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Quelques limites du champ d'applications industrielles du ressuage

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Écrit par Administrator
Mercredi, 01 Décembre 2010 13:21

Chères Lectrices et chers Lecteurs,
Cet article est le fruit de notre longue expérience industrielle ; nous sommes bien conscients qu’il est loin d’être complet et qu’il peut comporter des inexactitudes et/ou des imprécisions.
C’est la raison pour laquelle nous vous sollicitons afin que vous nous fassiez part de vos commentaires, de vos remarques et de vos suggestions pour l’améliorer et le compléter.
Nous vous remercions vivement par avance de votre aimable contribution.
Les Auteurs : Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC

Décembre 2010

1 - Introduction

Comme toute méthode de contrôle non destructif (CND), le ressuage (PT) a ses propres limitations d’applications.

2 - Méthode applicable seulement aux discontinuités ouvertes et débouchant en surface

La première limitation tient au fait que le ressuage ne permet de détecter que les discontinuités ouvertes et débouchant en surface sur certains matériaux.

D’où la nécessité, le cas échéant, d’éliminer tout ce qui n’est pas métal sain avant contrôle par ressuage sans affecter les caractéristiques mécaniques et la limite de tenue en fatigue du substrat.

La préparation de surface et son nettoyage avant ressuage sont critiques car les contaminants peuvent masquer des défauts.

Les opérations de décapage doivent bien entendu être effectuées de manière à ne pas colmater ou refermer les discontinuités ouvertes et débouchant en surface. Les techniques de décapage mécanique (sablage, grenaillage, etc.), en fonction du substrat métallique considéré, peuvent conduire à un fluage du métal. D’où parfois la recommandation de compléter le décapage mécanique par un léger décapage chimique pour dissoudre le métal qui a flué.
Il est parfois tentant d’utiliser un décapage mécanique (sablage, grenaillage, etc.) car l’opération est plus rapide, surtout si le revêtement ou la contamination à éliminer sont importants. De plus, ce procédé a un impact relativement faible vis-à-vis de l’environnement.

Prenons le cas des peintures et autres revêtements organiques (y compris huiles, graisses, cambouis, etc.) : ils doivent être entièrement éliminés. Il en est de même pour les revêtements métalliques pour lesquels il existe des solutions de démétallisation.

En lieu et place d’un décapant de peinture, pouvez-vous imaginer ce qui nous a été raconté… il y a bien longtemps : le brûlage au chalumeau de la peinture sur des pièces en aluminium avant ressuage ! Vous pensez bien que ce n’est vraiment pas la bonne technique, sans parler des vapeurs nocives et toxiques qui se dégagent et qui résultent de la dégradation pyrolytique des peintures.

Pour remplacer les décapants à base de composés phénoliques qui sont toxiques, le décapage aux média plastiques a été utilisé pendant un certain temps ; on croyait avoir trouvé la ‘‘solution miracle’’, jusqu’au jour où on s’est aperçu que ce procédé appliqué sur les cellules avions provoquait un fluage du métal qui interdisait ensuite le contrôle par ressuage. La ‘‘solution miracle’’, même en l’absence de fluage du métal, pouvait réduire l’intensité de coloration et/ou de fluorescence des indications.

Passons maintenant au décalaminage, c’est-à-dire l’élimination des oxydes formés à hautes températures sur les organes de la zone chaude des turbomachines, par exemple. Cette préparation de surface nécessite plusieurs opérations d’environ 15 minutes chacune. Le but est d’éliminer la calamine, telle que celle qui se forme à hautes températures sur les aciers à forte teneur en chrome et sur les alliages de nickel et de cobalt, calamine qui est notoirement difficile à éliminer même avec des acides forts. De plus, il ne doit subsister aucune trace des produits chimiques utilisés, car ce sont des produits soit acides, soit basiques ou même oxydants, qui ‘‘tueraient’’ l’intensité de fluorescence des pénétrants fluorescents.
Certains ont utilisé la cavitation ultrasonique, qui augmentait substantiellement la vitesse du décapage chimique… oui mais à quel prix !
Pour gagner plus de temps, la tribofinition fut combinée au décalaminage chimique, grâce à l’utilisation de ‘‘chips’’ en céramique par exemple, de géométrie appropriée. Résultats remarquables… jusqu’au jour où l’on s’aperçut qu’un tel traitement refermait certains défauts!

D’après ces quelques exemples, vous pouvez comprendre qu’il n’est pas possible de supprimer complètement le décapage chimique.

Il existe bien d’autres types de revêtements et, en particulier, les couches de conversion (la phosphatation, les oxydations anodiques, etc.)

Très souvent, on nous a posé la question pour savoir s’il fallait éliminer la couche d’oxydation anodique avant ressuage.
Le responsable Assurance Qualité d’un sous-traitant aéronautique, un expert réputé de l’oxydation anodique, nous a aidés : lorsqu’il y a une fissure dans le substrat métallique, la couche d’oxydation anodique est rompue à l’endroit où se trouve la fissure. Il est donc inutile d’éliminer la couche d’oxydation anodique.
Ce qui est vrai pour l’oxydation anodique ne l’est certainement pas pour tout autre type de revêtement ; peut-être même est-ce là ‘‘l’exception qui confirme la règle’’. En cas de doute, mieux vaut demander à un Expert en traitements de surface qui a, à la fois, les connaissances, les compétences et surtout de longues années d’expérience derrière lui.

3 - Méthode non applicable sur matériaux poreux

Sur les matériaux poreux, il risque d’y avoir un niveau trop élevé de bruit de fond qui subsistera après élimination de l’excès de pénétrant en surface et masquera les indications de certaines discontinuités.
Tel est le cas par exemple des céramiques non cuites et des métaux frittés.

Concernant les pièces moulées en bronze (alliage cuivre-étain) ou en alliage cuivre-étain-plomb dans lesquels le cuivre est le constituant principal, la structure de ces alliages rend parfois difficile l'interprétation des indications de défauts tels que : porosités, fissures et retassures.
C’est la raison principale pour laquelle les normes européennes excluent de leur champ d’application le contrôle par ressuage de ces alliages. Cela n’empêche pas le contrôle d’hélices de navires par ressuage coloré.

4 - Compatibilité des produits de ressuage avec les matériaux

Les produits de ressuage ne doivent pas exercer une action néfaste sur le substrat. Il ne doit pas y avoir de réaction physique ou chimique, immédiate ou à long terme, entre les résidus de produits de ressuage (principalement de pénétrant) et de nombreuses matières plastiques. Des traces de révélateur laissées sur des surfaces métalliques peuvent retenir l’humidité de l’air et générer des corrosions localisées, par exemple.

Des essais de compatibilité peuvent être nécessaires. Un de nos articles (1) concernant les pénétrants à base aqueuse traite de ce point.

Ces matériaux peuvent être des matières plastiques, des composites, des élastomères, etc.

Dans certains cas, il est demandé que les produits de ressuage soient compatibles avec l’oxygène liquide.

5 - Influence de la rugosité de surface

La rugosité de surface peut affecter la sensibilité de détection.

Les surfaces contrôlées ne doivent pas être trop poreuses : ne pas s’attendre à trouver des défauts plus petits que la porosité de la surface. Les métaux frittés sont généralement beaucoup trop poreux pour être contrôlés par ressuage.

La rugosité de surface pose un certain nombre de problèmes.

Tout d’abord, une rugosité de surface plus grande causera une plus grande perte de pénétrant, et le cas échéant en émulsifiant, par entraînement des produits par les pièces. Donc, plus grande consommation de produits de ressuage, mais aussi plus grande quantité de charbons actifs à utiliser pour le traitement et le recyclage des eaux de rinçage et/ou de lavage.

Ensuite, une plus grande rugosité de surface nécessite un temps plus long de rinçage et/ou de lavage à l’eau pour éliminer l’excès de pénétrant en surface. Un pénétrant doté d’une excellente résistance au surlavage doit être utilisé.

Généralement, dans le cas des pénétrants lavables à l’eau, plus le niveau de sensibilité augmente, moins le pénétrant est facile à laver et plus le bruit de fond est élevé.

Pour améliorer l'état de surface tout en réduisant le bruit de fond, un léger sablage est commode, si celui-ci est homologué par les donneurs d’ordre/procédures, mais il peut refermer les défauts ou les colmater par fluage du métal. Un léger décapage chimique est alors souvent effectué après sablage pour ‘‘rouvrir’’ les défauts éventuels.

6 – Limites du ressuage coloré

Le ressuage coloré a ses propres limites, car sa sensibilité pour la détection des défauts les plus fins est inférieure à celle du ressuage fluorescent.
Nous l’avons déjà évoqué à deux reprises concernant le contrôle des dépôts de stellite (2) et (3).

7 – Températures

Les produits standards de ressuage sont conçus pour la gamme de températures comprises entre 10 et 50°C selon la norme ISO 3452-1.

7.1 – PT hautes températures

La norme ISO 3452-5 concerne l’examen par ressuage à des températures supérieures à 50 degrés C.

Nous pensons qu’il n’existe pas de produits de ressuage pour effectuer des contrôles à des températures supérieures à 200°C.

7.2 – PT basses températures

La norme ISO 3452-6:2008 concerne l’Examen par ressuage à des températures inférieures à 10 degrés C.

Nous pensons qu’il n’existe pas de produits de ressuage pour effectuer des contrôles à des températures inférieures à -30°C.

8 - Contrôle subaquatique

Le seul environnement où le ressuage est – au moins jusqu’à maintenant ! – impossible est sous l’eau : alors que les courants de Foucault, les ultrasons et la magnétoscopie peuvent être utilisés par des plongeurs… impossible de faire du ressuage dans l’eau ou immergé !

9- Profondeur des défauts

Le ressuage ne permet pas de déterminer la profondeur des défauts.

10- Conclusion

Comme on le voit, il faut une bonne connaissance des impératifs techniques liés à la mise en œuvre du ressuage, afin d’en connaître aussi les limites : faire un ressuage sur une couche de peinture (c’est du vécu !), sur une pièce très grasse (du vécu encore), c’est perdre son temps, de l’argent… et avoir une fausse sécurité sur la santé de la pièce ainsi ‘‘contrôlée’’.


Avertissement a nos lecteurs

Les informations mentionnées ci-dessus sont basées sur l’état de nos connaissances actuelles et le fruit de notre longue expérience. Cependant, l’attention du lecteur est attirée sur le fait que ces informations ne sont fournies qu’à titre indicatif et qu’elles ne constituent, en aucun cas, une spécification/recommandation : notre responsabilité ne peut en aucune manière être engagée.


Références

(1) Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC, Compatibilité des produits de ressuage avec les matériaux, juillet 2009, sur notre site Web :
http://www.ressuage-magnetoscopie-penetranttesting-magnetictesting-dpc.info/site/fr/informations/infos-ressuage/167--compatibilite-des-produits-de-ressuage-avec-les-materiaux

(2) Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC, Ressuage coloré : le bon vieux temps que les jeunes générations ne connaîtront jamais !, Surprenant, mais véridique – février 2010, sur notre site Web :
www.ressuage-magnetoscopie-penetranttesting-magnetictesting-dpc.info/site/fr/surprenant/anecdotes-ressuage/140-le-bon-vieux-temps

(3) Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC, Quelques applications industrielles du ressuage, novembre 2010, sur notre site Web :
http://www.ressuage-magnetoscopie-penetranttesting-magnetictesting-dpc.info/site/fr/informations/infos-ressuage/159-quelques-applications-industrielles-du-ressuage

• ISO 3452-1:2008 Essais non destructifs - Examen par ressuage - Partie 1 : Principes généraux, Organisation Internationale de Normalisation, Genève, Suisse, 2008.

• ISO 3452-5:2008 Essais non destructifs - Examen par ressuage - Partie 5 : Examen par ressuage à des températures supérieures à 50 degrés C, Organisation Internationale de Normalisation, Genève, Suisse, 2008.

• ISO 3452-6:2008 Essais non destructifs - Examen par ressuage - Partie 6 : Examen par ressuage à des températures inférieures à 10 degrés C, Organisation Internationale de Normalisation, Genève, Suisse, 2008.

Mis à jour ( Samedi, 19 Novembre 2011 10:36 )