Essai de charge et essai de type des grues GB/T 5905

Les essais de charge et les essais de type sont les moyens essentiels pour valider la qualité de fabrication, les paramètres de conception et les performances de sécurité d'une grue. Leurs méthodes d'essai, leurs critères d'acceptation et leurs procédures opératoires doivent être strictement conformes aux dispositions de la norme ISO 4306 (Appareils de levage — Spécifications et procédures d'essai) et aux règles relatives aux essais de type des appareils de levage. Le présent article expose de manière systématique l'intégralité du processus des essais de charge et des essais de type — préparation, conditions requises, étapes opératoires, enregistrement des données et critères de conformité — afin de fournir aux inspecteurs de grues et aux utilisateurs une référence opérationnelle complète.

Types d'essais et domaines d'application

Préparation avant essai

Avant de procéder aux essais de charge, les préparatifs suivants sont requis : la zone d'essai doit être plane et stable, les rails d'essai doivent être conformes aux exigences de la norme ISO 4306, les butées en extrémité de rail doivent être en bon état et la hauteur libre de sécurité doit satisfaire aux conditions d'essai. La charge d'essai est constituée de poids étalons (masses en fonte ou blocs de béton) ou d'un dispositif de levage d'essai dédié ; la masse de la charge doit être calibrée et accompagnée d'un certificat d'étalonnage, avec une tolérance ne dépassant pas ±1 %. Les instruments d'essai comprennent : un capteur de déplacement ou un niveau de chantier (pour mesurer la flèche de la poutre principale, avec une précision d'au moins 1 mm), une jauge de contrainte (pour mesurer les contraintes dans les zones critiques, si applicable), un chronomètre (pour mesurer les temps de levage et de translation, précision 0,1 s), un ruban métrique (pour mesurer les courses et les positions, précision 1 mm), un thermomètre infrarouge (pour mesurer l'échauffement des moteurs et des variateurs de fréquence) et un multimètre (pour mesurer les paramètres électriques). L'équipe d'essai comprend au minimum un responsable d'essai, un opérateur de grue, un enregistreur de mesures et un agent de sécurité. Le responsable d'essai doit être titulaire d'une qualification d'inspecteur d'appareils de levage. Un protocole d'essai doit être établi au préalable, précisant les points de contrôle, les conditions d'essai, les étapes opératoires et les critères d'acceptation.

Essai à vide

L'essai à vide constitue la première étape des essais de charge ; il vise à confirmer le bon fonctionnement de chaque mécanisme sans charge. Les points de contrôle de l'essai à vide comprennent : trois cycles complets de levage et de descente du mécanisme de levage (vérification de la stabilité de la vitesse de levage et de descente, de la synchronisation de l'ouverture et de la fermeture des freins, de la rapidité de réponse et de la fiabilité des fins de course), deux allers-retours complets du mécanisme de translation du pont (vérification de la stabilité de translation, de l'alignement des roues du pont roulant avec les rails, de la fiabilité des tampons de translation du pont et des fins de course en extrémité), deux allers-retours complets du mécanisme de translation du chariot (vérification de la stabilité de translation du chariot, de la fiabilité des tampons du chariot et des fins de course en extrémité), ainsi qu'un essai de fonctionnement combiné des différents mécanismes simultanément (vérification de la capacité d'alimentation électrique et de la stabilité des communications du système électrique lors d'un fonctionnement multi-mécanismes). Pendant l'essai à vide, on vérifie que le bruit et les vibrations de chaque mécanisme restent dans les plages normales et qu'aucune fuite d'huile de lubrification n'est constatée aux points de graissage. Toute anomalie détectée lors de l'essai à vide doit être éliminée avant de poursuivre les essais.

Essai à charge nominale

L'essai à charge nominale est réalisé conformément aux dispositions de la norme ISO 4306, avec une charge de 110 % de la charge nominale. Procédure : la charge nominale (100 % Q) est d'abord soulevée à environ 100 mm du sol et maintenue pendant 10 minutes, puis la flèche au milieu de la portée de la poutre principale est mesurée ; la charge est ensuite augmentée à 110 % Q pour les opérations suivantes — trois cycles complets de levage et de descente du mécanisme de levage (vérification de la vitesse de levage et de la distance de freinage en descente, qui ne doit pas dépasser 1/5 de la distance de levage stable en une minute), deux allers-retours du mécanisme de translation du pont sur toute la portée (vérification de la stabilité de translation du pont et de la synchronisation des moteurs d'entraînement des deux côtés), deux allers-retours du mécanisme de translation du chariot sur toute sa course (vérification de la stabilité de translation du chariot et de la précision de positionnement), et un essai de fonctionnement combiné (levage + translation du pont + translation du chariot simultanément pendant au moins 5 minutes). Pendant l'essai, on mesure et enregistre : la flèche maximale au milieu de la portée de la poutre principale (sous charge nominale, elle ne doit pas dépasser L/700 à L/1000 selon la classe de fonctionnement), la déformation résiduelle (après déchargement, la déformation résiduelle de la poutre principale ne doit pas dépasser 0,1 % de la portée), le courant et l'échauffement des moteurs de chaque mécanisme, la distance de freinage et l'échauffement des freins, ainsi que les vitesses de translation et les niveaux sonores de chaque mécanisme.

Essai de charge statique

L'essai de charge statique est réalisé avec une charge de 125 % de la charge nominale ; il vise à vérifier la capacité portante de la structure principale de la grue et sa déformation résiduelle après mise en charge. Procédure : la charge est soulevée à environ 100 mm du sol et maintenue pendant 10 minutes, puis la flèche au milieu de la portée de la poutre principale est mesurée ; la charge est ensuite augmentée à 125 % de la charge nominale et maintenue pendant 10 minutes ; après déchargement, la flèche au milieu de la portée est à nouveau mesurée pour vérifier l'absence de déformation résiduelle. Critères de conformité de l'essai de charge statique : la poutre principale ne doit présenter aucune déformation plastique visible sous une charge de 125 % de la charge nominale, et la déformation résiduelle après déchargement ne doit pas dépasser 0,1 % de la portée (soit, pour une portée de 22,5 m, une déformation résiduelle maximale de 22,5 mm). Pendant l'essai de charge statique, on vérifie l'absence de fissures ou de décollements sur les cordons de soudure critiques de la poutre principale (soudure d'angle entre la semelle et l'âme, cordons de liaison entre les raidisseurs et l'âme, et cordons de liaison entre la poutre principale et les têtes de pont). L'essai de charge statique est généralement requis tant pour l'essai en usine que pour l'essai de type ; toutefois, pour l'essai en usine, un contrôle par échantillonnage est admis (première et dernière unité d'un même lot), tandis que pour l'essai de type, il doit être réalisé sur chaque unité.

Essai de charge dynamique

L'essai de charge dynamique est réalisé à 110 % de la charge nominale afin de vérifier la capacité de charge et les performances de sécurité de chaque mécanisme de la grue dans des conditions de fonctionnement dynamiques. Le cycle d'essai de charge dynamique est plus long que celui de l'essai à charge nominale, avec une durée de fonctionnement continu d'au moins 1 heure pour chaque mécanisme. Déroulement de l'essai : le mécanisme de levage effectue 10 cycles complets de levage et de descente (y compris un test d'arrêt d'urgence, avec un arrêt d'urgence pendant le levage et un pendant la descente, afin de vérifier la distance de freinage et la fiabilité du frein) ; le mécanisme de translation du pont effectue 10 allers-retours sur toute la course (y compris un démarrage en pleine charge et un arrêt d'urgence) ; le mécanisme de chariot effectue également 10 allers-retours sur toute la course ; enfin, un essai de fonctionnement combiné de tous les mécanismes est réalisé pendant au moins 30 minutes, simulant des cycles d'exploitation conformes aux conditions de travail réelles. Pendant l'essai de charge dynamique, on vérifie la stabilité de fonctionnement de chaque mécanisme, la fiabilité du freinage, l'échauffement et la cohérence de réponse du système de commande électrique. Après l'essai, on inspecte la poutre principale afin de détecter toute fissure de fatigue ou déformation anormale, on vérifie le serrage des boulons de liaison de chaque mécanisme et on s'assure que l'usure des garnitures de frein reste dans les limites normales.

Enregistrement des essais et rapport d'essai

Toutes les données de mesure et les observations doivent être consignées en détail pendant l'essai. Le rapport d'essai comprend au minimum les éléments suivants : les informations de base de la grue (modèle, capacité de levage, portée, hauteur de levage, classe de fonctionnement, numéro de fabrication), la date de l'essai et les conditions environnementales (température, humidité, vitesse du vent), le type de charge d'essai et sa masse réelle, les données de mesure de chaque projet d'essai (présentées sous forme de tableau, avec les valeurs de conception, les valeurs mesurées et l'écart en pourcentage), les anomalies éventuelles et les mesures correctives prises, ainsi que la conclusion de l'essai (conforme / non conforme, avec mention des points de non-conformité). Le rapport d'essai est archivé après signature du responsable de l'essai, validation par le responsable technique du fabricant et cachet de l'organisme d'inspection. Le rapport d'essai de type doit en outre être soumis à l'examen et à l'enregistrement de l'organisme d'inspection des équipements spéciaux. La durée de conservation du rapport d'essai ne doit pas être inférieure à la durée de vie de conception de la grue (généralement 20 ans).

Questions fréquentes sur les essais de charge