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DPCNews 004 - Application des révélateurs secs

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Écrit par Administrator
Lundi, 01 Septembre 2008 14:35

Septembre 2008

La meilleure façon d’appliquer les révélateurs secs

I- Introduction

Les révélateurs secs sont utilisés, en ressuage, exclusivement, en conjonction avec les pénétrants fluorescents.

Dans certains cas, le pénétrant fluorescent est néanmoins utilisé sans révélateur.

Tel est le cas, par exemple, lors de la recherche de :

- Fissures sur les céramiques polies, les caoutchoucs et les macromolécules de synthèse thermoplastiques et thermodurcissables.

- Fissures, retassures, porosités et peaux d’oxydes sur pièces de fonderie d’aluminium, de grandes séries, en automobile (blocs moteurs, par exemple), et pièces de sécurité (bras de suspension, étriers- pivots, par exemple) dans le secteur automobile.

- Plus anecdotique, empreintes digitales, méthode utilisée, par la Gendarmerie Royale du Canada, en complément au procédé à l’ester cyanoacrylate.

II- Pourquoi un révélateur sec ?

Tout comme en radiographie, le révélateur joue un rôle primordial et fondamental en ressuage pour la détection fiable des défauts les plus fins et les plus critiques.

La Qualité est une conséquence directe de l’application de la couche.

Plusieurs "formes" de révélateurs peuvent être utilisés avec les pénétrants fluorescents : ceux à base aqueuse (soit hydrosoluble, soit en suspension dans l’eau), ceux à base de solvant (non-aqueux pour le Type I), les seuls utilisés avec les pénétrants colorés, et les révélateurs secs qui ne peuvent être utilisés qu’avec les pénétrants fluorescents.

En conséquence, leur application correcte conditionne les résultats. Nous nous limiterons, dans cet article, aux révélateurs secs qui jouent, entre autres, un rôle d’amplification (1).

Les pénétrants fluorescents sont vus sur un bruit de fond très noir, de sorte que les indications brillantes vertes ou jaune-vert sont facilement vues par les yeux du contrôleur, sous réserve que les conditions d’observation soient bonnes. Le révélateur sec n’a pas besoin de recouvrir toute la surface d’un revêtement blanc, comme cela est obligatoire avec les pénétrants colorés. Un révélateur à base de solvant (non aqueux) doit être pulvérisé sous forme d’un revêtement mince, uniforme et homogène. Un révélateur, utilisé avec un pénétrant fluorescent, avec examen sous UV-A, doit être complètement invisible.

L’application du révélateur sec n’est pas aussi facile qu’il y paraît aux non spécialistes. Le revêtement doit être très mince sur chaque centimètre carré de la pièce, presque invisible en lumière blanche ordinaire; il ne doit pas y avoir de zone sans particules. Les révélateurs à base de solvant (non aqueux) sont plus sensibles, mais lorsque les pièces sont à géométrie complexe, il est très difficile de les pulvériser comme cela est requis. C’est la raison pour laquelle le révélateur sec est généralement le révélateur de choix dans les installations de ressuage fluorescent.

III-  Exigences importantes

Des spécifications de donneurs d’ordre exigent le contrôle journalier ou hebdomadaire, principalement si le révélateur sec est utilisé en cuve : l’absence de fluorescence est vérifiée en utilisant un disque de 10 cm de diamètre, sachant que d’autres spécifications peuvent mentionner une surface de 100 cm², ce qui conduit à un test moins sévère, puisque la surface du disque est de 78,54 cm². Ce disque est traité en même temps que les pièces.

Lorsqu’il est examiné, le disque doit exhiber moins de 10 mouchetures fluorescentes. Cela est exigé dans l’ASTM E 1417-05, au paragraphe 7.8.2.7, et spécifié dans le questionnaire AS7114/1 paragraphe 5.6 de NADCAP, ainsi que dans de nombreux autres documents. Le contrôleur doit également vérifier la présence de grumeaux, qui constitue une alerte de la prise d’humidité par le révélateur.

Certains donneurs d’ordre ont des exigences supplémentaires.

IV- Comment appliquer le révélateur sec sur les pièces ?

Les révélateurs secs sont des poudres légères et duveteuses. Il y a plusieurs méthodes d’application, selon les dimensions, la forme et le nombre de pièces et leur mode de traitement en chaînes automatiques ou manuelles, etc.

Les principales méthodes sont les suivantes :

- La poire de pulvérisation.

- Le pistolet à poudre.

- La pulvérisation électrostatique.

- Le compartiment de brouillard de révélateur sec.

À noter que certaines autorités tolèrent l’immersion des pièces dans le révélateur sec. Ce procédé présente un risque de contamination du révélateur sec par des mouchetures fluorescentes dus à des entraînements possibles de pénétrant par les pièces.

V- Présentation des diverses méthodes

V-1 Poire de pulvérisation et pistolet à poudre :

Ces deux modes sont rarement utilisées, car :

- Ils ne permettent pas d’appliquer une couche extrêmement fine de révélateur. Il y a trop de révélateur sur les pièces et l’excès de poudre doit être éliminé, généralement à l’aide d’un léger (mais souvent pas si léger !) courant d’air. Le révélateur peut chasser du pénétrant hors des discontinuités, ce qui nuit à la fiabilité.

- Ils pulvérisent dans l’air des particules de révélateur qui, non seulement vont se déposer partout, mais également qui vont rendre difficile la respiration; par conséquent l’opérateur doit porter un masque léger anti poussières.

Aussi, ces procédés d’application ne sont utilisés que dans le cas de contrôles localisés et lorsqu’il est impossible d’utiliser un révélateur à base de solvant (non aqueux), par exemple en raison de compatibilité chimique avec les matériaux contrôlés.

V-2 Pulvérisation électrostatique

Initialement conçu pour les pièces de grandes dimensions, ce procédé s’est généralisé, en aéronautique, pour le contrôle des :

- Organes moteurs: carters moteurs, rotors, stators, disques de turbine, etc.

- Éléments structuraux: Éléments de voilures, etc.

À la fin des années 80, apparurent, en aéronautique, les premières chaînes automatiques de contrôle par ressuage fluorescent, multi-sensibilités, pilotées par automates programmables (2).

Divers organes moteurs, de plus faibles dimensions, étaient traités dans ces chaînes avec application par pulvérisation électrostatique des pénétrants et du révélateur sec. Les pistolets de pulvérisation, installés dans des cuves dotées d’un couvercle, étaient fixés sur des ‘‘monte-et-baisse’’ et les pièces (ou les paniers de pièces) étaient déposées sur des tables tournantes.

Comme nous allons le voir, dans le chapitre suivant, ce procédé a fait l’objet d’un certain nombre de critiques en raison des résultats non fiables obtenus avec le révélateur sec.

V-3 Compartiment de brouillard de révélateur sec

Même dans les premières installations de ressuage fluorescent, le révélateur sec est appliqué en compartiments pour brouillard de révélateur sec.

En France, la première chaîne automatique, du type ‘‘pas de pèlerin’’, a été mise en route, en 1973, chez un motoriste aéronautique pour le contrôle d’aubes de compresseurs et de turbines.

Cette chaîne, très similaire à celle utilisée par un motoriste aéronautique britannique, était équipée d’un compartiment de brouillard de révélateur sec comportant un ventilateur à axe vertical pour mettre en suspension la poudre dans l’enceinte.

Sa conception est très simple: une cuve inox dotée d’un couvercle. Une base conique où est logé le ventilateur, une grille servant de support aux pièces ou aux paniers contenant les pièces et un tuyau pour l’injection d’air.

Dans les modèles des années 70, la partie verticale arrière de la cuve était dotée d’un filtre à air, d’environ 30 cm de diamètre et de 4 cm d’épaisseur en polypropylène expansé. Ce filtre était conçu pour arrêter les particules de granulométrie supérieure à 5 µm. Mais, si vous avez présent à l’esprit que les particules de révélateurs peuvent avoir une granulométrie aussi faible que 1/100 µm, le colmatage du filtre doit être pris en considération. Pour éviter ce colmatage, une feuille mince de papier était placée devant le filtre et était remplacée, plus ou moins régulièrement, par une feuille de papier propre.

De nos jours, trois concepts sont utilisés pour l’application du révélateur sec :

- Pulvérisation électrostatique.

- Injection d’air comprimé sec et déshuilé.

- Cuve dotée, à la base, d’un ventilateur.

L'efficacité de l’application du révélateur sec est actuellement un SUJET TRÈS IMPORTANT dans la communauté aéronautique américaine. Bien que Patrick DUBOSC (3) ait attiré l'attention d'environ 100 participants à une Conférence de l’ASNT (American Society For Nondestructive Testing), en 2002 concernant l’échec du concept de "l’injection d’air dans une cuve" et qu’il ait suggéré de passer au concept de la cuve dotée, à la base, d’un ventilateur, il faut bien reconnaître que la situation ne s’est pas beaucoup améliorée.

Le dernier rapport de Lisa BRASCHE dans Materials Evaluation(4), concernant l’application du révélateur sec rend compte qu'aucun essai n’avait été effectué aux États Unis sur ce dernier concept!

Nous expliquons, plus loin dans cet article, pourquoi le système "standard", largement utilisé, d’injection d’air est probablement…la plus mauvaise réponse aux problèmes rencontrés par l'industrie Aérospatiale en général dans ce secteur.

V-3.1- Pulvérisation électrostatique

Il y a deux manières d’utiliser la pulvérisation électrostatique, soit dans une cuve, soit hors d’une cuve. Dans une cuve, le procédé est toujours automatique. En dehors d’une cuve, il peut être automatique ou manuel. Dans certaines chaînes de ressuage, les deux procédés existent: si le procédé automatique tombe en panne, l’application manuelle est utilisée pour éviter la perte de production. La chaîne fonctionne alors en mode "dégradé".

Utiliser la pulvérisation électrostatique en cuve est… particulier. Ayez présent à l’esprit que les molécules (de révélateur ou de pénétrant, en voyant plus large), chargées électriquement avec une tension de 30 kV à 90 kV, lorsqu’elles sont poussées par de l’air comprimé au travers du pistolet/électrode, DOIVENT aller à la surface LA PLUS PROCHE reliée à la terre.

Cela signifie que, même si les pièces/paniers de pièces sont à la terre, en fait, les parois des cuves sont également à la terre, La MAJEURE PARTIE du produit pulvérisé est attirée, en premier, par les parois des cuves! Le pistolet électrostatique pulvérisera BEAUCOUP PLUS de produit que celui théoriquement nécessaire pour former un "brouillard" de produit qui, finalement, ira sur les pièces. Ce "brouillard" pourrait être obtenu par un procédé plus économique : pour les pénétrants, un pistolet pneumatique conviendrait parfaitement !

Pour le révélateur sec, la pulvérisation électrostatique en cuve n’est, en fait, pas autant utilisée.

En dehors d’une cuve, mais dans une zone spécifique (la poudre duveteuse peut pénétrer dans la trachée artère de l’utilisateur, conduisant à une gêne respiratoire), la pulvérisation électrostatique ne peut être utilisée que si la géométrie de la pièce n’est pas trop complexe.

V-3.2- Injection d’air comprimé, sec et déshuilé

L’injection d’air comprimé présente plusieurs inconvénients :

- La cuve N’EST PAS conçue pour résister à la pression due à l’air comprimé. L’air DOIT fuir pour ‘‘s’échapper’’, entraînant, avec lui, une certaine quantité de révélateur. Très souvent, la zone de travail, autour de la cuve de révélateur, est revêtue d’un léger revêtement de révélateur !

- Lorsque la pression est soudainement abaissée de 600 kPa, la pression standard dans les réseaux d’air comprimé, jusqu’à la pression atmosphérique, de l’humidité apparaît (pour des raisons liées à l’équilibre liquide/vapeur) : cette humidité dégrade l’aspect et l’efficacité du révélateur.

- Les fuites d’air, à travers des joints ou une zone spécifique, équilibre la pression interne avec la pression atmosphérique. Le débit d’air entraîne les particules les plus fines hors de la cuve, de sorte que seules les particules les plus lourdes restent dans la cuve : la formule du révélateur se trouve modifiée ce qui nuit à la performance.

- Certaines conceptions entraînent la formation de "congères" en fond de cuve, avec parfois jusqu’à 1 kg de "poudre" inutilisable. Lorsque des tests sont effectués sur ce révélateur ‘‘pris en masse”, les résultats montrent qu’il doit être éliminé. Bien que le révélateur sec ne soit pas onéreux, Mieux vaut l'utiliser de la meilleure façon que d’être obligé de devoir s'en débarrasser.

V-3.3- Ventilateurs à axe vertical dans une cuve

Les compartiments pour brouillard de révélateur sec, dotés d’un système d’agitation par ventilateur(s) à axe vertical, donnent des résultats fiables aussi bien dans les très petites  installations que dans les grandes.

Certains compartiments mesurent jusqu’à 13 mètres de long, 3 mètres de profondeur et 2,5 mètres de large. Ils sont dotés de 4 ventilateurs à axe vertical, situés au fond de la cuve, qui agitent la poudre pendant 10 secondes. La consommation en révélateur est de 3 à 4 verres seulement par poste de 8 heures.

L’opérateur vérifie l’efficacité du révélateur avec des pièces de référence du type 1 de la norme ISO 3452-3, placées en divers endroits de la cuve et dans des différentes positions.

Les principaux avantages de ce compartiment pour brouillard de révélateur sec sont les suivants :

- Très peu de particules de révélateur chassées hors de la cuve.

- Voile de révélateur extrêmement mince déposé à la surface des pièces d’où très peu de poudre entraînée hors de l’enceinte.

- Presque toute la poudre, mise au début de chaque changement d’équipe, est utilisée. Un ajout peut être nécessaire lorsque la quantité de pièces est inhabituellement élevée ou lorsque la géométrie des pièces est complexe, en particulier en maintenance des moteurs d’avion.

- Du révélateur neuf est utilisé par toute nouvelle équipe d’opérateurs, ce qui se traduit par: une meilleure cohérence en matière de performance et de qualité ; très peu de souci avec l’humidité ; équipement très bon marché et très facile à utiliser.

VI- Conclusion

Il est bon de signaler que ce concept, vieux de plus de 25 ans, de Patrick DUBOSC, a trouvé sa justification par de nombreux exemples. De plus, un certain nombre de compartiments pour brouillard de révélateur sec, dotés du concept par injection d’air comprimé, ont été modifiés pour y incorporer le système par ventilateur(s).

Bibliographie

(1) P.I.BRITTAIN, The Amplifying Action of Developer Powders (ndlr : l’action amplificatrice des révélateurs), Compte-rendus des communications dans le cadre de la conférence QUALITEST III, Cincinnati, 1984.

(2) Pierre CHEMIN, Modern Engineering Achievements in the field of automatic fluorescent penetrant inspection process lines (ndlr : Réalisations modernes d'ingénierie dans le domaine des chaînes automatiques de contrôle de ressuage fluorescent), 12ième Conférence mondiale sur les Essais Non Destructifs, Amsterdam, 23-28 avril 1989.

(3) Patrick DUBOSC : Dry powder application - The French Paradox (ndlr : Application du révélateur sec - Le paradoxe français), ASNT Fall Conference and Quality Testing Show 2002, San Diego, Californie, États-Unis d’Amérique, 4-8 novembre 2002.

(4) Lisa BRASCHE, Supplément TNT paru dans le Materials Evaluation de Janvier 2008, Materials Evaluation, 1711 Arlingate Lane, PO Box 28518, Columbus, OH 43228-0518, États-Unis d’Amérique.


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Mis à jour ( Mardi, 17 Mai 2011 16:40 )