Comment un crochet de grue est-il testé ?

1.1 TRACTION

Un échantillon est soumis à une traction contrôlée, jusqu’à la rupture. Les tests de résistance à la traction sont réalisés au sein du laboratoire d’Irizar Forge, conformément à la norme UNE-EN ISO 6892-1:2010. Les propriétés qui sont directement mesurées sont les suivantes :

• La résistance à la traction : la contrainte maximale que peut supporter un matériau lors de la traction avant la rupture. 0,2 % est la contrainte appliquée (1 % pour l’acier inoxydable).
• Limite d’élasticité : la limite entre le comportement élastique et plastique d’un matériau. Avant d’atteindre la limite élastique, le matériau se déforme uniquement de façon élastique. ⟶ Il reprend sa forme lorsque la contrainte est supprimée.
• Allongement : mesure dans laquelle l’échantillon s’est déformé avant la rupture
• Striction : le ratio entre la section finale de l’échantillon dans la zone de fracture et la section initiale de l’échantillon

1.2 FLEXION PAR CHOC (Charpy)

Le test de flexion par choc sur éprouvette entaillée Charpy est un test normalisé à contrainte élevée qui détermine la quantité d’énergie absorbée par un matériau durant la rupture. Le test de flexion par choc sur éprouvette entaillée Charpy est réalisé au sein d’Irizar Forge, conformément à la norme UNE-EN ISO 148-1:2017. La température habituellement utilisée durant ce test est située entre la température ambiante et -40 °C, mais il peut être réalisé à n’importe quelle température.

1.3 HARDNESS

With an indenter tool, a force is applied on the material surface during a specific time. Then, the diameter of the mark of the indenter in the material is measured to calculate the hardness. A hardness test is carried out at Irizar Forge after heat treatment according to ASTM E-10-07 or UNE_EN ISO 6506-1:2015 standards.

Other additional non-mandatory destructive tests can be carried out (upon request):

• Chemical Analysis: this test aims to check the real chemical composition of the piece. The test can be carried out according to different standards, e.g:  ASTM E-415
• Grain size Analysis: determining the grain size and seeing if it is homogeneous can give information about the suitability of the applied thermomechanical treatments, as well as their mechanical properties. There are numerous standards under which the grain size can be determined, such as ASTM E-112 or UNE-EN ISO 643
• Fatigue Test: When cyclical loads are applied to a component, it can collapse, even if the applied load is lower than the material’s breaking load. fatigue tests help to determine the behaviour of the hook under conditions of cumulative cyclical loads. There are different standards for carrying out fatigue tests depending on the hook design parameters. A test bench is necessary to carry out this test
• Breaking Test: This test aims to know which is the load at which the hook collapses. A gradual tension is applied progressively that increases until the hook shows signs of collapse (cracks, plastic deformation or breaking). A test bench is necessary to carry out this test

1.3 DURETÉ

À l’aide d’un outil pénétrant, une force est appliquée à la surface du matériau pendant une durée spécifique. Ensuite, le diamètre de la marque laissée par l’outil sur le matériau est mesuré afin de déterminer la dureté. Le test de dureté est réalisé après le traitement thermique au sein d’Irizar Forge, conformément à la norme ASTM E-10-07 ou UNE-EN ISO 6506-1:2015.

D’autres tests destructifs complémentaires non obligatoires peuvent être réalisés (sur demande) :

• Analyse chimique : ce test vise à vérifier la composition chimique réelle de la pièce. Il peut être réalisé conformément à différentes normes, par exemple : ASTM E-415.
• Analyse de la taille du grain : permet de déterminer la taille du grain et de vérifier son homogénéité afin de produire des informations quant à l’adéquation des traitements thermomécaniques appliqués et à leurs propriétés mécaniques. Il existe différentes normes en vertu desquelles la taille du grain peut être déterminée, par exemple les normes ASTM E-112 ou UNE-EN ISO 643.
• Test de résistance à la fatigue : lorsque des charges cycliques sont appliquées à un composant, il peut s’effondrer, même si la charge appliquée est inférieure à la charge de rupture du matériau. Les tests de résistance à la fatigue aident à déterminer le comportement du crochet dans des conditions de charges cycliques cumulées. Il existe différentes normes applicables à la réalisation des tests de résistance à la fatigue, selon les paramètres de conception du crochet. Un banc d’essai est nécessaire pour réaliser ce test.
• Test de rupture : ce test vise à déterminer la charge à laquelle le crochet s’effondre. Une tension graduelle est progressivement appliquée et augmente jusqu’à ce que le crochet présente des signes d’effondrement (fissures, déformation plastique ou rupture). Un banc d’essai est nécessaire pour réaliser ce test.

TESTS NON DESTRUCTIFS

Nommés « NDT » (non destructive tests) dans le monde entier, ces tests mettent à l’épreuve l’intégrité de la pièce elle-même.

Les tests non destructifs obligatoires réalisés sont les suivants :

2.1 TU (test par ultrasons)

Cette technique d’inspection vise à détecter les irrégularités internes dans la pièce forgée. Cette méthode est fondée sur le phénomène de la réflexion d’ondes acoustiques (écho) lorsque des irrégularités sont détectées dans la structure de l’acier. L’onde est renvoyée à sa source (retour) si l’irrégularité se trouve dans une position normale par rapport au rayon incident. L’inspection par ultrasons est réalisée au sein d’Irizar Forge conformément à la norme EN-10228-3 ou ASTM A388.

2.2 Magnétoscopie (MPI, Magnetic Particle Inspection)

Cette technique d’inspection vise à détecter des irrégularités sur la surface de la pièce forgée composée d’un grade d’acier ferromagnétique. La surface de la pièce forgée est recouverte de poudre métallique (vaporisée à l’aide d’un pulvérisateur ou d’une solution aqueuse). Cette poudre magnétique s’accumule dans les irrégularités lorsqu’un courant électromagnétique est appliqué sur la pièce. Ensuite, sous une lumière ultraviolette, la poudre brille et prend une couleur luminescente qui permet de voir l’irrégularité en un coup d’œil. La magnétoscopie est réalisée au sein d’Irizar Forge conformément à la norme EN-10228-1 ou ASTM E709.

2.3 FAT (test d’acceptation en usine)

Ce test comporte différentes activités d’essai visant à garantir le fonctionnement correct des différents éléments. Parmi les vérifications les plus courantes figurent celle des vis du filetage du crochet avec écrou et le bon fonctionnement ouverture/fermeture des loquets de sécurité.

2.4 Test de la charge d’épreuve (PLT, Proof Load Test)

Obligatoire dans certains pays (par exemple aux États-Unis, en Grande-Bretagne et dans les pays du Commonwealth...) et pour certaines applications (secteurs offshore, sous-marin, amarrage, nucléaire...), il s’agit du test fondamental dans le cadre duquel une charge physique est appliquée au crochet fini réel au-delà de sa CMU (charge maximale d’utilisation) afin de s’assurer des coefficients de sécurité du produit (validation de la conception et de la géométrie) et de sa résistance. Ce test est effectué sur un banc d’essai spécifique, préalablement calibré, qui contrôle tous les paramètres tels que la charge, la durée et la position durant l’essai. Le test de la charge d’épreuve est réalisé sur le site d’Irizar Forge qui dispose de divers bancs d’essais selon la taille du crochet et la charge. Plusieurs règles s’appliquent à la réalisation du test de la charge d’épreuve, et chez Irizar Forge, les règles internationales en vigueur les plus reconnues s’appliquent pour réaliser le test selon l’ensemble des critères et spécifications du projet et de la conception.

Les résultats des tests destructifs et non destructifs obligatoires font partie intégrante du certificat EN10204-3.1 émis par le fabricant du crochet, lequel peut être validé par un tiers reconnu (LRS, BV, ABS, DNV) qui a préalablement inspecté les principaux procédés de production et tests ayant conduit à l’obtention du certificat EN10204-3.2. Afin d’en assurer la pertinence, le test de la charge d’épreuve est certifié séparément du 3.1-3.2 et indique le graphique de la charge, la durée de chargement et la charge progressive.