-

Injection d’eau dans le combustible.

-

Injection d’ammoniaque dans un pot catalytique (SCR)

-

Diminution de l’avance à l’injection.

-

Re-circulation des gaz d’échappement (EGR).

Les remontages se font en ordre inverse en veillant a ne pas endommager les presses étoupes de queue de soupape lors du passage de l’épaulement des demi-lunes. L’étanchéité siège clapet est testée en mettant en pression pneumatique : contrôle au jeu de cales, fermer l’air, le clapet doit rester fermé une heure. Le clapet doit s’ouvrir si on manœuvre la soupape de sécurité. Mettre en pression pneumatique avant de mettre en pression hydraulique. Régler le temps d’ouverture par le clapet de décharge de la pompe, éviter le cognement. 2e question 1/ Des dégradations inattendues peuvent venir d’un dysfonctionnement de l’injecteur en dehors des intervalles de visite et encrasser le cylindre et les segments. 2/ 2 T : inspection du piston par les lumières (segmentation et tête de piston), SIWAP de Wartsilä / SULZER (usure et rotation des segments), températures d’échappement, mesure des pression maxi. 4T : inspection endoscopique par le trou de l’injecteur, démontage de la culasse, températures d’échappement, mesure des pression maxi. 3/ Feuille de relevés, procédures ISM, logiciel GMAO. 4/ pulvérisation d’une poudre pour trouver des fissures, permet de détecter une fissure de la tête de piston.

Nota : 1. Aucun document n'est autorisé. 2. Délits de fraude : "Tout candidat pris en flagrant délit de fraude ou convaincu de tentative de fraude sera immédiatement exclu de la salle d'examen et risque l'exclusion temporaire ou définitive de toute école et d'une ou plusieurs sessions d'examens sans préjudice de l'application des sanctions prévues par les lois et règlements en vigueur réprimant les fraudes dans les examens et concours publics".

3e question 1/ - Récupération d’énergie : chaudière récupératrice, turbo-alternateur, turbine a gaz additionnelle, PTI, économiseur sur l’air de suralimentation, bouilleur sur ed ht. - Evolutions techniques : common rail, pompes doubles corps, VIT, suralimentation séquentielle, VTA, convertisseur statique de fréquence.

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3/ Opération de pesée de la ligne d'arbre 2/ Il faut regarder le rendement global du moteur: eff global = P eff sur l’arbre + (P elec attelé x attelé) / qmc x pci Un moyen de comparaison habituel est donné par la consommation spécifique SFOC Pour une consommation de combustible C donnée, une augmentation de la SFOC est à attribuer à une dégradation des performances de l'appareil propulsif ou à un défaut de fonctionnement.

Mesure de la charge appliquée sur un palier = peser de ligne d'arbre. Conditions initiales: pas de modification de gîte, d'assiette pendant la mesure ou de chargement. Pas de transfert pendant la pesée. Matériel nécessaire: vérin hydraulique, comparateur au 1/100 de mm.

3/

Opération: Placer le vérin sous la ligne d'arbre en son centre. Placer le comparateur sur le dessus de la

Si on connaît la puissance effective et la vitesse du navire en m/s, la poussée sur la butée permet de connaître les performances de l’hélice. e

4 question

ligne d'arbre et le caler à zéro. Augmenter doucement la pression du vérin hydraulique pour soulever la ligne d'arbre et enregistrer les valeurs de pression et de déplacement du comparateur. Soulever la ligne d'arbre d'environ 0.3 mm. Poursuivre les enregistrements pression, déplacement comparateur, en relachant progressivement la pression du vérin.

1/ Mesures immédiates Vérifier la lubrification du palier et la réfrigération du palier. Vérifier le capteur de température. Si l'information de température est correcte, demander à la passerelle l'autorisation de ralentir puis de stopper rapidement le navire. Informer la passerelle que la situation est critique et que l'opération de maintenance sera lourde (24 heures dans le meilleur des cas). Il faut donc mettre le navire en sécurité en rejoignant si possible à allure très lente, une zone de mouillage proche. Informer le service technique de la situation. Regarder si le navire possède des coussinets de remplacement. Le remplacement d'un coussinet n'est à envisager qu'en dernier recours car il faudra faire une pesée de toute la ligne d'arbre à l'issue de

Interprétation des résultats: L'analyse des courbes obtenues montre un point d'inflexion très marqué. Le premier segment de droite est peu pentu et traduit la déformation de la ligne d'arbre qui reste en appui sur le coussinet inférieur (forte augmentation de pression, pour un déplacement faible). Le deuxième segment caractérise la levée de la ligne d'arbre qui s’est décollée du coussinet inférieur. Toute la charge est alors supportée par le vérin. Les courbes de montée en pression et descente en pression présentent de l'hystérésis, due aux frottements, mais sont parallèles. La prolongation de ces deux segments de droite, coupe l'axe des abscisses en deux points qui indiquent le décollement de la ligne d'arbre du coussinet inférieur. Le centre de ces deux points donne donc la charge appliquée à la ligne d'arbre en appliquant la formule: F = 100 x P x S x C avec F en kN, P en bar, S surface du vérin en m 2, C facteur correctif.

l'opération de maintenance et reprendre le lignage de celle-ci. 5e question 2/ Opération de remplacement des coussinets

1/ Il permet de rechercher les différentes causes possibles d’une avarie.

Matériel nécessaire: vérin hydraulique, comparateur au 1/100 de mm, palans. Opération: Isoler la lubrification et la réfrigération du palier. Interdire toute rotation de la ligne d'arbre, en embrayant le vireur sur un moteur sans embrayage, en isolant l'air de la soupape auto de lancement du moteur et en enclenchant la sécurité de stop. Placer le vérin sous la ligne d'arbre en son centre. Placer le comparateur sur le dessus de la ligne d'arbre et le caler à zéro. Augmenter doucement la pression du vérin hydraulique pour soulager la ligne d'arbre. Ne pas dépasser une levée de 0,3 mm. Soulever le chapeau de palier et retirer le coussinet supérieur. Faire glisser le coussinet inférieur et le retirer.

2/ •Machines : c'est tout ce qui nécessite un investissement, du matériel, des locaux, du gros outillage. •Main d'oeuvre : c'est l'ensemble du personnel •Méthodes : ce sont les gammes, les modes d'emploi, les notices, les instructions écrites ou non. •Matières : c'est tout ce qui est consommable (les matières premières, les fluides, les énergies). •Milieu : c'est l'environnement physique et humain. Les conditions de travail, l'ergonomie, les relations, les clients, problèmes de fournisseurs. 3/ Machines : défaut de fabrication, pièce ancienne (corrosions). Main d’œuvre : défaut de mise en place de la bielle (serrage excessif, mauvais jeux). Méthodes : Notice technique absente ou dans une langue incompréhensible. Matières : huile de mauvaise qualité, coussinets non conformes aux spécifications. Milieu : basse pression de lubrification non signalée par le pressostat, graviner défaillant. 4/ Mesures : capteurs défaillants, mauvaise prise des jeux.

Le remplacement des coussinets nécessite une reprise complète du lignage de la ligne d'arbre. Dans la mesure du possible, il est préférable de conserver les coussinets d'origine si ceux ci ne sont pas trop endommagés.

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6e question

baisse de rendement par chute des Pmax.

1/ Paramètres de combustion pour réduction des NOx

•EGR (Exhaust Gas Recirculation) Re-circulation des gaz d'échappement: principe: Re-circulation des gaz d'échappement après réfrigération entrainant une baisse de la teneur en oxygène, une combustion plus lente et donc des températures de combustion plus faible. Limite: La teneur en souffre des FO limite ce procédé car de la corrosion apparaît ainsi qu'une augmentation des dépôts trop rapide dans le moteur, liée à la mauvaise qualité du combustible. D'autre part, à forte charge, des émissions de suie importantes sont observées.

Diminution des températures de combustion (formation de NOx pour des températures aux points chauds > 1200°C). Exemple: diminution de l'avance à l'injection ou par réfrigération de l'air de balayage . Diminution de la concentration d'oxygène. Exemple: re-circulation des gaz d'échappement (inerte gaz). Conséquence: diminution des performances énergétiques globales du moteur dans tous les cas. La baisse de température de combustion génère une augmentation des suies et particules émises. La limitation de la formation de NOx est une histoire de compromis entre performance et émission polluante. 2/ Différents procédés • Injection d'eau par pulvérisation dans l'air de balayage: principe: Humidification de l'air de balayage jusqu'au point de saturation de l'air. La pression partielle de vapeur d'eau produite réduit la pression partielle d'oxygène introduite dans la chambre de combustion. Le procédé n'est pas très efficace pour des températures d'air de balayage faible car la quantité d'eau introduite est très limitée. Procédé utilisé sur des moteurs 4 temps fonctionnant au DO ou gazoil ainsi que sur les dual fuel moteur en fonctionnement gaz. HAM system (Humid Air Motor). Pas de réfrigérant d'air après TS donc possibilité d'augmenter fortement la quantité d'eau adjointe. Les températures de cycle n'augmentent pas significativement puisque la capacité thermique du mélange air, eau est plus importante. •Injection d'eau par émulsion dans le combustible: principe: Introduction d'eau avant les pompes à combustible. Conséquence: modification des buses d'injecteur (plus large) pour augmenter le débit massique injecté. Utilisation de produit émulsifiant si utilisation avec du DO. •SCR: principe: Selective Catalitic Reduction. Les NOx sont transformés en des produits inoffensifs (eau et azote) par réaction chimique avec de l'ammoniac pur (NH3) ou de l'urée. limite: Quantité d'ammoniac utilisée dépendant de la production de NOx et donc de la charge moteur.Température de la réaction à maintenir entre 300°C et 500°C. Si température trop basse, la réaction est trop lente et pour les combustibles souffré, du sulphate d'ammonium encrasse et corrode le catalyseur. Pour des températures trop haute, NH3 brûle sans réagir avec les NOx. Nécessité de doser précisément les injections de NH3 pour éviter les rejets à l'atmosphère de cette substance polluante. Mesure de NOx émis nécessaire pour ajustement de NH3. Existance d'une contre pression à l'échappement. Pour les combustibles souffré, S réagit avec l'eau, résultat de la catalyse pour former du SO2 ou SO3 corrosif et polluant. • Diminution de l’avance à l'injection: principe: baisse des Pmax et Température par diminution de l'avance à l'injection. Le début de la combustion apparaissant plus tard, les gaz chauds sont moins comprimés avant que le piston soit au PMI. conséquence:

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DESMM-O1

juin 2010

Machine II : conduite optimisée, installations particulières, situations particulières (valeur 20 points)

DIPLOME D’ETUDES SUPERIEURES DE LA MARINE MARCHANDE

3e QUESTION (valeur = 8) Efficacité énergétique des navires

Module énergie-propulsion Epreuve Machine I et II, Ingénieur d'armement

On considère un navire équipé d’un moteur lent deux temps MAN de 60000 kW entraînant un ligne d’arbre avec une hélice à attaque directe. Le navire est équipé des équipements suivants :

(Durée : 3 heures) _______

-

Un alternateur attelé.

Machine I : technique de contrôle et de visite des appareils (valeur 20 points)

-

Un « turbo efficiency system » combinant une turbine à gaz d’échappement attelée à une turbine à vapeur.

1re QUESTION (valeur = 14 points)

-

Un convertisseur statique de fréquence agissant sur les pompes eau de mer et eaux douces.

Visite de l’ensemble piston/bielle d’un moteur 4 temps Exposer le principe de la maintenance de l’attelage mobile d’un moteur quatre temps et en préciser les points

1/ Expliquer en quoi ces systèmes permettent de réduire la consommation énergétique globale du navire. 2/ Exposer les modes de conduite de ces systèmes afin d’optimiser la consommation énergétique globale du

suivants :

navire. Préciser en justifiant vos réponses, les pertes énergétiques éventuellement encourues par une mauvaise

1/ Précautions particulières pour la protection du personnel et du matériel.

utilisation de l’installation.

2/ Démontage de l’ensemble piston bielle. 3/ Visite du piston. 4e QUESTION (valeur = 12)

4/ Visite de la bielle. 5/ Précautions et essais lors de la remise en service.

Fonctionnement avec un cylindre en avarie sur un moteur 2 temps

6/ Indiquer quels sont les éléments documentaires mis à jour à l’issue d’une opération de visite de piston.

Exposer les dispositions à prendre au niveau des différents organes et circuits d’un cylindre en avarie dans les

Vous pouvez vous aider de schémas de principe pour vos explications. 2e QUESTION (valeur = 6 points) Expliquer le principe d’action et l’intérêt des deux systèmes de contrôle suivants : -

La magnétoscopie. L’analyse vibratoire.

cas suivants: -

Blow-by aux segments ou fuite soupape d’échappement.

-

Fêlure de chemise ou culasse.

-

Avarie sur palier de tête de bielle.

-

Avarie grave sur le piston, rechange non disponible.

Citer au moins deux exemples d’application pour chaque système de contrôle.

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Ingénieur d'armement et chef mécanicien (valeur 20 points) 5e QUESTION (valeur = 12) Loi de Pareto ou des 20 / 80 et arbre de décision. 1/ Expliquer, dans le cadre d’une maintenance préventive de navire, en quoi consiste cette loi. 2/ Définir l’utilité d’un arbre de décision. 3/ Utiliser les deux éléments d’analyse précédents pour organiser la maintenance des composants suivants de la machine d’un porte-conteneurs de grande dimension :

Corrigé juin 2010 1ere Question 1/ Port des EPI, attendre le refroidissement en cas d’ouverture après échauffement d’un palier ou d’une alarme graviner (20 min). Isoler le dispositif de lancement : commande locale, vanne principale d’air de lancement, bouteille 30 bars, vireur engagé. Disposer des chiffons pour absorber l’huile qui pourrait s’écouler sur le parquet après ouverture de la porte de carter. 2/ Isoler ED HT, vidanger partiellement le moteur, déculasser, enlever la bague antipolissage. - bielle en 2 parties : desserrer les écrous hydrauliques de la tête de bielle, virer le moteur sur le côté, récupérer le chapeau de tête de bielle (s’aider de vérins ou glissières), sortir le piston en nettoyant la tête de piston et en fixant le dispositif de levage sur la rainure supérieure de la couronne du piston. Protéger la chemise pour ne pas la rayer avec la bielle (fixation d’un patin).

- cylindres du moteur principal, - attelages du moteur principal, - bouilleur, - compresseur d’air 30 bars,

- bielle en 3 parties (Wartsila 46, 50 et 64) : au PMI desserrer 3 écrous hydrauliques du pied de corps de bielle, virer au PMS, desserrer le 4 écrou, fixer l’outil de levage sur la rainure supérieure et sortir le piston au palan en protégeant la chemise.

- climatisation des emménagements.

- désolidariser la bielle du piston en sortant l’axe de piston (bielle en l’air).

e

6 QUESTION (valeur = 8)

3/ A l’aide d’un gabarit, prendre les jeux a la coupe, jeux de battement, vérifier l’état des gorges (sales démonter les segments et nettoyer). Si les gorges sont matées démonter le piston (desserrage en croix), vérifier le portage avec la jupe. Contrôler le débouché des orifices de graissage et des retours du racleur.

Traitement des eaux de ballast En vous appuyant sur la réglementation en vigueur, exposer les différentes méthodes de gestion des eaux de ballastage. Préciser les registres et déclaration à établir.

Nota : 1. Aucun document n'est autorisé. 2. Délits de fraude : "Tout candidat pris en flagrant délit de fraude ou convaincu de tentative de fraude sera immédiatement exclu de la salle d'examen et risque l'exclusion temporaire ou définitive de toute école et d'une ou plusieurs sessions d'examens sans préjudice de l'application des sanctions prévues par les lois et règlements en vigueur réprimant les fraudes dans les examens et concours publics".

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4/ Remonter la bielle et sont chapeau a vide en serrant au couple, contrôle de l’alésage par 3 mesures : 1 verticale et 2 en biais a 20° de la coupure des deux coussinets (moyenner). Contrôler l’état des coussinets (film d’étain intact) et leur épaisseur en 6 points. Mesurer l’alésage de la bague du pied de bielle. Vérifier le flambage éventuel. 5/ Vérifier les états de surface de la bague antifriction, et de l’axe du piston Remonter les segments avec l’écarteur Huiler les surfaces, veiller au passage des segments dans la chemise avec un cône de guidage Protéger la chemise particulièrement sur les moteurs en V Respecter les pressions de serrage Contrôler le jeu du palier de tête de bielle Mettre en pression l’huile du moteur et vérifier que l’huile redescend du piston Procéder au rodage préconisé en cas de changement de segments (paliers sur 12 heures) 6/ Noter l’intervention au journal machine, mise a jour de l’historique GMAO, remplir la fiche ISM si elle est dissociée, remplir les documents de la société de classification si l’intervention est liée aux procédures de maintien de classe.

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2e question La magnétoscopie : on pulvérise une poudre spéciale et on soumet la pièce a un champ magnétique. Une irrégularité du métal se matérialise par une accumulation de poudre. Cela permet de détecter les fissures externes et les inclusions invisibles de l’extérieur. Exemple : recherche de fissure sur un engrenage, paillette dans le métal d’un arbre de transmission. L’analyse vibratoire : 1/ on enregistre le bruit rayonné par une machine tournante pour obtenir un spectre de fréquence : étude du bruit rayonné par les sous-marins nucléaires 2/ on mesure les vibrations par un capteur d’accélérations : mesure d’un palier de pompe pour vérifier l’état d’un roulement a billes. 3e question 1/ L’alternateur attelé permet produire de l’énergie électrique a partir du moteur principal qui a un rendement de 10 à 20% supérieur a celui d’un DA. L’économie est encore supérieure si le DA consomme du MDO. Sont fonctionnement fait également économiser sur la maintenance des DA. On le met en service lorsque la vitesse du moteur est stabilisée pour ne pas perturber le réseau. En manœuvre il est dédié en barres séparées au fonctionnement des propulseurs. Si le statisme est mal paramétré, on peut avoir des démarrages fréquents des DA. En cas de gros temps, les variations de vitesse amènent a des black-out fréquents ce qui engendrent des surcoûts de consommation et de maintenance. 2/ Le TES est possible depuis l’amélioration des rendements des turbosoufflantes. L’énergie cinétique en excès a l’échappement est dirigée vers une turbine a gaz d’échappement accouplée a une turbine a vapeur alimentée par la chaudière récupératrice. Les deux appareils s’aident a entraîner un alternateur commun ce qui limite les pertes par rapport a deux alternateurs individuels. L’électricité est dirigée vers le réseau bord en complément de l’électricité de l’alternateur attelé. En cas d’excès, l’alternateur se transforme en moteur synchrone et peut fournir de la puissance à l’arbre (jusqu'à 4% de P nominale). Ce dispositif permet d’améliorer le rendement du moteur qui est annoncé a 55% par les constructeurs au lieu de 50%. Il faut surveiller la pression vapeur car une demande excessive du TA ferait démarrer la chaudière de mouillage (coût du kW électrique supérieur). 3/ Le csf permet de ralentir les pompes pour optimiser les débits d’eau dans les appareils en fonction de l’allure et des conditions extérieures (t air et em). On allège ainsi la consommation électrique ce qui permet faire fonctionner le TA en autonomie et éventuellement de renvoyer de la puissance a l’arbre par l’alternateur attelé fonctionnant en moteur synchrone. Le risque consiste a trop limiter le débit dans les aeroréfrigérants, augmenter la température de balayage et ainsi faire monter la consommation spécifique de combustible du MP.

. Relever la pompe hydraulique. . Isoler l’air de lancement sur le cylindre. . Suspendre le piston et la crosse au plafond de carter . Dételer la bielle, la sortir ou la fixer sur le côté du carter. . Isoler l’arrivée d’huile sur la crosse. . Régler l’huile cylindre sur zéro. - Avarie de piston sans rechange . Relever la pompe à combustible. . Maintenir fermer la soupape d’échappement grâce au ressort pneumatique, . Relever la pompe hydraulique. . Isoler l’air de lancement sur le cylindre. . Extraire le piston et la crosse. . Dételer la bielle, la sortir. . Isoler l’arrivée d’huile sur la crosse. . Régler l’huile cylindre sur zéro. 5e Question 1/ 80% des coûts de maintenance étant dus a 20% des appareils (zone A), on va concentrer la politique de maintenance préventive sur ces appareils ce qui permet de réduire les coûts de 25% par rapport a une politique purement corrective. 2/ L’arbre de décision est utilisé pour déterminer le type de maintenance a choisir pour un appareil en fonction de : la sécurité du personnel, l’importance pour le fonctionnement de l’ensemble, la facilité de détection de la panne et la maintenabilité. 3/ - Cylindres du moteur principal : possibilité de fonctionnement avec un cylindre en avarie, Coûts de maintenance importants si on se limite au correctif : injecteur peut détruire un piston par effet chalumeau. Maintenance conditionnelle pour la partie combustion : contrôle réguliers par les lumières, instrumentation (t echt) pour la surveillance continue de la combustion, Maintenance préventive systématique a échéances espacées des grands éléments. - Attelage du MP : contrôles difficiles, immobilisation du navire en cas de problème, risque pour le personnel (explosion de carter). Capteurs : graviner + température paliers pour la détection en continu Maintenance préventive systématique + maintenance conditionnelle par contrôles a intervalles réguliers - Bouilleur : dysfonctionnement à incidence faible, interventions faciles, coûts réduits Maintenance préventive systématique espacée, peu d’instrumentation.

4e Question - Blow-by aux segments ou fuite a la soupape d’échappement : . Relever la pompe à combustible et laisser le reste en service. - Fêlure de chemise ou culasse : . Relever la pompe à combustible. . Bloquer la soupape ouverte par outil spécial, isoler l’air 7 bars, pompe hydraulique relevée, . Air lancement isolé, . Piston en mouvement, huile mouvement en service, huile cylindre en service.

- Compresseurs d’air 30 bars : redondance des appareils, Maintenance préventive systématique espacée. - Climatisation : maintenance corrective sauf pour le compresseur. Le plan de maintenance préventive est très espacé.

- Avarie palier de tête de bielle . Relever la pompe à combustible. . Maintenir fermer la soupape d’échappement grâce au ressort pneumatique,

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6e Question Convention internationale du 13 février 2004 standards D1 et D2. D1 : - Remplacer le ballastage a 95% en renouvelant 3 fois l’équivalent du volume. - Opérer a plus de 200 milles des cotes et par plus de 200 m de fond, a défaut 50 milles et 200 m. - Prévoir des zones de remplacement et possibilité par l’état du port d’imposer un détour pour remplacer le ballastage. D2 : - Traiter le ballast pour qu’il reste moins de 10 organismes / m3 d’une taille >= 50 microns. - Traiter le ballast pour qu’il reste moins de 10 organismes / ml d’une taille < 50 microns. - Décharger une eau avec moins de x cfu (colony forming unit) / 100 ml en fonction de l’espèce. - Utiliser des biocides de traitement de ballast chimiques ou biologiques reconnus par l’OMI. Chaque navire doit mettre en place un plan de gestion des eaux de ballast et tenir un registre des eaux de ballast du même type que le registre des rejets d’hydrocarbures. Cette mise en place est progressive de 2009 à 2016. Procédés : Ils associent des procédés : - chimiques : la désoxygénation, la carbonation, l’électrolyse, la chloration, l’ozone, la saturation en azote, les UV, la cavitation, le bisulfite de sodium. - mécaniques : renouvellement, filtration. Exemples : - Renouvellement séquentiel - Renouvellement en sur remplissage - Système Pure Ballast Alfa-Laval - Système SEDNA de Hamann - Système Venturi Oxygen Stripping de NEI - Système RWO de Veolia - Système Ocean Saver - Système Blue ballast - Navire sans ballast - Navires a ballast libres - Traitement des eaux de ballasts a terre.

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