Théorie de serrage

Théorie de serrage
Le rôle des vis et écrous
Les éléments de fixation filetés
sont utilisés dans tous les secteurs
pour assembler des produits allant
des conduites aux engins de
terrassement à usage industriel, des
grues aux ponts, etc. Leur principe
de fonctionnement est le suivant: ils
créent une force de serrage exercée
sur tout l’assemblage qui est capable
de subir les conditions d’utilisation,
sans se desserrer.
Le comportement des vis
et écrous
La Loi de Hooke en physique
Zone
élastique
Zone
plastique
Contrainte
Niveau ultime
de résistance
en traction
Charge d’essai
Rupture
du goujon
Niveau de
résistance
en traction
L’élasticité a été définie par la loi de
Hooke en physique: la contrainte
exercée sur un goujon est directement
proportionnelle à sa déformation. Le
rapport contrainte-déformation d’un
goujon possède une zone d’élasticité
et un zone plastique. Au sein de la
zone d’élasticité, la loi de Hooke est
vraie.
Tout l’allongement appliqué au sein de
la zone d’élasticité disparaît lorsqu’on
supprime la charge. L’allongement
augmente lorsque la charge appliquée
augmente. Lorsqu’un goujon est tendu
au-delà de sa charge d’essai (charge
maximale sous laquelle un boulon se
comportera de manière élastique),
l’allongement élastique se transforme
alors en une déformation plastique
Déformation
Charge uniforme (charge résiduelle)
La précharge
Pas assez serré
La fonction principale d’un goujon ou
d’un écrou est d’attacher ensemble
plusieurs éléments avec une force
adéquate pour éviter que ces
éléments ne se desserrent.
Le terme précharge désigne la charge
exercée sur un goujon immédiatement
après son serrage.
Trop serré
1. Le goujon se desserre en raison de charges
cycliques vibratoires.
2. Surface d’étanchéité.
3. Pas de compression.
4. Déchirure.
5. Rotation de bride.
6. Limite élastique des boulons.
7. Compression excessive du joint d’étanchéité.
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Les goujons correctement serrés se
servent de leurs propriétés élastiques;
pour être efficaces, ils se comportent
comme des ressorts. À l’application
d’une charge, le goujon s’étire et
essaie de retrouver sa longueur
d’origine. Ceci crée une force de
compression à travers tous les
composants de l’assemblage.
L’importance de la précharge (charge
résiduelle) est essentielle, car il
se peut que le joint se casse, si la
charge exercée sur le boulon est trop
élevée, trop faible ou pas exercée
uniformément sur tous les goujons.
qui ne sera plus proportionnelle à la
contrainte et surtout définitive.
Cet allongement permanent apparaît
au point appelé limite d’élasticité.
Lorsqu’on applique une charge
additionnelle, le goujon atteint son
point de rupture, c’est ce qu’on
appelle la résistance ultime en
traction (Ultimate Tensile Strength,
UTS). L’application d’une force
additionnelle au-delà de ce point
UTS entraînera la poursuite de
l’allongement du goujon jusqu’à sa
rupture. La valeur à laquelle le goujon
se rompt est appelé le niveau de
résistance en traction.
Faites particulièrement attention à
la classe du goujon, car les goujons
présentent des classes différentes
selon la zone d’élasticité.
Les charges inégales exercées sur
les goujons peuvent donner lieu aux
situations suivantes:
•Certains goujons peuvent être
desserrés, alors qu’une charge trop
importante s’exerce sur d’autres.
• Un joint d’étanchéité écrasé d’un
côté, alors qu’il y a une fuite de
l’autre côté.
Généralement, la précharge est
déterminée par la conception de la
bride et du joint, voir eBis (Integrité
de joints boulonnés) pour plus
d’information concernant les types
de joints courants ou contactez votre
représentant local.
www.enerpac.com
Théorie de serrage
Les méthodes de serrage
Il existe deux méthodes principales de serrage: le serrage "non contrôlé" et le serrage "contrôlé".
Le serrage non contrôlé
Le serrage contrôlé
1. Serrage au couple
Cette méthode utilise du matériel
et/ou des procédures sans moyen de
mesurer la force exercée. La précharge
est appliquée sur un assemblage de
goujons et d’écrous au moyen d’un
marteau et d’une clé à frappe ou
d’autres types d’outils à choc.
Cette méthode a recours à du matériel
calibré et doté de dispositifs de mesure,
suivant des procédures établies et par
un personnel formé.
Il existe deux techniques principales:
le serrage au couple et le serrage par
tension.
La précharge est exercée de manière
contrôlée sur un assemblage de
goujons et d’écrous par l’écrou et
grâce à un outil.
2. Serrage par tension
La précharge s’exerce sur un
assemblage de goujons et d’écrous en
serrant le goujon sur un plan axial au
moyen de l’outil de mise en tension.
Les avantages du serrage contrôlé
Les charges exercées sur les goujons
sont connues, contrôlables et précises
L’utilisation en toute sécurité dans le
respect des procédures stipulées
Cette méthode a recours à des outils
aux résultats contrôlables et s’appuie
sur des calculs pour déterminer les
paramètres d’outillage nécessaires.
Ce mode opératoire supprime le
serrage manuel non contrôlé et tous les
dangers que cette méthode comporte;
il requiert des opérateurs compétents
qui respectent les procédures.
Uniformité de la charge exercée sur
les goujons
Cette uniformité est particulièrement
importante sur les brides avec joints
d’étanchéité, car une compression
égale et constante est nécessaire pour
que ce type de joint soit efficace.
Cette méthode réduit le temps
d’utilisation, ce qui améliore la
productivité
La méthode réduit, par ailleurs, la durée
de serrage et la fatigue de l’opérateur
en remplaçant l’effort manuel par
l’utilisation d’outillage contrôlé.
Des résultats fiables et répétables
L’utilisation de matériel calibré et testé,
en suivant les procédures et en utilisant
des opérateurs compétents, permet
d’obtenir les résultats escomptés de
manière constante.
Des résultats garantis/attendus dès la
première tentative
Le fait de s’assurer que l’assemblage
et le serrage des brides effectuent
correctement dès la première fois
permet d’éliminer de nombreuses
incertitudes concernant les ruptures de
joints en service.
Solutions de serrage
Pour en savoir plus sur le serrage de
couple ou sur d’autres méthodes de
serrage, visitez notre site enerpac.com
Logiciel de calcul de serrage
Un logiciel gratuit en ligne qui permet d’assurer
l’intégrité des assemblages boulonnés. Base
de données complète contenant les données
suivantes:
• Joints à brides BS1560, MSS SP44,
API 6A et 17D
• Matériaux et configurations courantes de joints
d’étanchéité
• Gamme complète de matériel de boulonnage
• Gamme complète de lubrifiants
• Matériel de serrage contrôlé Enerpac
comprenant les outils suivants: multiplicateurs de
couple, clés hydrauliques et vérins tendeurs.
Vous pouvez également saisir des données
personnalisées portant sur vos assemblages.
Le logiciel propose des options de sélection d’outil,
de calcul de charge exercée sur les goujons et de
paramètres de pression exercée par les outils, ainsi
qu’une fiche de données d’utilisation et un rapport
de fin de travaux.
Visitez le site www.enerpac.com pour consulter notre logiciel de serrage en ligne
gratuit et obtenir de l’information sur le choix des outils, les calculs de charge des
boulons et les paramètres de pression d’outil. Une fiche de données d’utilisation,
accompagnée d’un rapport d’exécution, sont également disponibles.
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