ISO 24038:2020 — Fatigue des grues
L'ISO 24038:2020, « Évaluation de la durée de vie en fatigue des structures en acier de grue », est une norme d'évaluation de la fatigue fondée sur la méthode des courbes S-N. Elle couvre l'analyse du spectre de charge, les contraintes, les courbes S-N, l'accumulation des dommages selon Miner et l'évaluation de la durée de vie.
Procédure d'évaluation de la fatigue
Le spectre de charge est déterminé par mesure sur site ou estimé selon la Classe de Fonctionnement. L'analyse des contraintes repose sur la méthode des éléments finis ou des mesures par jauges de déformation. Les courbes S-N indiquent : 160 MPa pour le métal de base, 125 MPa pour les joints meulés, 112 MPa à l'état brut de soudage, 100 MPa pour les soudures d'angle et 80 MPa pour les joints en croix. La limite d'endurance est de 2×10⁶ cycles. Le dommage selon Miner est calculé par D=∑ni/Ni ; un résultat D≤1,0 est jugé sûr. Les coefficients de sécurité sont de 1,25 pour les zones non inspectables visuellement, 1,5 pour les applications avec personnel et 2,0 pour le levage de personnes. Kelude Industries Lourdes propose des services d'évaluation de la fatigue des structures en acier.
Méthode des contraintes au point chaud
Pour les raccords soudés complexes, une extrapolation est effectuée à 0,4t et 1,0t du pied de soudure. La valeur FAT est de 100 MPa. Si D>0,7, des contrôles renforcés sont recommandés ; si D>0,9, une évaluation complète est nécessaire. Kelude Industries Lourdes propose des services d'évaluation de la fatigue comprenant la mesure du spectre de charge, l'analyse S-N et l'évaluation des contraintes au point chaud, avec remise d'un rapport détaillé.
| détail | FAT |
|---|---|
| métal de base | 160 |
| meulage à plat | 125 |
| état brut de soudage | 112 |
| soudure d'angle | 100 |
| croix | 80 |
| Coefficient de sécurité | valeur |
|---|---|
| spectre de calcul | 1.25 |
| non visible à l | 1.5 |
| transport de personnes | 2.0 |
La méthode d'évaluation de la fatigue définie par l'ISO 24038:2020 s'applique à l'évaluation de la sécurité et à la gestion de la structure en acier de grue sur l'ensemble de son cycle de vie. La procédure d'évaluation débute par la collecte du spectre de charge. Pour les grues en service, il est recommandé de recourir à des mesures in situ : des jauges de contrainte, placées aux points critiques, enregistrent les données temporelles de charge sur au moins un cycle de service complet. Les points de mesure couvrent les zones sensibles à la fatigue telles que la section médiane de la poutre principale, les raccords d'extrémité et les extrémités des raidisseurs. La durée d'acquisition en chaque point est d'au moins 30 min, incluant les conditions de service à vide, en pleine charge et en mouvements combinés. Pour les grues de nouvelle conception, l'estimation peut être effectuée à partir du facteur de spectre de charge caractéristique correspondant à la Classe de Fonctionnement selon la norme ISO 4301. L'analyse des contraintes est réalisée par la méthode des éléments finis, avec un modèle structurel raffiné dont le maillage est resserré à l'épaisseur de tôle dans les zones de soudure, afin de capturer avec précision le gradient de contrainte.
Le choix de la courbe S-N conditionne directement la précision de l'évaluation de la durée de vie en fatigue. La norme fournit cinq valeurs recommandées de classes FAT selon la classification détaillée des joints soudés, allant de 160 MPa pour le métal de base à 80 MPa pour les assemblages en croix, soit un rapport de un à deux. Dans la pratique, une réduction doit être appliquée en fonction du niveau de qualité de soudure : un cordon de soudure ayant satisfait au contrôle non destructif par ultrasons de niveau I peut voir sa classe FAT relevée d'un cran, tandis qu'un cordon de niveau II conserve la valeur caractéristique. L'expérience industrielle de la règle du dommage cumulé de Miner montre que lorsque le facteur D atteint 0,7 à 0,8, la fréquence de détection doit être renforcée et des contrôles non destructifs plus détaillés doivent être effectués. Lorsque D s'approche de 1,0, une réparation ou un remplacement doit être planifié avant la défaillance de la structure. Kelude Industries Lourdes propose des services d'évaluation de la fatigue et de gestion de la durée de vie des structures en acier, incluant la mesure in situ du spectre de charge, l'analyse et la sélection des courbes S-N, ainsi que l'évaluation des contraintes aux points chauds, avec remise d'un rapport complet d'évaluation de la durée de vie en fatigue.
Questions fréquentes
Q : Quelle est la procédure d'évaluation de la fatigue ?
A : Spectre de charge, contrainte, courbe S-N, dommage cumulé de Miner D=∑ni/Ni. D≤1,0 est considéré comme sûr.
Q : Quelles sont les classes FAT ?
A : Métal de base 160, meulé 125, à l'état brut de soudage 112, soudure d'angle 100, assemblage en croix 80. Limite à 2×10⁶ cycles. Coefficient de sécurité de 1,25 à 2,0.
Q : Qu'est-ce que la méthode des contraintes aux points chauds ?
A : Extrapolation à partir des points situés à 0,4t et 1,0t du pied de soudure, FAT=100. Renforcement de la surveillance si D>0,7, contrôle complet si D>0,9.
Q : Quels services propose Kelude Industries Lourdes ?
A : Kelude Industries Lourdes fournit des services d'évaluation de la fatigue et de gestion de la durée de vie des structures en acier, incluant la mesure du spectre de charge, l'analyse des courbes S-N et l'évaluation des contraintes aux points chauds.
