: 3 CONTROLE NON DESTRUCTIF PAR MAGNÉTOSCOPIE I. P

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1 Chapitre : 3 CONTROLE NON DESTRUCTIF PAR MAGNÉTOSCOPIE I. P r i n c i p e e t d e s c r i p t i o n d e l a m é t h o d e : La méthode ne s'applique qu'aux pièces ferromagnétiques. On retrouvera dans le schéma ci-après les trois phases évoquées précédemment dans le premier chapitre relatif à la description du principe de fonctionnement de chacune des méthodes. Une analyse plus détaillée de chaque phase va nous permettre d'isoler les paramètres dont dépend la bonne exécution du processus. Fig.1 I. 1 P h a s e d ' e x c i t a t i o n : C'est la phase initiale qui consiste à soumettre la pièce à l'action du champ magnétique. Trois paramètres importants sont à prendre en considération dans cette phase : la nature du champ magnétique, l'intensité du champ magnétique, la direction du champ magnétique. Fig.2 a) La nature du champ magnétique : On peut rencontrer, suivant les installations utilisées, les formes d'ondes suivantes : monophasée sinusoïdale, monophasée redressée simple ou double alternances, triphasée redressée simple ou double alternances. La forme d'onde utilisée réagit essentiellement sur la pénétration des lignes d'induction dans la section de la pièce se qui agit sur la précision de détection des défauts. b) L'intensité du champ magnétique : Ce paramètre influe sur les conditions d'aimantation du matériau : une valeur trop élevée provoque la saturation de l'induction dans le matériau, ce qui n'est pas souhaitable. c) La direction du champ magnétique : La sensibilité est optimale lorsque la direction est perpendiculaire à la direction présumée du défaut. C'est pourquoi on réalise généralement un contrôle suivant deux directions de champ orthogonales. I. 2 P h a s e d e p e r t u r b a t i o n :

2 C'est la phase la plus complexe car elle traduit l'interaction entre le matériau, le défaut et le champ excitateur. Les paramètres à prendre en considération dans cette phase sont les suivants : nature ferromagnétique du matériau, géométrie de la pièce, géométrie et position du défaut, nature du milieu constitutif. a) Nature ferromagnétique du matériau : La courbe d'évolution de la perméabilité magnétique relative en fonction du champ magnétique est une caractéristique propre du matériau, présentant un maximum pour une valeur précise du champ excitateur : c'est pour cette valeur maximale que l'efficacité de la méthode est la plus grande. Dans la pratique, un compromis est adopté autour de cette valeur. b) Géométrie de la pièce : La carte des lignes d'induction dans la pièce, ou son voisinage immédiat, est influencée par le profil de la pièce. c) Géométrie et position du défaut : La perturbation des lignes d'induction, localement à l'aplomb de défaut conduit à un gradient d'induction dont l'intensité est fonction de la largeur du défaut, de sa profondeur et de sa position sous la surface. Fig.3 I. 3 P h a s e d e r é v é l a t i o n : Le mécanisme mis en jeu dans cette phase résulte d'un équilibre des forces auxquelles sont soumises les particules de révélateur : force due à la pesanteur, force due à l'action mécanique de projection et force magnétique due au gradient local d'induction. Cette dernière force dépend du volume de la particule et de son aimantation. En d'autres termes, les paramètres influençant la formation du spectre sont les suivants nature ferromagnétique des particules, volume et géométrie des particules, valeur locale de l'induction à l'aplomb du défaut. L'efficacité globale de la méthode est étroitement liée à la maîtrise des paramètres évoqués dans ces trois phases et du jugement apporté par l'opérateur qui se trouve confronté à l'interprétation des spectres obtenus : seule l'appréciation de la longueur du défaut est possible, un doute subsiste dans certains cas critiques sur la distinction entre le défaut

3 réellement préjudiciable et l'effet géométrique ayant engendré un spectre sans caractère de nocivité. I I. M é t h o d e d a i m a n t a t i o n : Dans la pratique, on procède à l'aimantation des pièces suivant deux techniques principales la pièce est aimantée totalement ou localement par l'intermédiaire d'un électroaimant, la pièce est aimantée par l'intermédiaire d'un courant la traversant totalement ou localement. La représentation schématique de ces deux techniques fait l'objet des figures 4, 5 et 6. Fig.4 Contrôle par magnétoscopie

4 Fig.5 -Représentation schématique des méthodes d'aimantation directes par passage de courant dans la pièce Fig.6 -Méthode indirecte: aimantation par électro-aimants III. Eléments nécessaires au contrôle d une pièce :

5 Pour une bonne exécution des contrôles par magnétoscopie, les éléments suivants sont nécessaires. Ces éléments font l'objet d'une instruction de travail précisant en particulier les points suivants : a) Conditions de préparation de la pièce : nettoyage (nature du produit utilisé), enlèvement de la protection ou conditionnement particulier en surface, b) Conditions d'aimantation matériel utilisé, mode transversal et / ou longitudinal, nombre de positions de la pièce à satisfaire et leurs représentations schématiques par rapport au système d'aimantation, réglage d'intensité d'aimantation et temps de maintien de ce réglage, vérification du réglage d'aimantation, nécessité d'une désaimantation intermédiaire entre chaque opération. c) Conditions d'application du révélateur nature du révélateur employé (liquide ou poudre), vérification des performances du révélateur (déplacement facile sur la surface), Conditions de révélation nature du rayonnement utilisé, distance et intensité du rayonnement, nature de l'aide optique utilisée. d) Conditionnement des pièces après contrôle désaimantation désaimantation, vérification de la désaimantation, nettoyage après contrôle, protection des pièces, IV. Domaines d application de la méthode : IV.1 Pièces en acier moulé : Le contrôle magnétoscopique est généralement imposé pour la recherche des défauts en surface tels que : soufflures, porosités, retassures, fissures etc. Il doit être exécuté après meulage soigné sur les congés de raccordement, naissances de bossage et tubulures, chanfreins pour soudures. Les défauts mis en évidence sont généralement éliminés par meulage et on vérifie leur disparition complète par un nouveau contrôle. La réparation par soudage est généralement admise. IV.2 Pièces en acier forgé : Le contrôle magnétoscopique est le plus souvent préconisé dans ce cas pour l'examen des

6 surfaces des chanfreins de soudures. Il est pratiqué également unitairement sur des pièces de moyenne ou grande série telles que aubes, bielles ou tirants. IV.3 Tôles en acier : Le contrôle magnétoscopique est généralement imposé sur les bords de tôle qui doivent être assemblés, après chanfreinage, dans le but d'éliminer les dédoublures ou feuilletages qui nuiraient à la réalisation du soudage ultérieur. IV.4 Tubes en acier : Ce genre de produit n'est généralement pas contrôlé en magnétoscopie. En revanche, les ronds destinés à la fabrication des tubes peuvent faire l'objet d'un contrôle magnétoscopique particulier pour l'élimination des défauts en surface et la vérification de l'absence de défauts internes dans des plans de coupe diamétrale. V.Technologie des appareils : V.1 Principe de fonctionnement : Les appareils à poste fixe sont destinés généralement au contrôle magnétoscopique de pièces d'encombrement limité, dont la manutention ne pose pas de problème particulier. Plusieurs tendances peuvent être rencontrées au niveau de la conception suivant les besoins de l'utilisateur : l'installation est destinée au contrôle de petites séries de pièces dont la forme, la longueur et la nuance sont variables. l'installation est destinée au contrôle de grandes séries de pièces identiques, auquel cas plusieurs systèmes d'aimantation appliqués suivant des séquences bien précises, sont engendrés de manière automatique.

7 Fig. 7 -Description simplifiée d'une installation à poste fixe V.2 Description d un appareil portable type électro-aimant : La figure 8 donne la représentation schématique d'un appareil portable assez répandu en contrôle magnétoscopique. Il s'agit d'un électro-aimant dont les bras sont articulés de manière à pouvoir s'adapter au contrôle de pièces diverses, de grande dimension, qui seraient difficilement contrôlables sur un appareil à poste fixe. Fig. 8 Description simplifiée d'un appareil portable type électro-aimant V.3 Exemple pratique d'utilisation de l'appareil en aimantation

8 transversale Le générateur délivre un courant sinusoïdal alternatif et le client impose une valeur crête de la composante tangentielle du champ supérieure à 2400 A.m -1 en surface lors d'un contrôle à la touche. FIG. 9 - Mesure du champ pour deux positions particulières de la sonde Fig Positions de la sonde par rapport à la surface de la pièce et la direction du champ