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Février 2013 - Quelques limites des techniques supposées remplacer le ressuage et la magnétoscopie

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Écrit par Administrator
Samedi, 12 Janvier 2013 12:47

Un certain nombre de techniques ont été suggérées pour remplacer le ressuage (PT) et la magnétoscopie (MT).
Ces techniques sont essentiellement basées sur : les ultrasons (UT), la mesure du champ magnétique induit par un courant alternatif ("Alternating Current Field Measurement", technique dite ACFM), la thermographie infrarouge (IRT) et la résonance acoustique (ART), cette dernière étant issue de l’essai de percussion [(ou essai de tapotement), en anglais : "tap test"] utilisé jadis pour le contrôle des cloches et des roues de chemins de fer. À l’occasion d’un récent accident survenu dans un tunnel au Japon ayant entraîné la mort de plusieurs personnes, nous avons lu que l’essai de percussion avait été utilisé lors des contrôles de maintenance.

Certaines de ces techniques alternatives ne sont pas sans risque. Ainsi, dans le cas de la mise en œuvre de techniques faisant appel à la génération d’ultrasons par laser, les mesures de sécurité, qu'il faut observer (délimitation d’un périmètre de sécurité, port impératif de lunettes de protection, etc.), ne doivent pas être sous-estimées. En effet, suivant la classe de sécurité du laser utilisé, des dommages irréversibles aux opérateurs peuvent être provoqués.

Curieusement, les courants de Foucault devaient remplacer les méthodes d’examen des discontinuités de surface à partir de l’an 2000. Nous attendons encore : nous sommes patients par nature !

Nous allons vous montrer que toutes ces techniques prétendues alternatives ont leurs propres limites pour la détection de discontinuités de surface.

Prenons le cas de lots importants de pièces qui doivent être contrôlées. Pouvez-vous imaginer le remplacement :
• Du ressuage pour le contrôle de pièces par milliers telles que les aubes de compresseurs et de turbines ?
• De la magnétoscopie pour le contrôle de pièces telles que les bielles ?

Tout d’abord, les progrès accomplis dans l’automatisation du traitement des pièces ont permis le contrôle par ressuage et magnétoscopie de pièces de valeur relativement faible à des coûts raisonnables et acceptables.

Ensuite, dès la fin des années 80(1), la conception d’ateliers flexibles, tant en production qu’en maintenance, a conduit à la robotisation et au pilotage des chaînes de ressuage, par automate programmable, pour le contrôle de pièces, de géométrie et/ou de dimensions différentes, qui se présentent au contrôle de manière aléatoire avec des Niveaux requis de sensibilité différents pour chaque pièce ou chaque série de pièces.

Les techniques supposées alternatives au ressuage et à la magnétoscopie n’offrent pas une telle flexibilité, et ne peuvent pas être mises en œuvre aussi rapidement.

Prenons le cas (très simple en apparence) du contrôle d’aubes de turbine. Ce contrôle porte sur : l’intrados, l’extrados, le bord d’attaque, le bord de fuite, le sapin et le pied de l’aube. Vous vous rendez rapidement compte que les techniques alternatives précitées ne sont pas adaptées à ce type de contrôle en série.

En effet, il faudrait concevoir des dispositifs sophistiqués et pratiquement irréalisables de manipulation des pièces. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle la lecture automatique des discontinuités mises en évidence par ressuage ou magnétoscopie est certainement possible dans des conditions de laboratoire, mais toujours impossible à effectuer en ateliers de production ou  de maintenance. Nous connaissons plusieurs sociétés qui avaient massivement investi en recherche et développement pour concevoir de tels systèmes industriels dans ce domaine : elles n’ont pas survécu !

Notre opinion est que les techniques alternatives précitées nous semblent mieux adaptées à l’expertise ou au contrôle d’un nombre relativement limité de pièces à l’heure, ou encore au contrôle par prélèvement, qu’à un contrôle en ateliers de production ou de maintenance.

La résonance acoustique (ART) ne fonctionne que sur des matériaux acoustiquement non absorbants. Cette technique ne permet pas de savoir où se trouve la discontinuité. De plus, les critères de détectabilité sont plutôt basés sur une notion de "qualité structurelle" de la pièce que sur la caractérisation des défauts. Un défaut ne peut être détecté que s’il affecte "suffisamment" la structure de la pièce.
Cependant, dans le cas d’un contrôle en "bon/mauvais" (pièce bonne/rebutée), cette technique pourrait être une alternative intéressante au ressuage et à la magnétoscopie, sous certaines conditions, car c’est une technique globale pour contrôler, en production, des séries des pièces de fonderie et de forge en alliages ferreux ou non-ferreux, des pièces frittées et des pièces en céramiques, etc.
Les systèmes mettant en œuvre la résonance acoustique ne sont généralement pas adaptés au contrôle en maintenance car les réglages du système s’effectuent par apprentissage à l’aide d’un grand nombre de pièces considérées comme bonnes et d’autres considérées comme mauvaises.

Les pièces de petites dimensions, de forme complexe, avec des rayons de courbure très petits dans certaines zones, peuvent poser des problèmes de contrôle en série lors de la mise en œuvre de ces techniques alternatives.

Le ressuage et la magnétoscopie nécessitent l’utilisation de produits chimiques.

Les détracteurs de ces deux méthodes de CND osent encore affirmer que ces produits sont toxiques. Cela prouve qu’ils ignorent tous les travaux entrepris par les fabricants qui ont su anticiper tous ces risques en matière d’hygiène, de sécurité et d’environnement (HSE) et reformuler avec succès leurs produits en conséquence. Tout au plus, certains de ces produits sont nocifs, ce qui n’est pas la même chose du point de vue de la règlementation… ou pour l’organisme.

Les boîtiers des générateurs d’aérosols (qui ne sont pas "des bombes aérosols" !) ne peuvent pas exploser, sauf en cas d’incendie. Les agents propulseurs liquéfiés (butane-propane, en général) sont INDISPENSABLES pour assurer une bonne pulvérisation des produits renfermant des pigments (révélateurs à base de solvant non aqueux en ressuage, peintures de contraste en magnétoscopie, par exemple). Nous ne pouvons ABSOLUMENT PAS obtenir la même qualité (finesse de la couche, pouvoir couvrant, etc.) en utilisant un gaz comprimé, quel qu’il soit.

Enfin, des opérateurs et des contrôleurs bien formés et expérimentés disposent d’un ensemble de détection remarquable, associé à un système de traitement d’images en 3D exceptionnel (leurs yeux + leur cerveau).
Par exemple, notre cerveau est capable de déterminer, en moins d’une seconde, qu’une "chaîne" de petites indications, chacune d’elles acceptable d’après les normes/procédures applicables, est due, en fait, à des indications alignées, dont la longueur totale et l’espacement doivent être pris en compte pour décider de "l’acceptation ou du rebut" de la pièce. Cela est même possible en présence d’un bruit de fond perturbateur parfois gênant qui diminue le rapport de contraste.
En outre, notre cerveau est capable de réagir à des situations inattendues, non prévues… alors qu’un ordinateur ne saura pas quoi faire.

Le ressuage, depuis les années 1880, et la magnétoscopie, depuis les années 1930, utilisés par des dizaines de milliers de personnes chaque jour, aussi bien sur des installations de contrôle que sur site (plateforme d’exploitation pétrolière, avion sur piste, soudures sur des pylônes de téléphérique, etc.) ont fait la preuve de leurs possibilités, pour un coût extrêmement raisonnable. Autant que nous le sachions, personne n’a jamais été tué, ni même été malade, à cause des champs magnétiques élevés qui entourent des bancs magnétoscopiques. Si des règles simples de sécurité sont respectées, les produits chimiques eux-mêmes posent très peu de problèmes.

L’environnement ? Oui, certes, les produits chimiques peuvent avoir une influence sur l’environnement.

Cependant, de là à dire que les composés organiques volatils (COV) (notons qu’on doit écrire "volatils", et pas "volatiles"…!!!) émis par les produits de ressuage ou de magnétoscopie "attaquent la couche d’ozone"… il y a comme un grand pas ! Les produits chlorés sont, de loin, le principal danger sérieux pour la couche d’ozone… et, justement, tous les produits de ressuage, et souvent, ceux de magnétoscopie, doivent avoir des teneurs très faibles en… chlore ! Bien entendu, les produits actuels de ressuage et de magnétoscopie ne renferment pas de substances chlorées.
Sachez que les fabricants poursuivent inlassablement leurs efforts pour réduire les composés organiques volatils (COV) dans leurs produits de ressuage et de magnétoscopie.

La pollution de l’eau ? Oui, c’est vrai, une installation de ressuage peut nécessiter beaucoup d’eau (selon les pénétrants, de 400 litres à… 4000 litres par litre de pénétrant) pour éliminer le pénétrant (ou le mélange émulsifiant + pénétrant).

Cette eau peut être traitée si l’on choisit le traitement adapté… mais, certainement pas l’ultrafiltration, et encore moins, la nanofiltration. Quant aux contrôles "sur site", où l’eau sale peut ne pas être récupérée… Cet inconvénient doit être mis en balance avec l’accroissement spectaculaire de sécurité conférée par le contrôle par ressuage, une méthode éprouvée. De plus, certains produits spécifiques (tels que des produits de ressuage thixotropes ou des techniques alternatives (telles que la technique d’élimination du pénétrant à l’aide d’un solvant) peuvent être utilisés pour diminuer encore plus la quantité de produits qui doivent être récupérées.

En magnétoscopie, le remplacement des liqueurs magnétiques à support pétrolier par celles à support aqueux réduit également les problèmes d’hygiène, de sécurité et d’environnement (HSE).


Référence

(1) 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 par ressuage fluorescent), 12ième Conférence Mondiale sur les END, Amsterdam (Pays-Bas), 23-28 avril 1989.
Proceedings of the 12th World Conference on Non-Destructive Testing, edited by J.Boogaard and G.M. van Dijk. Elsevier Science Publishing, Amsterdam, 1989, pp. 424-426.
Publication Date: July 1989 - ISBN-10: 044487450X - ISBN-13: 978-0444874504.

Mis à jour ( Dimanche, 12 Mai 2013 05:53 )