Les rails pour ponts roulants (et grues) constituent un groupe important dans l’industrie du rail. Leurs formes, qui peuvent être très différentes des rails de transport, sont le résultat d’une longue évolution qui leur a conféré des caractéristiques spéciales.
Les charges transversales sont particulièrement élevées dans ces applications. C’est pourquoi le patin des rails pour ponts roulants et grues est large et leur âme relativement épaisse. Plusieurs profils possèdent également des champignons plats, pour mieux supporter les charges exercées par les galets.
Puisque chaque application est unique, un grand nombre de profils a été développé au fil des années. Les rails à profil américain (CR) sont surtout employés dans les Amériques alors que les rails à profil européen (DIN) sont utilisés dans le monde entier et les rails à profils spéciaux dans des projets spéciaux.
Profils | Poids | Largeur du champignon | Hauteur | Largeur du patin | Âme | ||||||||||
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kg/m | lb/vg | mm | po | mm | po | mm | po | mm | po | ||||||
A45 | 22.10 | 44.55 | 45.00 | 1.77 | 55.00 | 2.17 | 125.00 | 4.92 | 24.00 | 0.94 | |||||
A55 | 31.80 | 64.11 | 55.00 | 2.17 | 65.00 | 2.56 | 150.00 | 5.91 | 31.00 | 1.22 | |||||
A65 | 43.10 | 86.89 | 65.00 | 2.56 | 75.00 | 2.95 | 175.00 | 6.89 | 38.00 | 1.50 | |||||
A75 | 56.20 | 113.29 | 75.00 | 2.95 | 85.00 | 3.35 | 200.00 | 7.87 | 45.00 | 1.77 | |||||
A100 | 74.30 | 149.78 | 100.00 | 3.94 | 95.00 | 3.74 | 200.00 | 7.87 | 60.00 | 2.36 | |||||
A120 | 100.00 | 201.59 | 120.00 | 4.72 | 105.00 | 4.13 | 220.00 | 8.66 | 72.00 | 2.83 | |||||
A150 | 150.30 | 302.99 | 150.00 | 5.91 | 150.00 | 5.91 | 220.00 | 8.66 | 80.00 | 3.15 |
Nuances | Résistance à la traction MPa | Limite d’élasticité MPa | Élongation % | Dureté (à titre indicatif) HB |
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70 kg (700) | ≥ 690 | ≥ 355 | ≥ 12 | ≥ 200 |
90 kg (900) | ≥ 880 | ≥ 440 | ≥ 8 | ≥ 260 |
110 CrV (1100) | ≥ 1080 | ≥ 640 | ≥ 7 | ≥ 320 |
R340 | ≥ 1150 | ≥ 600 | ≥ 7 | ≥ 340 |
Nuances | C % | Mn % | Si % | P % | S % | V % | Cr % |
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70 kg (700) | 0.40 – 0.60 | 0.80 – 1.20 | ≤ 0.350 | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 | n/a | n/a |
90 kg (900) | 0.60 – 0.80 | 0.80 – 1.30 | ≤ 0.500 | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 | n/a | n/a |
110 CrV (1100) | 0.65 – 0.85 | 0.90 – 1.30 | ≤ 0.500 | ≤ 0.040 | ≤ 0.040 | 0.05 – 0.15 | 0.20 – 0.80 |
R340 | 0.80 – 0.95 | 0.90 – 1.40 | ≤ 0.500 | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 | 0.05 – 0.15 | 0.20 – 0.80 |
Une famille de rails bas et larges a été développée en Europe et est décrite dans la norme DIN 536. Communément appelés rails « DIN », on les retrouve partout et ce sont les rails pour ponts roulants les plus couramment utilisés dans le monde.
Les rails DIN sont proposés dans une gamme de tailles allant du A45 (22,1 kg/m) au A150 (150,3 kg/m) et satisfont aux exigences de la majorité des systèmes de ponts roulants sur rail. Contrairement aux noms des autres rails, la dénomination des rails DIN indique la largeur du champignon et non son poids (par exemple, le champignon du rail A45 est de 45 mm).
Les rails DIN se caractérisent par un centre de gravité bas, un champignon large et robuste ainsi qu’une âme épaisse et un patin très large. Leur faible hauteur convient à des installations avec peu de dégagement en hauteur, mais qui exige un montage sur poutre ou sur un support continu. Le large patin et le profil ramassé lui confèrent une grande stabilité qui est idéale pour les applications de pont roulant.
La norme DIN 536 définit deux nuances d’acier : la première ayant une résistance à la traction supérieure à 690 MPa et l’autre, supérieure à 880 MPa. Au fil du temps, différentes aciéries en sont venues à utiliser des dénominations différentes pour identifier ces deux nuances. Le fournisseur de nos rails DIN, ArcelorMittal, utilise les noms 70 kg et 90 kg. (880 MPa = 880 N/mm2 ˜ [90 kg x constante gravitationnelle 9,81 m/s2]/mm2)
Deux nuances supplémentaires ont vu le jour au cours des dernières années, mais elles ne sont pas décrites dans la norme DIN 536. L’alliage d’acier comprend du chrome et du vanadium pour atteindre une résistance à la traction supérieure à 1080 MPa. ArcelorMittal emploie les noms 110 CrV et R340 dans sa documentation.
Les rails DIN sont habituellement offerts en longueurs de 10, 12, 15 et 18 mètres (33, 39, 49 et 59 pieds). D’autres longueurs peuvent être fournies sur commande spéciale. La forme trapue de ces rails rend le perçage impossible. Les extrémités sont à coupe carrée, mais la coupe en biseau est aussi offerte.
Tous les rails de pont roulant sont laminés et mis à l’essai conformément à des normes métallurgiques strictes. Ils sont proposés en plusieurs nuances qui offrent de grandes capacités de charge et une faible usure. Les nuances de rails CR sont catégorisées différemment selon leur origine : en Amérique du Nord, on utilise la dureté Brinell, alors que les normes européennes utilisent la résistance à la traction. À noter qu’il existe une corrélation entre les deux systèmes.