LE GRIPPAGE DES ÉLÉMENTS DE FIXATION EN ACIER INOXYDABLE
INTRODUCTION
Lors de l’utilisation d’éléments de fixation en acier inoxydable ou en aluminium, un soudage à froid, également appelé grippage ou usure adhésive, peut se produire pendant l’assemblage. Les filetages en contact adhèrent entre eux jusqu’à ce qu’aucun mouvement supplémentaire ne soit possible, ce qui peut entraîner la rupture des vis ou des boulons pendant le serrage. Cela peut provoquer des retards, des dommages et des situations potentiellement dangereuses.
Si l’élément de fixation ne se rompt pas pendant l’assemblage, il peut se déformer par torsion ou se bloquer avant que la précharge correcte ne soit atteinte. Cela peut entraîner une défaillance ultérieure due à la fatigue du métal ou à des charges externes. Le grippage peut également empêcher le démontage à la fin de la durée de vie de l’assemblage. Lors d’analyses précédentes, des problèmes initialement attribués à la qualité du produit se sont révélés être causés par un grippage pendant l’installation.
QUELLES SONT LES CAUSES DU GRIPPAGE ?
Lorsque des surfaces métalliques glissent l’une contre l’autre, leurs irrégularités microscopiques créent des frottements. La chaleur et l’usure qui en résultent augmentent avec la pression de contact. Dans des conditions sévères, les surfaces opposées adhèrent entre elles et de la matière est transférée ou arrachée. Cette forme d’usure adhésive est appelée grippage et peut progresser jusqu’au blocage complet des composants.
Les éléments de fixation filetés génèrent une pression de contact élevée sur les flancs des filets. L’acier inoxydable austénitique et l’aluminium sont particulièrement sensibles à ce phénomène, car ils sont relativement ductiles et sujets à l’usure adhésive. Lorsque la couche d’oxyde protectrice est endommagée pendant le serrage, du métal neuf est exposé et peut adhérer à la surface du filetage opposé.
PRODUITS ET SITUATIONS POUVANT AUGMENTER LE RISQUE DE GRIPPAGE
Les produits conçus pour créer volontairement une friction supplémentaire dans les filetages, tels que les écrous autofreinés à couple prévalant, augmentent considérablement le risque de grippage. Cette friction supplémentaire génère une chaleur concentrée sur une très petite surface de contact. Ces écrous ne tournent pas librement jusqu’à ce qu’ils atteignent la pièce serrée. Chaque rotation crée donc des frottements avant même que l’assemblage soit complètement serré. En l’absence d’une lubrification appropriée, il est préférable d’envisager une méthode de freinage qui ne repose pas sur une friction continue dans les filetages.
Les assemblages boulonnés qui nécessitent un déplacement important du filetage en raison d’espaces entre les composants présentent également un risque accru. Il en va de même pour les assemblages contenant des éléments souples ou élastiques, tels que les joints, les rondelles ressort, les rondelles Belleville, les ressorts hélicoïdaux et les rondelles en caoutchouc ou en plastique. Ces composants nécessitent davantage de rotations pour atteindre la précharge souhaitée, ce qui augmente la distance de glissement et les frottements dans les filetages.
LUBRINOX — LA SOLUTION ANTIGRIPPAGE DE FABORY
Fabory a développé Lubrinox spécifiquement pour contribuer à prévenir le grippage des éléments de fixation en acier inoxydable. Contrairement aux pâtes antigrippantes conventionnelles appliquées sur site, Lubrinox utilise un revêtement lubrifiant sec préappliqué qui :
- Réduit les frottements à des niveaux constants et prévisibles, favorisant une maîtrise fiable de la relation entre le couple de serrage et la précharge.
- Supprime la lubrification sur site, car les éléments de fixation sont livrés prêts à être installés.
- Reste propre et n’attire pas la poussière ni les particules susceptibles d’augmenter les frottements.
- Facilite un démontage propre et contribue à prévenir les dommages dus au grippage des filetages.
Lubrinox est disponible sur une gamme de boulons, vis et écrous en acier inoxydable A2 et A4. Pour une protection maximale contre le grippage, utilisez ensemble des boulons et des écrous Lubrinox.
Voir toute la gamme Lubrinox →COMMENT RÉDUIRE LES EFFETS DU GRIPPAGE ?
Veillez toujours à ce que les éléments de fixation soient propres et exempts de bavures, de particules métalliques, de copeaux, de sable et de poussière. Évitez les filetages endommagés, le mauvais alignement et le montage en biais, car ces conditions créent des frottements locaux concentrés.
La réduction du déplacement axial nécessaire pour atteindre la précharge diminue également le risque. Les assemblages rigides nécessitant seulement une rotation limitée sont généralement moins sensibles que les assemblages flexibles contenant des éléments souples ou élastiques.
Utilisez une vitesse de rotation lente, régulière et constante. Évitez autant que possible les outils à impulsion et à choc, car les accélérations rapides peuvent générer une chaleur locale intense dans les filetages.
Il est parfois recommandé d’associer différentes nuances austénitiques, telles que A2/AISI 304 et A4/AISI 316. Cependant, ces deux nuances sont austénitiques et restent sensibles à l’usure adhésive. Leur association seule ne permet pas de prévenir de manière fiable le grippage.
Les filetages roulés sont généralement préférables aux filetages usinés, car le procédé de roulage produit normalement une surface plus lisse et écrouie. La plupart des vis et boulons en acier inoxydable fabriqués en grande série possèdent des filetages roulés.
Les lubrifiants résistant aux hautes pressions et les produits antigrippants compatibles avec l’application peuvent réduire considérablement les frottements. Appliquez le lubrifiant uniformément et tenez compte de son effet sur la relation entre le couple de serrage et la précharge.
Les revêtements antifriction secs préappliqués constituent une autre solution. Ils réduisent le temps d’assemblage et retiennent moins facilement les particules contaminantes que les graisses collantes.
COMPARAISON DES MÉTHODES ANTIGRIPPAGE
| Méthode | Efficacité | Facilité d’utilisation | Utilisation recommandée |
|---|---|---|---|
| Revêtement Lubrinox préappliqué | ★★★★★ | Élevée — aucune préparation | La plupart des assemblages filetés en acier inoxydable |
| Pâte antigrippante, par exemple au MoS₂ | ★★★★ | Moyenne — application sur site | Assemblages fortement chargés ou rarement démontés |
| Revêtements antifriction secs | ★★★★ | Élevée — préappliqués | Environnements propres et applications agréées dans les secteurs alimentaire ou pharmaceutique |
| Lubrifiants à base de cire | ★★★ | Moyenne | Assemblage général |
| Vitesse de rotation lente et régulière | ★★★ | Élevée — technique d’assemblage uniquement | Tous les assemblages, avec une lubrification appropriée |
| Association des nuances A2 et A4 | ★ | Élevée | Méthode non efficace seule, car les deux nuances sont austénitiques |
| Filetages roulés plutôt qu’usinés | ★★★ | Sans objet — choix de spécification | Spécification lors de la conception et de l’approvisionnement |
CONCLUSION
Une sélection rigoureuse des éléments de fixation, un assemblage propre et correctement aligné, une vitesse de rotation maîtrisée et une lubrification appropriée permettent d’éviter de nombreux problèmes de grippage de l’acier inoxydable et de l’aluminium. Ces mesures améliorent la fiabilité, la facilité d’entretien et la durabilité des assemblages filetés.
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QUESTIONS FRÉQUENTES SUR LE GRIPPAGE DE L’ACIER INOXYDABLE
Quelle est la différence entre le grippage, l’usure adhésive et le soudage à froid ?
Ces termes décrivent des étapes étroitement liées d’un même phénomène d’endommagement adhésif. L’usure adhésive correspond à l’endommagement de surface et au transfert de matière provoqués par le frottement et l’adhésion entre des surfaces métalliques en mouvement. Le grippage se produit lorsque le frottement et l’adhésion deviennent suffisamment importants pour empêcher tout mouvement supplémentaire. Le soudage à froid décrit la liaison à l’état solide qui peut se former entre les surfaces en contact. Dans les applications de fixation, ces termes sont souvent utilisés de manière interchangeable.
Pourquoi le grippage se produit-il plus souvent avec l’acier inoxydable qu’avec l’acier au carbone ?
Les aciers inoxydables austénitiques tels que A2/AISI 304 et A4/AISI 316 sont ductiles et sensibles à l’usure adhésive. Le serrage peut endommager leur couche protectrice d’oxyde riche en chrome et exposer du métal neuf, qui peut adhérer au filetage opposé. L’acier au carbone possède des caractéristiques mécaniques et de surface différentes et est généralement moins sensible dans des conditions comparables.
Puis-je prévenir le grippage en utilisant un boulon A2 avec un écrou A4, ou inversement ?
Non. A2 et A4 sont tous deux des aciers inoxydables austénitiques. L’association de ces nuances ne réduit donc pas à elle seule le risque de grippage de manière fiable. Utilisez une lubrification appropriée, un revêtement préappliqué tel que Lubrinox, une pâte antigrippante compatible avec l’application ou un autre traitement antifriction validé.
Quelle réduction du couple dois-je appliquer aux éléments de fixation en acier inoxydable lubrifiés ?
N’appliquez pas de pourcentage de réduction universel. Le couple de serrage requis dépend du coefficient de frottement du lubrifiant, de la géométrie et du matériau de l’élément de fixation, de l’état de surface, de la précharge souhaitée et de la conception de l’assemblage. Suivez les données de couple fournies par le fabricant de l’élément de fixation ou du lubrifiant et vérifiez les assemblages critiques au moyen d’un essai couple-tension.
Les éléments de fixation en acier inoxydable grippés peuvent-ils être récupérés ?
Les éléments de fixation fortement grippés peuvent rarement être récupérés. Une fois que le soudage à froid a gravement endommagé les filetages, une tentative de démontage forcé entraîne souvent la rupture du boulon ou l’arrachement du filetage intérieur. Une découpe contrôlée ou un remplacement est généralement plus sûr. La prévention par un assemblage correct et une lubrification adaptée est plus fiable et plus économique.
Dernière mise à jour : juillet 2026