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Les boulons de fixation qui maintiennent le module de percussion HLX5T sur le boîtier avant doivent supporter une charge de fatigue supérieure à celle des boulons de dérive utilisés en phase de développement : la classe de percussion plus lourde génère des forces de réaction de percussion plus importantes, et la durée plus longue de percussion continue par trou (25 à 35 minutes contre 2 à 3 minutes en phase de développement) signifie que chaque boulon subit davantage de cycles vibratoires cumulés par heure de fonctionnement. À Mittersill, où le HLX5T perce des trous longs de production de 30 mètres dans un skarn de scheelite présentant une résistance à la compression simple (UCS) de 160 à 200 MPa, les boulons du module de percussion accumulent 90 000 à 120 000 cycles de fatigue par trou à une fréquence de percussion de 50 Hz. Sur un poste de travail comprenant 8 trous, cela représente 800 000 à 1 000 000 de cycles par jour — un niveau de sollicitation en fatigue comparable à celui observé dans les machines tournantes, et non dans les applications classiques d’assemblages boulonnés.
La spécification du boulon de verrouillage à haute durabilité pour le HLX5T utilise en standard de l'acier haute résistance de classe 12,9 (et non pas en option comme dans les applications de développement) — et ajoute un traitement de surface contrôlé (phosphatation + huile ou placage zinc-nickel) qui confère une résistance à la corrosion face aux eaux minières alpines s’écoulant sur la surface supérieure du perforateur pendant les opérations de forage à des angles ascendants raides à Mittersill.
Durée de vie en fatigue du boulon de verrouillage sous charge de percussion de production du HLX5T
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Qualité |
Limite élastique |
Limite de fatigue |
Nombre de cycles jusqu’à la rupture à 80 % de la limite de fatigue |
Conséquence à Mittersill |
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classe 8.8 standard |
640 MPa |
~250 MPa |
~500 000 cycles |
< 1 poste en percussion complète ; inacceptable |
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10.9 |
900 MPa |
~350 MPa |
~2 000 000 cycles |
~2 postes ; limite acceptable |
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12,9 (spécifié) |
1 080 MPa |
~430 MPa |
~8 000 000 cycles |
~8 changements entre les contrôles ; adéquat |
La procédure d'entretien de Mittersill exige la vérification du couple de serrage de tous les boulons de blocage du module de percussion à chaque entretien mineur toutes les 200 heures — non pas à l’occasion de l’entretien des joints d’étanchéité de la percussion, mais plus fréquemment, car les sollicitations cycliques de fatigue dues aux charges de percussion HLX5T peuvent entraîner une perte de précharge des boulons en 200 heures, même pour des boulons de classe 12,9, si l’interface filetée subit un micro-frettage. Un boulon qui indique « couple spécifié » sur une clé dynamométrique, mais qui présente un jeu dans l’alésage en raison du frettage, exerce une force de serrage inférieure à celle spécifiée. HOVOO fournit des boulons de blocage de classe 12,9 avec traitement de surface phosphate-huile pour le forage en production HLX5T dans les conditions minières alpines autrichiennes. Références sur hovooseal.com.
