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MAGNETOSCOPIE

Guide Utilisateur des Bonnes Pratiques

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SOMMAIREFiche thmatique M01

Gnralits Principaux procds de contrle par magntoscopie

Fiche thmatique M02 Produits mis en uvre pour les contrles manuels Accessoires et moyens de contrle qualit pour la

magntoscopie par contrle manuel

Fiche thmatique M03 Contraintes et risques environnementaux Risques lis la mise en uvre du contrle par magntoscopie

pour loprateur

Fiche thmatique M04 Approche afin de rduire lempreinte environnementale du

procd de magntoscopie Pratiques limitant les risques daccidents Amliorations pour un contrle manuel plus cologique Autres techniques permettant lamlioration du contrle par

magntoscopie

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Gnralits

Magntoscopie

La magntoscopie ne peut tre ralise que sur des matriaux ferromagntiques

Cette technique permet de dtecter des dfauts de surface ou sous-jacents

La magntoscopie (MT) est un procd de contrle non destructif qui consiste crer un flux magntique intense lintrieur dun matriau ferromagntique.Cette technique reprsente avec le ressuage 50 % du march du contrle nondestructif.

Durant laimantation dune pice ferromagntique, un dfaut proche de lasurface perturbe les lignes de champ magntique crant un flux de fuite mis envidence laide de particules magntiques sous forme de poudres sches ouen suspension dans une liqueur base aqueuse ou organique.

Le dfaut apparat alors sous la forme dun spectre magntique visible lil nuen lumire blanche ou sous UV (particules avec des pigments fluorescents).Pour ce faire, afin doptimiser sa dtection, la direction du dfaut doit treperpendiculaire ou faiblement dsoriente par rapport la direction du champmagntique cr.

La magntoscopie rvle les dfauts de surface comme : Les fissures. Les manques de fusion. Les replis de forge.

Cette technique ne permet cependant pas de mettre en vidence les porositsou les piqres.

La mthode par magntoscopie ncessite lutilisation des produits chimiquesquasiment chaque tape de sa mise en uvre.

Changement de section

Dfaut

Modification locale de la trajectoire :Fortes variations de champ

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Fiche thmatiqueM01

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Principaux procds de contrle par magntoscopie

Il existe diffrents procds daimantation :

Magntisation longitudinale(dtection de dfauts transversaux)

Magntisation transversale(dtection de dfauts longitudinaux)

Solnode

Electroaimant

Passage direct de courant dans la pice

Passage indirect de courant dans la pice

Touches par passage de courant

Banc de magntoscopie :

Permet de dtecter des dfauts

longitudinaux par passage de courant

Permet de dtecter les dfauts

transversaux par passage de flux

magntique

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Fiche thmatiqueM01

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Produits mis en uvre pour les contrles manuels

Magntoscopie

Types de produits :

Produits de nettoyage :

Lutilisation de produits de nettoyage a pour principal but de faciliter lamobilit des particules magntiques la surface de la pice etdviter lapparition dimages magntiques fallacieuses.

Nettoyants utiliss: actate dthyle, actone, alcool isopropylique, Il existe dautres types de procds de nettoyage : chimiques,

mcaniques (grenaillage, sablage,). Ces derniers ne sont en principepas autoriss ou mis en uvre avec beaucoup de prcautions(risquent de reboucher ponctuellement les dfauts).

Indicateurs magntiques :

Les particules sorientent selon les flux de fuite permettant ainsi ladtection des dfauts.

Indicateurs magntiques utiliss : poudres sches, liqueursmagntiques support organique ou aqueux.

Bases contrastantes :

Dans le cas dun examen en lumire blanche, lapplication dunelaque de contraste (fond blanc) permet daugmenter la sensibilit dedtection des dfauts.

Conditionnement des produits :

Bombes arosols. Vrac.

Mthodes dapplication des indicateurs magntiques :

Pulvrisation pour le encres magntiques. Poudrage pour les indicateurs poudre sche.

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Fiche thmatiqueM02

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Accessoires et moyens de contrle qualit pour la magntoscopie par contrle manuel

Accessoires :

Matriel pour laimantation par passage de flux magntique dans la pice :

Electroaimants : - Passage du flux magntique dans la pice.- Alimentation sur secteur ou par lintermdiairedun transformateur, ou encore sur batteries.

Bobines : - Bobines daimantation ou de dsaimantation.- Possibilit dutiliser des bobines ouverture etfermeture rapide.

Appareils de contrle qualit :

Mesureur de champ magntique et tmoins daimantation :

Permet de sassurer que la valeur du champ magntique est optimalepour permettre deffectuer correctement lopration de contrle parmagntoscopie.

Luxmtre et radiomtre UV :

Permettent de sassurer que le contrle est effectu dans desconditions dclairage conformes aux normes.

Electrodes de contact pour passage de courant lectrique dans la pice.

Source dalimentation lectrique (gnrateur de courant lectrique) :

Permet de gnrer des courants lectriques de diffrentes intensits,formes donde et frquences en fonction des pices contrler.

Moyens de visualisation :

Eclairage lumire blanche. Eclairage UV (ressuage fluorescent).

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Fiche thmatiqueM02

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Magntoscopie

Les produits utiliss pour la magntoscopie prsentes des risquessignificatifs pour loprateur et lenvironnement. Ces produits sont :

En gnrale inflammables (produits base organique) et explosifs(bombes arosols).

Toxiques pour lenvironnement aquatique. Dangereux pour la sant des oprateurs (ne doivent ni tre aspirs /

ingrs, ni mis en contact avec les yeux ou la peau). Contiennent gnralement des composs organiques volatiles

(COV), prsentant des risques deffet de serre. Dune faon gnrale, lopration de magntoscopie produit une

quantit importante de dchets (effluents, chiffons, emballagesvides).

Impact cologique du ressuage et de la magntoscopie en France par an :

100 000 tonnes de produits organiques. 200 000 tonnes de dchets. 1000 MkWh soit 200 millions de tonnes quivalent CO2.

En Europe : ces chiffres sont multiplier pratiquement par 10.

Enjeux et objectifs environnementaux du projet Green Testing :

Rduire les pressions environnementales (consommation dnergie,mission de gaz effet de serre et de COV, production de dchetsde 20% 30%), les risques potentiels pour la sant des oprateursainsi que la pnibilit des tches

Rduire les cots de contrle de faon drastique (de 20% 40%) Rduire les nuisances environnementales (de 90%) par lapport des

technologies alternatives

Les COV sont lorigine de la destruction de la couche dozone.La Norme ISO 14001, ainsi que les Directives Europennesassocies, conduisent chaque entreprise rduire sesmissions de COV.

La mise en place du contrle par magntoscopie ncessite des quantitsimportantes dnergie notamment pour les oprations daimantation et dedsaimantation des pices.

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Contraintes et risques environnementauxFiche thmatiqueM03

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Risques lis aux champs lectriques et magntiques : Indirects : incendies, explosions, projections dobjets

ferromagntiques, interfrences, Directs : modification de llectrocardiogramme, malaises (champs de

grande intensit), effets sur la sant (diminution de la scrtion demlatonine, leucmie, modification du systme immunitaire,perturbation de la vue)

Risques lis aux rayonnements UV : Vieillissement et cancer de la peau. Problme au niveau des yeux (cataracte).

Risques lectriques : Risques dlectrocution importants car utilisation de sources

lectriques et prsence deau simultanment pour raliser le contrlepar magntoscopie.

Risques dexplosion des produits arosols : Des prcautions doivent tre prises lors de lutilisation de bombes

arosols proximit directe des sources de chaleur (oprations desoudage, pices chaudes par exemple) cause de linflammabilitdes produits utiliss et du risque dexplosion des bombes arosols.

Les champs lectromagntiques basses frquences (infrieurs 100 kHz) sont classs comme potentiellement cancrignes pourlhomme (catgorie 2B). Cependant, il na pas t possible cejour dtablir un lien de causalit entre les expositionsincrimines et lapparition de leucmies.Toutefois, les tudes sont insuffisantes pour concluredfinitivement du caractre cancrogne ou non des champslectromagntiques de basses frquences.

Risques indirects : Risques lis la manutention de pices (chute de pices,

coincements de doigts). Risques de brlures lis au passage de courant dans la pice.

Risques lis lexposition de vapeurs de produits de magntoscopie(solvants et produits organiques) :

Lexposition aux vapeurs de solvant et produits organiques estrpute dangereuse pour la sant.

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Risques lis la mise en uvre du contrle par magntoscopie pour loprateur

Fiche thmatiqueM03

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Approche afin de rduire lempreinte environnementale du procd de magntoscopie

Magntoscopie

Grer lenvironnement au quotidien :

Dune faon gnrale, lentreprise doit sinvestir dans une politique de protectionvolontariste, par exemple en mettant en place un systme de managementenvironnemental (SME).

Lco dmarche au sein de lentreprise sarticule selon un ensemble dtapesstructures et matrises tous les niveaux de leur mise en excution.

Raliser un diagnostic environnement : Diagnostic dchet : gestion des dchets en matrisant les cots de

traitement associs ; rduire les dchets et mise en place dun tri etdune collecte slective la source

Diagnostic nergie : chasse aux gaspis ; solutions dconomiednergie ; rcuprer lnergie (chaleur).

Diagnostic effluents gazeux et liquides : choix optimis cot /performance du systme de traitement ; rduire la quantit deseffluents la source ; rutiliser les eaux de lavage traites ; rcuprerles excs de produits utiliss.

Autres diagnostics envisageables : poussires et particules ;odeurs ; bruits.

Informer, sensibiliser et former les acteurs.

Assurer le suivi : registre des nuisances pour consigner les incidents relatifs lenvironnement survenus et rponses apportes retour dexprience.

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Fiche thmatiqueM04

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Approche pour rduire lempreinte environnementale du procd de magntoscopie

Rduire les entrants et sortants la source :

Dans nimporte quel processus industriel, toutes les parties entrantes etsortantes prsentent un impact plus ou moins important sur lenvironnement,quil est ncessaire de rduire autant que possible.

Les entrants :

Les produits de nettoyage. Les produits ncessaires la mise en uvre des procds de

contrle par magntoscopie (fonds contrastants, liqueurs magntiques oupoudres magntiques sches).

Lnergie lectrique ncessaire principalement pour les oprationsde magntisation des pices.

Leau utilise pour les oprations de nettoyage, voire pour prparerles solutions dilues prtes lemploi (liqueurs magntiques).

Les sortants :

Les dchets (emballages cartons, bombes arosols vides, chiffons etpapiers, matriels de contrle dtriors : clairages UV et lumire blanche,cbles lectriques utiliss pour les oprations daimantation,).

Les eaux uses et produits de nettoyage rsiduels pollus par lesdbris solides ou organiques (rsidus dhuile et de graisse, encresmagntiques).

Autres nuisances possibles :

Les odeurs lies aux produits chimiques utiliss ou manant desstations de traitement des effluents.

Le bruit li aux appareils de contrle (bruits de ventilation desquipements de contrle par magntoscopie).

Le bruit li la manutention des pices dans les installations grande cadence de contrle (chute des pices dans les containers rebut pices bonnes en fin de ligne par exemple).

Les champs lectriques, magntiques et lectromagntiques mis enuvre dans les oprations de contrle par magntoscopie, sachantque les oprations de dsaimantation des pices en fin de contrlegnrent des nuisances environnementales supplmentairesquivalentes (nergie lectrique et champs magntiques) celles delaimantation.

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Fiche thmatiqueM04

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Pratiques limitant les risques daccidents

Solutions permettant de rduire les risques daccidents :

Matriels de protection collective :

Ventilation et assainissement de lair du lieu de travail Limiter et/ou baliser les accs aux zones dangereuses. Protection par consignation dune fonction dangereuse lors

dinterventions. Identifier les produits dangereux afin dviter une utilisation

malencontreuse. Signalisation des dangers. Baliser les zones de travail.

Matriels de protection individuelle :

Chaussures et casques de scurit. Lunettes de protection. Gants, vtements de protection. Masques ou appareils respiratoires. Bouchons ou casques pour les oreilles (chute de pices dans les bacs de

tri pices bonnes ou pices mauvaises ).

Responsabiliser les oprateurs :

Prendre connaissance des modes demploi des produits utiliss (en serfrant au mdecin du travail qui dispose de fiches dhygine/scurit desproduits utiliss).

Connatre les emplacements des extincteurs et leur fonctionnement. Ne pas laisser traner des outils ou des pices dans latelier. Tenir les postes rangs et propres.

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Fiche thmatiqueM04

Copyright

Amliorations pour un contrle manuel plus cologique

Matriels de contrle cologiques

Produits de magntoscopie :

Privilgier les produits en vrac :

Rduction des quantits des emballages et des bombes arosols.

Privilgier les liqueurs magntiques base aqueuse plutt quorganique :

Rduction de lmission de COV. Produits ininflammables. Traitement des effluents simplifis et cots dentretien rduits (faible

encrassement). Suppression des risques inhrents lutilisation des solvants

organiques (vapeurs nocives, irritation de la peau,).

Systmes dclairage :

Privilgier les lampes LED (lumire blanche ou UV) aux ampoules classiques :

Intensit lumineuse plus importante. Consommation nergtique 50 fois moins importante que celle des

lampes vapeur de mercure (2,5 W au lieu de 100W). Dure de vie plus longue (plus de 10000 heures). Moins de dchets dangereux pour lenvironnement (en particulier les

ampoules vapeur de mercure des lampes UV luminescentes).

Systmes de pulvrisation :

Privilgier les systmes de pulvrisation rechargeables (avec buse de pulvrisation adapte et mise en pression par pompage mcanique) :

Rduction des quantits de dchets. Rduction des quantits de produits de magntoscopie par 4 par

rapport lutilisation dune bombe arosol. Ne ncessite pas de gaz propulseur.

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Fiche thmatiqueM04

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Amliorations pour un contrle manuel plus cologique

Matriels de contrle cologiques

Systmes de rcupration des effluents :

Utiliser des fontaines de nettoyage avec recyclage des produits nettoyantspar filtration des dbris :

Rduit la quantit de solvant ncessaire pour lopration de nettoyage.

Utiliser des systmes daspiration des vapeurs de produits organiques :

Evite la diffusion de vapeurs toxiques dans latmosphre. Protge loprateur contre linhalation des vapeurs toxiques.

Utiliser des appareils de rcupration et de traitement des liqueursmagntiques :

Evite la diffusion des effluents dans lenvironnement et permet leurretraitement de faon matrise.

Systmes daimantation (et dsaimantation) :

Amliorer lefficacit des contrles par un meilleur couplage magntiqueentre le moyen daimantation et la pice contrler :

Adapter par exemple la taille de la bobine celle de la pice. Assurer une maintenance rgulire des bancs et matriels de contrle

(chauffement des cbles du aux mauvais contacts lectriques pour lepassage de courant dans la pice).

Permet des conomies dnergie substantielles.

Utiliser des quipements de nouvelle gnration basses frquences :

Permet de rduire de faon notable la consommation dnergie(rduction des harmoniques, cos proche de 1, pas de pertes thermiquesdans les thyristors).

Diminution de lexposition aux risques lectromagntiques par abaissementde la frquence).

Utiliser de kits de contrle de chantier aliments par batterie :

Systme ergonomique, plus lger quun lectroaimant classique. Scurit de loprateur : pour les contrles en hauteur et lintrieur

des enceintes mtalliques.

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Fiche thmatiqueM04

Copyright

Autres techniques permettant lamlioration du contrle par magntoscopie

La magntoscopie basse frquence continment variable (1 50Hz) :Ce procd dvelopp par la socit IXTREM permet daimanter fiablement lespices la fois en surface ainsi quen profondeur (plusieurs mm sous peau)

La technique de la magntoscopie sans contact par champtournant peut-tre utilise en basse frquence.

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Fiche thmatiqueM04

Gnrateur magntoscopique frquence variable

Dtection des dfauts dans toutes les

direction

Principaux avantages de la magntoscopie frquence variable :

Trs faible consommation dnergie comparativement la magntoscopie traditionnelle mettant en uvre des gnrateurs de courant classiques commands par thyristors de puissance.

Consommation lectrique quilibre sur les 3 phases comparativement aux gnrateurs classiques monophass couramment utiliss en magntoscopie.

Cos phi proche de 1 : le circuit magntique est moins inductif basse frquence (moins dchauffement des cbles et des transformateurs -> moins de pertes par effet Joule) .

Technologie bien adapte pour la dtection des dfauts sous peau. Cette technologie assure le meilleur compromis entre la magntisation 50 Hz et celle utilisant des champs magntiques continus (on conserve une intensit de champ magntique suffisante dans les 5 10 premiers mm sous peau pour permettre une dtection fiable des dfauts).

Opration de dsaimantation rendue plus aise et plus rapide que celle utilisant un champ magntique continu avec dcroissance et inversion de polarits (opration gnralement manuelle).

Dsaimantation optimum des pices massives comparativement des gnrateurs utilisant des champs magntiques continus dcroissants avec inversion des polarits ou des thyristors de puissance pour assurer la dcroissance dun champ magntique alternatif BF : description du cycle dhystrsis des matriaux contrls de faon rgulire selon une parfaite sinusode amortie.

Scurit accrue pour les oprateurs face aux risques lectromagntiques.

Taux et rang des harmoniques moins lev -> moins de pertes dnergie (*), meilleure protection CEM (Compatibilit Electro Magntique vis--vis des quipements lectroniques)* en moyenne 10 15% de pertes par effet Joule dans les conducteurs, transformateurs et les rcepteurs et autant par Courants de Foucault qui augmente avec le carr des courants des harmoniques

Les courants harmoniques augmentent les pertes par effet joule par chauffement supplmentaire des organes lectriques,

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Autres techniques permettant lamlioration du contrle par magntoscopie

La magntoscopie par courant lectrique induit :

Cette technique trs ancienne est principalement utilise dans laronautique etdans lindustrie mtallurgique pour le contrle des couronnes et bagues dacier.

Il sagit de crer une variation rapide dinduction lectromagntique dans uncircuit magntique ferm (primaire du transformateur) qui gnrera un courantlectrique induit dans la pice constituant le secondaire de ce transformateursans risque damorage darc. Ce courant lectrique induit permet de dtecterles dfauts circonfrentiels.

Dans la technologie des ttes daimantation par champ tournant dveloppe etbrevete par IXTREM, le systme dinduction lectromagntique est directementintgr dans le plateau porteur de pice, lui-mme introduit au sein des bobinesdaimantation 3D

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Fiche thmatiqueM04

Magntoscopie sans contact par champ magntique tournant 3D :

Ce procd a t dvelopp par la socit IXTREM en 1989 et a fait lobjet dedeux brevets (8911149 et EP06457871).

Ce dispositif, qui se dcline en plusieurs versions selon les applicationsindustrielles vises (contrle des chanfreins, tles, pices de forge et de fonderie deforme complexe) consiste magntiser sans contact la totalit dune pice danstoutes les directions la surface de la pice grce ltablissement dun champmagntique tournant.

Avantages de ce procd :

Cadence de contrle leve (une seule aimantation de quelques secondessuffit pour dceler les dfauts quelque soit leur orientation)

Maintenance rduite (pas de changement de tresses de contact) Fiabilit accrue des contrles magntoscopiques Pas de risque de brlures accidentelles des pices dues au passage

de courant lectrique

Contrle utilisant un puits vertical

daimantation 3D

Systme dinduction lectromagntique sur

banc de magntoscopie

Extrait brevet IXTREM (EP0645787A)

Principe de laimantation par courant induit

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Autres techniques permettant lamlioration du contrle par magntoscopie

Limitations :

Technique rserve certaines gomtries de pices (cette techniquenest pas adapte pour les pices prsentant un sens de magntisationprfrentiel long : effet du champ magntisant). Ceci est le cas desbarres, tubes, rails

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Fiche thmatiqueM04

Banc daimantation sans contact par champ

magntique tournant

Systme de contrle des chanfreins de pipes

Quest-ce que la magntisation sans contact par champ tournant ?

SANS CONTACT : laimantation se fait laide de bobines dformes etimbriques les unes dans les autres. Il ny a pas de passage de courantlectrique dans la pice. Le champ magntique ainsi cr est homogne, ce quipermet de dtecter des dfauts trs fins sur des pices de gomtrie complexe.

CHAMP MAGNETIQUE TOURNANT : un champ magntique tournant estobtenu en aimantant simultanment la pice contrler selon 2 (cas des tles etchanfreins) ou 3 directions perpendiculaires entre-elles condition dalimenter lesbobines avec des courants lectriques dphass de 90 ou 120.

La rotation du champ magntique la frquence utilise (BF infrieur ou gale 50Hz) obtenue de cette faon permet aux lignes de champ magntique decouper systmatiquement le dfaut quelque soit son orientation.

Le gradient de champ magntique ainsi produit au droit du dfaut permet de fixerla poudre magntique contenue dans le liquide utilis pour le contrlemagntoscopique et faire apparatre clairement limage de la discontinuit.

Nota : un champ magntique tournant peut tre obtenu sur un banc de contrlemagntoscopique en associant simultanment un passage de flux magntiquepar ples ou bobines un passage de courant directement dans la pice contrler,

H2H3

H1

Vecteur champ magntique tournant 3D