Norme ISO 24616:2020 sur les grues et systèmes hydrauliques
L'ISO 24616:2020 « Appareils de levage à charge suspendue — Systèmes hydrauliques — Principes de conception et exigences de sécurité » est la norme de référence complète pour les systèmes hydrauliques de grues. Elle définit les principes de conception, les exigences de sécurité, la sélection des composants et les méthodes d'essai applicables aux systèmes hydrauliques, couvrant l'ensemble du cycle de vie des grues mobiles, des grues à tour et des grues industrielles.
Principes de conception des systèmes hydrauliques
Les principes de conception énoncés par l'ISO 24616:2020 pour les systèmes hydrauliques de grues sont les suivants — Principe de sécurité prioritaire — la conception du système hydraulique doit garantir qu'aucun mode de défaillance (y compris la détérioration de la pompe hydraulique, la rupture d'une tuyauterie, la coupure de l'alimentation électrique, etc.) ne puisse entraîner une perte de contrôle de la grue (chute libre de la charge suspendue ou descente incontrôlée de la flèche). Principe de sécurité intrinsèque — privilégier les dispositifs de sécurité mécaniques ne dépendant ni de l'alimentation externe ni de la commande électronique (tels que les valves de blocage hydraulique et les valves d'équilibrage), et adopter une conception redondante pour les circuits de sécurité (double circuit ou soupapes de sécurité en parallèle).
Principe de protection contre les défaillances — en cas de dysfonctionnement, le système doit revenir automatiquement à un état sûr ou se maintenir dans sa position de sécurité (par exemple, la valve d'équilibrage verrouille automatiquement le vérin hydraulique en cas de perte de pression dans le circuit de pilotage). Principe de maintenabilité — les composants hydrauliques doivent être disposés dans des emplacements facilement accessibles pour l'inspection et la réparation ; les tuyauteries hydrauliques doivent être équipées de prises de pression et de purgeurs d'air ; le réservoir hydraulique doit comporter un indicateur de niveau, un thermomètre d'huile et un filtre magnétique. La norme exige également que la pression de service nominale du système hydraulique ne dépasse pas 85 % de la pression nominale de la pompe hydraulique, et que la pression de service continue ne dépasse pas 70 %.
Soupapes de sécurité et dispositifs de verrouillage
Exigences de la norme relatives aux composants de protection de sécurité du système hydraulique — Valve d'équilibrage — une valve d'équilibrage doit être installée sur les vérins de levage et de variation de portée ; sa pression de tarage doit être comprise entre 1,3 et 1,5 fois la pression générée par la charge. La valve d'équilibrage doit être montée directement sur le vérin (sans interposition de tuyauterie), afin de verrouiller la charge même en cas de rupture de tuyauterie. Valve de blocage hydraulique — des valves de blocage hydraulique bidirectionnelles doivent être installées sur les vérins des stabilisateurs afin d'empêcher tout repli intempestif des stabilisateurs pendant les opérations de levage ; la pression de tarage de la valve de blocage hydraulique doit être ≥ 1,25 fois la pression nominale du système.
Limiteur de pression — un limiteur de pression doit être installé à la sortie de chaque pompe hydraulique ; sa pression de tarage ne doit pas dépasser 1,1 fois la pression nominale du système. Valve de protection contre la rupture de tuyauterie — des valves de protection contre la rupture de tuyauterie doivent être installées sur les conduites d'aller et de retour du moteur de levage et des vérins ; elles se ferment automatiquement lorsque le débit dépasse 1,5 fois la capacité nominale. La norme exige également que toutes les soupapes de sécurité soient munies d'un dispositif de plombage ou de verrouillage, afin d'empêcher toute modification non autorisée des réglages par l'opérateur.
| Composant de sécurité | position d'installation | Valeur de consigne | Mode de fonctionnement | redondanceexigences |
|---|---|---|---|---|
| valve d'équilibrage | Levage / Hissage/Variation de portée Vérin | 1.3~1.5Charge multiple | Verrouillage par décompression de l | Indépendance de chaque vérin |
| valve de blocage hydraulique | Vérin de stabilisateur | ≥1.25Multiple de la valeur nominale | Double pilotage hydraulique Clapet Anti-Retour | Verrouillage bidirectionnel |
| Limiteur de Pression | Pompe Hydraulique Orifice de sortie | ≤1.1Multiple de la valeur nominale | Piloté/Action directe | Par pompe1Unité |
| Valve anti-rupture | Moteur hydraulique/Conduite de vérin | ≥1.5Débit multiple | Fermeture par déclenchement de débit | Circuit critique |
| Valve anti-cavitation | Vérin hydraulique Fond | Ouverture par dépression | Appoint anti-cavitation | —— |
Filtration et contrôle de la contamination
La norme impose des exigences précises en matière de filtration et de contrôle de la contamination du système hydraulique. La précision de filtration de l'huile hydraulique doit être au minimum de classe NAS 8 (ISO 4406 18/15/13) pour le mécanisme de levage, et de classe NAS 9 pour les systèmes hydrauliques généraux. Concernant les filtres : le filtre de retour doit avoir une précision ≤ 10 μm, le filtre haute pression ≤ 5 μm (≤ 3 μm pour les systèmes à servovalve), et le filtre d'aspiration ≤ 100 μm. Chaque filtre doit être équipé d'une vanne de dérivation et d'un indicateur de colmatage (alarme ou signalisation lorsque la pression différentielle dépasse le seuil défini).
Performances de l'huile hydraulique et intervalle de remplacement — l'huile doit être de type anti-usure (HM) ou basse température (HV). La classe de viscosité est choisie en fonction de la température ambiante : VG46 pour -20 °C à +40 °C, VG32 pour -30 °C à +30 °C, VG68 pour 0 °C à +50 °C. L'intervalle de remplacement est de 2 000 heures ou une fois par an en environnement normal, et de 1 000 heures en environnement sévère. Lors de la vidange, le réservoir et la tuyauterie doivent être soigneusement nettoyés ; la nouvelle huile doit être filtrée à la classe NAS 7 avant injection. Contrôle de la température : la plage de fonctionnement optimale est de 30 à 55 °C ; au-delà de 65 °C, arrêter la machine et vérifier le système de refroidissement.
Méthodes d'essai et exigences d'inspection
Les essais du système hydraulique prévus par la norme comprennent l'essai d'étanchéité, l'essai diélectrique, l'essai fonctionnel et l'essai de rendement. Essai d'étanchéité : maintenir une pression égale à 1,25 fois la pression de service nominale pendant 10 min et vérifier l'absence de fuite au niveau des joints statiques. Essai diélectrique : maintenir une pression égale à 1,5 fois la pression de service nominale pendant 3 min et vérifier l'absence de déformation permanente ou de rupture. Essai fonctionnel : tester successivement la fluidité, la rapidité de réponse et les positions limites de chaque mécanisme — le mécanisme de levage doit effectuer au moins 5 cycles de montée/descente, le mécanisme d'orientation au moins 3 rotations complètes dans chaque sens, et le mécanisme de relevage de la flèche au moins 3 courses complètes.
Avant livraison, les systèmes hydrauliques des grues de Kelude sont soumis à l'ensemble des essais conformément à la norme ISO 24616:2020 ; les données de contrôle sont archivées pour consultation. L'assemblage du système hydraulique est réalisé dans un atelier à propreté maîtrisée — classe de propreté ambiante 10 000, tuyauterie hydraulique nettoyée à la classe NAS 7, et composants hydrauliques vérifiés au compteur de particules avant assemblage. Le système hydraulique utilise des joints et des raccords de tuyauterie importés, ce qui réduit efficacement le taux de fuite.
| Essai Projet | conditions d'essai | critères d'évaluation | Inspection Type |
|---|---|---|---|
| Étanchéité Caractéristique Essai | 1.25Pression multiple×10min | Sans fuite | sortie d'usine Contrôle intégral |
| essai diélectrique | 1.5Pression multiple×3min | Aucundéformation permanente | Essai de Type |
| essai fonctionnel | Totalcourse×3~5Fois | Fonctionnement stable | sortie d'usine Contrôle intégral |
| Niveau de propreté Détection | Compteur de particules | NAS (norme australienne)≤8Classe | sortie d'usine Contrôle intégral |
| Rendement Essai | conditions nominales Test | Rendement du système≥80% | Essai de Type |
Questions fréquentes
Q : Quels sont les principes de conception fondamentaux du système hydraulique d'une grue ?
A : Le principe de sécurité prime — aucun mode de défaillance ne doit entraîner une perte de contrôle de la charge ; le principe de conception intrinsèquement sûre — privilégier les dispositifs de sécurité mécaniques ; le principe de sécurité en cas de défaillance — retour automatique à un état sûr en cas de panne ; le principe de maintenabilité — disposition des composants facilitant l'inspection et la réparation.
Q : Pourquoi la valve d'équilibrage doit-elle être montée directement sur le vérin hydraulique ?
A : Le montage direct de la valve d'équilibrage sur le vérin hydraulique élimine tout risque de perte de contrôle de la charge en cas de rupture de canalisation. Si la valve d'équilibrage est reliée au vérin par une conduite, la rupture de celle-ci neutralise la valve, ce qui peut entraîner une chute libre de la charge. Le montage direct constitue la solution de sécurité la plus fiable.
Q : Comment choisir la précision de filtration du système hydraulique ?
A : Mécanisme de levage ≥ niveau NAS 8 (norme ISO 4406 18/15/13), systèmes généraux ≥ niveau NAS 9. Filtre de retour ≤ 10 μm, filtre haute pression ≤ 5 μm. Une précision de filtration insuffisante accélère l'usure des composants hydrauliques. Les systèmes hydrauliques Kelude sont équipés de série de filtres haute pression.
Q : Que faire si la température de l'huile hydraulique dépasse 65 ℃ ?
A : Arrêter immédiatement la machine et vérifier le système de refroidissement (radiateur, ventilateur de refroidissement, obstruction du circuit d'huile), les fuites internes excessives de la pompe hydraulique et la température ambiante. Après avoir éliminé la panne, attendre que la température de l'huile revienne à la normale avant de redémarrer. Une température élevée prolongée accélère l'oxydation et la dégradation de l'huile hydraulique.
