Comment diagnostiquer la fatigue des câbles?

Dans les artères de l’industrie, les câbles d’acier, avec leur excellente capacité de charge, soutiennent en silence le fonctionnement des équipements lourds, reliant des hauteurs apparemment inaccessibles. Cependant, même les câbles les plus résistants n’échappent pas à la fatalité de l’épuisement sous le poids et la friction du jour après jour. Lorsque cet «épuisement» s’accumule jusqu’à un certain point, il se transforme en dysfonctionnements, ce qui affecte non seulement la productivité, mais risque de se transformer en un accident de sécurité irréparable. Alors, quelles sont exactement les défaillances des «tendons» de ces géants industriels? Comment allons-nous procéder?Diagnostic des défaillances des câbles, se protéger contre le mal?

1. «histoire des blessures» des câbles: types de défauts communs

Les défaillances des câbles ne sont pas monomorphologiques, mais résultent de l’action combinée de plusieurs mécanismes de dommages. La connaissance de ces «blessures» communes est une condition préalable à un diagnostic efficace:

• Rupture de fil (Wire Breaks)：
  • description: c’est la forme la plus intuitive et la plus dangereuse de défaillance du câble. Les fils cassés peuvent être divisés en fils cassés internes et externes. La rupture externe est généralement visible à l’œil nu, tandis que la rupture interne est cachée à l’intérieur du câble torréfié et imperceptible, mais elle est d’autant plus dangereuse qu’elle peut indiquer que la structure interne a été gravement endommagée.
  • Les causes: fatigue de flexion prolongée, usure externe, corrosion, surcharges, charges d’impact, défauts de fabrication, etc.
  • Difficulté à diagnostiquer: la rupture de fil externe est relativement facile, la rupture de fil interne nécessite l’aide d’un équipement d’inspection professionnel.
• Abrasion (Abrasion)：
  • description: le frottement à long terme entre la surface du câble et la poulie, la bobine ou d’autres éléments entraîne une réduction du diamètre du fil, un affinement du fil extérieur et même l’apparition de coins.
  • Les causes: usure irrégulière des rainures des poulies, parcours incorrect des câbles, pénétration de poussière ou d’abrasifs dans les surfaces de frottement, lubrification insuffisante.
  • Difficulté à diagnostiquer: l’usure extérieure est visible, mais la quantification du degré d’usure nécessite des outils spécialisés.
• Corrosion et Corrosion：
  • description: dans un environnement humide, corrosif, gazeux ou liquide, l’oxydation du fil sur ou à l’intérieur du câble apparaît, la rouille rouge-brun et accompagne la rugosité de la surface du fil, la diminution de la ténacité et même la corrosion par piqûre.
  • Les causes: absence de mesures efficaces de lubrification et de protection contre la corrosion, exposition prolongée à des environnements difficiles (par exemple, marine, chimique, mines).
  • Difficulté à diagnostiquer: la rouille externe est facile à voir, la rouille interne est souvent accompagnée de la rupture du fil et d’une diminution significative de la résistance, difficile à détecter.
• Déformation (déformation)：
  • description: modification de la géométrie du câble, par exemple augmentation ou diminution locale du diamètre du câble, soulèvement du câble (effet cage d’oiseau), torsion, ondulation, flexion locale, aplatage, etc.
  • Les causes: surcharge, impact, mauvaise disposition des bobines ou poulies, installation incorrecte, mauvais mode d’enroulement, impact d’un objet extérieur.
  • Difficulté à diagnostiquer: la plupart sont visibles, mais les changements structurels internes doivent encore être détectés.
• Fatigue (Fatigue)：
  • description: sous l’effet de charges répétées de flexion, de traction ou de torsion à long terme du câble, des dommages microscopiques s’accumulent dans la structure interne du matériau du fil et finissent par provoquer une rupture qui se présente généralement comme une surface de rupture plate ou en forme de "coquille".
  • Les causes: démarrage et arrêt fréquents, pliage à haute fréquence, surcharge, mauvais environnement de fonctionnement.
  • Difficulté à diagnostiquer: pas de caractéristiques macroscopiques évidentes au stade initial, il faut saisir son effet cumulatif au moyen d’un système de détection.
• Mauvaise lubrification：
  • description: la défaillance, l’assèchement ou l’absence de graisse entraîne une augmentation des forces de frottement internes et externes du câble, ce qui accélère l’usure et la corrosion et affecte sa flexibilité.
  • Les causes: non-application du lubrifiant à temps ou correctement, lubrifiant mal choisi, contamination du lubrifiant.
  • Difficulté à diagnostiquer: vous pouvez sentir l’état de lubrification en observant le lustre de surface et en touchant, mais l’état interne est plus difficile à évaluer directement.

2. Diagnostic "art" : comment comprendre les dangers cachés des câbles?

Les inspections traditionnelles à l’oeil nu et au toucher des mains sont loin de répondre aux exigences de sécurité et d’efficacité de l’industrie moderne. Pour toutes sortes de «blessures» des câbles, nous devons combiner plusieurs techniques de diagnostic afin de réaliser un «coup de main» précis:

• Essais non destructifs magnétiques (NDT)：
  • Les applications centrales: il s’agit de la méthode la plus répandue et la plus efficace pour détecter les dommages internes dans les câbles. Elle comprend principalementDétection de fuite magnétique (MFL) et détection de mémoire magnétique (MMT)。
  • Principes du diagnosticDétection des déformations du champ magnétique provoquées par des défauts tels que les fils cassés, la rouille et l’usure à l’intérieur du câble en appliquant un champ magnétique ou en utilisant l’effet de mémoire magnétique du câble lui-même.
  • Les avantages: capable de détecter les dommages internes qui ne sont pas visibles à l’oeil nu, réaliser une analyse quantitative, fournir l’emplacement et la gravité des dommages.
  • Limites de: insensible à quelques petites fissures ou matériaux non ferromagnétiques.
• Test ultrasonique (UT)：
  • Les applications centrales: il est principalement utilisé pour détecter le câble torsadé à l’intérieur du câble, la rupture du noyau de fibre, la perte de section provoquée par la corrosion sévère, etc.
  • Principes du diagnostic: en utilisant les caractéristiques de réflexion ou d’atténuation des défauts rencontrés lors de la propagation des ultrasons à l’intérieur du câble, les défauts sont jugés par l’analyse du signal d’écho.
  • Les avantages: bonne pénétration, sensible aux changements structurels internes.
  • Limites de: l’opération est complexe et nécessite une expérience élevée pour les inspecteurs. L’application de l’accouplement peut être gênante.
• Rayons X et Gamma (essais de rayons X et Gamma ray)：
  • Les applications centrales: il est utilisé pour détecter les fils cassés, les déformations et les anomalies structurelles à l’intérieur du câble, en particulier pour les dommages complexes à l’intérieur avec une résolution plus élevée.
  • Principes du diagnostic: imagerie des défauts internes par analyse de l’intensité des rayons transmis en utilisant les rayons pénétrant dans le câble.
  • Les avantages: peut fournir une image intuitive des défauts internes, efficace contre de nombreux types de dommages internes.
  • Limites de: risque de radiation, coût élevé, équipement complexe, habituellement utilisé pour les inspections ciblées sur les sites critiques.
• Inspection par Vision mécanique (Machine Vision Inspection)：
  • Les applications centrales: se concentre sur la détection des défauts sur la surface des câbles, tels que les fils externes cassés, usure, rouille, déformation, etc.
  • Principes du diagnostic: l’image de surface du câble est obtenue par une caméra à haute résolution qui combine le traitement d’image et l’algorithme AI pour identifier et quantifier automatiquement les défauts de surface.
  • Les avantages: sans contact, haute efficacité, permet l’automatisation et la surveillance continue.
  • Limites de: les dommages internes ne peuvent pas être détectés, les conditions d’éclairage et la propreté de la surface sont requises.
• Analyse des vibrations (Vibration Analysis)：
  • Les applications centrales: la santé générale et la présence d’anomalies peuvent être jugées indirectement en surveillant les caractéristiques vibratoires du câble pendant son fonctionnement.
  • Principes du diagnostic: lorsqu’un câble est endommagé, sa rigidité, sa distribution de masse, etc., changent, ce qui entraîne des anomalies dans la fréquence et l’amplitude des vibrations.
  • Les avantages: peut être utilisé pour prévenir rapidement des problèmes globaux à un coût relativement faible.
  • Limites de: difficulté à localiser précisément le type et l’emplacement des dommages spécifiques.
• Analyse des données et prévision des tendances (Data Analysis & Trend Prediction)：
  • Les applications centrales: intégrer les différentes données de détection ci-dessus pour modéliser la santé du câble et prédire sa durée de vie restante grâce à l’analyse de big data, l’apprentissage automatique et des algorithmes d’intelligence artificielle.
  • Principes du diagnostic: fusion, reconnaissance de modèles de données en temps réel et historiques provenant de différentes sources pour identifier les tendances et les risques de pannes potentielles.
  • Les avantages: passer de la «réparation après coup» à la «maintenance prédictive» pour maximiser la durée de vie des câbles.

3. Diagnostic intégré: le saut du «signe» à la «cause»

N’importe quelle méthode de détection peut présenter une zone aveugle. Par conséquent, la tendance moderne dans le diagnostic de défaut de câble estConvergence multi-technologies, synergie de données. En rassemblant les données en temps réel de plusieurs capteurs tels que la fuite magnétique, la vision mécanique, les ultrasons, etc., dans unPlateforme de diagnostic intelligente, en utilisantEdge computing et cloudEffectuer un traitement efficace, en combinaison avecSystèmes experts et algorithmes AIGrâce à l’apprentissage en profondeur et à la reconnaissance des modèles, nous pouvons réellement faire un saut qualitatif de «voir les signes de la maladie» à «comprendre les causes» et même à «prédire les maladies futures».

Le diagnostic précis des défauts peut non seulement prolonger efficacement la durée de vie du câble et réduire les coûts d’exploitation, mais plus important encore, il peut construire une barrière de sécurité solide pour la production industrielle, ce qui rend chaque levage et chaque fonctionnement plus rassurant.