Comment commander un câble de grue de remplacement

Par Dean McDonald, fondateur, Crane Rope Solutions

La façon la plus rapide de commander le bon câble de grue de remplacement, c’est d’utiliser le numéro de pièce du fabricant de la grue (OEM). Un seul numéro de pièce fixe toutes les caractéristiques importantes : diamètre nominal, construction, tolérance de diamètre, sens et type de câblage, classe de fil, charge de rupture minimale (CRM), fini, longueur et embouts.

Si vous n’avez pas le numéro de pièce, envoyez-nous :

• la marque, le modèle et le numéro de série de la grue
• de quel câble il s’agit (treuil principal, câble auxiliaire, relevage de flèche, câble de relevage, câble de kelly ou de poussée)
• une photo de l’étiquette du câble, ou la spécification de câble d’origine du fabricant tirée du manuel

Veuillez ne pas nous envoyer seulement le certificat d’usine du dernier câble de remplacement. Voyez pourquoi ci-dessous.

Envoyez-nous ces trois éléments et nous vous ferons une soumission pour le câble : dean@craneropesolutions.com ou 604-813-9473.

Les dix caractéristiques derrière chaque numéro de pièce de câble de grue

Pourquoi commander par le numéro de pièce du fabricant d’origine ?

Un numéro de pièce du fabricant d’origine (OEM) décrit le câble avec lequel la grue a été conçue et mise à l’essai. Derrière la plupart des numéros de pièce, il y a habituellement plusieurs câbles approuvés de différents fabricants. Par exemple, un câble peut être entièrement compacté avec une classe de fil inférieure, et un autre peut avoir une classe supérieure avec seulement les torons extérieurs compactés.

Ni l’un ni l’autre n’est bon ou mauvais. L’analyse de votre ancien câble, c’est-à-dire la façon dont il s’est réellement dégradé, nous indique si votre prochain câble durerait plus longtemps avec une classe ou une construction supérieure ou inférieure.

Puis-je utiliser un câble impérial sur un tambour métrique ?

Non, pas sur un tambour multicouche. Achetez la dimension pour laquelle votre tambour a été conçu.

Un câble de 1-1/8 po mesure 28,58 mm, soit 2,1 % de plus qu’un câble de 28 mm. Cela peut faire la différence entre un câble qui s’enroule proprement sur toutes les couches et un câble qui laisse des espaces à mi-chemin de la deuxième couche, ou qui chevauche mal à la troisième.

Même un écart de 1 % peut faire en sorte qu’un câble de grue de chantier tout-terrain s’enroule moins proprement et s’enfonce dans la couche du dessous. Ces grues sont souvent conduites par des opérateurs moins expérimentés ; un problème d’enroulement risque donc davantage de causer des dommages. L’écart de prix entre le câble métrique et le câble impérial est presque nul. Confirmez si votre tambour est métrique ou impérial, et restez-en là.

Que veulent dire 35x7, 8x31 et 6x36 ?

Le premier nombre est le nombre de torons. Le second est le nombre de fils dans chaque toron. Un câble 35x7 a 35 torons de 7 fils chacun.

Les lettres ajoutées à la construction vous en disent plus :

• K : torons compactés (fils extérieurs aplatis pour une plus grande surface de contact et une meilleure résistance à l’écrasement)
• IWRC ou WSC : âme en câble d’acier indépendant, ou âme en toron métallique
• EPIWRC : âme en acier recouverte d’une couche de polymère (plastique)
• WS, S, W, F : le type de toron (Warrington-Seale, Seale, Warrington, Filler)

Toutes les abréviations que vous verrez sur un certificat d’usine ou une spécification de câble du fabricant d’origine sont expliquées dans notre guide des abréviations des câbles d’acier.

Qu’est-ce qu’un câble antigiratoire de catégorie 1 ?

Un câble antigiratoire de catégorie 1 compte au moins 15 torons extérieurs et au moins trois couches de torons, et n’a que peu ou pas tendance à tourner sous charge. Le 35x7 en est l’exemple type. La plupart des câbles de levage de grue mouflés dans des moufles à plusieurs poulies sont de catégorie 1.

Les câbles ordinaires, non antigiratoires, comme le 6x36 ou le 8x31, ont habituellement de 6 à 9 torons extérieurs. On les utilise lorsque les deux extrémités du câble sont bloquées en rotation, ou lorsque le câble travaille à un seul brin.

Quelle tolérance de diamètre faut-il pour mon câble de grue ?

La tolérance de diamètre indique de combien le câble peut dépasser son diamètre nominal. Sur les tambours rainurés multicouches, c’est la caractéristique la plus importante dans le choix du câble.

Un câble de 26 mm avec une tolérance de 0 à +5 % peut mesurer de 26,0 mm à 27,3 mm sur sa longueur. Sur un tambour de 25 spires de large, 1,3 mm de trop par spire donne 32,5 mm de plus à la joue opposée, et la couche suivante ne s’enroulera pas correctement.

Tolérances habituelles que nous voyons :

• La plupart des tambours rainurés (Lebus) : les rainures sont habituellement usinées à un pas de 5 % supérieur au diamètre nominal du câble, et ces grues exigent généralement de +2 % à +4 %.
• Grosses grues pour éoliennes (séries Liebherr LR et LG, Demag CC) : aussi serré que +2,9 % à +3,5 %.
• Certaines grues sur piédestal extracôtières : +3,5 % à +4,5 %.
• Tambours lisses ou à calage réglable (grues Seatrax, treuils de pieux d’ancrage, treuils d’ancre de barge) : la tolérance compte moins, car les cales permettent d’ajuster la largeur du tambour.

Plus le tambour compte de couches, plus la tolérance doit être serrée. À la quatrième ou cinquième couche, elle est critique.

À lire aussi : La tolérance de diamètre, et pourquoi un câble cesse de bien s’enrouler

Câble à câblage à droite ou à gauche ?

Le sens de câblage est à droite (Z) ou à gauche (S). Le bon sens dépend du côté du tambour où le câble est ancré, du fait que le câble s’enroule par-dessus ou par-dessous le tambour, et parfois du mouflage.

Sur certains treuils multicouches, on peut changer le sens de câblage si celui dont vous avez besoin n’est pas disponible. Ne le faites qu’après avoir vérifié auprès de votre fournisseur de câble ou du fabricant de la grue. Un sens de câblage mal adapté au mouflage peut ouvrir ou resserrer la structure du câble en service.

Câblage croisé ou câblage Lang : lequel dure le plus longtemps ?

Sur les tambours multicouches, les câbles à câblage Lang durent habituellement plus longtemps. Les câbles à câblage croisé (ordinaire) sont plus stables, tolèrent mieux l’angle de déflexion et résistent mieux à la rotation.

• Câblage croisé : les fils sont câblés dans le sens opposé aux torons. Il tolère un plus grand angle de déflexion vers le tambour, résiste mieux au couple et aux charges de choc, et résiste beaucoup mieux à la rotation. Un câble à câblage croisé peut rester stable sur jusqu’à 100 m de hauteur de levage de plus que le même câble en câblage Lang.
• Câblage Lang : les fils et les torons sont câblés dans le même sens. Le câble est plus rond, ce qui répartit la pression de contact entre les spires sur le tambour. C’est pourquoi la plupart des treuils multicouches utilisent le câblage Lang chaque fois que c’est possible.

Les câbles à câblage Lang demandent plus de soin à l’installation. Ils se vrillent plus facilement et, si leur structure s’ouvre le moindrement, ils s’écrasent plus facilement.

Les câbles à câblage Lang s’usent aussi de façon plus uniforme. Ainsi, une fois les premiers fils cassés apparus, le délai avant la mise au rebut est beaucoup plus court que pour un câble à câblage croisé. Raccourcissez votre intervalle d’inspection dès les premières ruptures.

Les câbles à câblage alterné, qui combinent des torons à câblage croisé et à câblage Lang, ont précédé les torons compactés pour améliorer la résistance à l’écrasement sur les treuils de relevage de flèche. La plupart des propriétaires les remplacent maintenant par des câbles compactés, qui durent plus longtemps, s’inspectent plus facilement et sont plus faciles à obtenir.

Classe 1960 ou 2160 : laquelle convient le mieux à un câble de grue ?

La classe de fil est la résistance à la traction du fil en N/mm². Chaque palier (1770, 1960, 2160) ajoute environ 10 % de résistance et rend le câble plus résistant à la rotation, mais réduit la ductilité et la résistance à la fatigue. Plus élevé n’est pas automatiquement mieux.

• Classes courantes pour les grues : 1960 et 2160. Des câbles sont aussi fabriqués en 1770, 2360 et 2560.
• Les classes sont mélangées à l’intérieur d’un câble. Un câble « 1960 » peut contenir des fils 1770 plus doux là où il faut de la ductilité, et des fils 2160 plus durs là où il faut de la résistance.
• Les ateliers de câbles ne tiennent souvent que des câbles 2160 en stock, pour qu’un seul câble couvre la CRM d’un plus grand nombre de modèles de grues. Si la classe est plus élevée que ce qu’exige le treuil, vous perdez de la durée de vie en fatigue et obtenez un câble qui dure moins longtemps.
• Un fil plus dur est plus difficile à tréfiler à la bonne dimension. Les filières s’usent plus vite ; il est donc plus difficile de garder un diamètre de fil constant tout au long d’une longue production. Il peut en résulter un mauvais enroulement à mesure que les couches s’accumulent et que le câble se tasse.
• Le matériau des poulies compte. La classe du câble interagit avec l’acier ou la fonte des poulies métalliques. Quand vous remplacez un câble sur une grue à poulies métalliques, informez-en votre fournisseur de câble. Une classe mieux adaptée est souvent offerte au même prix, ou presque.

Pourquoi ne pas commander à partir de l’ancien certificat d’usine

Envoyez le numéro de pièce ou la spécification de câble du fabricant d’origine, et non le certificat d’usine de votre dernier câble de remplacement. Chaque ronde de soumissions basée sur un certificat d’usine tend à faire monter la CRM et la classe de fil, et à faire baisser la durée de vie du câble.

Voici un scénario que je vois beaucoup trop souvent :

1. Le câble d’origine : CRM de 790 kN, classe 1960. Il a duré 10 ans.
2. Le premier remplacement : le propriétaire envoie l’ancien certificat d’usine. Les fournisseurs considèrent 790 kN comme le minimum et fournissent un câble 2160 tiré de leur stock, à 811 kN. Il a duré 8 ans.
3. Le deuxième remplacement : le propriétaire envoie le certificat à 811 kN. Moins de fournisseurs peuvent soumissionner, et le propriétaire se retrouve avec une autre construction à 820 kN en classe 2360. Le câble est trop rigide et trop cassant pour le treuil. Il a duré 2 ans.

Tout cela aurait pu être évité en soumissionnant selon le numéro de pièce ou la spécification du fabricant d’origine.

Quel coefficient de sécurité faut-il pour mon câble de grue ?

La CRM exigée est déterminée par le coefficient de sécurité du treuil : la charge de rupture minimale du câble divisée par sa traction maximale. Les normes nord-américaines sur les grues mobiles exigent 3.5:1 pour la plupart des câbles courants et 5:1 pour les câbles antigiratoires. Les grues mobiles européennes sont habituellement conçues autour de 4.5:1 pour les câbles de levage.

Quelques détails qui changent la réponse :

• Câble synthétique : la CSA Z150:20 exige 5:1 sur un tambour ou une poulie et 4:1 en usage dormant.
• Montage et abaissement de la flèche : la CSA Z150:20 (4.7.1.3) permet des coefficients plus bas pendant qu’on lève ou abaisse la flèche : 3:1 pour les câbles courants et 2.5:1 pour les câbles dormants.
• Des embouts faibles jouent contre vous : si une terminaison a un rendement inférieur à 80 %, la CSA Z150:20 (4.7.1.1) et l’API Spec 2C exigent toutes deux que la perte soit intégrée au coefficient de sécurité. C’est une raison de plus d’y penser à deux fois avant d’utiliser des boîtes à coin (voir les embouts plus bas).
• L’API Spec 2C calcule le coefficient à partir de la charge nominale et du coefficient dynamique de la grue ; les câbles de grues extracôtières ont donc un coefficient plus élevé pour les petits levages et plus bas pour les levages lourds.

Cela soulève une question pour les propriétaires de grues de fabrication européenne qui travaillent en Amérique du Nord : un câble dimensionné à 4.5:1 selon la conception EN peut ne pas respecter le 5:1 qu’exigent la CSA Z150 et l’ASME B30.5 pour les câbles de levage antigiratoires. Vérifiez auprès de votre fournisseur de câble et du fabricant de la grue avant de commander.

Câble de grue brut ou galvanisé ?

Choisissez un câble brut, à moins que l’environnement soit corrosif. Corrosif veut dire le sel et l’humidité en mer, ou l’exploitation de potasse à ciel ouvert et souterraine.

• Aujourd’hui, les câbles galvanisés sont presque aussi résistants que les câbles bruts. La plupart des câbles de grue galvanisés sont faits de fil galvanisé avant tréfilage, où le zinc est appliqué avant le tréfilage final. Les câbles plus anciens utilisaient du fil galvanisé après tréfilage, et n’avaient qu’environ 80 % de la résistance d’un câble brut.
• Le compromis, c’est le rendement en flexion et la régularité du diamètre. Le revêtement de zinc ajoute de petites imperfections et, à mesure qu’il s’use, les espaces entre les fils s’ouvrent. Un câble antigiratoire peut alors se déséquilibrer.
• L’écart s’accumule dans un moufle. Le câble galvanisé perd environ 2 % de rendement en flexion par rapport au câble brut. C’est peu sur une seule poulie. Dans un moufle de 30 poulies ou plus, l’écart se multiplie : le moufle peut monter plus haut d’un côté, ce qui crée un angle de déflexion et un couple qui font monter le câble sur le flanc de la gorge.

Où le câble galvanisé est le bon choix :

• Grues sur piédestal extracôtières : treuils principaux à deux brins, câbles auxiliaires à un seul brin, et câbles de relevage de flèche ou de relevage passant sur des poulies surdimensionnées qui compensent la perte de rendement.
• Treuils de kelly de fondations profondes (Bauer BG, Liebherr LB, Soilmec SR) : le câble de kelly ne fléchit que sur une ou deux poulies, à un seul brin ; la perte de rendement n’a donc pas d’importance. La saleté et les granulats sont une menace plus grande que l’humidité, et un câble moins graissé ramasse moins de poussière.
• Grues à tour : au cas par cas. Les grues à tour sans tête (flat-top), à flèche relevable et à flèche horizontale peuvent fonctionner presque en cycle intensif lorsqu’elles déplacent des tables ou des coffrages, ce qui favorise le câble brut. Mais elles sont plus difficiles d’accès pour l’entretien et se trouvent près des coulées de béton et de la poussière de chantier, ce qui favorise le galvanisé.

Quels embouts un câble de grue devrait-il avoir ?

Extrémité côté tambour : presque toujours une extrémité simple, brasée et effilée (soudée) ou ligaturée avec du fil, pour que le câble garde sa forme pendant qu’on le tire en place.

Conseil : demandez un œillet de tirage soudé (pad eye) à l’extrémité côté tambour. Il coûte très peu chez le fournisseur de câble, et il rend le tirage du câble neuf plus facile et plus sûr qu’une chaussette de tirage en treillis métallique. Les chaussettes sont conçues pour des tractions en ligne droite et doivent être posées parfaitement. Les installations sont des travaux complexes où les imprévus arrivent, et j’ai participé à des chantiers, ou à des enquêtes après coup, où des chaussettes de tirage ont lâché. La cause était généralement une mauvaise pose ou une tension trop forte de la dérouleuse, mais je l’ai vu trop souvent pour les recommander. Un œillet soudé selon la procédure par une personne compétente ne m’a jamais fait défaut.

Extrémité fixe (l’autre extrémité) :

Quels certificats accompagnent un câble de grue ?

• Certificat d’usine (standard). Indique le diamètre nominal, la construction, le type et le sens de câblage, et la classe. Demandez aussi le diamètre réel mesuré. Il ne figure pas toujours sur le certificat, mais il vous permet de vérifier que le câble respecte la tolérance du fabricant.
• Certificat EN 10204 3.1. Émis par le service d’inspection du fabricant de câble lui-même, indépendant de la production. Beaucoup de fabricants européens le fournissent de série.
• Certificat EN 10204 3.2. Ajoute l’approbation d’un inspecteur tiers ou du représentant de l’acheteur, comme DNV, ABS ou Lloyd’s. Il coûte plus cher et doit être commandé avec le câble.
• Les certificats ABS, DNV et CSA sont offerts sur demande.

Les embouts de câble de grue doivent-ils subir un essai d’épreuve ?

Oui. Les embouts coulés et sertis subissent un essai d’épreuve une fois posés sur le câble. La charge dépend de la norme et, selon l’ASME B30.30-2023, elle dépend aussi du fait que l’embout a été posé en atelier ou sur le terrain.

Ce que cela signifie quand vous commandez :

• Les assemblages faits en atelier (un câble dont le bouton ou la douille est déjà coulé ou serti) devraient arriver avec un certificat d’essai d’épreuve indiquant de 40 à 50 % de la force de rupture minimale (FRM).
• Les embouts coulés ou sertis sur place sont mis à l’épreuve par rapport à la traction nominale de la grue, et non à la force de rupture du câble. Selon l’ASME B30.30-2023, cet essai doit atteindre au moins 95 % de la traction maximale nominale.
• La CSA Z150:20 a une seule règle pour les deux : suivre le fabricant du câble ou de l’embout, et ne jamais dépasser 50 % de la résistance à la rupture.
• Demandez le certificat d’essai d’épreuve avec chaque câble muni de terminaisons, et conservez-le avec les dossiers du câble.

Qu’est-ce qui a changé dans l’ASME B30.30-2023 ?

L’édition 2023 sépare l’essai d’épreuve des terminaisons de câble d’acier entre embouts faits en atelier et embouts faits sur le terrain. Pour le câble d’acier, l’ASME B30.30-2019 ne couvrait que les terminaisons de remplacement de câbles courants faites sur le terrain :

Parmi les autres changements touchant les câbles dans l’édition 2023 : les douilles serties sont maintenant permises sur les câbles à âme textile, à câblage Lang et antigiratoires de catégorie 3 avec l’approbation d’une personne qualifiée, un nouveau tableau de critères de mise au rebut pour la réduction de diamètre, et davantage d’éléments obligatoires sur le certificat du câble.

Ne choisissez pas seulement un câble, choisissez un spécialiste du câble. La bonne personne peut faire plus pour la durée de vie de votre câble que le meilleur câble installé et entretenu sans bons conseils. Vérifiez toujours avec elle que vous respectez les normes en vigueur chez vous.

En combien de temps un câble de grue de remplacement peut-il être expédié ?

Un atelier bien organisé et spécialisé en câbles de grue peut habituellement couper un câble et poser ses terminaisons en quelques heures en cas d’urgence. Les douilles coulées exigent un temps de durcissement de la résine avant l’essai d’épreuve. C’est généralement une heure ou deux à la température ambiante, et plus longtemps au froid ; prévoyez donc jusqu’à 24 heures dans le pire des cas.

Questions fréquentes