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Page 2 JT 06/06/2012t Les nouvelles techniques de contrôle non destructif: un a

Page 2 JT 06/06/2012t Les nouvelles techniques de contrôle non destructif: un atout pour votre entreprise Lundi de la mécanique 8 avril 2013 CEA Cadarache Henri Walaszek Pôle EPI Expert référent CND Page 3 Les Lundis de la mécanique CETIM: structuré en pôles d’activité Technique des fluides et des écoulements Technologies de l’étanchéité Ingénierie des polymères et composites Expertise métrologie étalonnage Ingénierie conception et innovation Technologies de production Performance industrielle et durable Matériaux métalliques et surfaces Ingénierie bruit et vibrations Mécatronique, transmissions et capteurs Équipements sous pression et ingénierie d’instrumentation Fatigue des composants mécaniques Analyse de défaillances et expertises Formation et gestion des compétences Logiciels Page 4 Les Lundis de la mécanique Méthode surfacique D C MET COM Méthode volumique D C MET COM Visuel, caméra X X X Radiographie X X X Ressuage X X Ultrasons X X X X Magnétoscopie X X Ondes guidées X X X ACFM X X Impédance, résonance,Tap-test X X X Courants de Foucault X X X Méthode globale D C MET COM Thermographie infrarouge X X X Emission acoustique X X X Bruit ferromagnétique X X D = Défectologie , C = Caractérisation MET = Métallique, COM = Composite Domaines de compétence CND au CETIM Page 5 Les Lundis de la mécanique CND au CETIM Une équipe de contrôle certifiée COFREND multidisciplinaire 33 techniciens et ingénieurs CND dont 80% COFREND/CIFM Technique COFREND / CIFM UT 13 RT 2 MT 8 PT 8 ET 2 AT 5 VT 4 LT 4 Page 6 JT 06/06/2012t Généralités du Contrôle Non Destructif Page 7 Les Lundis de la Mécanique Des méthodes indirectes.. Onde électromagnétique, vibration mécanique, champ magnétique, thermique Excitation L’anomalie contenue dans la pièce : présence de défaut, variation de structure ou de propriété Perturbation Œil, capteur, signal, image… Révélation / détection  méthodes indirectes Page 8 Les Lundis de la Mécanique Le plus couramment : • Détection de défauts, hétérogénéités dans la matière • Positionnement des défauts • Dimensionnement des défauts • Mesure de perte d’épaisseur Parfois, caractérisation : • Microstructure • Propriétés mécaniques ou physiques • Contraintes résiduelles ou appliquées • Profondeur de traitement • Etc. Objectifs visés Page 9 Les Lundis de la Mécanique • Les contrôles non destructif détectent des « indications » • Les indications sont qualifiées en défaut en relation avec les critères d’acceptation (codes, normes..) Selon des normes : Selon des normes : Indications et défauts Page 10 Les Lundis de la Mécanique • Retassures, soufflures, inclusions, ségrégations, structure en bande, criques, inclusions Elaboration • Replis, criques, dédoublures, grossissement de grain, brûlure Transformation • Défaut géométrique, manque de pénétration, tapure, contraintes, décarburation Écrouissage, criques, soufflure, retassures, inclusions, collage, Fabrication : traitement, usinage, soudage • Usure, corrosion, abrasion, fatigue, déformation, rupture Fonctionnement Le besoin de contrôle sur produits métalliques Page 11 Les Lundis de la Mécanique En cours de fabrication, en fin de production • Maintenance • Réparation Durant la vie du composant • Détection des défauts • Repérage, positionnement dans le composant En appui à l’expertise et à l’analyse de défaillance Quand est ce qu’on a besoin du CND ? Page 12 Les Lundis de la Mécanique Les différentes méthodes Méthode surfacique D C MET COM Méthode volumique D C MET COM Visuel, caméra X X X Radiographie X X X Ressuage X X Ultrasons X X X X Magnétoscopie X X Ondes guidées X X X ACFM X X Impédance, résonance,Tap-test X X X Courants de Foucault X X X Méthode globale D C MET COM Thermographie infrarouge X X X Emission acoustique X X X Bruit ferromagnétique X X D = Défectologie , C = Caractérisation MET = Métallique, COM = Composite Page 13 Les Lundis de la Mécanique Quelques contrôles « traditionnels » visuel Ressuage Magnétoscopie ultrasons radiographie Page 14 Les Lundis de la Mécanique Quelles évolutions ? Évolution des électroniques Évolution de la micro-informatique • Évolution des capteurs: techniques multiéléments • Développement de l’imagerie Intégration des technologies médicales et militaires : Page 15 JT 06/06/2012t Contrôle visuel (VT) Ressuage (PT) Magnétoscopie (MT) Page 16 Les Lundis de la mécanique  Simplicité  Coût  Certification Procédé VTGNV  Automatisation difficile  Influence de l’opérateur  Traçabilité  Pas de norme Européenne VT hors soudage Contrôle visuel : principe Avantages Page 17 Lundi de la mécanique Contrôle Non Destructif 06/02/2012 Vidéo-endoscopie Le contrôle visuel Recherche de copeaux par endoscopie CND conventionnels Le contrôle de défauts surfaciques Page 18 Les Lundis de la mécanique Séquences d'un contrôle par pénétrant liquide Ressuage - principe Nettoyage préalable Application du pénétrant et imprégnation Elimination du pénétrant en excès Application du révélateur Examen Nettoyage final Page 19 Les Lundis de la mécanique Ressuage : illustrations Détection de fissures sur mât aluminium Contrôle d’une vanne en PEEK/GF Indication Contrôle d’une bielle Contrôle de soudures Objectifs : Détecter des défauts débouchants sur structures métalliques ou composites Page 20 Les Lundis de la mécanique Ressuage – Avantages / limites • Discontinuités matière ouvertes, débouchant à la surface de la pièce examinée Anomalies détectées • Possibilité de ressuage à chaud (240°) • Insensible à l’orientation des indications par rapport à la surface • Simplicité Avantages • Influence de l’état de surface • Nécessité d’un nettoyage de surface avant examen • Pas de dimensionnement précis des défauts en volume, • Compatibilité des matériaux et des produits de ressuage • Nocivité des produits • Automatisation de l’interprétation difficile • Influence de l’opérateur • Temps d’opération Limitations Page 21 Les Lundis de la mécanique Magnétoscopie : principe Contrôle en 3 Temps : • Excitation de la pièce • Perturbation des lignes d’induction • La révélation Page 22 Les Lundis de la mécanique Magnétoscopie : illustrations Objectif : Détection de défauts débouchants ou sous-jacents sur structures ferromagnétiques Contrôle MT sur quille en acier Indication Multiples fissures sur tête de quille en acier Fissure sur le cordon de soudure de l’axe de fixation d’une quille Contrôle d’un crochet Page 23 Les Lundis de la mécanique Magnétoscopie : Avantages et limites • Discontinuités matière ouvertes, débouchant à la surface de la pièce examinée Anomalies détectées • Plusieurs méthodes d’aimantation sont possibles • Appareils mobiles ou fixes • Visualisation des défauts par produits indicateurs, soit visibles en lumière du jour (colorés), soit en lumière UV-A (fluorescents) • Rapidité Avantages • Existence d’artefacts • Nécessité d’un nettoyage de la surface avant et après examen • Obligation de procéder à une désaimantation de la pièce après examen • Ne s’applique qu’aux matériaux ferromagnétiques • Met en œuvre des produits nocifs, inflammables et volatils • Sensible à l’orientation des défauts • Influence de l’opérateur • Automatisation Limitations Page 24 JT 06/06/2012t Thermographie Infrarouge active ou stimulée Page 25 Les Lundis de la Mécanique Technique thermographique Cas de l’excitation par lampe flash Page 26 Les Lundis de la Mécanique Technique thermographique Méthode globale sans contact Détection de délaminages, corrosion, infiltrations d’eau, fissures… Ultrasons Lampes halogènes Courants de Foucault Lampes flashs Page 27 Les Lundis de la Mécanique Exemples de dispositifs expérimentaux Lampe flash Caméra IR Page 28 Les Lundis de la Mécanique Alternative à la magnétoscopie Contrôle de structures métalliques  recherche de fissures sur un moyeu Magnétoscopie Thermographie Dispositif expérimental Page 29 Les Lundis de la Mécanique Contrôle de structures métalliques  recherche de fissures La thermographie IR peut être une alternative au ressuage et à la magnétoscopie (contraintes SST et environnementales de REACH) Ressuage Thermographie Infrarouge Alternative au ressuage Page 30 Les Lundis de la Mécanique Détection de chancres Recherche de corrosion interne dans les structures métalliques Page 31 Les Lundis de la Mécanique Détection d’infiltration d’eau dans un nid d’abeille nomex Détection d’un manque d’imprégnation dans une structure sandwich GF/balsa Contrôle de structures composites Page 32 Les Lundis de la Mécanique Pas d’effluents Bénéficie des techniques de traitement de signal Pour les applications CND, elle permet de détecter des délaminages, des décollements des fissures des infiltrations d’eau de la corrosion Technique alternative à la magnétoscopie et au ressuage? Contexte de la directive Reach…. Contexte technico-économique Page 33 Les Lundis de la Mécanique Méthode sans contact, globale, rapide, sans effluents La thermographie infrarouge stimulée est adaptée à la mesure d’épaisseur de revêtement au contrôle non destructif Elle peut s’appliquer sur les matériaux Métalliques (faible épaisseur) Composites Pour les applications CND, elle permet de détecter des délaminages, des décollements des fissures : une alternative à la magnétoscopie et au ressuage? des infiltrations d’eau de la corrosion Conclusions Page 34 JT 06/06/2012t Les Ultrasons (UT) Page 35 Les Lundis de la Mécanique Emission En 1/2 bond Principe physique Page 36 Les Lundis de la Mécanique • Anomalies d’impédance acoustique, • Défauts internes : discontinuités, délaminage, fissures, hétérogénéités porosités, inclusions, … • Mesure de l’épaisseur du spécimen ou détermination de la vitesse de propagation des ultrasons • Caractérisation et détermination de la grosseur du grain des matériaux métalliques Anomalies détectées • Examen de pièces métalliques (moulées, forgées, usinées, soudées…) à tous stades d’élaboration et d’utilisation (fabrication, maintenance) • Contrôle des cordons de soudure • Caractérisation et contrôle de matériaux composites et de bétons • Contrôle de uploads/Management/ 04-henri-walaszek-cetim.pdf