Maintenance et certification

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Systèmes d’échappement : conseils en matière d’inspection et de maintenance

par Joe Escobar, rédacteur en chef, magazine en ligne Aircraft Maintenance Technology (AMT) (www.amtonline.com). À l’origine, cet article a paru dans le numéro de juillet 2005 d’AMT Magazine, et il est reproduit avec autorisation.

Le système d’échappement d’un aéronef est essentiel à la sécurité aérienne. Des systèmes d’échappement défectueux peuvent entraîner un empoisonnement au monoxyde de carbone, un incendie ou une perte de rendement des moteurs. Il existe des trucs qui peuvent garantir une inspection et une maintenance adéquates de ces systèmes. J’ai parlé à Tom Heid, président de la firme Aerospace Welding Minneapolis Inc. (AWI), afin d’apprendre certains de ces trucs. M. Heid est titulaire d’une licence A et P et s’y connaît beaucoup en matière d’inspection et de réparation de systèmes d’échappement. Voici les conseils pratiques dont il m’a fait part pendant notre conversation.

Conseils en matière d’inspection générale
Avant d’inspecter le système d’échappement, assurez-vous de retirer tout le revêtement et tous les doublages du silencieux et des pipes propulsives, afin de permettre une inspection complète. Certains mécaniciens se dépêchent et, au lieu de retirer le revêtement, ils l’ouvrent manuellement, jettent un simple coup d’œil à l’intérieur, puis le referment. M. Heid compte plusieurs exemples de fissures et de déformations de silencieux qui auraient été décelées si le revêtement avait été retiré, même partiellement.

Pendant une inspection, vous devez chercher des signes de fuite. Inspectez les surfaces des composants près du système d’échappement, afin de déceler toute trace de suie. Cherchez également des signes de fuite directement sur le système d’échappement. Des résidus de poudre jaunâtres ou orangeâtres indiqueront la présence de fuites. Ce genre de décoloration sur une pièce d’échappement est caractéristique d’une fuite. Vous devez prêter une attention particulière autour des soudures, des colliers de serrage et des brides.

Une autre façon de trouver des fuites consiste à effectuer un essai de pression. Consultez votre manuel de maintenance pour connaître les procédures détaillées concernant un essai de pression. Pour effectuer un essai de pression, il suffit généralement de raccorder une source d’air, comme un aspirateur d’atelier (en mode de fonctionnement inverse) ou un régulateur d’air d’atelier, au tuyau d’échappement et de mettre le système d’échappement sous pression, entre 3 et 5 lb/po2 environ. Faites attention de ne pas mettre le système sous une pression trop élevée, car cela pourrait endommager le système d’échappement ou le moteur. Vaporisez ensuite une solution d’eau savonneuse sur tous les joints et sur le système en général, afin de vous assurer qu’il n’y a pas de fissure, de piqûre ni de fuite trop importante aux joints des colliers de serrage ou aux joints glissants.

Système d’échappement
Une inspection appropriée du système d’échappement
est essentielle à un fonctionnement sécuritaire.

Vous devrez également inspecter toutes les surfaces pour voir si ces dernières présentent des signes de fatigue du métal, laquelle se manifestera par des bombements, des déformations ou des fissures. Examinez les déformations des tuyaux afin de vérifier si elles comportent des piqûres ou si le matériau s’est aminci. Vous pouvez utiliser un poinçon pour sonder le matériau aux endroits possiblement affaiblis.

Utilisez une lampe de poche pour éclairer l’intérieur des tuyaux à des fins d’inspection. Vous pouvez également utiliser un endoscope pour examiner les composants internes.

Vérifiez si des goujons ou des ailettes de dissipation de chaleur, ou tout autre dispositif de dissipation de chaleur, sont endommagés ou manquants, car de telles anomalies pourraient engendrer un chauffage inégal de la surface du silencieux et entraîner la formation de trous dans ce dernier.

Regardez si le silencieux comporte des chicanes ou des tuyaux internes. Si des chicanes sont endommagées ou manquantes, réparez ou remplacez le silencieux. Des chicanes endommagées peuvent se déloger, bloquer la sortie et entraîner une perte de puissance.

Dans la mesure du possible, inspectez les surfaces internes pour voir si elles comportent de l’usure, des piqûres, des fissures ou des chicanes endommagées. Il peut y avoir corrosion à l’intérieur d’un composant dont l’extérieur paraît en bon état.

Conseils en matière d’installation
La firme AWI offre les conseils suivants en matière d’installation des systèmes d’échappement.

  • N’ajustez aucune pièce à la presse : il y aurait fissuration, et la durée de vie du composant s’en verrait écourtée.

  • Ne réutilisez pas les garnitures d’étanchéité.

  • Assurez-vous que toutes les pièces sont bien alignées. Montez-les d’abord sur l’aéronef sans les serrer, puis serrez tous les connecteurs conformément aux spécifications du constructeur de pièces d’origine; après un vol d’essai, reserrez-les.

  • Utilisez un antigrippant dont la cote nominale est d’au moins 1 400 F, comme le Bostik Never-Seez® ou le Loctite C5-A, sur tous les joints glissants.

  • Inspectez toute la quincaillerie et tous les colliers de serrage, afin de vérifier s’ils comportent des traces d’usure, de piqûres ou de contrainte thermique. Effectuez les remplacements nécessaires.

Turbo 182
Sur un Turbo 182, contrairement aux autres systèmes d’échappement sur lesquels un système turbo est installé, il n’y a pas de support de montage pour le turbo. Toute la masse du turbo repose sur la tubulure d’échappement (ou tubulure en Y, comme certains l’appellent), ce qui exerce une contrainte importante sur cette dernière. Plusieurs de ces tubulures d’échappement se sont fissurées et se sont rompues. De telles ruptures peuvent causer un incendie en vol. Les tubulures d’échappement constituent des régions qu’il faut inspecter attentivement. Il s’agit d’un facteur de sécurité extrême.

Réparations
Comme de nombreux mécaniciens ne possèdent ni le matériel de soudage en atmosphère inerte avec électrode de tungstène (TIG), ni les connaissances spécialisées ou le niveau de confort que nécessite la réparation de systèmes d’échappement, ceux-ci sont souvent envoyés en réparation à l’externe. Il existe des centres de réparation comme AWI qui se spécialisent dans la réparation des systèmes d’échappement. Certains mécaniciens choisissent également d’apporter la partie endommagée à leur atelier de soudage local pour la faire réparer. Si vous faites appel à un atelier local pour effectuer une réparation ou si vous vous y attaquez vous-même, vous devez connaître plusieurs éléments qui vous aideront à obtenir une bonne réparation.

Alignement — Un alignement approprié est important lors de la réparation d’un composant d’un système d’échappement. La plupart des réparations doivent être effectuées dans un gabarit pour que le composant réparé s’ajuste adéquatement lors du remontage. Une réparation effectuée sans gabarit peut occasionner un mauvais alignement et provoquer une contrainte après montage qui pourrait endommager le composant.

Manque d’expérience — De nombreux soudeurs ne possèdent aucune expérience du travail avec des systèmes d’échappement d’aéronef. Les systèmes d’échappement sont principalement constitués d’acier inoxydable de catégorie 321 ou encore d’Inconel 601 ou 625. Il n’existe pas beaucoup d’autres objets qui sont fabriqués de ces alliages, et la plupart des soudeurs généralistes ne possèdent pas d’expérience de travail avec ces derniers. Même si un soudeur a déjà soudé de l’acier inoxydable, le travail est bien différent avec l’acier inoxydable de catégorie 321, lequel requiert une baguette de soudage et des techniques spécifiques. L’utilisation des mauvaises baguettes et des mauvaises procédures produira un joint faible.

Nettoyage adéquat — Un nettoyage en profondeur de la pièce est essentiel. L’extérieur du composant du système d’échappement est habituellement souillé d’huile et d’autres dépôts, mais un simple nettoyage de l’extérieur de la pièce est insuffisant. L’intérieur de cette dernière est rempli de dépôts de carbone laissés par du carburant brûlé et des additifs de carburant. Dès que vous commencez à souder, la fissure s’ouvre en raison de la chaleur, et la contamination provenant de l’intérieur de la pièce est tirée directement dans le bain de fusion, ce qui crée une soudure faible. Il faut donc nettoyer en profondeur l’intérieur et l’extérieur de la pièce avant le soudage.

Purge — Un dernier truc de soudage consiste à s’assurer que la pièce est purgée au moment du soudage. La purge est le processus qui consiste à fournir une source distincte d’argon à l’intérieur de la pièce, ce qui a pour effet de pousser tout l’air hors de la pièce et de créer une atmosphère constituée d’argon pur à l’intérieur de celle-ci, atmosphère qui aide à tirer le bain de fusion à travers la fissure pendant le processus de soudage, et la soudure produite est aussi propre à l’intérieur qu’à l’extérieur. Si vous ne faites pas de purge, le bain de fusion s’oxydera à l’intérieur, ce qui créera un cordon rugueux et dentelé. Non seulement ce cordon constituera-t-il un joint de soudure plus faible, mais ses extrémités dentelées interrompront le débit gazeux, ce qui créera des points chauds susceptibles de se transformer ultérieurement en points de rupture.

Acier inoxydable et Inconel
Les mécaniciens doivent également savoir que les composants du système d’échappement peuvent être fabriqués en acier inoxydable ou en Inconel. Ces deux matériaux sont d’apparence similaire, et il peut être difficile de les différencier sans procéder à des tests chimiques ou à une analyse destructive (meulage). Il faut être conscient que ces deux matériaux possèdent des caractéristiques différentes qui ont un effet sur les indications visuelles d’une rupture prochaine.

Au fil du temps, l’acier inoxydable a tendance à se détériorer. Les molécules de métal se fractionnent, et le métal commence à s’étirer, à bomber et à se déformer. Il s’agit là d’une bonne indication visuelle que la pièce est sur le point de se rompre et nécessite une réparation ou un remplacement.

En raison de cette tendance de l’acier inoxydable à s’affaiblir et à bomber au fil du temps, certains ingénieurs ont décidé d’utiliser un métal plus solide pouvant résister à la chaleur et empêcher ces bombements. Ils ont choisi l’Inconel, métal de la famille de l’acier inoxydable renfermant davantage de nickel et de chrome, ce qui lui permet de résister à des températures plus élevées. Habituellement, l’Inconel ne bombe pas et ne se déforme pas comme l’acier inoxydable, mais il subit des piqûres de l’intérieur. Les propriétés métalliques de l’Inconel ne sont pas très compatibles avec les dépôts minéraux laissés dans l’essence aviation, ce qui provoque d’importantes piqûres, un peu à la façon d’un cancer. M. Heid fait remarquer que 95 % à 98 % des pièces en Inconel que l’entreprise reçoit présentent d’importantes piqûres.

Il en découle qu’en qualité de mécanicien, il se peut que vous ne sachiez pas quel matériau vous inspectez. Ce n’est pas parce qu’un système ne présente pas de fissure ni de bombement qu’il ne comporte aucune anomalie. Il se peut que vous vous trouviez en présence d’une pièce en Inconel qui subit des piqûres de l’intérieur.

Une inspection appropriée du système d’échappement est essentielle à un fonctionnement sécuritaire. En connaissant les procédures d’inspection appropriées et en vous assurant que vos pièces sont réparées adéquatement, vous pouvez faire votre part pour garantir que l’aéronef ne subisse pas de défaillance du système d’échappement.

Conseils d’inspection
La firme AWI a produit un catalogue gratuit intitulé Aircraft Exhaust & Engine Mounts montrant toutes les références pertinentes des principaux composants et des pièces connexes, comme les garnitures d’étanchéité et les colliers de serrage. Ce catalogue indique également les zones spécifiques où l’on doit porter une attention particulière pendant l’inspection. Pour en obtenir un exemplaire, composez le 1-800-597-4315, ou téléchargez-le à www.awi-ami.com.

Attention aux retours de flammes
Les retours de flammes des moteurs sont extrêmement néfastes pour les systèmes d’échappement, en particulier pour les systèmes à silencieux. Les retours de flammes exercent de façon très brusque et intense une contrainte sur tout le système d’échappement. Ils peuvent endommager les chicanes, et peut-être même les décoller. Ils peuvent également provoquer le bombement ou la fissuration du silencieux. Tout retour de flamme justifie une inspection en profondeur de tout le système d’échappement.

Ressources additionnelles
Aerospace Welding Minneapolis Inc.
1-800-597-4315
www.awi-ami.com

Panne d’alimentation causée par une défectuosité du sélecteur de réservoirs

Lettre d’information sur la sécurité aérienne du Bureau de la sécurité des transports (BST) du Canada

Le 12 septembre 2006, un Piper Cherokee PA-28-180 privé se trouve dans le circuit de la piste 06R de l’aéroport de Montréal/St-Hubert (Qc). Pendant l’étape de base, avant l’atterrissage, à quelque 700 pi au-dessus du niveau du sol (AGL), le pilote procède au changement de réservoir carburant et il actionne la pompe carburant électrique, conformément à la liste de vérifications avant l’approche de l’avion. Après quelques secondes, il y a perte de puissance moteur. Le pilote choisit de désactiver tous les interrupteurs électriques et d’effectuer un atterrissage forcé à une intersection achalandée. Pendant l’approche finale en vue de l’atterrissage forcé, la dérive de l’avion heurte un câble de retenue de poteau de téléphone, l’aile droite heurte un véhicule et l’avion se renverse, heurtant trois autres véhicules avant de s’immobiliser. Les occupants des véhicules, le pilote et le passager de l’avion subissent des blessures légères. Le BST a classé cet accident comme un événement de catégorie 5 (A06Q0160).

Lorsque l’avion a été récupéré, il a été constaté que le sélecteur de réservoirs était réglé au milieu entre les positions de sélection des réservoirs carburant droit et gauche. Des essais du circuit carburant effectués pendant que tournait le moteur de l’avion en question ont permis d’établir que lorsque le sélecteur de réservoirs est placé entre les deux positions, le débit de carburant vers le moteur est réduit à un état de panne d’alimentation en carburant, suivi d’un arrêt accidentel du moteur. L’examen du circuit carburant n’a permis de détecter aucune anomalie, à l’exception du sélecteur de réservoirs, lequel était très difficile à déplacer, et la position des crans était à peine perceptible. L’état du robinet du sélecteur de réservoirs correspondait à celui d’un composant qui n’avait pas été entretenu conformément aux recommandations du constructeur en matière de maintenance.

Sélecteur de réservoirs, comme il a été trouvé
Sélecteur de réservoirs, comme il a été trouvé

Le 5 juin 1972, Piper Aircraft Corporation a publié le bulletin de service (BS) no 355 intitulé Fuel Selector Valve Lubrication (Lubrification du robinet du sélecteur de réservoirs). Le BS no 355 s’applique aux Piper PA-28-180 (portant les numéros de série 28-1  à 28-7105179, inclusivement) ainsi qu’aux autres petits avions Piper. Ce BS vise principalement à faire en sorte que le robinet du sélecteur de réservoirs soit inspecté et lubrifié périodiquement et adéquatement. Le délai de conformité était dans les 10 h de fonctionnement suivant la date d’entrée en vigueur du BS. Les dispositions relatives à l’inspection et à la maintenance que renferme ce BS devaient être effectuées : toutes les 100 h, jusqu’à ce que l’avion ait atteint 400 h de fonctionnement; ensuite, toutes les 400 h additionnelles de fonctionnement ou annuellement, à la première éventualité; ou lorsque le robinet du sélecteur de réservoirs était difficile à déplacer. Les travaux mentionnés dans ce BS n’avaient pas été effectués sur l’avion en question, et le propriétaire ignorait l’existence de ces dispositions.

Au Canada, les propriétaires de petits aéronefs non commerciaux peuvent utiliser le calendrier de maintenance fourni par Transports Canada (TC) à la partie 1 de l’appendice B et à l’appendice C de la norme 625 du Règlement de l’aviation canadien (RAC). Les propriétaires peuvent également utiliser la liste de vérifications de maintenance du constructeur de l’avion, si elle est disponible, pourvu qu’elle comporte au moins tous les articles pertinents figurant dans la norme 625. Les tâches figurant au calendrier de maintenance de TC ne sont décrites que de façon générale, alors que la liste de vérifications de maintenance produite par le constructeur est détaillée et inclut des renvois aux lettres de service et aux BS pertinents produits par le constructeur. L’avion en question dans cet accident était entretenu conformément au calendrier de maintenance figurant dans la norme 625 du RAC.

Le RAC stipule clairement que la maintenance d’un aéronef est la responsabilité de son propriétaire. Donc, si des propriétaires choisissent d’utiliser le calendrier de maintenance moins détaillé figurant dans la norme 625 du RAC pour entretenir leur aéronef, ils demeurent responsables de créer une liste de vérifications adéquate qu’ils doivent utiliser avec le calendrier de maintenance et doivent se tenir au courant des éléments de maintenance additionnels, comme les tâches hors calendrier régulier, les lettres de service, les BS ou les consignes de navigabilité (CN) pouvant s’appliquer à leur aéronef. 

Séance d’information sur les systèmes de gestion de la sécurité (SGS) de Transports Canada

Montréal, Québec, à l’automne 2010

www.tc.gc.ca/fra/aviationcivile/normes/sgs-info-menu-638.htm

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