Produit spécifique : Digilife ©
Suivi du vieillissement en fatigue d'un engin de levage (AQUASS & AES)

Digilife © est un dispositif de suivi de vieillissement en fatigue, installé à demeure sur un engin neuf ou en service, qui a pour fonction principale :

d'acquérir les informations reçues de capteurs nécessaires pour définir les conditions d'usage et de fonctionnement de l'équipement (capteurs de force, de position, de couple, compteurs horaire, etc.)
de traiter ces informations en calculant les paramètres représentatifs des cumuls de dommages de fatigue des composants structurels (ossatures et chaînes cinématiques)
d'assurer la mise en mémoire de ces paramètres
de délivrer par transmission à distance :

des informations sur le niveau de vieillissement des ossatures et des chaînes cinématiques par rapport au niveau maximum d'endommagement prévu lors de sa conception (indices de fatigue)
des informations relatives aux valeurs des divers paramètres (facteurs de spectre de charge, facteurs de spectre de moment de charge, facteurs de spectre de contraintes, nombre de cycles de levage, nombre de cycles de fatigue spécifique, etc.) nécessaires pour effectuer les calculs des indices de fatigue réelle des éléments et assemblage des ossatures et mécanismes.

Contexte

Le phénomène d'endommagement par fatigue résulte d'une part de l'étendue des contraintes subies par un élément lors de chaque cycle et d'autre part du nombre de cycles de sollicitations. La durée de vie maximale des appareils de levage est définie, pour chaque usage, dans les règles FEM ou dans la norme EN 13001, par :

un nombre maximal de cycles de sollicitations ;
un spectre d'étendue de sollicitations relatives, histogramme de la fréquence d'apparition des différentes valeurs des étendues de sollicitations relatives (par rapport à la sollicitation nominale).

La valeur du rapport des endommagements (rapport du cumul des endommagements passés à l'endommagement maximal de conception) est appelé indice de fatigue. C'est cette valeur qui sert de base pour définir le contenu des évaluations spéciales définies dans les « Recommandations applicables aux appareils de levage dans les ports » établies par le CETMEF.

Comportement

Digilife © n'a aucune incidence sur le fonctionnement de l'engin et de ce fait, aucune gêne ne peut être engendrée par son dysfonctionnement. Son autonomie est suffisante pour qu'il s'autodiagnostique et avertisse les exploitants de tout dysfonctionnement interne ou de son environnement. Un dysfonctionnement interne n'altère pas la conservation en mémoire des résultats et paramètres calculés.

Les indices de fatigue, les facteurs de spectre de charge ou de moment de charge, les nombres de cycles de levage et de fatigue et les nombres d'heures de fonctionnement (pour les chaînes cinématiques) sont les paramètres principaux d'enclenchement d'une évaluation spéciale.

Digilife © délivre en sortie l'indice de fatigue de l'appareil de levage et de ses chaînes cinématiques. Le suivi de ces facteurs dans le temps est un outil de gestion très utile pour le responsable de l'équipement (en particulier pour des opérations de maintenance conditionnelle).

Composition

Le dispositif de suivi du vieillissement en fatigue, constitué principalement de matériel de marque Schneider Electric, comporte :

un appareillage d'alimentation régulée
un appareillage d'acquisition et de traitement à processeur M580 traitant l'ensemble des données fournies par les capteurs installés sur le portique
une carte de communication
une carte mémoire programme et une mémoire haute densité de données
un dispositif de sauvegarde des résultats et paramètres
une liaison (radio ou fibre optique) mettant en relation l'automate embarqué et un PC à terre
un coffret de degré de protection IP55 de dimensions standards dans lequel l'ensemble des matériels du système est regroupé.

Exemple de synoptique d'installation de 14 engins STS (Port de Rotterdam - 2015)

Le dispositif se suffit à lui-même pour les fonctions spécifiques de conservation des cumuls d'endommagement de fatigue. La liaison avec le PC à terre a pour fonction de permettre :

la maintenance du dispositif à distance,
la gestion des paramètres d'exploitation utiles pour la maintenance,
la sortie des statistiques d'exploitation,
la transmission de divers paramètres d'exploitation en cas d'évènement particulier (dépassement important de charge par treuil, différentiel important de charge par treuil, défaut anti-snag, etc.) sous forme de variation continue, pendant quelques secondes à cheval sur le moment de l'incident.

Le dispositif de suivi de vieillissement en fatigue est standardisé. Le paramétrage propre à la machine est effectué lors de sa mise en service.

Les informations issues des différents capteurs permettent de définir les cycles de travail et, grâce à un calcul complémentaire, les cycles réels de fatigue (variations de charge pendant le cycle de levage). Ces informations permettent également de calculer :

l'indice de fatigue de l'engin et de ses chaînes cinématiques dans leur ensemble en cumulant les endommagements de fatigue passés,
les différents autres paramètres nécessaires pour reconstituer les endommagements individuels des éléments et assemblages de la structure.

Résultats

ceux nécessaires pour connaître l'état d'endommagement conventionnel de l'engin et des chaînes cinématiques, indicateurs indispensables pour l'enclenchement des différentes opérations d'évaluations spéciales et de nombreux contrôles du plan de maintenance,
ceux qui informent dans les conditions réelles d'exploitation sur les facteurs de spectre de contrainte et les nombres de cycles de fatigue réels et permettent de procéder aux calculs de durée de vie résiduelle des éléments et assemblages critiques,
ceux qui informent sur l'exploitation commerciale du portique, (nombre de conteneurs manutentionnés par type, statistiques sur les poids des conteneurs manutentionnés, etc.),
ceux nécessaires pour enclencher des opérations de maintenance ou de contrôles conditionnels,
ceux utiles à l'assistance au dépannage lors d'évènement particulier (sous forme de courbes pendant quelques secondes à cheval sur le moment de l'incident).

A l'exception des sorties sous forme d'enregistrement continu des paramètres d'exploitation lors d'un incident, tous les autres paramètres sont, quoiqu'il arrive, conservés en mémoire. A tout moment la valeur de ces différents paramètres peut être transmise au PC à terre.

Enregistrements

Les différentes informations recueillies sont transmises à un PC afin d’y être traitées et sauvegardées. Les différents types d'enregistrements sont les suivants :

Des valeurs courantes à la demande (la valeur courante intègre les différentes valeurs de chaque cycle dans le temps depuis le cycle zéro).
Des valeurs courantes à périodicité paramétrable fixe (la valeur courante intègre les différentes valeurs de chaque cycle dans le temps depuis le cycle zéro).
Des valeurs courantes pour une durée déterminée à périodicité paramétrable fixe (la valeur courante intègre les différentes valeurs de chaque cycle dans le temps depuis le début jusqu’à la fin de la durée déterminée).
Des valeurs courantes pour une durée variable définie par un top de départ et un top de fin (la valeur courante intègre les différentes valeurs de chaque cycle dans le temps entre les deux tops).
Des valeurs instantanées présélectionnées à l’occasion de la survenue d’un évènement déclenchant. (Durée : 5 s réparties également avant et après l’évènement).

Résumé

Digilife est un système de suivi en temps réel du vieillissement (fatigue) d’appareils de levage développé par AES et Aquass. C'est un équipement polyvalent et breveté installé à demeure sur un engin neuf ou en service. Il stocke et délivre à distance le niveau de vieillissement des ossatures et des chaînes cinématiques ainsi que des données d'exploitation commerciale. L'exploitation des résultats permet de garantir la sécurité du personnel ainsi que l'intégrité de l’engin.

N'hésitez pas à nous contacter pour toutes demandes d'informations sur nos produits.