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Techniques d’aimantation en magnétoscopie

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Écrit par Administrator
Samedi, 10 Décembre 2011 12:30

Janvier 2012

Nous avons le plaisir de publier sur notre site la contribution d'un Expert français en magnétoscopie, Stéphane GRAVELEAU, du Département Recherche et Développement de SREM TECHNOLOGIES (France).

Les techniques d’aimantation et les formes des courants sont décrites.
Dans la littérature, les courbes de ces courants sont le plus couramment présentées sur charge faiblement inductive. Comme vous le constaterez, sur charge fortement inductive, ces courbes n’ont pas la forme à laquelle on pourrait s'attendre. En effet, la forme réelle du courant est très nettement dépendante de la nature de la charge.

Jusqu'à présent, cette dépendance a été rarement évoquée.

En publiant cet article, nous pensons combler une lacune et surtout nous espérons que cet article vous intéressera et vous apportera une information de qualité.

Patrick DUBOSC et Pierre CHEMIN


La magnétoscopique nécessite d’aimanter les pièces à contrôler. Plusieurs techniques d’aimantation sont disponibles, certaines d’entre elles utilisant diverses formes d’ondes électriques.

1- Techniques traditionnelles

• Aimantation transversale par passage de courant

Pour réaliser l’aimantation transversale, la technique d’aimantation par passage de courant est habituellement utilisée, générant un champ magnétique circulaire autour de la pièce.

L’aimantation transversale permet de mettre en évidence les discontinuités longitudinales.

• Aimantation longitudinale par têtes magnétiques ou solénoïde

Pour réaliser l’aimantation longitudinale, on utilise généralement un système de têtes magnétiques disposées aux deux extrémités de la pièce ou un solénoïde entourant la pièce.

L’aimantation longitudinale permet de mettre en évidence les discontinuités transversales.

2- Techniques alternatives

Il existe un grand nombre de techniques alternatives permettant l’aimantation des pièces. Ces techniques peuvent rechercher à supprimer le risque d’amorçage d’arc important, présent lors d’un passage direct de courant, en utilisant un système d’aimantation sans contact. Elles peuvent également rechercher à améliorer les cadences de contrôle en utilisant un champ magnétique tournant. On citera les deux exemples suivants :

• Aimantation à l’aide d’une broche constituée d’un conducteur traversant et d’un noyau magnétique du transformateur de courant induit

Cette technique utilisée avec des courants alternatifs sinusoïdaux permet l’aimantation transversale et longitudinale de la pièce sans que celle-ci soit en contact avec le système d’aimantation.
Si l’on utilise des courants déphasés, les aimantations transversale et longitudinale peuvent être appliquées simultanément pour générer un champ tournant sur la pièce.

La chambre d’aimantation par champ tournant permet de générer, sur toute la surface de la pièce à contrôler, un champ magnétique de direction variable dans le temps, sans que la pièce soit en contact avec le système d’aimantation.
Cette technique est seulement utilisable avec des courants alternatifs sinusoïdaux et possède un certain nombre de limitations.

Dans le cas où les courants alternatifs sinusoïdaux ne sont pas autorisés, il est toujours possible d’utiliser un conducteur traversant ou un solénoïde pour aimanter une pièce sans contact ; mais dans ce cas il n’est pas possible de générer un champ tournant.

D’autres techniques moins courantes, telles que l’aimantation rémanente ou l’utilisation d’aimants permanents(4), peuvent être également intéressantes dans certains cas particuliers. Cependant, ces techniques ne sont pas préconisées dans les normes ISO.

3- Formes de courant

Dans la majorité des cas, le courant électrique est utilisé pour créer le champ magnétique qui permettra d’aimanter les pièces. Les principales formes utilisées de courant électrique sont :

• Le courant alternatif sinusoïdal.
• Le courant alternatif monophasé redressé 1 alternance (R1A) ou courant pulsé.
• Le courant alternatif monophasé redressé 2 alternances (R2A).
• Le courant triphasé sinusoïdal redressé 2 alternances ou courant alternatif tri-hexaphasé.
• Le courant continu.

Le courant alternatif sinusoïdal convient bien pour la détection de discontinuités débouchantes en surface, alors que le courant continu et les courants redressés pourront permettre, sous certaines conditions, la détection de discontinuités sous-jacentes. Plus la composante continue d’un courant redressé sera importante, plus la détection de défauts profonds sera possible. Cependant, il est impossible de déterminer précisément la profondeur de détection car celle-ci dépend également grandement de la taille du défaut et de la valeur du champ magnétique auquel il est soumis.

Les courants redressés sont généralement obtenus à l’aide de montages électroniques à diodes plus ou moins complexes suivant la nature du redressement souhaité :

• Redressement monophasé simple alternance

• Redressement monophasé double alternance

• Redressement triphasé double alternance

Il est important de noter que la forme réelle du courant est très nettement dépendante de la nature de la charge. En magnétoscopie, la charge peut être faiblement inductive dans le cas par exemple d’un passage de courant direct dans la pièce ou de l’utilisation d’un conducteur traversant. Cependant, la charge peut devenir beaucoup plus inductive dans le cas de l’utilisation d’un solénoïde ou d’un bobinage, ce qui a pour conséquence de lisser le courant dans ceux-ci (voir, ci-dessus, schéma redressement). Plus le bobinage ou le solénoïde comportent de spires ou sont bien couplés avec la pièce à contrôler, plus la charge deviendra inductive et plus l’effet de lissage du courant sera amplifié. Un cas extrême concerne par exemple l’alimentation des têtes magnétiques continues qui sont composées d’un très grand nombre de spires bobinées directement sur un noyau magnétique. Dans ce cas, la charge est tellement inductive qu’il est possible d’obtenir dans celle-ci un courant continu (très faible ondulation) en utilisant un simple montage redresseur double alternance.
La forme du champ magnétique étant directement liée à la forme du courant qui le génère, il est possible d’utiliser un mesureur de champ magnétique tangentiel avec affichage graphique de la courbe pour connaître la forme exacte du courant.

Références

(1) Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC, Définitions suggérées de certains termes de magnétoscopie omis dans la norme EN 1330-7:2005, (Document actualisé en janvier 2011). DPCNewsletter N°024, mars 2010. Sur notre Site Internet :
http://www.ressuage-magnetoscopie-penetranttesting-magnetictesting-dpc.info/site/fr/dpc-news/2010/147-dpcnews-024-definitions-pour-la-norme-en-1330-72005

(2) Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC, Magnétoscopie et la technique d’aimantation par champ tournant : ça marche ! DPCNewsletter N°033, février 2011. Sur notre Site Internet :
http://www.ressuage-magnetoscopie-penetranttesting-magnetictesting-dpc.info/site/fr/dpc-news/2011/156-dpcnews-033-aimantation-par-champ-tournant-

(3) Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC, Quelques limites d’utilisation de la techiqiue d’aimantation par champ tournant, DPCNewsletter N°034, mars 2011. Sur notre Site Internet :
http://www.ressuage-magnetoscopie-penetranttesting-magnetictesting-dpc.info

(4) Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC, Magnétoscopie à l'aide d'aimants permanents ou par aimantation rémanente : des techniques mises de coté ? - Communication présentée lors des Journées COFREND, 24-27 mai 2011, Dunkerque (Nord).

Mis à jour ( Samedi, 10 Décembre 2011 13:40 )