Opération déneigement : Stratégies afin d’augmenter la durabilité des patins d’usure

Les lames de grattage des équipements de déneigement sont considérés originellement comme des pièces de remplacement suite à leurs altération diverses dans les conditions de leur exploitation. Cependant, et afin de prévenir l’usure directe de ces lames et d’améliorer leurs équipements, les constructeurs procèdent à l’adaptation et la fixation de patins d’usure (wear pads) par en arrière des lames de manière que ces dernières se trouvent légèrement relevé par rapport au niveau du sol. Ce sont ces patins qui deviennent comme des pièces d’usure plutôt que les lames.

Les particules solides d’agrégats d’asphalte, sable, glace, etc.)issues des chaussées et des accotements glissent, sillonnent et rayent la surface du dessous des patins lors des opérations de déneigement. Ainsi, le mécanisme dominant de l’usure dans cette situation consiste essentiellement en l’abrasion. La surface d’usure se manifeste à travers des rayures parallèles au déplacement et de profondeur variable. Le taux d’usure a dégradation croît en fonction des propriétés du matériau du patin et aussi des conditions de travail telles que, entre autres, la pression ou la charge, la nature du sol, la distancée totale de glissement ou le temps de contact, l’agressivité du milieu, etc.

Compte tenu de la grande amplitude du mouvement, les débris d’usure se trouvent généralement évacués de la zone de contact mais certaines particules peuvent se trouver émoussées en surface avant de s’en détacher avec l’évolution de l’usure. Les surfaces endommagées par abrasion présentent des sillons et traces de rayures parallèles au déplacement et de profondeur variable. L’usure est assez constante au cours du temps, le volume des débris croît linéairement avec la charge appliquée et la distance parcourue.

Patins d’usure : matériaux et fabrication

Les patins d’usure sont constitués généralement soit entièrement en aciers durcis sur toute leur section, soit d’une base d’acier mi-dur avec une couche de surface en rechargement très dur. Cette dernière constitue la solution de prédilection pour prévenir l’abrasion des patins d’usure, prolonger leur durée de vie et ainsi augmenter le rendement des équipements. Dans les conditions d’usure sus-décrites, les matériaux devant être choisis sont des alliages ferreux de composition similaire à celle des fontes blanches a haut chrome avec d’autres éléments d’alliages formateurs de carbures très stables(Nb, V. W). La microstructure typique de ce type d’alliage hyper-eutectique est composée d’une grande fraction de carbures de chrome primaires, lesquels sont également renforcés par d’autres mono carbures au sein d’une matrice d’austénite et de carbures secondaires. La concentration élevée de ces carbures fait en sorte que les particules abrasives émanant du sol tendent à glisser sur la surface du rechargement au niveau des particules de carbures plutôt que d’indenter ou de gruger la matrice.

Selon les expériences précédentes, il s’avère les couches de rechargement dur déposées suivant un motifs en points ronds (Dot pattern) offre une meilleure résistance l’arrachement en comparaison a un rechargement continu déposé sur toute la base. Dans cette optique, il faut que le rechargement dur soit effectué dans des trous préalablement aménagés pour assurer un meilleur ancrage du dépôt. De plus, le métal de base doit être compatible avec le matériau de rechargement. Ce dernier doit aussi être soudé de façon assurer un minimum de pénétration et de prévenir les manque de fusion qui peuvent résulter a la limite des trous.

Préparation et soudage

  1. Perçage de trous de 1/4 » de profondeur et de 1/2-3/4 » de diamètre à chaque 2 » selon un motif à carreaux sur la surface du patin;
  2. Chanfreinage de l’ouverture des trous;
  3. Rechargement dur : Sodel 2045, Sodel 2024Plus ou autres produits selon le métal de base et la stratégie préconisée

Pour la séquence du rechargement, procédez comme suit :

  1. Préchauffez à 400°F;
  2. Amorcez l’arc au fond du trou et soudez/rechargez suivant un mouvement circulaire, soit du bord vers le centre;
  3. Déposez une surépaisseur de 2 à 3 couches une fois le trou rempli;
  4. Laissez refroidir jusqu’à la température ambiante;
  5. Meulez la périphérie du rechargement pour le rendre en forme de  »tête de rivet ».

khemici.badri@sodel.com

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