Trois signes indiquant que les boulons longs de votre perforatrice sont défectueux — et ce qui se passe si vous les ignorez
Les longs boulons d'une perceuse à roche sont les composants les plus importants que personne n'inspecte. Ils ne bougent pas. Leur usure est imperceptible. Ils restent là, étirés à 70 % de leur limite d'élasticité, fixant la tête avant au cylindre puis à la tête arrière, et tant qu'ils remplissent leur fonction, on n'y pense jamais.
Quand les boulons cessent de remplir leur fonction, la perceuse vous le signale, à condition de savoir les reconnaître. Voici les trois signes indiquant une perte de précharge et les conséquences d'un perçage excessif.
Signal n° 1 : Suintement d’huile autour des têtes de boulons
Il s'agit du premier signe d'alerte, et pourtant du plus souvent ignoré. Un fin film d'huile apparaît autour de la tête du boulon ou de l'écrou, s'étendant du trou de boulon jusqu'à la culasse. Ce n'est ni un jaillissement, ni une goutte. C'est une tache. Et comme elle est petite, on l'essuie en fin de poste sans que personne n'y prête attention.
Voici ce qui se passe réellement : le boulon a perdu sa précontrainte (par étirement, relâchement du filetage ou compression du joint) et la force de serrage maintenant le joint fermé est devenue inférieure à l’impulsion de pression interne du piston. À chaque impact du piston, le pic de pression à l’intérieur du cylindre écarte les faces du joint de quelques microns. L’huile est alors expulsée par cet espace. Lorsque la pression chute, le joint se referme, aspirant de l’air et des contaminants.
L'huile visible à l'extérieur n'est que le symptôme. La saleté et l'humidité aspirées lors du retour du piston constituent le problème. Elles contaminent l'huile interne, accélèrent l'usure de toutes les pièces mobiles et finissent par rayer l'alésage du piston et les surfaces des soupapes.
Vérifiez le couple de serrage du boulon avant de conclure à une simple fuite superficielle. Si l'écrou tourne avant d'atteindre le couple spécifié (et que vous ne l'avez pas desserré au préalable), le boulon a perdu sa précontrainte. Si, après un nouveau serrage, la fuite réapparaît dès la première vitesse, le boulon est étiré de façon permanente et doit être remplacé.
Deuxième signal : Vibrations qui s’aggravent à pleine puissance
Toute perceuse à roche vibre. C'est une machine à percussion ; les vibrations sont inhérentes à son fonctionnement. Cependant, une perceuse équipée de boulons longs et en bon état produit une vibration nette et de haute fréquence, concentrée le long de son axe. Une perceuse dont les boulons sont desserrés ou étirés développe un autre type de vibration : plus basse fréquence, plus diffuse, ressemblant davantage à un tremblement qu'à un bourdonnement, et particulièrement marquée à pleine puissance d'impact.
Cela se produit car la liaison entre la tête avant et le cylindre n'est plus rigide. Les deux pièces moulées peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre à chaque coup – de l'ordre de la fraction de millimètre, mais à 50 coups par seconde, ces fractions s'accumulent. La fréquence propre de la perceuse se modifie à mesure que les joints boulonnés perdent en rigidité, et les harmoniques de vibration se déplacent vers des plages que les composants internes n'ont pas été conçus pour amortir.
Conséquence pratique : l’adaptateur de tige, qui repose sur un alignement précis entre la bague avant de la tête et l’alésage du piston, subit un impact oblique. Le piston percute de manière décentrée. L’adaptateur transmet cet impact décentré à la tige de forage. La tige fléchit. Le trépan est soumis à une charge inégale. Un boulon à une centaine d’euros déclenche une réaction en chaîne qui détruit un outillage valant des milliers d’euros.
Si vous constatez un changement de vibration de la perceuse au cours de votre poste de travail — surtout si elle passe d'un craquement sec à un bruit sourd —, arrêtez-vous et vérifiez le couple de serrage des boulons. Ce changement de vibration indique que les boulons perdent leur adhérence.
Troisième signal : Des écrous qui ne restent pas serrés
Vous serrez un écrou au couple prescrit au début du changement de vitesse. À mi-chemin, il se desserre. Vous le resserrez. Au changement de vitesse suivant, il se desserre à nouveau. L'écrou ne se desserre pas ; c'est le boulon qui s'allonge.
Les boulons longs sont conçus pour fonctionner dans leur domaine élastique : ils s'allongent sous tension et reprennent leur longueur initiale une fois la tension relâchée. Cependant, s'ils sont soumis à des charges répétées au-delà de leur limite d'élasticité (ce qui se produit en cas de serrage insuffisant et de mouvements de va-et-vient incessants de l'assemblage), ils subissent un allongement permanent progressif. Chaque allongement réduit la précharge, ce qui augmente le mouvement de l'assemblage et, par conséquent, l'allongement. Ce cercle vicieux aboutit soit à la rupture du boulon, soit à un allongement tel qu'il ne peut plus supporter aucune précharge.
Un boulon déformé de façon permanente doit être remplacé. Le resserrer ne servira à rien : vous ne ferez que serrer davantage l'écrou sur un boulon déjà déformé, et lors de la prochaine sollicitation de l'assemblage, il s'allongera encore plus. Si vous constatez un rétrécissement visible (une réduction du diamètre le long de la tige du boulon), celui-ci est en phase finale de rupture par traction et risque de casser au moindre choc.
Un programme d'entretien préventif qui coûte moins cher qu'une panne
La rupture des boulons longs est l'une des rares défaillances de forage qui peuvent être presque entièrement évitées grâce à un simple programme :
Contrôle visuel à chaque changement de poste : recherchez les traces d’huile autour des têtes de boulons et des écrous. Trente secondes suffisent pour détecter les premiers signes d’alerte.
Contrôle du couple toutes les 50 heures : appliquer une clé dynamométrique étalonnée sur chaque écrou au couple spécifié. Si un tour de clé ne déclenche pas le boulon, celui-ci a perdu sa précontrainte.
Remplacement préventif toutes les 400 heures d'utilisation : les boulons longs sont des consommables dont la durée de vie est limitée. Remplacez-les régulièrement avant qu'ils ne cèdent, et non après. Le coût de quatre boulons et d'une heure d'arrêt machine est négligeable comparé à celui d'une culasse fissurée par un boulon ayant cassé sous la charge.
Tenez un registre : date d’installation des boulons, nombre d’heures d’utilisation lors du remplacement, couples de serrage lors de l’inspection. Des tendances se dégagent : si un boulon se desserre systématiquement avant les autres, cela indique un problème d’assemblage ou de charge, ce qui permet de le détecter avant qu’il ne provoque une défaillance.
