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DPCNews 014 - Vérification produits MT

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Écrit par Administrator
Mercredi, 01 Juillet 2009 15:30

Juillet 2009

Accessoires pour vérifier la performance des produits de magnétoscopie

1-Introduction

La vérification de la performance des produits de magnétoscopie est effectuée par les fabricants et les utilisateurs au moment de la mise en service des produits et également lors de la vérification régulière des produits en service: à chaque changement d’équipe ou toutes les 4 heures, etc. La norme ISO 9934-2 définit des "Essais de Type et de Lot" à faire par le fabriquant ou le fournisseur et des "Essais sur Site" à faire par l’utilisateur.

Les accessoires utilisés sont de deux types :
- Ceux nécessitant un équipement de magnétoscopie (méthode simultanée), tels que: le KETOS RING et les disques similaires en acier.
- Ceux que nous pourrions appelés autosuffisants tels que les pièces de références Types 1 & 2 de la norme ISO 9934-2 ou les cartes magnétiques qui ne nécessitent pas d’équipement de magnétoscopie.

Tous ces accessoires seront détaillés dans cet article: avantages/inconvénients respectifs, domaines d’application.

2- Le Ketos Ring

Le KETOS RING est un disque de 127 mm de diamètre, de 22,22 mm d’épaisseur, doté d’un trou central de 31,75 mm de diamètre. Il comporte 12 trous de 1,77 mm de diamètre.

La spécification SAE-AS5282 (Tool Steel Ring for Magnetic Particle Inspection) décrit sa fabrication et les exigences à satisfaire.

Le KETOS RING est utilisé pour effectuer le contrôle global de performance d’une installation de magnétoscopie (c'est-à-dire équipement + produit indicateur). Il peut être aussi utilisé pour contrôler la sensibilité des produits de magnétoscopie. La méthode américaine ASTM E 1444 ‘‘Standard Practice for Magnetic Particle Testing’’ stipule les exigences requises pour les poudres magnétiques sèches et les liqueurs magnétiques.

Sa toute première utilisation fut la vérification de la poudre magnétique sèche. Son aptitude pour classer les liqueurs magnétiques est encore controversée.

Aussi incroyable que cela puisse paraître, il fut un temps où les liqueurs magnétiques étaient utilisées pour vérifier le KETOS RING qui, à son tour, était utilisé pour vérifier les liqueurs magnétiques ! Vraiment un ‘‘cercle vicieux’’ qui, aujourd’hui, ferait dresser les cheveux sur la tête de nos chers qualiticiens !

Désormais, des sondes magnétiques sont utilisées pour mesurer le champ au droit des trous sur un KETOS RING neuf.

Comment utiliser le KETOS RING ?
1- Placer le KETOS RING sur une barre en cuivre de diamètre compris entre 25,4 et 31,75 mm et de 40 à 60 cm de long.

2- Serrer la barre de cuivre (connue aussi sous le nom de ‘‘conducteur central’’) entre les épanouissements polaires fixe et mobile du banc magnétoscopique.

3- Placer le KETOS RING au milieu de la barre.

4- Tout en appliquant le produit indicateur, faire passer le courant comme défini dans le Tableau ci-dessous (au paragraphe 6).

5- Relever le nombre d’indications visibles.

6- Se reporter au Tableau ci-dessous (de l’ASTM E 1444) pour connaître le nombre minimum d’indications à voir en fonction du produit indicateur (technique de la poudre sèche ou technique de contrôle par voie humide).

Le KETOS RING et les disques similaires sont adaptés à la vérification globale des installations opérant par la méthode d’aimantation par passage de courant; d’où leur utilisation fréquente sur bancs magnétoscopiques.

Chaque KETOS RING est identifié par son numéro de série et fourni avec un constat de vérification. Le disque doit être revérifié tous les 12 mois.

Les indications telles qu’elles apparaissent sont comparées à celles de la photographie de référence du KETOS RING. En cas de divergence, l’installation de magnétoscopie doit être vérifiée.

Notez également que certaines industries, telles que l’aéronautique, n’exigent qu’une mesure du volume de sédiments du produit indicateur en utilisant le tube à centrifuger en forme de poire de l’ASTM D 96.

Ce test n’est pas requis par la norme ISO 9934-2.

Plutôt facile à comprendre pourquoi: cette méthode donne le volume total de tous les solides dans 100 ml du produit indicateur, sans moyen de connaître le pourcentage de particules magnétiques! Les impuretés solides provenant des pièces (métalliques, sable, etc.) peuvent représenter presque 100 % du volume: alors qu’en est-il de la sensibilité, de l’aptitude à détecter une discontinuité ?

3- Les accessoires autosuffisants

Comme nous venons de le voir, le KETOS RING est utilisé pour effectuer une vérification globale de l’installation qui concerne le banc et le produit indicateur.

Or, si les résultats obtenus sur le KETOS RING sont inférieurs à ceux anticipés, pas moyen de savoir si c’est dû à un mauvais fonctionnement de l’équipement, au produit indicateur… ou même aux deux.

La forme d’onde du courant est un des paramètres importants pour obtenir la sensibilité correcte du produit indicateur.

Par conséquent, la meilleure façon est de vérifier la performance intrinsèque du produit indicateur, les paramètres du courant d’aimantation n’entrant pas en ligne de compte.

Plusieurs accessoires sont conçus pour répondre à ce besoin.

3.1- Témoin MTU

Cette pièce de référence se présente sous la forme d’un disque noir de 50 mm de diamètre, de 10 mm d’épaisseur, percé en son centre d’un trou de 10 mm de diamètre. De nombreuses fissures sont visibles sur les deux faces du disque. Il s’agit :
- de fissures de meulage,
- de fissures de corrosion sous contrainte.

Ce disque est aimanté par la méthode d’aimantation par un conducteur central. Après aimantation, l’aimantation rémanente est suffisamment élevée pour de nombreuses utilisations. Cette pièce de référence NE DOIT PAS ÊTRE SOUMISE À UN CHAMP MAGNÉTIQUE.

Nous pensons que cette pièce de référence a été conçue dans les années 60. C’est maintenant la pièce de référence Type 1 de la norme ISO 9934-2.

Cette pièce de référence ne permet d’effectuer qu’une évaluation qualitative des produits indicateurs.

Un certificat fourni avec chaque pièce de référence montre une photographie des deux côtés. Cette pièce de référence peut être vérifiée par le fabricant.

3.2- Accessoire à un aimant permanent fournissant un gradient de champ magnétique

Karl DEUTSCH doit être crédité pour la conception de cet accessoire connu sous la référence commerciale de témoin FLUXA® (voir la figure).

Une fois de plus, nous pensons qu’il fut disponible dans les années 60 ; ce fut l’unique pièce de référence permettant d’effectuer une évaluation quantitative de la sensibilité des produits indicateurs, jusqu’en 1988.

Le témoin FLUXA® est une pièce de référence à un aimant permanent fournissant un gradient de champ magnétique. Il est composé de deux blocs en acier usinés avec précision qui forment entre eux une discontinuité artificielle. À l’une de ses extrémités se trouve un aimant permanent logé sous une coiffe en laiton. Cet aimant génère un gradient de flux magnétique dont l’intensité diminue au fur et à mesure que la distance à l’aimant augmente.

Si un produit indicateur est appliqué sur la pièce de référence, une indication linéaire est observée juste au dessus de la discontinuité artificielle. Plus l’indication est longue, plus le produit indicateur est sensible.

Comme pour le témoin MTU, chaque témoin FLUXA® est fourni avec un certificat et une photographie. Cette pièce de référence peut être vérifiée par le fabricant.

Le témoin FLUXA® ne figure pas dans la norme ISO 9934-2.

3.3- Accessoire à deux aimants permanents fournissant un gradient de champ magnétique

Il s’agit de la pièce de référence Type 2 comme mentionné dans la norme ISO 9934-2.

Comme la pièce de référence Type 1 (témoin MTU), la pièce de référence Type 2 est décrite dans la norme ISO 9934-2; vous pouvez trouver des informations complémentaires sur notre site Web (1).

Un Ingénieur français, Michel TOITOT, proche collaborateur du Prix Nobel Louis NÉEL, conçut cette pièce de référence en 1988. Initialement connu comme étant le ‘‘Témoin C’’ dans les normes françaises, il devint la ‘‘pièce de référence Type 2’’ quand il fut introduit dans la norme ISO 9934-2.

La pièce de référence Type 2 est spécialement conçue pour effectuer une évaluation quantitative de la sensibilité des produits indicateurs avec une stabilité accrue par rapport au témoin FLUXA®. Néanmoins, tous ces accessoires NE DOIVENT PAS VENIR À PROXIMITÉ D’UN CHAMP MAGNÉTIQUE.

La pièce de référence Type 2 est fournie avec un constat de vérification. Elle doit être revérifiée tous les 12 mois.

Pas encore très connue en aéronautique, cette pièce de référence est néanmoins largement utilisée dans diverses industries: nucléaire, automobile, ferroviaire, prestataires de service, etc.

Un article (2) paru sur notre site Web vous donne une explication technique détaillée concernant cette pièce de référence.

3.4- Remarques concernant les témoins aimantés

À part l'avertissement mentionné ci-dessus (ces pièces de RÉFÉRENCE NE DOIVENT JAMAIS ÊTRE SOUMISES À UN CHAMP MAGNÉTIQUE), excepté naturellement à l’inévitable champ magnétique terrestre sans influence car trop faible, notez que des pièces de référence différentes, même du même type/fabricant, donnent des résultats différents. Cela signifie que les résultats que l’utilisateur obtient ne sont valables uniquement que pour la pièce de référence avec le numéro de série spécifié.

Bien sûr toutes les pièces de référence similaires fabriquées par le même fabricant devraient donner les mêmes résultats avec le même produit indicateur/lot (différents lots du même produit indicateur peuvent donner des valeurs différentes). Mais l’impossibilité de maitriser parfaitement l’ensemble des paramètres de fabrication et d’étalonnage peut conduire à des différences importantes de la manière dont sont vues les indications. Typiquement ±  25% de longueur détectable.

C’est pourquoi un utilisateur doit toujours employer le MÊME numéro de série, que la pièce de référence doit TOUJOURS être inclinée selon le même angle (disons 45°).

L’orientation de la pièce de référence n’a aucune influence sur les résultats car le champ magnétique terrestre est très faible par rapport au champ produit par les aimants permanents. Il est à noter que, le champ magnétique terrestre peut aimanter certaines pièces ferromagnétiques si elles sont orientées et stockées dans la direction Nord-Sud alors qu’en les positionnant dans la direction Est-Ouest on minimise ce phénomène. Tel est le cas des tubes qui, en raison de leur géométrie (très longues pièces de faible section), canalisent particulièrement bien le champ magnétique terrestre. Les soudeurs connaissent très bien ce problème.

C'est pourquoi également lorsqu’une pièce de référence revient du fournisseur après revérification, c'est une bonne idée de ‘ré-étalonner’’ les valeurs obtenues avec un produit de détection entièrement neuf. Ensuite, dans la mesure où la spécification appliquée stipule un pourcentage acceptable de la diminution de la valeur (et non directement et seulement une valeur!) pour un produit indicateur en cours d’utilisation, il est très facile de calculer la valeur réelle qui rend obligatoire un remplacement du produit indicateur dans le banc.

Par ailleurs, les aimants permanents ne doivent pas être soumis à des chocs et des températures élevées. Ces pièces de référence doivent être considérées comme des accessoires précis et onéreux, utilisés par du personnel compétent.

4- Les autres accessoires a gradient de champ magnétique

4.1- Le ticket de métro parisien

Le ticket de métro ne peut pas être considéré comme une pièce de référence pour la magnétoscopie, bien évidemment ! Mais nous pensons qu’il est utile de donner quelques informations sur ce ‘‘dispositif’’.

De nombreux utilisateurs MT français ont eu l'occasion d'appliquer une liqueur magnétique, soit noire, soit fluorescente, sur un billet utilisé dans le Métro à Paris. Sur la piste magnétique, des lignes droites perpendiculaires à la piste sont visibles, tout à fait semblable à celles d'un code barres, noires ou jaune brillant selon le produit indicateur/éclairage.

Le ticket de métro peut être considéré comme la première carte magnétique, la plus simple - - et la moins chère! Il a fait son apparition en 1967. De couleur brun foncé, la piste magnétique renferme des myriades de particules d'oxyde de fer chacune ayant un pôle nord et un pôle sud: ce sont des dipôles magnétiques. Quand elles sont soumises à un champ magnétique extérieur, ces particules sont aimantées et s’orientent vers le haut ou vers le bas. Un codage binaire est alors réalisé (par exemple ‘‘0’’ dans le premier cas et ‘‘1’’ dans le second cas). Ces informations sont figées sur la piste magnétique, à moins d’une ‘‘perturbation magnétique’’.

Lorsque le ticket est introduit dans la fente du tourniquet, il passe devant un détecteur de champ magnétique. Comme la piste du ticket est aimantée, le détecteur ‘‘lit’’ les informations stockées (date de validité, limites de parcours, etc.), les transmet à l’ordinateur qui valide (ou non!) le ticket et qui y inscrit des informations visibles (date/heure, numéro de code de la station, etc.) et code la piste magnétique avec des informations supplémentaires. Toutes ces opérations s’effectuent en 2 secondes environ.
Les statistiques fournies par l’ordinateur permettent d’optimiser la fréquence des rames et de réguler le trafic en fonction des heures, des jours, des mois et des événements spéciaux tels que le Salon Mondial de l’Automobile ou tout match de football ou de rugby.

Nous pouvons supposer qu'une liqueur magnétique pourrait être vérifiée en utilisant ce ticket. Néanmoins, le fait de ne pas voir les indications ou de les voir sous forme de lignes peu intenses n'apporte pas la preuve que la liqueur magnétique ne soit pas conforme à la spécification applicable.

En effet, lorsque le ticket est introduit dans la fente, la machine modifie les informations magnétiques. La piste magnétique sur le ticket peut probablement être modifiée en appliquant un champ magnétique de quelques kA/m à quelques dizaines de kA/m. A titre d’exemple, si l’on mesure le champ magnétique à proximité d’un téléphone portable (allumé ou éteint), il est possible d’obtenir une valeur de 7 kA/m (champ continu produit probablement par le haut-parleur ou le vibreur). Ce champ magnétique peut être suffisant pour interférer avec les informations codées. Mettre les tickets de métro dans une pochette plastique ne les protège pas de l’action des champs magnétiques environnants. En règle générale, ces tickets doivent être maintenus à une certaine distance de toutes les sources magnétiques auxquelles on ne pense pas toujours: les téléphone portable, les clés, les sacs et les étuis à fermeture magnétique (étuis de paires de lunettes, de baladeurs MP3, agendas à fermoir, etc.).

Alors que les billets magnétiques de métro sont toujours utilisés, les coupons hebdomadaires, mensuels et annuels ont été remplacés par des passes équipés de la RFID (Radio Frequency IDentification). Les informations sont alors stockées dans une puce équipée d’une très petite antenne. Alors toutes les informations sont transférées par ondes radio sans aucun contact.

4.2- Les cartes magnétiques


En 1996, de telles cartes ont été mises sur le marché pour vérifier la performance des produits indicateurs.

Ces cartes sont codées et les lignes attirent les particules magnétiques.

Une bobine magnétique est utilisée pour coder la piste :
- Une combinaison de la vitesse de passage de la carte à travers la bobine et de la fréquence du courant détermine l’espacement entre deux gradients magnétiques successifs.
- Les différentes valeurs des gradients magnétiques sont réglées par l’intensité du courant dans la bobine.

Bien que la piste ne fournisse aucun champ magnétique mesurable (du moins en utilisant nos mesureurs CND), les particules magnétiques fines sont attirées par les gradients de champs magnétiques; la carte est alors une pièce de référence très efficace.
Notez que le brevet américain US N°6310471 du 30 octobre 2001 est intitulé ‘‘Card with magnetic stripe and method for testing magnetic inspection particle fluid = Carte magnétique et méthode d’essai des liqueurs magnétiques’’.

Deux types de cartes magnétiques sont disponibles:
- Celles à champ coercitif élevé : utilisées pour vérifier les poudres magnétiques sèches et les liqueurs magnétiques. Le matériau de la bande a un champ coercitif de 218,6 kA/m.
- Celles à champ coercitif moins élevé : elles conviennent mieux pour faire la discrimination entre les produits indicateurs de haute sensibilité ou pour contrôler les liqueurs magnétiques en cours d’utilisation dans les bancs. Nous ne connaissons pas la valeur du champ mais nous pouvons supposer qu’elles sont plus sensibles à l’action des champs magnétiques extérieurs.

En fonction de l’aspect des lignes, le contrôleur en sait un peu sur la qualité du produit indicateur :
- Si toutes les lignes verticales de la piste sont faciles à voir et très nettes: c’est satisfaisant.
- Si certaines lignes manquent, le produit indicateur doit être changé.
- Si la piste magnétique est pratiquement entièrement fluorescente, cela indique qu’il y a trop de particules dans la liqueur magnétique ou que le colorant fluorescent a commencé par se dissoudre dans le liquide porteur.
- Si aucune ligne n’apparaît cela est probablement dû au fait qu’il n’y a presque plus de particules magnétiques dans le produit indicateur ou que le liquide ne mouille pas la carte à cause de certains polluants; cela peut provenir également d’une carte désaimantée, bien que cela soit peu probable (c’est est facile à vérifier avec une carte qui n’a pas été utilisée).

Les lignes magnétiques peuvent être effacées si la carte se trouve dans un champ magnétique supérieur au champ coercitif de la piste.

Juste pour donner une idée, une bande de cassette audio a un champ coercitif de 16 kA/m et une bande de cassette vidéo de 160 kA/m.

Bien qu’elles résistent bien aux champs extérieurs, ces cartes magnétiques, conformément aux instructions du fabricant, doivent être utilisées/stockées :
- éloignées des champs magnétiques puissants.
- à température ambiante en évitant les températures extrêmes, bien qu’aucune valeur ne soit indiquée !

Les instructions du fabricant mentionnent que dans le cas peu probable de la désaimantation de la carte, les lignes ne seront plus visibles. Dans une telle situation, une deuxième carte doit être disponible.

Un certificat peut être fourni avec ces cartes mais nous ne connaissons pas les paramètres qui sont spécifiés et vérifiés, ni la gamme acceptable des valeurs. Aucune vérification périodique de la carte n’est exigée. La pièce de référence Type 2 de la norme ISO 9934-2 est toujours fournie avec un constat de vérification alors qu’il semble que les cartes magnétiques soient fréquemment fournies sans. De même en cas de non conformité, aucun réglage ne peut être réalisé sur la carte magnétique la rendant alors inutilisable. La pièce de référence Type 2 de la norme ISO 9934-2 peut être réglée en cas de dérive.

Au cours du temps, une carte peut se dégrader (mauvaise manipulation, vieillissement de la piste magnétique, etc.). Sans vérification  disons annuelle, la probabilité d’utiliser une carte défectueuse s’accroît au cours du temps.

Tout le monde semble se satisfaire d’une telle situation particulière par rapport aux exigences d’Assurance Qualité. Alors qu’il existe une exigence de traçabilité complète avec rattachement aux étalons nationaux pour un certain nombre de mesureurs (intensité du courant, température, champ magnétique tangentiel, éclairement énergétique UV-A), une telle lacune est difficile à comprendre !
Utiliser une carte toute neuve tous les ans est une solution.

5- Conclusion

Nous pensons que la pièce de référence Type 2 de la norme ISO 9934-2 est la pièce de référence la plus fiable pour vérifier régulièrement, même journellement ou à chaque changement d’équipe, la performance des produits indicateurs.
Les cartes magnétiques, fournies sans constat de vérification, sans aucune preuve de traçabilité avec rattachement aux étalons nationaux et aucune vérification annuelle, ne satisfont pas aux exigences Assurance Qualité de la norme ISO 9001.

(1)Patrick DUBOSC et Pierre CHEMIN ‘‘Présentation des normes et codes utilisés en magnétoscopie.’’
Site http://www.ressuage-magnetoscopie-penetranttesting-magnetictesting-dpc.info

(2)Stéphane GRAVELEAU ‘‘Fonctionnement du témoin C ou Pièce de référence type 2 de la norme ISO 9934-2.’’
Site http://www.ressuage-magnetoscopie-penetranttesting-magnetictesting-dpc.info


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Nous avons une multitude d'exemples, certains ne figurant dans aucune spécification/norme, qui permettent la détection de discontinuités, lorsque "les procédés courants ou habituels" ne permettent pas la détection de ces discontinuités.

Mis à jour ( Mardi, 17 Mai 2011 16:50 )