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La rétraction du film de pénétrant en surface lors de la période d’imprégnation

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Écrit par Administrator
Mardi, 01 Juillet 2008 17:05

Juillet 2008

Une des qualités requises, pour un pénétrant, est de pouvoir s'étaler en un film très mince, à la surface de la pièce, et de ne pas se rétracter afin d'avoir le maximum de pouvoir couvrant.

Ce critère est naturellement satisfait avec les pénétrants de bonne qualité dont la composition est optimisée pour satisfaire aux autres critères visant à obtenir un compromis idéal qui est le facteur clé pour obtenir un bon pénétrant.

Dans les années 60, le contrôle qualité des produits de ressuage se limitait à un nombre relativement réduit de tests alors, qu’aujourd’hui, leur nombre s’est accru.

L’un de ces tests était celui de l’étalement du pénétrant sur une plaque de verre. La plaque, de forme carrée, était montée sur un châssis doté de quatre pieds dont la hauteur était ajustable. Le châssis était doté de deux niveaux à bulle montés sur deux côtés adjacents. La plaque était aussi plane que possible et positionnée le plus horizontalement possible en vérifiant les niveaux à bulle. La plaque de verre était dégraissée puis immergée dans une solution d’acide sulfurique et d’acide chromique (mélange sulfochromique), puis rincée à l’eau et séchée. La plaque était manipulée avec des gants pour éviter de déposer sur celle-ci des empreintes digitales car l’épiderme est revêtu d’un enduit lipo-acide contenant, entre autres, de l’acide sébacique.

Une ou plusieurs gouttes de pénétrant étaient déposées au centre de la plaque de verre à l’aide d’une pipette. Au bout de 30 minutes, le pénétrant s’était étalé pour former une tache pratiquement circulaire de 6 cm de diamètre.

La reproductibilité de cet essai était assez bonne.

Comme les pénétrants colorés de cette époque renfermaient des hydrocarbures pétroliers dont l’échelle de distillation était plus basse que celle des hydrocarbures pétroliers utilisés de nos jours, il fallait veiller à ce que la température ambiante ne soit pas trop élevée afin que le pénétrant ne sèche pas au cours de l’essai.

Au début des années 70, ce test a disparu, n’ayant été retenu par aucune norme, sans que l’on sache vraiment pourquoi.

À la même époque, le Responsable du Service Qualité d’un Fabricant français d’atterrisseurs, nous avait signalé qu’il effectuait un contrôle par ressuage fluorescent sur des dépôts de chrome dur. Sur ce type de revêtements, le défaut caractéristique est le faïençage (connu sous le vocable anglais de ‘‘chicken wire’’, que nous pouvons traduire par le ‘‘grillage de basse-cour’’). Or, sur ce type de revêtement, ce Responsable avait observé une rétraction du film de pénétrant en surface lors de la période d’imprégnation. Ce phénomène avait été constaté avec certains pénétrants fluorescents de type 1 Méthode A, niveau 2.

De quoi s’agit-il ?

La caractéristique qui entre en ligne de compte est le pouvoir mouillant du pénétrant qui dépend de :
• L'état de la surface de la pièce.
• Des propriétés physiques du pénétrant et en particulier de sa  tension superficielle.
• La propreté de la pièce.

Lorsque nous déposons une goutte de pénétrant sur une surface, deux types de force inter-réagissent :
• Les forces  de cohésion qui maintiennent les molécules du pénétrant entre elles.
• Les forces d’adhésion du pénétrant sur la surface.

Ces deux types de forces déterminent un angle de raccordement (θ) formé par la surface et la tangente à la surface du liquide au point d'intersection pénétrant-surface de la pièce.

L'angle que forme la tangente au ménisque avec la surface de la pièce caractérise la mouillabilité.

Angle θ < 90° Le pénétrant mouille bien la surface.

Pour les pénétrants, l’angle θ est pratiquement égal à 0.

Angle θ >90° Le pénétrant mouille mal la surface.

Indépendamment de l’état de surface, si un pénétrant mouille bien la surface et si un autre la mouille moins bien, cela dépend du système tensioactif qui entre dans la composition du pénétrant.

Il existe quatre familles d’agents tensioactifs (synonyme agents de surface). Il s’agit des anioniques, des cationiques, des non ioniques et des amphotères (synonyme : ampholytes).

Dans les pénétrants, ce sont les agents tensioactifs non ioniques qui présentent les caractéristiques les plus intéressantes et une excellente biodégradabilité. Il existe un nombre très important d’agents tensioactifs non ioniques dont les plus connus sont les condensats d’oxyde d’éthylène sur alcools primaires ou secondaires à longues chaînes. Leur combinaison judicieuse est très complexe pour obtenir une valeur HLB (balance hydrophile/lipophile) optimale pour assurer au pénétrant : une bonne mouillabilité, une bonne lavabilité à l’eau et une bonne rétention capillaire du pénétrant dans les défauts lors du lavage à l’eau.

En conclusion, un système tensioactif inapproprié peut entraîner l’obtention d’un mauvais pénétrant.

L’état de surface peut malgré tout influencer la mouillabilité du pénétrant.

Ainsi, le phénomène de rétraction du film de pénétrant en surface lors de la période d’imprégnation a été constaté avec des pénétrants colorés  homologués conformément à la spécification américaine AMS 2644 E (type 2 Méthodes A & C) et conformes à la norme AFNOR NF EN ISO 3452-2 (niveau de sensibilité 2 des pénétrants colorés)

Or, il s’agissait en l’occurrence de pénétrants colorés réputés pour leur excellente qualité et leur sensibilité de détection.

Il est bon de rappeler ici que le ressuage est une méthode fiable sous réserve d’appliquer le mode opératoire adéquat. Parfois, pour des impératifs de délais, il peut être tentant ‘‘d’accélérer le processus’’, ce qui, en fin de compte, peut causer bien des surprises.

Diverses investigations entreprises mirent en évidence la cause de cette rétraction. Ce phénomène apparaît lorsque des pièces sont dégraissées à l’aide d’un solvant renfermant des hydrocarbures pétroliers et que le pénétrant est appliqué avant que le solvant ne se soit entièrement évaporé. En opérant de la même manière sur les pièces de référence type 1 de la norme AFNOR NF EN ISO 3452-3, nous avons observé le même phénomène assez marqué sur les bords de ces pièces de référence.

Pour éviter ce phénomène de rétraction, on a montré que, dans des conditions normales, il faut laisser s’évaporer le solvant pendant au moins 5 minutes avant d’appliquer le pénétrant. De même, si ce délai de 5 minutes est respecté, il suffit d’appliquer du pénétrant sur ces pièces de référence, préalablement manipulées avec des doigts imprégnés d’hydrocarbures pétroliers, pour observer le même phénomène.

Ce phénomène n’avait pas été observé dans le passé lorsque des solvants à base de 1,1,1 TRICHLOROETHANE ou à base de TRICHLOROETHYLENE, beaucoup plus volatils, étaient utilisés comme solvant de dégraissage.

Autre remarque, les silicones causent le même phénomène de rétraction. Parmi les produits susceptibles de renfermer des silicones, citons les huiles, les graisses, certains produits de démoulage des pièces en plastique, les produits "anti-grattons", pour éviter les "collages" de projections de soudure.

Signalons qu’il existe des produits "anti-grattons" non siliconés, par exemple ceux à base d’huile de pied de bœuf.

Mis à jour ( Lundi, 23 Mai 2011 17:25 )