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Courrier - Mai 2012

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Écrit par Administrator
Samedi, 14 Avril 2012 16:00

Idées fausses en magnétoscopie (suite)

Mai 2012

L’article, publié sur notre site Internet en février 2012, basé sur une conférence prononcée par George HOPMAN, à Las Vegas, le 13 Novembre 2007, nous a valu un certain nombre de commentaires.

Vous pouvez lire le commentaire de Stéphane GRAVELEAU du département Recherches et Développement de SREM TECHNOLOGIES (France) :

"J'ai lu avec attention cet article.
Certaines idées me semblent intéressantes, cependant d'autres me semblent pour le moins peu claires, voire fausses. D'une manière générale, je crains que cet article n’embrouille le lecteur, surtout dans sa version française. J'aurais beaucoup de choses à dire sur cet article, mais par manque de temps, je vais simplement me limiter à 3 points qui me semblent les plus importants.

1/
Le point le plus critique concerne une information qui revient à plusieurs reprises dans votre document et qui demande de vérifier que "l'induction magnétique est au moins de 3mT". Il y a ici une très importante confusion entre l'induction magnétique et le champ magnétique, sans doute due au fait que l'auteur donne dans son texte original et par abus de langage une unité en mT qui normalement doit être utilisée pour la mesure d'une induction magnétique, alors que, dans ce cas précis, elle correspond bien à la mesure d'un champ magnétique tangentiel (équivalence dans l'air ici).
• Dans l'ASTM E1444, cela est clair, il s'agit bien du champ tangentiel.
"Tangential-field strengths shall have a minimum value of 30 gauss (30 10-4 tesla [T]) when measured at the part surface." (ndlr : les intensités du champ tangentiel doivent avoir une valeur minimale de 30 gauss 30 10-4 tesla [T]) mesurée à la surface de la pièce).
• Dans l'ISO 9934-1 les choses sont présentées de manière très claire en termes d'induction et de valeur de champ (pour rappel la relation entre le champ magnétique et l'induction est B=µH).
"L'induction minimale dans la pièce doit être de 1 T. Pour les aciers faiblement alliés ou à faible teneur en carbone, cette induction est obtenue avec une perméabilité relative élevée et avec un champ magnétique tangentiel de 2 kA/m."
=> En conclusion, dans tout cet article (surtout dans sa version française), il est écrit que pour faire un bon contrôle il suffit d'une induction de 3mT alors que la norme ISO 9934-1 demande 1T (soit 333 fois plus). Bien sûr, cela est dû à une erreur d'interprétation/traduction, mais j'ai bien peur que le lecteur ne comprenne plus grand chose à une notion déjà bien complexe.

2/
L'idée fausse n°15 me semble tout à fait contestable.
Dans l'ASTM E1444 comme dans l'ISO 9934-3, une précision est en général spécifiée concernant les différents équipements servant au contrôle du process (mesureur de courant, mesureur de champ, minuterie). Même si dans ces normes, rien n'est spécifié concernant la précision des appareils de mesure servant à contrôler les différents mesureurs utilisés sur un banc, il est de la responsabilité de l'utilisateur de garantir la précision globale demandée et, donc, d'utiliser des équipements ou de faire appel à des prestataires permettant de tenir cet engagement (par exemple rattachement COFRAC).

3/
La démonstration de l'idée fausse n°16 est complexe et fausse.
J'adhérais totalement avec le début de l'article concernant la faible confiance que l'on peut accorder aux formules de calcul [sauf peut être H=I/(πD)] pour le calcul des grandeurs magnétiques dans les cas réels. En revanche, cette dernière idée propose d'appliquer "la loi du carré inverse de Newton" !!!!! pour calculer une induction magnétique… mais aucune démonstration n'est donnée. Je propose donc de faire plus simple et de montrer que la conclusion est fausse (en tout cas dans ce cas précis).

Prenons un barreau d'acier de diamètre 50 mm parcouru par un courant de 1000 A et sur lequel on va mesurer le champ tangentiel transversal. Pour faire simple, partons de l'hypothèse que le capteur utilisé est ponctuel.
• Si le capteur est placé à 1,2 mm de la surface de la pièce :
H=I/(πD) = 1000/[π(0,05+0,0012)] = 6217 A/m.
• Si le capteur (ou le témoin QQI) est à 0,05 mm de la surface de la pièce :
H=I/(π D) = 1000/[π(0,05+0,00005)] = 6360 A/m (écart de seulement 2,3 %).
=> La différence est donc ici très minime et ne permet certainement pas de conclure que le témoin QQI est plus fiable qu'une mesure de champ !"

Le commentaire de Patrick DUBOSC sur celui de Stéphane GRAVELEAU :

"En ce qui concerne le dernier point, la distance réelle de l'élément détecteur par rapport à la surface de la pièce, et le résultat de la mesure, je dois dire que, par expérience, je ne suis pas d'accord avec Stéphane GRAVELEAU.
J'ai personnellement vu des différences considérables de lecture entre deux mesureurs de champ de même modèle, étalonnés par un fabricant réputé dans un solénoïde long : le bout d’une des sondes était usé, à force d'avoir été frotté sur les surfaces métalliques, et le capteur à effet Hall s'était donc sérieusement rapproché de l'extrémité de la sonde (et se trouvait donc physiquement plus près de la surface que pour la sonde neuve). Les valeurs affichées de champ étaient très supérieures à celles affichées par l'appareil neuf. Lors de la première fois, j'avais été interloqué. J'avais fait refaire l'étalonnage par ce fabricant, pour les deux appareils. Et, au retour, rien de changé! C'est alors que je me suis intéressé à la façon d'étalonner, et que j'ai pensé à l'usure mécanique de la sonde. Après des essais avec d'autres appareils neufs et des appareils "usés", la conclusion était assez nette: l'étalonnage en solénoïde ne peut "détecter" les différences de la distance réelle entre le capteur à effet Hall et l’extrémité de la sonde. C’est pourquoi, il ne peut pas donner une idée de la valeur de la distance élément sensible/surface. C’est pourquoi des mesureurs différents, provenant de fabricants différents, ayant leurs propres paramètres, chacun étalonné avec précision, peuvent conduire à des résultats extrêmement différents.

La version française est la traduction de la conférence de George HOPMAN. Je reconnais que certains points me laissent perplexe, comme ne pas désaimanter entre deux opérations, au moins dans certains cas. Cependant cet homme a de l'expérience, et son but était d'attirer l'attention sur certaines exigences farfelues... ou sur le manque de certaines exigences."

Le commentaire de Pierre CHEMIN sur celui de Stéphane GRAVELEAU :

"En publiant cet article, nous étions persuadés de susciter des réactions, plus ou moins vives, de la part d’un certain nombre de nos lecteurs : c’est la raison pour laquelle notre site Internet comporte une rubrique "courrier des lecteurs".
En guise d’introduction à notre article, nous avions averti nos lecteurs, en leur annonçant que "ce que nous souhaitons ici, c’est montrer "l'esprit critique" de l’auteur".
Nous nous sommes attachés à effectuer une traduction en français aussi fidèle que possible, sans faire la moindre adaptation (à l’exception du remplacement de l’unité périmée, le gauss, par l’unité normalisée, le tesla), ni le moindre commentaire technique pour ne pas "trahir" la pensée de son auteur.
Comme l’a souligné à juste titre Stéphane GRAVELEAU, une "très importante confusion entre l'induction magnétique et le champ magnétique" règne aux États-Unis d’Amérique, car exprimer en tesla ou gauss (unité obsolète) l’intensité du champ magnétique ne peut être que source de confusion et d’erreur. C’est ce que nous avons voulu bien montrer à nos lecteurs européens. La réaction de Stéphane GRAVELEAU prouve que notre objectif a été atteint.
Dans l’article (1) que nous avons publié dans la revue Materials Evaluation, dont la version française (2) a été publiée sur notre site Internet, nous avons dénoncé le "massacre" des unités de mesure, par les anglophones et surtout les Américains ; entre autres, celle de la mesure de l’intensité du champ magnétique tangentiel en gauss au lieu d’ampère par mètre qui conduit à de réelles confusions.
Il faut savoir qu’aux États-Unis d’Amérique règne un blocage au changement. Ainsi, sur notre site Internet, nous avons dénoncé, à titre d’exemple, l’utilisation de la "lumière noire" au lieu de "rayonnement UV-A" (3). Le terme "lumière noire" est utilisé depuis au moins deux décennies que le terme exact a été normalisé, sous le fallacieux prétexte qu’"il y a trop de documents, normes, spécifications, etc., dans lesquels le terme "lumière noire" est utilisé, pour envisager une nouvelle rédaction."

Commentaire de Stéphane GRAVELEAU sur celui de Patrick DUBOSC :

Concernant le point 16, bien sûr que dans certaines conditions, il est possible de trouver des différences considérables entre 2 mesures (ndlr : avec deux sondes différentes), mais c'est bien loin d'être systématique. Le problème de ce point, c'est que dans l'article il est traité comme une "généralité", qu'aucun paramètre n'est précisé. Finalement, rien n’est démontré. Dans l'exemple que j'ai donné, j'ai bien précisé les conditions (technique d'aimantation, diamètre du barreau, intensité du courant, etc.) et indiqué que la conclusion était fausse "dans ce cas précis".

Je peux par exemple reprendre ma démonstration en changeant le diamètre du barreau et l’intensité du courant:
Prenons un barreau d'acier de diamètre 2 mm parcouru par un courant de 50 A et sur lequel on va mesurer le champ tangentiel transversal. Pour faire simple, partons de l'hypothèse que le capteur utilisée est ponctuelle.
• Si le capteur est placé à 1,2 mm de la surface de la pièce :
H=I/(πD) = 50/[(π (0,002+0,0012)] = 6681 A/m.
• Si le capteur (ou le témoin QQI) est à 0,05 mm de la surface de la pièce :
H=I/(π D) = 50/[(π (0,002+0,00005)] = 7894 A/m (l’écart est maintenant de 18 %).
=> La différence est donc ici bien plus importante que dans l’exemple précédent.
À la lecture de ta réponse, il me semble également que les expériences dont tu parles concernaient plutôt la mesure d'aimantation rémanente, où l'usure de l'extrémité de la sonde est bien souvent beaucoup plus importante que pour la mesure du champ tangentiel. Dans ce cas les conditions expérimentales sont encore très différentes et les écarts de mesure peuvent être, dans certaines conditions, très importants.

Pour démontrer que le champ magnétique mesuré sur la surface d’une pièce n’est pas inversement proportionnel au carré de la distance capteur/surface, mais bien inversement proportionnel à la distance/surface, j’ai effectué des essais et comparé les résultats d’essais pratiques aux valeurs théoriques calculées.
Ces essais ont été effectués sur barreau cylindrique de 60 mm parcouru par un courant efficace de 1400 A.

Les résultats des essais pratiques et les valeurs théoriques correspondantes sont rassemblés dans le tableau suivant :

Distance
capteur/surface
(mm)
Champ magnétique tangentiel
mesuré (valeur efficace)
(A/m)
Valeur théorique calculée
(I/πd)
(A/m)
0 7040 7427
1 6960 7305
2 6760 7188
3 6550 7074
4 6330 6963
5 6150 6856
6 6060 6752

Indiscutablement, ces résultats d'essais sont tout à fait cohérents avec le calcul théorique à une erreur constante près. En tout cas la variation est bien linéaire.
Prétendre le contraire était une "idée fausse en magnétoscopie" : une de plus !

George HOPMAN a promis de nous confirmer son accord concernant le dernier commentaire de Stéphane GRAVELEAU et nous l’attendons toujours.


Références

(1) Patrick DUBOSC et Pierre CHEMIN, MT/PT Units, follow the rules stop the mess, Materials Evaluation, Vol. 68, No. 5, 2010, ©American Society for Nondestructive Testing. 1711 Arlingate Lane, PO Box 28518, Columbus, Ohio, 43228-0518, États-Unis d’Amérique.

(2) Patrick DUBOSC et Pierre CHEMIN, Unités de mesure et grandeurs physiques en MT/PT : arrêtez le massacre !, DPCNewsletter N°026, juillet 2010 : Sur notre site Internet.
http://www.ressuage-magnetoscopie-penetranttesting-magnetictesting-dpc.info/site/

(3) Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC, La lumière noire : "Black light (en anglais)", Éditorial, juillet/août 2011 : Sur notre site Internet.


Références normatives

• ISO 9934-1:2001 Essais non destructifs - Magnétoscopie - Partie 1 : Principes généraux du contrôle, Organisation Internationale de Normalisation, Genève, Suisse, 2001.

• ISO 9934-3:2002 Essais non destructifs - Magnétoscopie - Partie 3 : Équipement, Organisation Internationale de Normalisation, Genève, Suisse, 2002.

• ASTM E1444/E1444M-11: Standard Practice for Magnetic Particle Testing, ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA, 19428-2959, États-Unis d’Amérique, 2011.

Mis à jour ( Dimanche, 15 Avril 2012 09:07 )