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La magnétoscopie (Magnetic particle Testing en anglais) est, comme le ressuage, une des méthodes incontournables de CND et aussi une des plus anciennes.
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Formation Magnétoscopie

Introduction

La magnétoscopie est utilisée pour détecter des discontinuités de surface, débouchant en surface ou sous-cutanées (dans certaines conditions, jusqu’à quelques millimètres de profondeur), exclusivement sur matériaux ferromagnétiques.

Si la magnétoscopie est plus « restrictive » que le ressuage, elle lui est préférée quand elle est applicable car elle est, entre autres, beaucoup plus rapide.

De nos jours, l’utilisation croissante de la magnétoscopie peut s’expliquer par sa fiabilité mais aussi grâce à de récentes et nombreuses évolutions techniques majeures.

Si, au fil des années, des alliages non ferromagnétiques sont de plus en plus utilisés, de plus en plus d’utilisateurs demandent aussi des bancs magnétoscopiques multifonctionnels capables de traiter aussi bien des petites pièces que des grandes. Pour atteindre cet objectif, les bureaux d’études des constructeurs doivent faire des prouesses et faire preuve de beaucoup d’ingéniosité.

Principe

La magnétoscopie consiste à aimanter la pièce à contrôler à l’aide d’un champ magnétique suffisamment élevé. En présence d’une discontinuité, les lignes de force du champ magnétique subissent une distorsion qui génère un « champ de fuite », appelé également  »fuite de flux magnétique ».

Un produit indicateur (composé d’une poudre magnétique très fine) est appliqué sur la surface à examiner pendant l’aimantation (technique simultanée) ou après aimantation (technique d’aimantation résiduelle). Le produit indicateur coloré et/ou fluorescent est attiré au droit du défaut par les forces magnétiques pour former des indications.

Ces indications sont observées, dans des conditions appropriées, soit en lumière blanche (lumière artificielle ou du jour), soit sous rayonnement ultraviolet (UV-A).

Les indications sont d’autant mieux détectées qu’elles se situent perpendiculairement aux lignes de force du champ magnétique. Pour détecter toutes les discontinuités à la surface d’une pièce, il faut effectuer deux aimantations orthogonales l’une par rapport à l’autre. L’aimantation longitudinale met en évidence les discontinuités transversales (± 45°), et l’aimantation transversale met en évidence les discontinuités longitudinales (± 45°).

Après contrôle, en fonction des conditions d’utilisation de la pièce, celle-ci peut nécessiter une désaimantation.

Mode d’examen

La magnétoscopie peut être effectuée de diverses manières :

  • Technique simultanée ou technique d’aimantation rémanente.
  • Aimantation par passage soit de champ, soit de courant.
  • Aimantation longitudinale, transversale ou multidirectionnelle.
  • Technique d’application successive d’une aimantation transversale ou d’une aimantation longitudinale, c’est-à-dire technique combinée (aimantations transversale et longitudinale effectuées l’une après l’autre, sans observation intermédiaire).
  • Courant continu ou courant alternatif sinusoïdal redressé (une ou deux alternances) ou non redressé, courant alternatif trihexaphasé (triphasé redressé deux alternances), etc.
  • Soit technique de la poudre sèche, soit technique de contrôle par voie humide.

Les équipements utilisés pour l’aimantation sont : les aimants permanents, les électroaimants portatifs, les générateurs de courants, les bancs magnétoscopiques.

La désaimantation des pièces, lorsqu’elle est requise, est effectuée à l’aide d’un démagnétiseur ou de tout autre dispositif ou technique appropriés.

La magnétoscopie a fait l’objet de nombreux perfectionnements très importants :

  • En 1985 : banc magnétoscopique avec commande à réglage continu par thyristors et affichage et minuteries numériques.
  • Vers le milieu des années 1990 : procédé par champ tournant généré par des têtes magnétiques alternatives sur banc magnétoscopique.
  • En 1993 : technique d’aimantation sans contact par champ tournant en chambre 2D ou 3D.
  • En 1995 : apparition des premières têtes magnétiques alternatives en France et utilisation croissante de la technique d’aimantation par champ tournant sur banc magnétoscopique.
  • En 1997 : premier banc de magnétoscopie proposant un système de régulation (qui a permis la fiabilisation du process).
  • En 1999 : banc magnétoscopique avec interface par pupitre opérateur avec création de « recettes » et régulation par automate.
  • En 2002 : technique d’aimantation sans contact par passage de courant induit.
  • En 2004 : Informatisation du poste de pilotage. Écran tactile convivial et adaptable. Création et mémorisation de « recettes ». Régulation adaptative.

Sans entrer dans les détails, précisons les points suivants :

Technique d’aimantation par champ tournant : c’est une technique qui consiste à faire tourner le vecteur d’aimantation d’au moins 90° très rapidement. Cela est généralement obtenu en utilisant un courant triphasé : une phase induit une aimantation longitudinale tandis que la deuxième phase induit une aimantation transversale. En raison de la différence de phases, le vecteur d’aimantation balaie toutes les directions dans un angle de 120°. L’équipement peut être un appareil sans contact ou la méthode par passage de courant électrique dans la pièce peut être l’une des deux aimantations, la seconde étant l’aimantation par passage de flux magnétique.

Technique d’aimantation sans contact par passage de courant induit : Cette technique consiste à générer un courant dans une pièce généralement  »fermée » formant un circuit électrique sur elle-même (pièce annulaire ou tubulaire par exemple), et en assimilant ce circuit au secondaire d’un transformateur. Le primaire du transformateur est généralement le circuit magnétique ou l’électroaimant du banc magnétoscopique.

Aujourd’hui, si le champ tournant sur banc magnétique demeure le plus utilisé (essentiellement pour des raisons de coût), le champ tournant en chambre est privilégié dans certaines applications. Quant au courant induit, il reste encore coûteux et donc relativement peu utilisé, mais il est fort probable que la situation évolue encore dans les années à venir.

Domaine d’application

La magnétoscopie est ainsi une méthode largement utilisée dans le domaine des CND et plus particulièrement dans des secteurs tels que : transport (aéronautique, automobile, ferroviaire, marine, remontées mécaniques), énergie (pétrole, thermique, hydraulique, nucléaire), chaudronnerie, métallurgie (fonderie, forge), mécanique, agro-alimentaire (sucreries, etc.), cimenteries, complexes chimiques, Défense, manèges à sensations, etc., tant en fabrication qu’en maintenance.

Elle permet de contrôler des pièces en fer, en fonte, des aciers forgés, des soudures, des tôles, des tubes… bref, toutes sortes de pièces de géométrie simple ou complexe, pourvu que le matériau qui les constitue soit de nature ferromagnétique.

La méthode est complémentaire de celle des ultrasons ou des courants de Foucault. Là où les ultrasons détectent les défauts situés à une certaine profondeur, la magnétoscopie met en évidence tous les défauts débouchants (jusqu’à quelques micromètres de largeur), et certains défauts sous-jacents peu profonds. Contrairement aux courants de Foucault, elle ne craint pas les effets d’extrémité.

La magnétoscopie fait en effet partie des méthodes dites « globales », qui autorisent l’inspection de l’ensemble d’une pièce en une seule opération. Les contrôles, relativement rapides, s’effectuent aussi bien sur des vis de dix millimètres de long que sur des vilebrequins de locomotive Diesel électrique ou encore sur des trains d’atterrissage d’avions.

Intérêt de la méthode

Principaux avantages

  • Méthode globale
  • Détection de tous les défauts débouchants
  • Contrôle de pièces de quelques millimètres à plusieurs mètres de long
  • Inspections relativement rapides et peu coûteuses
  • Résolution importante
  • Matériel robuste, pouvant être utilisé dans des environnements difficiles


Principales limitations

  • Contrôle limité aux pièces ferromagnétiques
  • Méthode non entièrement automatisable
  • Détection de défauts internes parfois difficile (suivant leur taille, leur profondeur, etc.)
  • Nécessite l’emploi de produits chimiques (révélateurs)

Normes associées

NF EN 1330-7:2005
Essais non destructifs – Terminologie – Partie 7: Termes utilisés en magnétoscopie 

NF EN ISO 3059:2013 END
Essais non destructifs – Essai par ressuage et essai par magnétoscopie – Conditions d’observation

NF EN ISO 9934-1:2001
Essais non destructifs – Magnétoscopie – Partie 1: Principes généraux du contrôle

NF EN ISO 9934-2:2002
Essais non destructifs – Magnétoscopie – Partie 2: Produits magnétoscopiques

NF EN ISO 9934-3:2002
Essais non destructifs — Magnétoscopie — Partie 3: Équipement