Quel type de dents de coupe dois-je utiliser pour différentes conditions de sol ?

Référence rapide : Couper les dents par type de sol

Avant d’entrer dans les détails, voici une table de recherche pratique que la plupart des équipes de dragage peuvent utiliser directement sur place. Il est basé sur des données de terrain recueillies lors des opérations de drague suceuse à désagrégateur à l'embouchure de la rivière, de l'entretien du port et des projets de remise en état.

Pourquoi la classification des sols passe en premier

Chaque drague suceuse à désagrégateur fonctionne sur le même principe de base : une tête de coupe à vis sans fin tourne contre le fond marin tandis qu'une pompe centrifuge aspire le matériau détaché dans le tuyau d'aspiration. La charge sur les dents change considérablement en fonction de ce que mord la tête de coupe. Le limon mou n’offre presque résistance, de sorte qu’une dent longue et mince peut pénétrer rapidement sans couple excessif. En revanche, la roche altérée génère des charges d'impact répétées, et une dent fine dans ce contexte s'écaille ou se casse en quelques dizaines d'heures.

Sur un projet tel qu'un travail de régularisation d'un chenal à l'embouchure d'une rivière, la géologie peut passer de lentilles de boue molle à des lentilles d'argile dure au cours du même mouvement de coupe. Les équipes qui ne transportent qu'un seul type de dents constatent souvent une usure inégale sur la tête de coupé, certaines dents étant usées à plat tandis que les dents adjacentes sont à peine touchées. La classification du sol à l'avance, à l'aide de grumes de fourrage ou de données de tests de pénétration standard, permet de sélectionner le bon profil de dents avant même que la tête de coupe n'entre dans l'eau.

Profils de dents et pourquoi ils sont conçus

Les dents de coupe d'une tête de coupe de drague sont généralement regroupées en trois familles de travail, et chacune est construite autour d'un équilibre différent entre vitesse de pénétration et résistance aux chocs.

• Dents à pointe biseautée avoir un tranchant plat et large et un corps long. Ils cisaillent les matériaux mous avec une résistance minimale et constituent le choix standard pour le limon, la boue et les sédiments meubles. Leur profil long permet également d'éloigner le matériau de la tête de coupe lors de sa rotation.
• Dents coniques en forme de pic ont une pointe arrondie et pointue, généralement terminée par un insert en carburateur de tungstène. Cette forme concentre la force sur une zone de contact plus petite, ce qui est efficace pour le sable, l'argile sableuse et le gravier légèrement compacté où un bord plat pousserait simplement le matériau plutôt que de le couper.
• Dents de Roche Lourdes sont plus courts et plus épais, avec un corps en acier allié forgé conçu pour absorber les impacts répétés plutôt que de se cisailler proprement. Ceux-ci sont utilisés pour les roches altérées, les matériaux des récifs coralliens et les couches de sol cimentées, où la priorité passe de la vitesse de coupe à la survie structurelle.

Le choix des matériaux compte autant que la forme. L'acier à haute teneur en manganèse est courant pour les corps de dents car il durcit sous l'impact, ce qui signifie que la surface devient plus dure à mesurer qu'elle est frappée. Des pointes en carbure de tungstène sont ajoutées là où l'usure abrasive, plutôt que l'impact, est le mode de défaillance dominant, comme dans le sable fin à forte teneur en quartz.

Gamme de têtes de coupé et de composants d'usure

Au-delà des dents de coupe elles-mêmes, l'ensemble de la tête de coupe qui l'entoure détermine dans quelle mesure ces dents sont soutenues sous charge. Vous trouverez ci-dessous une sélection de composants de drague connexes fabriqués pour les opérations de drague suceuse à désagrégateur.

Dents de coupe de drague

Outils de coupe

Tête de coupe de drague

Tête de coupe

Ensemble d'entraînement de coupé

Système d'entraînement

Bague d'usure à haute teneur en manganèse

Pièces d'usure

Pièce de bras de drague

Support tête de coupe

Faire correspondre les dents à la puissance et au couple de la tête de coupe

La sélection des dents ne peut pas être séparée de l'entraînement de la tête de coupe lui-même. Un ensemble d'entraînement de tête de coupe à couple élevé peut pousser des dents de roche lourdes à travers des couches cimentées, mais le même entraînement équipé de fines dents de burin dans la boue molle tournerait simplement sans résistance significative, gaspillant du carburant et accélérant l'usure des roulements de la tarière. Comme ligne directrice de travail :

• Les unités d'entraînement d'une puissance inférieure à 150 kW se marient généralement mieux avec des dents de burin ou de pioche légère sur des sols mous à moyens.
• Les unités d'entraînement entre 150 et 400 kW peuvent gérer des dents de pic renforcées sur du gravier dense et de l'argile dure.
• Les unités d'entraînement supérieures à 400 kW sont généralement associées aux dents lourdes pour les roches altérées et les sols cimentés.

Des dents sous-dimensionnées sur un entraînement surdimensionné entraînent une fracture prématurée de la pointe due à une charge de choc. Des dents surdimensionnées et lourdes sur un entraînement sous-dimensionné réduisent la vitesse de rotation et le taux de production, parfois de 30 % ou plus par rapport à une configuration correctement adaptée.

Durée de vie, inspection et planification du remplacement

La plupart des opérateurs inspectent les dents de coupe toutes les 100 à 150 heures de fonctionnement dans des conditions de sable abrasif et toutes les 250 à 300 heures dans de la boue molle. Une dent doit généralement être remplacée une fois que l'usure a réduit sa longueur d'origine d'environ 30 pour cent, car l'efficacité de coupe diminue fortement au-delà de ce point et l'adaptateur de montage est exposé à une abrasion directe.

Garder à bord un inventaire mixte de dents de burin, de pioche et de roche permet à une équipe de s'adapter au cours du même quart de travail lorsque la tête de coupe traverse une limite de sol, plutôt que d'interrompre la production pour s'approvisionner en pièces correctes à terre.

Pratiques d'installation et de maintenance

Une installation correcte est aussi importante que la sélection des dents. Les adaptateurs desserrés permettent un mouvement latéral sous charge, ce qui accélère les fissures de fatigue à la base de la dent, même lorsque le matériau de la dent lui-même est bien adapté au sol. La pratique standard consiste à serrer les goupilles de retenue selon les spécifications du fabricant, à vérifier l'alignement de l'adaptateur après chaque rencontre avec la roche et à nettoyer les douilles de montage avant d'installer une nouvelle dent pour éviter que les sédiments piégés ne provoquent une assise inégale.

La rotation périodique de la position des dents, plutôt que de toujours les remplacer dans le même ordre, permet également d'égaliser l'usure du bras de la tête de coupe, ce qui prolonge l'intervalle d'entretien du bras lui-même et maintient la force de coupe répartie symétriquement pendant le fonctionnement.

Travailler avec un fournisseur de pièces de rechange pour drague

Étant donné que les conditions du sol varient selon le projet et même selon la saison sur la même voie navigable, de nombreux opérateurs de dragage travaillent avec un fournisseur d'équipement de dragage qui peut fournir plusieurs profils de dents et adaptateurs correspondants plutôt qu'une seule conception fixe. Un fabricant fiable de pièces détachées pour dragues proposera généralement des certificats de moulage ou de forgeage, des rapports d'essais de dureté et des dessins dimensionnels pour chaque type de dent, ce qui permet à l'acheteur de confirmer la compatibilité avec la tête de coupe avant de commander. Pour les flottes utilisant des dragues suceuses à élinde traînante aux côtés de dragues suceuses à désagrégateur, le maintien d'une norme de pièces partagées entre la tête de dragage et les dents de la tête de dragage simplifie également la gestion des stocks et coupe réduit les temps d'arrêt en attente de la bonne pièce.