Norme GB/T 18438-2001 pour ponts à électro-aimant
La norme GB/T 18438-2001 « Appareils de levage — Électroaimants de levage » est la norme de produit applicable aux électroaimants de levage pour grues. Elle définit la classification, les exigences techniques, les méthodes d'essai et les règles d'inspection des électroaimants de levage, et s'applique aux électroaimants de levage à courant continu destinés à la manutention de matériaux ferreux (tôles d'acier, billettes, lingots, ferrailles, etc.).
La norme GB/T 18438-2001 est la norme spécifique aux électroaimants de levage pour appareils de levage. Elle précise leur classification, leurs exigences techniques, leurs méthodes d'essai et leurs règles d'inspection. L'électroaimant de levage est un dispositif de préhension utilisé pour le levage et le transport de matériaux ferromagnétiques tels que les tôles d'acier, les profilés et la ferraille. Il est largement employé dans les secteurs de la métallurgie et du traitement des ferrailles.
Classification et structure des électroaimants de levage
La norme GB/T 18438-2001 classe les électroaimants de levage selon leur usage et leur structure : les électroaimants circulaires (série MW) — à face de préhension circulaire, destinés à la manutention de matériaux ferreux irréguliers tels que les lingots, les billettes et la ferraille. C'est le type le plus répandu, avec des diamètres allant de Φ300 mm à Φ2000 mm, soit plus de 10 spécifications. Les électroaimants rectangulaires (série MR) — à face de préhension rectangulaire, conçus pour la manutention de matériaux ferreux allongés tels que les tôles, les profilés et les rails, avec des longueurs de 500 mm à 3000 mm. La capacité de levage est déterminée par la surface de la face de préhension et la densité de flux magnétique. Les électroaimants spéciaux — par exemple les électroaimants pour billettes (à disposition multipolaire adaptée à la forme allongée des billettes) et les électroaimants pour tôles (face de préhension plate avec plots antidérapants pour s'adapter à la surface lisse des tôles). Structure de base d'un électroaimant de levage : corps (en acier moulé ou en tôle d'acier soudée, offrant une bonne perméabilité magnétique), pôles magnétiques (en fer pur ou en acier à faible teneur en carbone, le circuit magnétique entre les deux pôles passant par le matériau à lever), bobine (en fil de cuivre ou d'aluminium enroulé autour des pôles, générant le champ magnétique lorsqu'elle est alimentée), boîte de jonction (étanche à l'eau et anti-poussière), protection d'isolation et oreilles de levage. La norme exige que l'indice de protection (IP) des électroaimants de levage soit au minimum IP55 (anti-poussière et résistant aux jets d'eau).
Exigences électriques et d'isolation
Exigences de la norme relatives au système électrique des électroaimants de levage : Alimentation électrique — les électroaimants de levage fonctionnent en courant continu (220 VCC ou 110 VCC), le courant alternatif étant converti en courant continu par un dispositif redresseur. L'alimentation en courant continu présente l'avantage d'un champ magnétique stable et de l'absence de pertes par courants de Foucault. Écart de tension nominale — l'électroaimant doit pouvoir lever normalement sa charge nominale pour un écart de tension nominale de ±10 %. Résistance d'isolement — la résistance d'isolement entre la bobine et le corps de l'électroaimant (mesurée avec un mégohmmètre de 500 V) doit être ≥5 MΩ à froid et ≥1 MΩ à chaud. Rigidité diélectrique — la bobine doit supporter, sans claquage ni contournement, une tension d'essai à fréquence industrielle (2 fois la tension nominale + 1000 V, pendant 1 minute) appliquée entre la bobine et le corps. Échauffement de la bobine — lorsque l'électroaimant est alimenté en continu à la tension nominale (selon le facteur de marche de conception, généralement FC = 50 %, soit 5 minutes sous tension / 5 minutes hors tension), l'échauffement de la bobine ne doit pas dépasser la limite admissible pour l'isolation de classe F (≤100 K). Dispositif de démagnétisation — l'électroaimant doit être équipé d'un dispositif de démagnétisation rapide (démagnétisation par inversion du courant). Après démagnétisation, le magnétisme rémanent de l'électroaimant doit être ≤5 % de la valeur admissible du magnétisme rémanent du matériau à lever, afin de garantir que la charge puisse être libérée correctement (sans rester collée à l'électroaimant).
Capacité de levage et coefficient de sécurité
Exigences de capacité de levage et de sécurité définies par la norme : Capacité de levage nominale — la capacité de levage nominale d'un électroaimant est la charge maximale admissible qu'il peut lever à la tension nominale, pour un matériau spécifié (tôle d'acier Q235 standard, épaisseur et état de surface définis). Pour les électroaimants à ferraille, la capacité de levage nominale correspond à la charge pouvant être levée lors de la manutention de ferraille ordinaire (ferraille en vrac et non une tôle entière) — elle ne représente généralement que 30 % à 50 % de la capacité de levage d'une tôle entière. Coefficient de sécurité — le coefficient de sécurité de l'électroaimant (rapport entre la force d'attraction statique et la capacité de levage nominale) doit être ≥2,5 (c'est-à-dire que la force d'attraction statique générée à la tension nominale doit être au moins 2,5 fois la capacité de levage nominale). Redondance — pour les électroaimants de levage utilisés pour la manutention de métal en fusion ou de matériaux critiques, une double bobine (bobine principale et bobine de réserve) ou une double alimentation (alimentation principale et alimentation de secours) est requise — si un circuit tombe en panne, l'autre doit maintenir la force d'attraction. Protection en cas de coupure de courant — l'électroaimant doit être équipé d'un dispositif de maintien magnétique (batterie ou supercondensateur) qui, en cas d'interruption de l'alimentation de la grue, bascule automatiquement sur l'alimentation de secours pour maintenir la force d'attraction pendant au moins 5 minutes, laissant ainsi à l'opérateur le temps nécessaire pour déposer la charge en toute sécurité. Kelude peut fournir une gamme d'électroaimants de levage adaptés aux besoins de manutention des aciéries et des parcs à ferraille.
Essais et inspections
Essais définis par la norme : Contrôle visuel — le corps de l'électroaimant ne doit présenter ni fissure, ni soufflure, ni dommage ; la boîte de jonction doit être correctement étanche. Essai d'isolement — la résistance d'isolement à froid doit être ≥5 MΩ. Mesure de la résistance de la bobine — la valeur de résistance en courant continu mesurée doit être conforme à la valeur de calcul (écart ≤±5 %). Mesure du courant à vide — le courant à vide est mesuré à la tension nominale et comparé à la valeur de calcul pour détecter un éventuel court-circuit entre spires. Essai de force d'attraction — la force d'attraction réelle de l'électroaimant est mesurée à la tension nominale à l'aide d'un bloc d'essai standard (tôle d'acier Q235, épaisseur et rugosité de surface définies) — elle doit être au moins égale à 2,5 fois la capacité de levage nominale. Essai d'échauffement — l'électroaimant est alimenté en continu dans les conditions nominales jusqu'à l'équilibre thermique, puis l'échauffement de la bobine est mesuré. L'essai de type ajoute l'essai de rigidité diélectrique, l'essai d'étanchéité (test d'arrosage IP55) et l'essai d'impact (simulation de conditions de choc). Inspection de routine en service — avant chaque poste de travail, vérifier l'état du câble et de la boîte de jonction (absence de dommages, isolation correcte) ; mesurer la résistance d'isolement une fois par mois ; vérifier la force d'attraction réelle une fois par trimestre (à l'aide d'un bloc d'essai).
| Paramètre | circulaire Ventouse(MW) | rectangulaire Ventouse(MR) |
|---|---|---|
| Ventouseforme | circulaire | rectangulaire |
| matériaux applicables | lingot d, ferraille, billette d | Tôle d'acier, profilé d, rail |
| diamètre/longueur | Φ300~2000mm | 500~3000mm |
| Coefficient de sécurité | ≥2.5 | ≥2.5 |
| usage courant Tension | 220VDC | 220VDC |
| Indice de Protection (IP) | IP55 | IP55 |
Questions Fréquentes
Q : Quels facteurs influencent la capacité de levage d'un électroaimant de levage ?
A : La capacité de levage d'un électroaimant de levage dépend principalement des facteurs suivants : 1) Le matériau et la température de la charge — l'acier à faible teneur en carbone offre la force d'adhérence maximale, suivi de l'acier à haute teneur en carbone, la fonte étant la plus faible ; au-delà de 600 °C, la capacité de levage diminue d'environ 50 à 70 % ; 2) L'état de surface du matériau — une tôle d'acier plane, exempte de corrosion et de revêtements, offre l'adhérence la plus élevée ; 3) La tension d'alimentation — une chute de tension de 10 % entraîne une réduction de la force d'adhérence d'environ 19 % ; 4) L'entrefer — chaque augmentation de 1 mm de l'écart entre la ventouse et le matériau réduit la force d'adhérence d'environ 15 à 25 %.
Q : Comment la sécurité est-elle garantie en cas de coupure de courant soudaine ?
A : La norme exige que l'électroaimant de levage soit équipé d'un dispositif de maintien magnétique de secours ou d'une alimentation de secours. Principe de fonctionnement : pendant le fonctionnement normal, des supercondensateurs ou des batteries sont chargés ; en cas d'interruption de l'alimentation principale, une commutation automatique vers l'alimentation de secours maintient le courant d'excitation de l'électroaimant, préservant ainsi la force d'adhérence pendant au moins 20 à 30 secondes, ce qui laisse à l'opérateur le temps de déposer la charge en toute sécurité. Les ponts à électro-aimant Kelude sont équipés de série de ce système de maintien magnétique de secours.
Q : Quel est le contenu de l'inspection quotidienne d'un électroaimant de levage ?
A : Inspection quotidienne : vérification de l'état du câble (absence de dommages), de l'étanchéité de la boîte de jonction et de l'état de surface de la ventouse (usure ou brûlures importantes). Inspection hebdomadaire : mesure de la résistance d'isolement de la bobine électromagnétique à l'aide d'un mégohmmètre (valeur ≥ 5 MΩ) et contrôle du bon fonctionnement du ventilateur de refroidissement. Inspection mensuelle : vérification de la capacité de levage réelle de la ventouse à l'aide d'un bloc d'essai étalonné (la force d'adhérence doit atteindre au moins 90 % de la capacité nominale). Inspection semestrielle : démontage et contrôle des connexions internes de la boîte de jonction pour détecter tout desserrage ou oxydation.
Q : À quels secteurs d'activité et conditions de service l'électroaimant de levage est-il applicable ?
A : L'électroaimant de levage est largement utilisé dans : 1) L'industrie sidérurgique et métallurgique — pour le levage et le transport de tôles d'acier, de brames, de profilés et de ferrailles, en association avec des ponts métallurgiques ; 2) Le secteur du recyclage des ferrailles — pour le chargement, le déchargement et le tri dans les parcs à ferrailles ; 3) L'industrie de la construction mécanique — pour le levage de grandes tôles d'acier et d'éléments de structure. Il n'est pas applicable au levage de matériaux à haute température (> 600 °C), aux métaux non ferreux (aluminium, cuivre et autres matériaux non magnétiques) ni aux environnements inflammables et explosifs. Pour le levage de tôles de grande longueur (≥ 10 m), il est recommandé d'utiliser plusieurs électroaimants de levage en parallèle.
