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CONTROLE PAR RESSUAGE & MAGNETOSCOPIE 1. CONTROLE PAR RESSUAGE Le contrôle par ressuage est une méthode de contrôle non destructif très utilisée dans l'aéronautique, l'industrie de production d'énergie, les transports et les prothèses chirurgicales. Cette méthode permet de mettre en évidence des discontinuités débouchântes (fissure, crique, etc.) sur tout métal, de nombreuses céramiques et de nombreuses pièces composites. Cette méthode de contrôle non destructif (CND) est utilisée dans les fonderies, les forges et les unités d'usinage.

 Le But de la manipulation :  Effectuer un contrôle CND par ressuage de pièces métallique suivant les critères exigés par la norme & Interprétation du résultat de contrôle de pièces métalliques.  Principe Depuis cette époque, la technique de ressuage a été perfectionnée et codifiée. On utilise actuellement des pénétrants plus perfectionnés que l'huile. Ce sont généralement des produits pétroliers colorés ou fluorescents, dont le classement par sensibilité varie selon les normes et spécifications applicables. Cinq niveaux (de 1/2 à 4) sont définis pour les pénétrants fluorescents. Il existe deux niveaux de sensibilité pour les pénétrants colorés selon la norme ISO 3452, alors que les documents américains ne font état que d'un seul niveau. Quelle que soit la couleur, le principe reste toutefois le même :

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Coupe d'un matériau comportant un défaut débouchant type fissure La surface du matériau est enduite de pénétrant. Le pénétrant est éliminé par lavage et la pièce est ensuite séchée. Le matériau est enduit de révélateur. Le défaut devient visible.

Le ressuage exige une préparation de surface très soignée, appropriée au matériau à contrôler et aux polluants à éliminer de la surface. L'intérieur des éventuelles discontinuités doit également être nettoyé. On enduit ensuite la pièce à contrôler de pénétrant, par pulvérisation électrostatique ou par immersion (parfois par pulvérisation de pénétrant en aérosol, notamment dans le cas d'un ressuage localisé sur une ou plusieurs zones désignées d'une pièce volumineuse).

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On lave la pièce pour éliminer le pénétrant déposé en surface. Les conditions de lavage (pression, température, durée) sont déterminées par la gamme de ressuage, afin de laver soigneusement le produit en surface sans éliminer celui qui a pénétré dans les éventuels défauts débouchant de la pièce. On sèche la pièce à l'étuve, parfois à l'aide d'air comprimé (air sec) à très basse pression ou de chiffons propres, secs et non pelucheux. On applique ensuite le révélateur, en poudre, en suspension ou en solution. On examine enfin la pièce, sous lumière naturelle dans le cas de pénétrant coloré ou sous éclairage UV (ultraviolet) dans le cas de pénétrant fluorescent, dans les délais impartis par la méthode de contrôle. On établit finalement un rapport de contrôle et/ou une déclaration de conformité.

 Schématisation de ressuage Nettoyage des pièces  Nettoyer, dégraisser et sécher les pièces à traiter.

Ressuage, nettoyage et dégraissage des pièces

Application du pénétrant

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 Appliquer un produit pénétrant. Le produit pénétrant peut être coloré ou fluorescent. Ce produit à pour particularité de pouvoir s’insérer par capillarité dans les interstices les plus fins. Beaucoup de produits pénétrants sont de couleur rouge. Au niveau de la sécurité, il est important de rappeler que ce produit est inflammable et parfois nocif (prendre des dispositions de sécurité pour effectuer un contrôle avec cette méthode : masque, s’éloigner des poste à souder, …). Les produits fluorescents sont utilisés sous rayons ultra-violets pour la détection. Certains pénétrants sont à post-émulsion et auront une opération supplémentaire d’émulsifiassions avant le rinçage.

Ressuage, application du pénétrant

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Rinçage du pénétrant  Laver la pièce à l’eau ou à l’aide d’un solvant pour enlever les surplus de pénétrant. Le pénétrant prisonnier dans les défauts ne partira par l’eau du fait de sa densité plus importante. Il ne faut pas utiliser de jet d’eau trop puissant pour rincer la pièce, ce qui pourrait chasser le pénétrant.  Sécher la pièce

Ressuage, rinçage du pénétrant Application du révélateur  Appliquer un produit révélateur. Celui-ci sera un révélateur sec, si un pénétrant fluorescent a été utilisé, sinon on utilisera un révélateur à base de solvant (révélateur humide non aqueux). Les révélateurs sont des poudres très fines, blanches, qui fonctionnent comme une éponge.

Ressuage, Application du révélateur

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Apparition des éventuels défauts: Une fois appliqués, les révélateurs vont faire ressortir le pénétrant qui avait été infiltré dans les défauts. Si celui-ci était rouge, une tache rouge bien visible sur fond blanc fera son apparition rapidement.

Ressuage, apparition des défauts

 Le Mode Opératoire

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 Dégraissage de l’élément examiner à l’aide d’un solvant et d’un chiffon propre et non pelucheux.

 Application du pénétrant rouge ou fluorescent suivant la sensibilité de l’examen, pour un temps d’imprégnation de 20 minutes.

 Nettoyage de l’excès de pénétrant par pulvérisation d’eau et séchage.

 Application du révélateur en fine couche uniforme. L’interprétation des indications se fait immédiatement et durant les 30minutes suivantes.

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 Qui peut effectuer ce contrôle ? Comme pour tous les autres contrôles non destructifs, dans un certain nombre d'industries (aéronautique, automobile), la déclaration de conformité des pièces contrôlées ne peut être rédigée et signée que par un opérateur certifié. Pour obtenir sa carte (son document de certification), l'opérateur doit : Justifier d'un certain nombre d'heures de pratique, sous la responsabilité d'un opérateur certifié, Produire un certificat médical d'aptitude pour justifier de sa bonne vision (avec ou sans correction), Suivre une formation, Réussir l'examen de certification (épreuves théoriques et pratiques), Signer un engagement déontologique et le respecter, Effectuer ses contrôles sur une installation qualifiée. Il devra ensuite présenter tous les ans un nouveau certificat médical pour sa vision et se fera rectifier à intervalles réguliers (tous les 5 ans en France). Il existe divers niveaux de qualification. Les exigences des secteurs aéronautique et automobile étant légèrement différentes et il existe plusieurs comités de certification. Dans le domaine aéronautique en France par exemple, le COSAC (Comité Sectoriel Aérospatial de Certification des agents de contrôle non destructif) membre de la COFREND1 (Confédération Française des Essais Non Destructifs) est garant du système de certification. Le COSAC tient à jour une liste des agents certifiés, disponible notamment sur Internet2.

 Normes et directives spécifiques Différentes normes décrivent et codifient le contrôle par ressuage, notamment (liste non limitative) :

 EN ISO 12706 - Essais non destructifs - Terminologie - Termes utilisés en contrôle par ressuage

 EN ISO 3452-2 - Essais non destructifs - Examen par ressuage - Partie 2 : essai des produits de ressuage  EN ISO 3452-3 - Essais non destructifs - Examen par ressuage - Partie 3 : pièces de référence  EN ISO 3452-4 - Essais non destructifs - Examen par ressuage - Partie 4 : équipement  EN 10228-2 - Essais non destructifs des pièces forgées en acier - Partie 2 : contrôle par ressuage  EN 10246-11 - Essais non destructifs des tubes en acier - Partie 11 : contrôle par ressuage des tubes en acier sans soudure et soudés pour la détection d'imperfections de surface  EN 1289 - Contrôle non destructif des assemblages soudés - Contrôle par ressuage des soudures  EN 1371-1 - Fonderie - Contrôle par ressuage - Partie 1 : Pièces moulées au sable, en coquille, par gravité et basse pression  En 1371-2 - Fonderie – Contrôle par ressuage - Partie 2 : Pièces en moulage de précision (cire perdue)  De plus, certaines directives émanant de gros donneurs d'ordre de l'industrie, constituent les bases de ce contrôle, comme l'EN4179 - Série Aérospatiale - Qualification et agrément du personnels pour les Contrôles Non Destructifs, qui édite les exigences qui sont reprises par les NANDTB(National Authority Non Destructive Testing Board)européennes et américaines (Les USA utilisent la norme NAS 410 dans le secteur aéronautique et spatial)2.

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 L’Interprétation des Défauts Quel que soit le type de ressuage (coloré ou fluorescent) les indications qui Peuvent être décelées sont soit : - de forme arrondie - de forme linéaire En ressuage coloré, l’indication se manifeste à l’œil. Dans le cas d’un ressuage fluorescent, une lampe ultraviolette est nécessaire. L’importance du défaut est caractérisée par la grosseur de l’indication.

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CONTROLE PAR LA MAGNETOSCOPIE : La Magnétoscopie est une technique de contrôle par aimantation qui s’applique par l’action d’un champ magnétique continu ou alternatif sur les matériaux ferromagnétiques comme les aciers (sauf austénitiques), les fontes… La Magnétoscopie utilise de nombreux moyens d’aimantation et différents produits pour adapter le contrôle à la forme de la pièce, à l’orientation du défaut recherché… La méthode de contrôle est rapide car les phénomènes d’aimantation sont immédiats. La magnétoscopie est utilisée pour détecter des discontinuités de surface, débouchant en surface ou sousjacentes (dans certaines conditions, jusqu’à quelques millimètres de profondeur), exclusivement sur matériaux ferromagnétiques. Si la magnétoscopie est plus ‘‘restrictive’’ que le ressuage, elle lui est préférée quand elle est applicable car elle est, entre autres, beaucoup plus rapide. De nos jours, l’utilisation croissante de la magnétoscopie peut s’expliquer par sa fiabilité mais aussi grâce à de récentes et nombreuses évolutions techniques majeures. & Si, au fil des années, des alliages non ferromagnétiques sont de plus en plus utilisés, un nombre croissant d’utilisateurs demandent aussi des bancs multifonctionnels de contrôle par magnétoscopie capables de traiter aussi bien des petites pièces que des grandes. Pour atteindre cet objectif, les bureaux d’études des constructeurs doivent faire des prouesses et faire preuve de beaucoup d’ingéniosité.

 Schéma de principe de mise en œuvre :

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 Le But de la manipulation :

 Détection des défauts de surface dans les assemblages soudés des structures métalliques.

 Equipements et accessoires

 brosse métallique ;  chiffon propre ;  solvant ;  plaque de contraste ;  liqueur magnétique colorée (poudre magnétique) ;  éclairage portatif ;  électro-aimant portatif ou aimant permanent (photo) ;  témoin d’aimantation une pièce métallique a une fissure.  Principe La magnétoscopie consiste à aimanter la pièce à contrôler à l’aide d'un champ magnétique suffisamment élevé. En présence d’une discontinuité, les lignes du champ magnétique subissent une distorsion qui génère un “champ de fuite magnétique”, appelé également ’’fuite de flux magnétique”. Un produit indicateur est appliqué sur la surface à examiner pendant l’aimantation (technique simultanée) ou après aimantation (technique résiduelle). Le produit indicateur noir coloré et/ou fluorescent est attiré au droit du défaut par les forces magnétiques pour former des indications.

Ces indications sont observées, dans des conditions appropriées, soit en lumière blanche artificielle ou lumière du jour, soit sous rayonnement ultraviolet (UV-A) ou lumière bleue actinique, selon le type de produit indicateur utilisé. Les indications sont d’autant mieux détectées qu’elles se situent perpendiculairement aux lignes de force du champ magnétique. Pour détecter toutes les discontinuités à la surface d’une pièce, il faut effectuer deux aimantations orthogonales l’une par rapport à l’autre. L’aimantation longitudinale met en évidence les discontinuités transversales (± 45°), et l’aimantation transversale met en évidence les discontinuités longitudinales (± 45°).

 Mode d'examen La magnétoscopie peut être effectuée de diverses manières : - Technique simultanée ou technique d’aimantation rémanente ; - aimantation par passage soit de champ, soit de courant ; - aimantation longitudinale, transversale ou multidirectionnelle ; - technique d’application successive d’une aimantation transversale ou d’une aimantation longitudinale, c’est-à-dire technique combinée (aimantations transversale et longitudinale effectuées l’une après l’autre, sans observation intermédiaire) ; - courant continu ou courant alternatif sinusoïdal redressé (une ou deux alternances) ou non redressé, courant alternatif trihexaphasé (triphasé redressé deux alternances), etc ; - soit technique de la poudre sèche, soit technique de contrôle par voie humide. Les équipements utilisés pour l’aimantation sont : les aimants permanents, les électroaimants portatifs, les générateurs de courants, les bancs de contrôle par magnétoscopie. La désaimantation des pièces, lorsqu’elle est requise, est effectuée à l’aide d’un équipement de désaimantation ou de tout autre dispositif ou technique appropriés. La magnétoscopie a fait l’objet de nombreux perfectionnements très importants :

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Sans entrer dans les détails, précisons les points suivants Technique d’aimantation multidirectionnelle : c’est une technique qui permet d'obtenir sur la pièce un vecteur résultant d'aimantation tournant très rapidement. Cela est généralement obtenu en utilisant un courant triphasé : une phase génère une aimantation dans une direction tandis que la seconde phase génère une aimantation dans une autre direction sensiblement perpendiculaire. En raison de la différence de phases, le vecteur d’aimantation balaie toute la direction (360°). Ce procédé peut être mis en œuvre sur un banc de contrôle par magnétoscopie ou dans une chambre d'aimantation sans contact. Technique d’aimantation sans contact par passage de courant induit : Cette technique consiste à générer un courant dans une pièce généralement ‘‘fermée’’ formant un circuit électrique sur elle-même (pièce annulaire ou tubulaire par exemple), et en assimilant ce circuit au secondaire d'un transformateur. Le primaire du transformateur est généralement le circuit magnétique ou l’électroaimant du banc de contrôle par magnétoscopie. Aujourd’hui, si l'aimantation multidirectionnelle sur banc de contrôle par magnétoscopie demeure la technique la plus utilisée (essentiellement pour des raisons de coût), l'aimantation multidirectionnelle en chambre est privilégiée dans certaines applications. Quant au courant induit, il reste encore coûteux et donc relativement peu utilisé, mais il est fort probable que la situation évolue encore dans les années à venir.

 Domaine d'application La magnétoscopie est ainsi une méthode largement utilisée dans le domaine des END et plus particulièrement dans des secteurs tels que : transport (aéronautique, automobile, ferroviaire, marine, remontées mécaniques), énergie (pétrole, thermique, hydraulique, nucléaire), chaudronnerie, métallurgie (fonderie, forge), mécanique, agro-alimentaire (sucreries, etc.),

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cimenteries, complexes chimiques, Défense, manèges à sensations, etc., tant en fabrication qu’en maintenance. Elle permet de contrôler des pièces en fer, en fonte, des aciers forgés, des soudures, des tôles, des tubes… bref, toutes sortes de pièces de géométrie simple ou complexe, pourvu que le matériau qui les constitue soit de nature ferromagnétique. La méthode est complémentaire de celle des ultrasons ou des courants de Foucault. Là où les ultrasons détectent les discontinuités sous-jacentes peu profondes, la magnétoscopie met en évidence toutes les discontinuités débouchant en surface (ayant jusqu’à quelques micromètres de largeur), et certaines discontinuités sous-jacentes peu profondes. Contrairement aux courants de Foucault, elle est peu sensible aux effets de géométrie ; elle ne se limite pas à un contrôle local. La magnétoscopie fait en effet partie des méthodes dites “globales”, qui autorisent l’inspection de l’ensemble d’une pièce en une seule opération. Les contrôles, relativement rapides, s’effectuent aussi bien sur des vis de dix millimètres de long que sur des vilebrequins de locomotive Diesel électrique ou encore sur des trains d’atterrissage d’avions.

 Intérêt de la méthode Principaux avantages - Méthode globale ; - détection principalement des discontinuités superficielles débouchâtes ; - contrôle de pièces de quelques millimètres à plusieurs mètres de long ; - inspections relativement rapides et peu coûteuses ; - résolution importante ; - matériel robuste, pouvant être utilisé dans des environnements difficiles. Principales limitations - Contrôle limité aux pièces ferromagnétiques ; - méthode non entièrement automatisable ; - détection de discontinuités sous-jacentes parfois difficile (suivant leur taille, leur profondeur, etc.) ; - nécessite l’emploi de produits chimiques.

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Conclusion Le ressuage, et le magnétoscopie comme dit ci-dessus, sont utilisé pour détecter d’éventuels défauts débouchant. Ainsi peut s’utiliser dans de nombreux domaines, et pas seulement en chaudronnerie et en soudage. Le procédé est utilisé dans l’aéronautique, l’automobile, le nucléaire, la fonderie, la mécanique, la tuyauterie… . Des pièces soudées, usinées, moulées, brutes, peuvent être soumises à ce moyen de contrôle ainsi que :

 Coût faible  Facilité de mise en œuvre  Facilité de lecture du défaut  Fiabilité de l’analyse

FIN...