Le desserrage non-rotationnel
Une des caractéristiques des écrous et des boulons est qu’ils permettent de monter et de démonter des assemblages complexes selon les besoins. Toutefois, dans certaines conditions, un écrou ou un boulon peut se desserrer, entraînant des conséquences indésirables évidentes. Le desserrage automatique se produit lorsque l’écrou ou le boulon tourne sous l’effet des forces appliquées. Les mécanismes détaillés de ce phénomène ont été étudiés au cours des soixante dernières années. Le desserrage automatique des fixations filetées peut entraîner un démontage complet et une défaillance catastrophique. Les nombreux dispositifs de verrouillage disponibles visent tous à éliminer, ou du moins à réduire, cette possible rotation de la fixation.
Introduction
Le desserrage est défini comme une réduction de la précharge dans la fixation (la précharge étant la charge de traction dans le boulon) par rapport à son état initial serré. Il existe un autre type de desserrage qui peut se produire en plus du desserrage rotationnel. Le desserrage non-rotationnel se produit lorsqu’aucun mouvement relatif n’intervient entre les filets internes et externes, c’est-à-dire, sans rotation, mais avec une perte de précharge. Une perte partielle de précharge tend à se produire sur toutes les liaisons boulonnées, certains types de liaisons étant toutefois plus susceptibles à une perte significative que d’autres.
Comment se produit un desserrage non-rotationnel ?
Le desserrage non-rotationnel peut survenir en raison de la déformation de la fixation elle-même ou de la liaison après l’assemblage. La charge de serrage agissant sur une liaison existe grâce à la précharge créée par l’extension axiale de la fixation. L’extension de la fixation et la compression de la liaison sont élastiques, elles peuvent varier. Après l’assemblage, des changements dans l’extension de la fixation et la compression de la liaison peuvent entraîner une perte de précharge et donc de la fiabilité de l’assemblage. Ces changements sont réversibles, si ils sont dus à l’expansion thermique différentielle du boulon par rapport à la liaison, ou permanents, si ils proviennent de la déformation plastique, du fluage ou de la relaxation des contraintes.
Les principales causes de desserrage non-rotationnel
Il existe plusieurs causes de desserrage non-rotationnel, toutes impliquant soit un allongement supplémentaire du boulon, soit une perte de compression de la liaison après l’installation. Les termes de « relaxation » et de « tassement » sont parfois utilisés comme termes généraux pour inclure certains types de desserrage non-rotationnel pouvant se produire dans le boulon et la liaison. Les principales causes de ce type de desserrage sont :
-
Enfoncement : Déformation plastique localisée qui se produit sous la face de l’écrou, dans les faces de la liaison et dans les filets en raison de l’aplatissement plastique de la rugosité de surface.
-
Relaxation des contraintes : Forme de fluage se produisant lorsqu’une contrainte élevée présente dans un boulon est relâchée avec le temps, généralement à une température élevée. La contrainte est relâchée avec une réduction subséquente de la précharge du boulon.
-
Fluage : Caractéristique d’un matériau à se déformer de façon permanente sous une contrainte continue. Le fluage peut se produire dans le matériau de la liaison elle-même, dans les joints d’étanchéité au sein de la liaison et dans toute peinture sur les éléments composant la liaison.
-
Contrainte de roulement excessive : Si la contrainte de surface causée par la charge de serrage est trop élevée, l’effondrement de la surface se produit, entraînant une perte de l’allongement du boulon et donc une perte de précharge.
-
Expansion thermique différentielle : Les boulons sont généralement serrés à température ambiante, bien qu’ils puissent fonctionner à des températures élevées ou cryogéniques. Si les matériaux de la liaison et du boulon diffèrent, la précharge du boulon peut augmenter ou diminuer en fonction des caractéristiques d’expansion/contraction des matériaux de la liaison et du boulon.
-
Fluage après serrage : Le boulon subissant une contrainte au-delà de son point de fluage peut se produire en raison de l’expansion thermique différentielle ou de la liaison supportant une charge externe élevée. Dans de telles circonstances, si le boulon subit un fluage, alors lorsque la charge externe ou la température change, la précharge diminuera.
Comment prévenir et contrôler un desserrage non-rotationnel ?
TRAXX recommande de contrôler et de surveiller le comportement d’un assemblage et de ses fixations au fil du temps. Comment ? En adoptant la méthode de la mesure et du contrôle de la tension de serrage. TRAXX conçoit et commercialise des appareils de mesure de précharge de serrage, basés sur une technologie à ultrasons. Ces appareils permettent de suivre très précisément la précharge du boulon au moment du montage et du serrage de l’assemblage, mais aussi après 1 jour, 1 semaine, 1 mois, 1 an, lors des processus de vérification et de contrôle qualité de l’assemblage. Plus rigoureuse et précise que toutes les techniques qui tentent d’éviter le desserrage (rondelle, contre-écrou, adhésif, couple résiduel), cette méthode est la seule qui se base sur des données mesurées et qui assure l’intégrité complète d’un assemblage dans le temps. Si une relaxation est observée, un resserrage est effectué afin d’atteindre à nouveau la précharge préconisée par les équipes de conception.
Comment le contrôle de la précharge fonctionne-t-il ?
À long terme, l’appareil TRAXX-M2 sauvegarde et conserve les données de serrage de chaque vis : l’identifiant de la vis, ses caractéristiques, la date et l’heure du serrage, ainsi que la tension appliquée lors du serrage initial de l’assemblage. Ces données sont exploitables afin de suivre l’évolution des vis dans le temps. Cela permet de contrôler précisément le travail effectué, de tracer les opérations, d’analyser les résultats et de programmer l’agenda de la maintenance de serrage. Cette méthode est répandue dans les services de maintenance de serrage et de suivi de qualité.
Si vous souhaitez plus de renseignements sur cette méthode, contactez-nous via le formulaire.
