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Les vieux procédés de ressuage oubliés

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Écrit par Administrator
Lundi, 01 Mars 2010 15:09

Comme dans beaucoup d'autres domaines de la vie humaine, le ressuage a franchi différentes étapes : certains procédés sont toujours utilisés alors que d’autres ne le sont plus. Certains sont même oubliés. Les gens qui en connaissaient quelque chose ont quitté le monde du ressuage depuis… longtemps.

L’un de ces procédés consistait à taper sur la pièce lorsque le pénétrant s’introduisait dans les fissures. Nous savons que les forces capillaires exercées sur le pénétrant par les discontinuités sont élevées. Elles devraient suffire. Néanmoins, l’un de nous a une idée concernant les justifications des avantages supposés de ce procédé.

Il y a quelques décennies, le dégraissage n'était pas aussi efficace qu'il est - supposé être ! - de nos jours. Taper la pièce pouvait faciliter le mélange du pénétrant avec les polluants même si le pénétrant avait une densité plus faible. Taper la pièce pouvait également faciliter la dissolution de l’air dans le pénétrant, permettant ainsi à davantage de pénétrant de s’introduire dans la discontinuité. D’un autre côté, dans un excellent manuel (1), l’auteur déclare qu’après élimination de l’excès de pénétrant, les pièces "étaient frappées avec un marteau, ce qui entraînait le ‘‘ressuage’’ en surface du pénétrant piégé ; la pièce était alors examinée en lumière noire."

Certains utilisateurs mettaient en œuvre même des ultrasons pour accroître la pénétration. Cela aboutit à un certain succès, mais, évidemment, ce n'est pas une méthode très pratique à utiliser sur une chaîne (sauf en traitement de surface), ou pour des contrôles in situ. Néanmoins l'utilisation d'ultrasons dans une cuve de pénétrant pourrait être plus documentée, évaluée et, en cas de succès, pourrait contribuer à la réduction du temps de pénétration.

Le 10 décembre 2009, l’un de nous s’est souvenu du procédé WINK ZYGLO® (connu également sous le terme de BLINK ZYGLO®) qu’il vit utilisé dans une usine de la SNECMA dans les années 70.

Il y a quelques décennies en France, beaucoup d’utilisateurs avaient l’habitude d’appeler ‘‘ZYGLO’’ tout ressuage fluorescent. Ils ignoraient que ZYGLO® est une marque déposée de MAGNAFLUX.

‘‘To wink’’ ou ‘‘to blink’’ sont deux verbes anglais qui signifient : cligner des yeux.

Nous connaissions ce procédé, qui sera décrit ci-dessous, mais nous désirions savoir si d’autres personnes le connaissaient également. Nous avons interrogé :
• Tous les constructeurs français de moteurs d’avion… mais aucun n’avait entendu parler de ce procédé.
• Les principaux fabricants de produits de ressuage mais personne ne connaissait ce procédé… même MAGNAFLUX aux USA et au Royaume Uni !
...Incroyable !

L’idée alors fut que cette technique n’était plus utilisée et que, seuls les gens de 65 ans et plus seraient capables de nous donner des informations.

Tout d’abord, nous étions pratiquement certains que Jean VAERMAN (auquel nous nous sommes référés dans certains de nos articles), qui travailla pendant longtemps à la Direction de la Qualité de la SNECMA, avait connu ce procédé, et nous avons essayé sans succès de le contacter le 14 décembre 2009… incidemment la veille de sa disparition !

Ensuite, nous avons pensé qu’un vieil ami d’un de nous deux, DAVID J.LOVEJOY (*), pouvait avoir la réponse. Par l’intermédiaire du BINDT (The British Institute of Non-Destructive Testing, ndlr : L’Institut Britannique des Essais Non Destructifs, donc l’homologue britannique de la COFREND) nous avons obtenu son adresse de messagerie électronique.

Voici sa réponse, envoyée le 15 janvier 2010 :

"Concernant le procédé WINK ZYGLO®, je pense qu’il avait été mis au point par GE (General Electric) aux États-Unis. La technique consistait à appliquer une légère contrainte de cisaillement sur une pièce après application d’un pénétrant fluorescent (ZYGLO®) qui faisait que les indications de défauts très étroits clignotaient aux yeux du contrôleur."

Enfin ce que nous attendions ! Toutes nos félicitations à David J.LOVEJOY, le seul à nous avoir donné la réponse exacte. Au fait, il n’y avait rien à gagner pour celui qui nous donnerait la bonne réponse. Désolé, David !!!

Nous avons également trouvé une description de ce procédé (2) :

Une méthode d’Examen Non Destructif (END) dans laquelle une pièce est nettoyée, revêtue de pénétrant fluorescent, puis l’excès de pénétrant est éliminé. La pièce est mise en vibration lors de son examen sous rayonnement UV-A. Si la vibration ouvre une fissure qui a accepté une certaine quantité de pénétrant, la fissure apparaît comme une lumière qui clignote.

Pour éviter d’utiliser une marque déposée, nous appellerons ce procédé le ‘‘PT fluorescent clignotant’’.

Cet essai était effectué sur des aubes de compresseurs à l’aide d’un pénétrant fluorescent à post-émulsion à très haute sensibilité.

Dans certains articles techniques, nous avons lu que l’élimination de l’excès de pénétrant était effectuée à l’aide d’un solvant (précisément : un coton-tige humecté de solvant). Mais rien n’interdisait l’utilisation d’un émulsifiant hydrophile ou lipophile.

Ce pénétrant était inscrit au Groupe VIb ou VII de la liste des produits homologués de la spécification militaire américaine MIL-I-25135 C, des groupes qui, de nos jours, seraient classés comme Type 1, Méthode B, C ou D, sensibilité Niveau 4 dans la spécification américaine SAE-AMS 2644 (3).

Un révélateur sec devait être utilisé d’après un document mais pour autant que nous nous en souvenions, nous n’avions pas vu l’emploi de révélateur alors.

L’aube, positionnée horizontalement, était placée longitudinalement dans une machine d’essais de fatigue en flexion alternée. Cet essai de fatigue était effectué en cabine d’examen sous éclairage ultraviolet (UV-A).

La fissure s’ouvrait sous contraintes de tension et se refermait lorsque celles-ci étaient relâchées.

Par conséquent, sous contrainte, l’indication fluorescente ‘‘disparaissait’’, et réapparaissait lorsque les contraintes sous tension étaient relâchées. Pourquoi ?

Très facile à comprendre : sous tension, le volume de la discontinuité augmente et le ménisque du pénétrant disparaissait.

C’est pourquoi l’indication ‘‘clignotait’’.

Nous avons également un rapport technique intéressant (4) dans lequel le ‘‘PT fluorescent clignotant’’ est comparé au ‘‘PT fluorescent statique’’.

PT fluorescent statique : il a été effectué selon la gamme suivante :
1 - application du pénétrant fluorescent à très haute sensibilité
2 - durée de pénétration : 15 minutes
3 - essuyage des zones suspectes à l’aide d’un coton-tige humecté de solvant
4 - application du révélateur
5 - examen de la pièce dans une cabine d’examen obscure sous rayonnement UV-A, en utilisant souvent une loupe.

PT fluorescent clignotant : le résultat du PT fluorescent statique a été amélioré par le PT fluorescent clignotant alors que les pièces étaient mises en place dans la machine d’essais de fatigue. Ce type d’examen montrait une sensibilité nettement plus élevée lors de la recherche de petites fissures de fatigue quand la pièce était soumise au maximum de la charge cyclique tolérable après application du pénétrant fluorescent à post-émulsion à très haute sensibilité, en essuyant au coton-tige humecté de solvant, en déchargeant la pièce, en appliquant le révélateur et en l’examinant sous rayonnement UV-A. Cette procédure fut par la suite adaptée pour la recherche de grandes fissures sur disques de compresseur.

Mais au moins deux inconvénients :
• La pièce doit être mise sous contrainte avant l’application du pénétrant.
• L’ensemble de la procédure de contrôle doit être effectué alors que la pièce est sous contrainte, rendant difficile l’accès aux zones critiques de rupture du disque de la turbine Haute Pression du premier étage du moteur militaire F100.

Nous avons aussi appris d’un fabricant de moteurs d’avions que ce procédé était effectué AVANT le grenaillage de précontrainte.

À notre avis, cet essai aurait pu être utilisé pour contrôler la croissance longitudinale des fissures.

Le contrôleur peut détecter la croissance progressive du défaut en raison de l’accumulation de contraintes de tension sur la fissure sous des efforts cycliques. La rupture de l’aube se produit lorsque les dimensions de la partie non fissurée ne sont plus suffisantes pour supporter les charges exercées.

Lorsque l’indication émet une fluorescence, le contrôleur peut mesurer sa longueur, à intervalles de temps réguliers, disons après XXX cycles, en utilisant une réglette graduée fluorescente, jusqu’à rupture de l’aube. Il est ensuite facile de calculer la vitesse de progression de la fissure.

Un nombre approprié d’aubes aurait permis d’obtenir une courbe de Gauss autour d’une valeur moyenne, ce qui est plutôt habituel dans de tels tests.

Le 2 février 2010, nous avons reçu le message d’un Expert de la SNECMA qui corrobora notre opinion que le ressuage fluorescent clignotant avait effectivement été utilisé à la SNECMA.

Il permettait de détecter des défauts en compression sur des aubes élaborées en fonderie du moteur LARZAC, autant qu’il s’en souvienne.

Les défauts possibles se situaient au niveau du pied de sapin et, du fait qu’ils étaient en compression, un ressuage classique (c’est-à-dire un ressuage en statique) était incapable de les rendre visibles.

Une contrainte de tension était appliquée à l’extrémité de la pale pour détendre les contraintes de compression et ainsi élargir les fissures.
La contrainte était calculée pour ne pas détériorer l'aube.

Pendant cette contrainte de tension, le pénétrant fluorescent à post-émulsion était appliqué sur la surface de l’aube. Un émulsifiant puis de l’eau permettaient l’élimination de l’excès de pénétrant de la surface. Aucun révélateur n’était appliqué. Il suffisait de relâcher la contrainte de tension pour voir l'indication apparaître (le pénétrant qui était entré dans le défaut en était expulsé quand le défaut se refermait). Dès que la contrainte de tension était réappliquée, l'indication disparaissait ou s'estompait. En pratiquant de manière cyclique la mise en tension/relâchement des contraintes, il était facile de voir l’indication clignoter au droit du défaut.

Il nous a confirmé qu’à sa connaissance, cette technique de ressuage n’est plus pratiquée, sans qu’il puisse nous dire pourquoi.

Toutes nos félicitations et nos remerciements à cet expert.

Au fait, pourquoi le PT fluorescent clignotant n’est-il plus utilisé ?

Des lecteurs pourraient-ils éclairer notre lanterne ?

Nous ne pensons pas que cela soit dû à des problèmes d’hygiène, de sécurité et d’environnement (HSE).

Nous ne pensons pas que les pénétrants d’aujourd’hui aient un niveau de sensibilité plus élevé que ceux disponibles à la fin des années 70, ce qui aurait conduit à la fin du ressuage fluorescent clignotant et à l’utilisation exclusive du ressuage statique.

Pensez-vous qu’une autre méthode de CND plus sensible, plus fiable, plus facile, plus rapide puisse avoir remplacé le PT fluorescent clignotant ?

Il y a probablement une autre raison que seuls nos seniors peuvent connaître… Peut-être certains d’entre eux sont des lecteurs réguliers qui pourraient nous aider !

Nous vous remercions d’avance de votre aimable participation.

(*) David J.LOVEJOY

Fait autorité dans les domaines de la magnétoscopie et du ressuage ainsi que dans les diverses formes d’Évaluation des Matériaux. Il possède également des compétences spécifiques dans le décapage des métaux : titane, alliages à base de nickel, aluminium et superalliages.

En plus de la rédaction de deux manuels largement recommandés sur la magnétoscopie et le ressuage, il est l'auteur de plus d’une trentaine d’articles sur ces méthodes de CND. Il a régulièrement apporté son soutien à des conférences nationales et internationales en effectuant des communications, en présidant des sessions, et il a également participé, directement et indirectement, à divers comités de normalisation. Il est actuellement membre du comité exécutif du Groupe de Certification du BINDT et membre exécutif de la Section Atlantique Nord d'ASNT.

Références

(1) Charles J. HELLIER, Handbook of Nondestructive Evaluation (ndlr : Manuel d’évaluation non destructive), Code ISBN 0-07-028121-1, McGraw-Hill, 2001.

(2) DatWiki.net - Aviation Dictionary Presented by Aviation Supplies and Academics, Inc. (ndlr : Dictionnaire de l’Aviation Offert par les Approvisionnements de l’Aviation et les Universitaires).

(3) SAE-AMS 2644E: Inspection Material, Penetrant, Society of Automotive Engineers (SAE), 400 Commonwealth Drive, Warrendale, Pennsylvania 15096, États-Unis, 2006.

(4) J. S. CARGILL, J. K. MALPANI, Y. W. CHENG, Pratt & Whitney Aircraft Group, Government Products Division, Disk residual life, Studies AD 4089791 Part 1: FI00 1st-stage turbine disk (IN100), Technical Report AFML-TR-79-4173, Part I- Final Report for Period I April 1976 through 30 June 1979- Approved for public release; distribution unlimited December 1979.
Prepared for Air Force Materials Laboratory
Air Force Wright Aeronautical Laboratories
Air Force Systems Command
Wright-Patterson Air Force Base, Ohio


Dans les années 60, une Société britannique avait pour slogan : À chaque problème de traitement de surface, il y a un produit xxxxxx (marque déposée que nous ne divulguerons pas).

Les Ingénieurs et les Technico-commerciaux de cette Société l’avaient transformé de la façon suivante : ‘‘Avec chaque produit de traitement de surface xxxxxx (marque déposée que nous ne divulguerons pas), il y a un problème.’’


Cette anecdote est ici seulement pour rappeler à chacun que les problèmes rencontrés en atelier peuvent être dus aussi bien aux fournisseurs/fabricants qu’aux utilisateurs.

Notre idée dans ces documents N’EST PAS de viser quiconque, mais au contraire, de porter à votre connaissance quelques cas intéressants qui peuvent vous éviter de refaire les mêmes erreurs lors de contrôle par ressuage (PT) ou par magnétoscopie (MT).

Toutes les mini-histoires que vous lirez sont VRAIES. Nous pensons qu’elles vous seront utiles.
• Premièrement, en tant qu’exemples d'exigences techniques - - ou non techniques - - ou de problèmes particuliers.
• Deuxièmement, pour vous faire voir que les problèmes ne proviennent pas forcément d’où vous pensez qu’ils proviennent.
• Troisièmement, pour que les utilisateurs n’hésitent à demander de l’aide aux personnes (les experts) qui en savent plus.