Nos 10 astuces de sécurisation
Pour obtenir l’assemblage vissé le plus sûr, de nombreux facteurs sont à prendre en compte. Afin de parvenir au meilleur résultat, et pour fêter le dixième numéro de Bolted, nous vous donnons dix astuces qui résument les conseils approfondis fournis dans ces dix éditions. Notez qu’il s’agit de conseils généraux qui ne s’appliquent pas forcément à tous les assemblages vissés.
1 : Taille et CLASSE - « Choisissez la bonne combinaison de taille et de classe de boulon »
En matière d’assemblages vissés, la taille n’est pas forcément synonyme de qualité. De même, un boulon de classe supérieure ne constitue pas toujours une amélioration. L’important, c’est la combinaison de ces deux facteurs.
« Si tout le monde choisissait la bonne taille et le bon matériau pour ses boulons, il ne serait pas nécessaire d’ajouter des solutions de sécurisation des assemblages », affirme Bill Eccles, fondateur du site boltscience.com.
Il explique que la taille et la classe du boulon peuvent avoir des effets positifs ou négatifs sur la précontrainte. Lorsque vous avez opté pour la bonne combinaison et que vous avez bien serré la fixation, cette précontrainte joue un rôle essentiel dans la sécurité de votre assemblage vissé. « Vous pouvez utiliser un boulon plus grand avec une classe inférieure ou une fixation plus petite avec une classe plus élevée, précise-t-il. Les deux solutions peuvent convenir. » Si vous envisagez différents types de conception, les ingénieurs de Nord-Lock peuvent vous aider.
2 : DETARAGE - « Créez de l’élasticité pour compenser le détarage »
Le DETARAGE est l’un des principaux facteurs de desserrage des boulons. Trois causes peuvent l’expliquer : le tassement des surfaces rugueuses ou irrégulières, la relaxation (lorsque des matériaux comme les polymères ou les composites deviennent plus compacts) et le fluage (le matériau se déplace ou se déforme lorsqu’il est soumis à des tensions ou à des températures élevées). Ces trois phénomènes entraînent une perte de la précontrainte et peuvent conduire à la défaillance de l’assemblage vissé.
Le détarage est un problème de plus en plus fréquent car les assemblages vissés sont exposés à des températures et à des charges toujours plus élevées tandis que les composants sont de plus en plus souvent fabriqués en matériaux composites, en plastique ou en aluminium.
Pour Robin Senn, ingénieur commercial chez Nord-Lock en Suisse, la solution est double : « Pour compenser le détarage, les surfaces doivent être lisses et dures, et vous devez introduire de l’élasticité dans l’assemblage, par exemple en utilisant les rondelles Nord-Lock X-series ou les tensionneurs à vis multiples Superbolt. »
Les MJT Superbolt et la technologie de blocage multifonctionnelle de Nord-Lock augmentent l’élasticité de l’assemblage pour réduire le détarage.
3 : Lubrification - « Choisissez la bonne lubrification pour votre application »
On n’insistera jamais assez sur l’importance de la lubrification en matière d’assemblages vissés. En effet, elle réduit la dispersion des frottements ainsi que le ratio couple/précontrainte. La lubrification simplifie également l’installation et le retrait du boulon tout en allongeant sa durée de vie.
Hidenori Araki, ingénieur d’application à Nord-Lock Inc., aux États-Unis, recommande d’appliquer un lubrifiant sous la tête de l’écrou et sur la partie filetée engagée de la vis.
Le plus important, insiste-t-il, est de choisir le bon produit pour votre application. « Il faut par exemple tenir compte de sa composition chimique, de son impact sur la santé et sur l’environnement, des intervalles de température pour la maintenance et du coefficient de frottement. Consultez les recommandations d’utilisation fournies par le fabricant du lubrifiant. »
4 : Conception/maintenance - « Privilégiez le coût du cycle de vie »
À l’étape de conception d’un projet, les entreprises sont souvent confrontées à un dilemme : réduire les coûts de fabrication en faisant appel à des solutions moins chères ou réaliser des économies à long terme en investissant dans des produits de meilleure qualité.
Martin Lindbäck, directeur des projets de R&D chez Siemens Industrial Turbomachinery, insiste : « Ne vous intéressez pas seulement aux coûts initiaux. Si vous réalisez les bons investissements dès le départ, les économies seront plus importantes par la suite, et vos clients seront plus satisfaits. »
C’est la démarche qu’a adoptée Siemens lorsqu’il a fallu choisir une solution de sécurisation des assemblages pour ses turbines à gaz à plusieurs millions d’euros. L’entreprise a donc investi dans les rondelles bloquantes et les tensionneurs Superbolt de Nord-Lock. Elle a ainsi fait des économies à l’étape de l’assemblage tout en réduisant considérablement ses coûts de maintenance au cours du cycle de vie des turbines.
5 : Revêtements - « Tenez compte du revêtement pour améliorer votre assemblage vissé »
Bien qu’ils ne mesurent que quelques micromètres d’épaisseur, les revêtements peuvent améliorer les performances d’une fixation de plusieurs façons : en offrant une protection contre la corrosion, en réduisant les frottements et en conférant un aspect plus esthétique. Il existe de nombreux types de revêtements, les couches obtenues par galvanisation étant les plus simples et les plus rentables. Lorsque cela ne suffit pas, il est possible d’utiliser des alliages de zinc. Si vous avez besoin d’une protection encore plus élevée, les revêtements multicouches à paillettes de zinc sont recommandés.
Alors, quel revêtement choisir pour votre application ? Pour Csaba Madru, ingénieur du secteur pétrole et gaz à Nord-Lock, certaines caractéristiques du revêtement sont plus importantes que d’autres. « Choisissez d’abord un revêtement en fonction de la protection contre la corrosion qu’il offre, ensuite, tenez compte du facteur “frottements” (vous pouvez toujours compenser en ajoutant du lubrifiant), et enfin, prenez en considération l’aspect esthétique. »
6 : Produits authentiques - « Investissez dans un produit authentique, sans quoi vous le paierez cher »
Des chaussures aux smartphones, les copies bon marché et les contrefaçons de marchandises fleurissent un peu partout. Les assemblages vissés n’échappent pas au phénomène.
En investissant dans un produit authentique comme les rondelles bloquantes Nord-Lock, vous obtenez un article qui est sur le marché depuis longtemps et qui a fait ses preuves en termes de performance et de qualité.
Les produits Nord-Lock authentiques peuvent être identifiés grâce à un marquage au laser. Si vous n’êtes pas sûr d’avoir acheté une véritable fixation Nord-Lock, contactez votre bureau des ventes local qui pourra effectuer des vérifications.
« Comme souvent dans la vie, en matière d’assemblages vissés, vous en avez pour votre argent, explique Frida Cullin, manager des centres techniques Nord-Lock. Le prix d’achat d’un produit authentique est peut-être plus élevé mais vous réalisez des économies à long terme car la solution est plus fiable et réduit vos coûts de maintenance et de réparation. »
7 : Qualité - « Travaillez avec des partenaires réputés pour leur expertise »
Il existe des milliers de solutions d’assemblage. Pourtant, même les plus utilisées pour une application peuvent ne pas être appropriées pour des températures ou des intervalles de pression spécifiques. C’est pourquoi il est primordial de trouver des partenaires qui vous aident à choisir des matériaux fiables et des fixations adéquates.
Peter Fjordman, de Bolt Securing, explique : « Le rappel d’un produit peut avoir des conséquences non négligeables sur les coûts et sur l’image de la marque. Ainsi, lorsque je lis un article sur un accident causé par une fuite du système de ventilation, je me dis que l’entreprise n’avait peut-être pas choisi la bonne solution de fixation. »
« Pour obtenir d’excellents produits, il faut travailler avec des partenaires réputés pour leur expertise, qui privilégieront la qualité plutôt qu’un profit rapide », affirme M. Fjordman.
Nord-Lock est réputé pour sa fiabilité et a reçu plusieurs certificats de qualité et diverses homologations pour des applications exigeantes comme les plateformes offshore, l’énergie et le transport.
8 : Corrosion - « Tenez compte de la corrosion dès que vous commencez à concevoir l’assemblage vissé »
On dit qu’il n’y a que deux certitudes dans la vie : la mort et les impôts. On peut pourtant y ajouter une troisième : la corrosion. Tous les produits métalliques fabriqués à partir de fer ou d’acier finissent par rouiller et par se désintégrer lorsqu’ils entrent en contact avec l’oxygène et l’eau. « La corrosion apparaîtra forcément au bout d’un moment, affirme Christian Rabe de Dörken MKS-Systeme, une société qui développe des systèmes de protection anticorrosion en couche mince. Toutefois, il est possible de stopper sa progression. »
L’un des moyens consiste à appliquer une protection cathodique : un matériau moins noble (par exemple le zinc) est sacrifié. Il existe également des protections non cathodiques.
D’après l’expert, en matière de corrosion, il n’y a pas de réponse simple. « La seule solution serait d’installer vos pièces dans un endroit au climat désertique très sec », plaisante-t-il.
Nord-Lock propose une large gamme de couches de protection et de traitements de surface ainsi que plusieurs nuances d’aciers inoxydables et d’alliages à base de nickel.
9 : Réutilisation - « Si vous devez réutiliser un assemblage, lubrifiez-le »
Réutiliser ou ne pas réutiliser, telle est souvent la question. Il est plus pratique, notamment sur le terrain, de réutiliser des fixations plutôt que de remplacer des tailles et des classes de qualité de boulons divers. C’est également moins coûteux.
Toutefois, il est difficile de savoir si les assemblages utilisés sont abîmés et peuvent casser. Pour vérifier si le boulon que vous pensez réutiliser est en bon état, Lena Kalmykova, ingénieure d’application à Nord-Lock, recommande une inspection visuelle. « Si vous constatez des signes de corrosion, évitez, si possible, de réutiliser la fixation. Même chose si vous repérez une détérioration visible du filet. »
« Parfois, vous n’avez d’autre choix que de réutiliser temporairement une fixation abîmée. Si vous devez réutiliser un assemblage, lubrifiez-le, insiste Mme Kalmykova. Dans une certaine mesure, le lubrifiant protège contre la corrosion. Si le filet est endommagé, la lubrification permet d’atteindre la précontrainte requise jusqu’à ce que vous puissiez installer une nouvelle fixation. »
10 : Précontrainte et serrage - « Choisissez le bon outil et la bonne séquence »
Le niveau de précontrainte détermine la capacité d’un assemblage vissé. Il est donc essentiel de définir le niveau de précontrainte requis pour un assemblage et de l’appliquer grâce à une méthode et à une séquence de serrage adaptées.
La précontrainte doit être suffisante pour que les pièces assemblées ne bougent pas et ne se séparent pas, mais elle doit rester inférieure à la limite d’élasticité du matériau pour éviter l’encastrement des surfaces en contact et l’arrachement du filet.
Zouhair Chaib, expert technique principal à Nord-Lock France, explique qu’il est important de distinguer la capacité statique et dynamique d’une vis. En effet, il est possible qu’une fixation résiste à une charge statique élevée mais à une charge dynamique faible. Il est donc essentiel que la précontrainte soit élevée pour réduire les effets du niveau de contrainte dynamique appliqué à l’assemblage.
« Lors du serrage, il est capital de choisir un outil et une séquence de serrage permettant d’obtenir la précontrainte spécifiée par l’ingénieur concepteur », insiste M. Chaib.
Les ingénieurs Nord-Lock fournissent des solutions complètes en matière d’assemblages vissés, qu’il s’agisse de vous aider pour la conception et la sélection de produits ou de fournir une assistance sur site.
Notez qu’il s’agit de conseils généraux qui ne s’appliquent pas forcément à tous les assemblages vissés.
