Développement d'un appareil de caractérisation d'éléments de connecteurs électriques boulonnés

摘要

Le présent travail porte sur l'identification des grades (ou classes) de la boulonnerie utilisée dans les postes de distribution d'Hydro-Québec. Afin d'assurer une identification rapide des grades des boulons, les normes nationales et internationales (SAE, ASTM, ISO, BS, NF, DIN, JIS, etc) préconisent différentes sortes de marquages. La diversité de ces normes ainsi que l'absence complète de marquage en cas de tiges filetés (qui sont souvent utilisées pour remplacer les boulons) créent des dfificultés dans les postes lorsqu'il s'agit de faire un bon choix, essentiellement pour les éléments de fixation en acier de grades 2 et 5. Cette situation engendre des frais très importants pour les opérations d'inspection et de remplacement d'un élément de fixation, en plus des inconvénients dus à la mise hors service des lignes de distribution.ududNotre mandat consistait à analyser la situation actuelle dans les postes de distribution d'Hydro-Québec et à fournir une solution technique au problème d'identification de grades des éléments de fixation. Suite à cette analyse, nous avons proposé d'utiliser la mesure de dureté comme technique rapide et non destructive d'identification. Les valeurs de la résistance à la rupture pour la boulonnerie de grades 2 et 5 sont respectivement 75 et 120kpsi. Ainsi, les expériences qui ont été réalisés sur des boulons normalisées ont démontré que un essai de dureté peut remplacer un essai de traction pour le cas de notre application.ududLa conception, la fabrication et le calibrage d'un appareil permettant la réalisation de la mesure de dureté de type Brinell pour l'identification des grades de la boulonnerie ont été réalisées dans le cadre de ce projet. Cet appareil est doté d'un système de levier pour l'application de la charge sur une bille de diamètre 3,175mm et d'un limiteur de force capable de reproduire la charge maximale de 300kgf avec une bonne répétabilité (écart-type de 3,18kgf). L'utilisation de cet appareil, qui ne contient aucune composante électronique, ne nécessite aucune qualification technique spéciale, ce qui représente un critère principal de la conception.ududFinalement, une série d'essais de validation effectués sur des boulons normalisés, a démontré que l'identification des grades à l'aide de l'appareil développé donne des résultats fiables. En effet, une simple visualisation de l'empreinte créée lors d'un essai de type Brinell, permet de faire la comparaison de la taille de celle-ci par rapport à un échantillon étalon fourni avec l'appareil et par conséquent, d'indiquer précisément le grade de l'élément de fixation.