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Certification AECO appliquée à un ascenseur à tour d'éolienne

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Un exemple concret du processus, de la méthodologie et de la capacité de l'ASME A17.7/CSA B44.7 : Performance-Based Safety Code for Elevators and Escalators à assurer une sécurité supérieure

On a beaucoup écrit sur ASME A17.7/CSA B44.7 : Code de sécurité basé sur les performances pour les ascenseurs et les escaliers mécaniques, mais peu d'écrits sur son utilisation pratique avec des exemples concrets du processus, de la méthodologie et de sa capacité à assurer une sécurité pratique supérieure ou équivalente. Cet article rappellera d'abord au lecteur l'intention d'un code basé sur les performances (PBC), puis détaillera la méthodologie utilisée lors du processus de certification d'un ascenseur à tour éolienne Avanti Wind Systems (WTE) en utilisant des exemples du processus (ELEVATOR WORLD , avril et mai 2012). Enfin, Avanti, une organisation accréditée de certification d'ascenseurs/escaliers mécaniques (AECO), et les méthodes d'évaluation des risques mettent sur le marché de nouvelles technologies qui garantissent une sécurité supérieure ou équivalente à A17.1/B44 seront examinées.

Objectifs d'apprentissage

Après avoir lu cet article, vous devriez avoir appris :
Que sont les GESR
Les critères de remplacement des câbles de levage d'ascenseur à tour
Comment le code basé sur les performances A17.7 a été utilisé pour évaluer un système de suspension WTE
♦ Comment le processus d'analyse des risques est mis en œuvre par un AECO
Quelles organisations sont des AECO en Amérique du Nord
♦ Comment la documentation A17.7 requise est développée par un AECO pour l'équipement non conforme aux exigences prescriptives du code A17.1

Il est d'abord important de comprendre que le processus AECO certifie une conception similaire à celle d'un organisme de référencement certifiant les entrées de cages d'ascenseur après un test de résistance à la chaleur et au feu UL10B. Le processus pourrait être utilisé en interne pour aider à la conception d'un produit ou pour modifier une conception, mais le processus AECO ne se contente pas de prendre une conception et de trouver un moyen de la faire apparaître conforme. Il s'est avéré être fidèle au concept de sécurité, la motivation de l'AECO est de s'assurer que la conception répond aux objectifs de sécurité détaillés dans A17.7/B44.7.

Le processus de certification commence par un fabricant identifiant les écarts du produit par rapport au dernier code pertinent en vigueur, qui définit l'objet de l'examen. Le sujet peut être un ou plusieurs systèmes, sous-systèmes, composants ou fonctions de l'ascenseur. Le processus est implicitement pour une nouvelle technologie par opposition à une demande de dérogation pour une installation particulière.

L'étape suivante consiste à sélectionner les exigences de sécurité essentielles mondiales (GESR) pertinentes applicables aux écarts en question. La partie 3 de A17.7/B44.7 définit les GESR : « globales » parce qu'elles ont été harmonisées dans la communauté mondiale des ascenseurs, votées, approuvées et finalement publiées, et « essentielles » parce qu'elles représentent les fonctions de sécurité qui doivent être atteint. L'effort d'harmonisation mondiale est en cours depuis plus d'une décennie et a abouti à l'élaboration et à la publication de la norme ISO 22559-1 par le comité technique 178 de l'Organisation internationale de normalisation (ISO). harmonisation avec A17/B17.7. Ce fut une étape importante dans la sécurité mondiale, car pour une fois, l'industrie mondiale des ascenseurs a établi le cadre pour garantir que les ascenseurs du monde entier auront une norme minimale pour la conception, la fabrication, l'inspection et la maintenance.

Les risques sont presque les mêmes partout dans le monde ; les différences dans les solutions prescriptives utilisées par les différentes normes régionales sont basées sur l'expérience locale et le niveau sociétal d'aversion au risque. Les codes et les normes prescriptifs détaillent des matériaux spécifiques qui ont des caractéristiques pour garantir que les éléments de sécurité essentiels sont atteints. Les codes de performance décrivent la sécurité à atteindre et exigent la preuve de la capacité d'un matériau à assurer un résultat de sécurité équivalent. Les exigences normatives définissent les paramètres de sécurité en imposant des forces, des masses, des allongements, des résistances, des facteurs de sécurité, des hauteurs, etc. Ce sont les paramètres de sécurité (SP) lors de l'examen de l'équivalence d'une solution basée sur les performances.

Les SP, spécifiés dans l'Appendice B non obligatoire A17.7/B44.7, sont des paramètres de code prescriptif triés par GESR.

Dans la conception WTE d'Avanti, chacun des écarts du système a été identifié et évalué par rapport aux SP pertinents. Par exemple, la machine d'entraînement d'escalade par traction couramment utilisée dans un WTE doit être conforme à A17.1/B44, exigence 2.24 : facteur de sécurité pour l'arbre de poulie. Cependant, le constructeur de l'ascenseur ne savait pas si l'arbre d'entraînement du moteur était conforme au facteur de sécurité minimum, et le fournisseur n'avait jamais été sollicité.

Si la société d'ascenseurs fabrique le composant, il s'agit simplement d'un examen de la documentation de conception et de preuve pour déterminer la conformité. Certaines preuves peuvent nécessiter des tests d'ingénierie en interne ou des tests dans un laboratoire approuvé. Avanti a effectué deux de ces tests en interne pour prouver sa conception de l'enceinte d'atterrissage et l'arbre de la machine d'entraînement. D'autres tests B44.1/A17.5 et EN 12016 ont été effectués dans des laboratoires d'essais, ce qui devait être fait car A17.7/B44.7 ne peut pas être utilisé pour s'écarter de ces exigences ou envisager d'autres mesures d'atténuation des risques pour les contrôleurs. A17.7/B44.7 ne peut être utilisé que pour évaluer l'équivalence avec les exigences A17.1/B44 — aucun autre code ou norme.

Avec la liste des éléments déviés, le fabricant de WTE a dû choisir soit de modifier le produit pour se conformer au code, soit de concevoir les atténuations de risque nécessaires dans le produit. En fin de compte, le fabricant a comparé les coûts pour se conformer au code ou toutes les raisons d'utiliser la nouvelle technologie, en tenant compte de l'application, des coûts de production, de l'outillage, de l'utilisation des matières premières, de la formation du personnel, de l'usinage, de l'achat, de la livraison et des coûts de mise à niveau qu'un AHJ peut imposer . La plupart des changements étaient faciles à faire, d'autres étaient très compliqués et coûteux à mettre en œuvre. L'utilisation d'une seule corde de suspension dans les WTE était l'un de ces problèmes compliqués.

Un SP pour le système de suspension est requis pour un minimum de deux cordes. Beaucoup de gens ont demandé (et beaucoup d'autres demanderont à l'avenir) pourquoi ce SP est violé sur un WTE. Pour comprendre ces types de problèmes, il est essentiel de comprendre le concept de GESR. Le système de suspension ne doit pas tomber en panne, mais si c'est le cas, la voiture doit rester suspendue. Si un autre moyen tout aussi sûr est trouvé qui répond à ces critères et que ce moyen est testé, examiné et prouvé, les éléments essentiels de la sécurité sont atteints.

Les considérations pour le moyen de suspension unique étaient les suivantes. De nombreux SP pour les systèmes de suspension sont inclus dans A17.1/B44, exigence 2.19. Ces exigences spécifient les caractéristiques exactes des éléments de suspension et de leurs fixations, et de nombreux autres paramètres sont inclus par référence. Par exemple, l'exigence selon laquelle les câbles doivent être en acier prescrit toutes les caractéristiques de l'acier telles que la résistance à la chaleur, la résistance minimale à la rupture, etc. suspension alternative signifie que ces caractéristiques supplémentaires doivent également être prises en compte. Par conséquent, lors de l'examen des SP A17.7/B44.7, les concepteurs et les examinateurs de l'équipement doivent également tenir compte de toutes les caractéristiques inhérentes aux matériaux de conception alternatifs, en plus des paramètres spécifiés lors de l'évaluation des matériaux alternatifs.

D'autres considérations qui entrent en ligne de compte dans l'évaluation AECO des moyens de suspension comprennent leur utilisation, les critères de remplacement, s'ils seront ou non surveillés et l'environnement dans lequel ils seront utilisés. Sont également pris en compte les taux de dégradation des câbles, leurs facteurs de sécurité initiaux et finaux, les charges et flexions qu'ils subiront et qui peuvent conduire à leur rupture, leur degré d'usure anticipé de la couronne due à l'abrasion et la capacité des câbles à être inspectés. . Les composants peuvent être sur ou sous-conçus. Par conséquent, demander à un tiers d'évaluer la conception garantit que tous les critères de conception pertinents ont été satisfaits et vérifiés.

Le processus d'évaluation est connu sous le nom d'évaluation des risques. En considérant le cas de l'utilisation d'une seule corde de suspension sur un WTE, il a été noté que les SP nécessitent un minimum de deux cordes. Cependant, l'allocation d'une corde était basée sur l'analyse des atténuations des risques en conjonction avec la contrainte réelle que la corde subira au cours de son cycle de vie. Un câble de grand diamètre et de taille suffisante ne ferait jamais partie d'une conception où il y a une flexion minimale du câble ou des cycles de fonctionnement minimaux. Considérez le Golden Gate Bridge et ses cordes de suspension. Ceux-ci ne sont jamais remplacés, car ils ne se plient jamais. Si un câble en acier de 8 mm de diamètre est plié sur une poulie seulement 10,000 XNUMX fois et que les charges qu'il supporte sont limitées à un dixième de la résistance nominale des câbles, il est peu probable qu'il se rompe ou qu'il subisse une usure de la couronne. Cependant, la même corde pliée un million de fois serait une autre affaire. Une telle situation entraînerait clairement une usure et une fatigue importantes des cordes.

De plus, un câble en fil d'acier de 1 mm de diamètre serait inadéquat comme moyen de suspension, car il se séparerait si presque n'importe quelle charge devait lui être appliquée. Trouver le bon équilibre entre ces deux extrêmes de taille de corde maximale et minimale possible est l'objectif du concepteur. L'évaluation des exigences essentielles de sécurité du code exige que la corde soit suffisamment large et robuste pour ne jamais se séparer, compte tenu de sa bonne utilisation ainsi que de son abus potentiel.

Dans le cas des WTE, un câble de suspension correctement sélectionné peut répondre aux GESR requis avec la mise en œuvre d'atténuations des risques, y compris l'utilisation d'un câble en acier d'une taille minimale avec un facteur de sécurité minimal et des critères de remplacement obligatoires basés sur le nombre de les cycles de l'ascenseur ou le temps réel en service. Les câbles WTE sont remplacés avant 5,000 20 cycles, ce qui, sur la base de leur utilisation réelle, correspond à moins de 2,500 ans de service attendu. En revanche, la plupart des ascenseurs électriques commerciaux effectuent XNUMX XNUMX cycles en un mois. Le taux de flexion des câbles dans les WTE garantit que les câbles ne se sépareront pas avant de devoir être remplacés. Mais pour être encore plus prudent (car il n'y a aucun moyen de limiter le nombre de cycles WTE), les mesures d'atténuation des risques incluent en outre des exigences de remplacement obligatoire de la corde après seulement cinq ans de service. La corde à simple a été certifiée comme une conception acceptable pour les WTE par l'AECO à la suite de mesures vérifiables des cycles de fonctionnement et du temps de service, des résultats des tests de conception de corde, de l'inclusion d'une corde de sécurité supplémentaire dans le système WTE, de l'historique de la conception et de l'utilisation des WTE. sur le marché et les exigences relatives à l'inspection visuelle périodique des cordes.

Les mesures finales d'atténuation des risques WTE dépassent les exigences actuelles pour l'utilisation de câbles en acier dans plusieurs domaines supplémentaires. Actuellement, les câbles en acier doivent être remplacés s'ils contiennent un nombre excessif de ruptures de fil, sont endommagés ou s'ils ont subi des réductions de diamètre excessives. Dans les WTE, les cordes doivent être remplacées après 250 h. d'utilisation ou après cinq ans de fonctionnement, selon la première éventualité. Il s'agit d'une atténuation significative des risques et d'une sécurité supérieure ou équivalente à celle requise par le code actuel (l'essence de l'exigence d'un minimum de deux câbles de levage). De plus, les WTE sont équipés d'un système de sécurité composé d'un câble en acier et d'une sécurité de préhension du câble qui arrêtera la voiture si elle dépasse sa vitesse nominale ou si la suspension est perdue. Cette corde de sécurité n'est pas en tension et la seule fois où elle subit un stress, c'est lorsque la sécurité s'applique. De plus, la corde de sécurité doit être remplacée tous les cinq ans lorsque la corde de suspension est remplacée.

Ces mesures d'atténuation des risques ont également été codifiées dans A17.1/B44, Exigence 5.11 pour les WTE, dont la publication a été approuvée dans l'édition 2013 du code A17.1/B44. En plus de la certification AECO du système, la solution à corde unique, avec les mêmes mesures d'atténuation des risques, a également fait l'objet d'un examen par l'industrie, et bien que les commentaires sur la proposition initiale remettaient en question son allocation, une fois que les mesures d'atténuation des risques ont été incluses dans le code proposé, les préoccupations ont été résolus de manière satisfaisante.

Le processus d'évaluation des risques est la façon dont les atténuations des risques sont développées pour une conception proposée ou, d'ailleurs, toute autre action que nous pouvons entreprendre. Par analogie, considérons quelque chose que nous faisons tous régulièrement lorsque nous conduisons une voiture. Lorsque vous conduisez par une journée ensoleillée sur l'autoroute, les risques d'accident sont minimes. Par conséquent, la vitesse à laquelle on roule n'est relative qu'au risque d'avoir une contravention pour excès de vitesse, plus qu'au risque de chute. Cependant, s'il commence à pleuvoir, un conducteur pensera généralement aux huiles sur la surface de la route et conduira plus lentement en fonction des conditions météorologiques changeantes. Ralentir est une atténuation des risques, et cela se fait presque inconsciemment. Ensuite, s'il commence à verser, créant une nouvelle condition qui affecte maintenant la visibilité du conducteur, le conducteur ralentirait encore plus, jusqu'à ce qu'un niveau de confort de risque potentiel soit atteint, basé sur une estimation de la vitesse à laquelle le véhicule pourrait être arrêté si nécessaire. Et puis, s'il commençait à neiger, le conducteur prudent ralentirait probablement encore plus, illustrant une atténuation supplémentaire des risques en réponse aux conditions météorologiques en constante évolution. En fin de compte, le conducteur pourrait arrêter le véhicule et rester à l'abri du temps que la route gèle.

Dans l'exemple précédent, chaque changement environnemental exigerait la mise en œuvre d'atténuations supplémentaires des risques par le conducteur et chaque atténuation supplémentaire des risques réduirait davantage le risque d'accident. Ces mesures d'atténuation des risques sont effectuées presque inconsciemment, même si la limite de vitesse reste la même. Si on le lui demandait, le conducteur pouvait écrire ses réflexions, en citant les dangers rencontrés et le potentiel anticipé de collision à différentes vitesses dans les diverses conditions météorologiques ainsi que la gravité d'un accident potentiel s'il s'était produit. À chaque étape de cet événement, une série de mesures d'atténuation des risques ont été prises jusqu'à ce que la décision finale de se protéger des intempéries élimine tous les risques potentiels.

Le processus d'analyse des risques qui est effectué par un AECO est mené avec la documentation d'une manière similaire à celle de l'exemple précédent. En tant qu'agences indépendantes, les AECO évaluent les mesures d'atténuation des risques et leur jugement final est le dernier mot. Une équipe d'évaluation des risques doit être utilisée. Si une personne de 21 ans, un directeur financier expérimenté d'une entreprise d'ascenseurs et moi devions développer une évaluation des risques pour un système d'ascenseurs, il y aurait des différences entre chacune de nos évaluations. L'un dû au manque d'expérience, l'autre à des considérations financières et le troisième à mon expérience dans l'installation, l'entretien et la conception d'équipements d'ascenseurs. C'est pourquoi la norme A17.7/B44.7 requiert une équipe d'experts en ascenseurs ayant une expérience dans divers aspects des systèmes d'ascenseurs pour juger des mesures d'atténuation des risques évaluées. Cette diversité des membres de l'équipe fournit une évaluation équilibrée qui pèse toutes les considérations. En tant qu'arbitre final et émetteur du certificat, l'AECO continuera d'exiger des mesures d'atténuation des risques appropriées lorsqu'à son avis celles proposées ne suffisent pas. Les entreprises ne peuvent pas contraindre ou cajoler les AECO pour qu'ils certifient quoi que ce soit ; en fait, c'est le contraire. Les AECO chérissent leur autorité de certification et n'agiront pas de manière imprudente de peur de risquer leur réputation et leur capacité à continuer d'exercer leurs fonctions. Un exemple souvent cité est que les AECO sont comme des collèges; ils sont payés, que l'étudiant soit diplômé ou non. C'est une façon appropriée et concise de les considérer.

Le facilitateur de l'évaluation des risques doit bien connaître le code A17.1/B44 et le processus d'analyse A17.7/B44.7, et être conscient de la possibilité d'être influencé par la pression des pairs qui peut conduire à des mesures d'atténuation des risques inadéquates. Le facilitateur ne doit pas être intimidé par les exigences de la haute direction pour réduire le coût d'une conception. Une équipe d'ingénieurs et d'experts en ascenseurs de diverses disciplines forme également le côté AECO de l'équipe d'évaluation.

Les trois AECO en Amérique du Nord sont Underwriters Laboratories Inc.; TÜV SÜD America, Inc. ; et Liftinstituut, qui sont tous des organismes de certification bien connus dans le monde entier. Ces entreprises jouissent d'une réputation égale. Ils évaluent et certifient chacun des produits de consommation que nous utilisons tous au quotidien. L'examen de l'équipement de l'industrie des ascenseurs que ces entreprises effectuent est un très petit segment de leur activité - semblable à une goutte dans la mer. Par conséquent, les AECO risquent trop de compromettre le processus A17.7/B44.7 ; il est dans le meilleur intérêt des AECO d'assurer la sécurité de l'équipement des ascenseurs.

Tous les documents justificatifs du processus d'évaluation des risques sont collectivement connus sous le nom de document de conformité au code (CCD). Une fois le CCD terminé et examiné par l'AECO, l'AECO publiera un document d'analyse des lacunes détaillant ses conclusions. Il peut s'agir d'un commentaire sur les mesures d'atténuation des risques, d'une demande de documentation supplémentaire ou différente, d'une demande d'examen de cas à risques supplémentaires ou d'une myriade de choses. C'est là que commence la deuxième étape du travail. Chaque élément de l'analyse des écarts doit être traité et accepté avant la délivrance du certificat. Il nécessite des réponses écrites et peut également nécessiter des modifications du produit, des tests supplémentaires et/ou d'autres certifications jusqu'à ce qu'un accord soit trouvé sur les mesures d'atténuation des risques. Certaines tâches peuvent révéler d'autres lacunes ; ce n'est pas une liste unique. Le certificat de conformité final n'est délivré que lorsque toutes les parties ont terminé l'analyse des écarts.

Les mesures d'atténuation des risques sont désormais une liste obligatoire de modifications de la conception du produit que le fabricant doit intégrer dans la conception du produit final. La documentation du produit à l'appui, le programme de contrôle de la maintenance (MCP), les procédures d'inspection, etc. doivent être fournis par le fabricant pour vérifier la conformité aux exigences du certificat AECO. De plus, la surveillance des produits commence lorsque l'AECO visitera régulièrement et au hasard les usines des fabricants de produits et confirmera que la production est toujours conforme à la CCD. Il ne suffit pas de simplement dire à l'AECO que le produit aura ces atténuations des risques ; des échantillons ou des dessins doivent être fournis, le cas échéant. Cela comble l'une des plus grandes lacunes de A17.1/B44, Section 1.2, Allocations, où des promesses bien intentionnées entraînent parfois un manque de documentation et, plus tard, la conformité du produit.

Le processus AECO est basé sur la réalisation d'une évaluation en boucle fermée qui est approfondie, transparente et indépendante des considérations financières. Il introduit en toute sécurité de nouvelles technologies sur le marché. En l'absence de A17.7/B44.7, changer le code prescriptif et obtenir des écarts dans diverses juridictions ne garantit pas une sécurité supérieure ou équivalente à celle qui est prescrite dans le code A17.1/B44 avec une égale sécurité et nécessite un examen approfondi par le processus de consensus . La seule alternative à la codification est de demander à l'AHJ d'examiner indépendamment les informations techniques, ce qui, dans de nombreux cas, n'est pas possible.

Être compétitif sur un marché mondial avec des technologies en constante évolution nécessite un examen prudent et réfléchi des nouvelles technologies. Le code basé sur les performances A17.7/B44.7 est le véhicule qui fournira une assurance de sécurité et un marché raisonnable et concurrentiel.

Questions de renforcement de l'apprentissage

Utilisez les questions de renforcement de l'apprentissage ci-dessous pour préparer l'examen d'évaluation de la formation continue disponible en ligne sur www.elevatorbooks.com ou à la page 91 de ce numéro.
♦ Quel est l'objectif du code basé sur les performances A17.7 ?
♦ Quelle a été la méthodologie utilisée lors du processus de certification d'un WTE Avanti ?
Quelle est la différence entre le code A17.1-2010/B44-10 et les codes A17.7-2007/B44.7-07 ?
♦ Quels sont les exemples d'évaluation et d'atténuation des risques que nous effectuons dans la vie de tous les jours ?
♦ Dans quelle section du code ASME A17.1-2013 les exigences relatives aux WTE seront-elles incluses ?

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John W. Koshak est directeur et fondateur d'Elevator Safety Solutions, Inc., et membre du conseil d'administration et du groupe consultatif technique d'Elevator World, Inc.. Il est également président actuel de l'International Association of Elevator Consultants. Juste avant de réactiver son entreprise en septembre 2008, Koshak était directeur des codes et normes pour l'Amérique du Nord pour thyssenkrupp Elevator. Il était auparavant dans la recherche chez thyssenkrupp Research, Innovation and Design. Koshak a fait ses débuts dans l'industrie en 1980 chez Westinghouse Elevator Co. et a travaillé pour Dover Elevator, Amtech Elevator et Adams Elevator Equipment Co., où il était vice-président du support technique. Il a été instructeur du National Elevator Industry Educational Program de 1982 à 1991, a conçu la sécurité des ascenseurs hydrauliques LifeJacket et détient plusieurs brevets pour la conception de composants d'ascenseur. Koshak est membre du comité des normes ASME A17 et ancien président de la Elevator Escalator Safety Foundation.

monde de l'ascenseur | Couverture d'octobre 2012

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