Les éléments principaux du mécanisme des crochets d'amarrage à dégagement rapide comprennent le corps du crochet, la pièce de basculement et la base du crochet.
Il existe deux procédés d'usinage pour ces pièces essentielles : acier forgé et tôle d'acier et acier moulé.
Le secteur de la manutention (levage, gréage, amarrage et remorquage) évolue rapidement vers des solutions innovantes. De ce fait, d'autres technologies alternatives telles que la fonderie et la fabrication additive sont écartées.
La principale différence entre le forgeage et les autres procédés de transformation de l'acier réside dans le fait que le forgeage subit une préparation mécanique après solidification. Grâce à cette préparation, la structure interne de l'acier est fine, filiforme et alignée, créant ainsi un réseau/maille robuste et structuré.
Par exemple, si vous observez des pièces forgées et moulées au microscope électronique, vous constaterez la différence illustrée ci-dessous :
Compte tenu de cette orientation des grains dans la pièce en acier et des applications dans lesquelles les principales contraintes appliquées sont les plus importantes, les pièces forgées offrent de nombreux avantages :
- Résistance supérieure de la pièce finale.
- Intégrité structurelle et fiabilité du produit.
- Exigences réduites en matière de contrôle et d'inspection des processus.
- Réponse plus prévisible au traitement thermique.
- Propriétés mécaniques des matériaux
En comparant l’acier forgé et l’acier moulé par calcul de résistance, on constate que :
- La pièce forgée offre une résistance à la traction supérieure de 26 % à celle des pièces moulées ; grâce à cela, le QRMH de type F peut supporter une charge d'amarrage égale ou supérieure à celle du type C, tout en étant plus petit et plus compact.
- La pièce forgée présente une résistance à la fatigue supérieure de 37 % et se traduit par une durée de vie en fatigue six fois plus longue, ce qui confère au crochet de type F une durée de vie plus longue que celui de type C dans les mêmes conditions.
- Une pièce forgée subit une réduction de section de 58 % lorsqu'elle est soumise à une traction jusqu'à rupture. Une pièce moulée, quant à elle, ne subit qu'une réduction de section de 6 %. Cela signifie qu'une pièce forgée subirait une déformation bien plus importante avant rupture.
Les applications des crochets d'amarrage sont similaires ; on trouve sur le marché des crochets forgés et moulés. La norme DIN 15400, qui met en évidence l'influence du procédé de moulage sur les propriétés des crochets, doit être prise en compte, contrairement au forgeage.
La nouvelle norme EN 13001-3-5 prend en compte les deux options, mais souligne la principale différence. Elle précise que certains facteurs liés aux matériaux des crochets de coulée réduisent la force limite statique de conception ainsi que leur résistance à la fatigue.
Résumé
Sans aucun doute, si notre objectif est d'obtenir un crochet fiable et un amarrage sûr, l'option forgée est la meilleure. De plus, la haute résistance du forgeage permet de réduire l'épaisseur et le poids total sans compromettre l'intégrité de la pièce finale. Il est essentiel de rappeler que l'ingénieur concepteur doit impérativement évaluer toutes les caractéristiques et conditions de charge avant la mise en service du crochet.
Références
[1] « COULÉES vs FORGES – UNE ÉVALUATION RÉALISTE », Malcolm Blair, Raymond Monroe, SFSA
[2] « MANUEL DE FONDERIE D'ACIER », 5e édition, SFSA
[3] « SOUDRABLE DES ACIERS FONDS », Revue de la littérature, Rapport spécial SFSA n°
[4] PIANC (PIANC 2017), « Recommandations pour la conception des terminaux pétroliers maritimes », Groupe de travail MarCom 153 de la PIANC, PIANC, Bruxelles. 2017.
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