La magnétoscopie (Magnetic particle Testing en anglais) est, comme le ressuage, une des méthodes incontournables d'END et aussi une des plus anciennes.

Introduction

La magnétoscopie est utilisée pour détecter des discontinuités de surface, débouchant en surface ou sous-jacentes (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, un nombre croissant d’utilisateurs demandent aussi des bancs multifonctionnels de contrôle par magnétoscopie 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.

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1.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 du champ magnétique subissent une distorsion qui génère un “champ de fuite magnétique”, appelé également ’’fuite de flux magnétique”.

Un produit indicateur est appliqué sur la surface à examiner pendant l’aimantation (technique simultanée) ou après aimantation (technique résiduelle). Le produit indicateur noir 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 artificielle ou lumière du jour, soit sous rayonnement ultraviolet (UV-A) ou lumière bleue actinique, selon le type de produit indicateur utilisé.

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.

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2.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 de contrôle par magnétoscopie.

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 de contrôle par magnétoscopie avec commande à réglage continu par thyristors et affichage et minuteries numériques.
  • Vers le milieu des années 1990 : technique d'aimantation multidirectionnelle au moyen de têtes magnétiques alternatives sur banc de contrôle par magnétoscopie.
  • En 1993 : technique d’aimantation multidirectionnelle sans contact en chambre 2D ou 3D.
  • En 1995 : apparition des premières têtes magnétiques alternatives en France et utilisation croissante de la technique d’aimantation multidirectionnelle sur banc de contrôle par magnétoscopie.
  • En 1997 : premier banc de magnétoscopie proposant un système de régulation (qui a permis la fiabilisation du procédé).
  • En 1999 : banc de contrôle par magnétoscopie 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 multidirectionnelle : c’est une technique qui permet d'obtenir sur la pièce un vecteur résultant d'aimantation tournant très rapidement. Cela est généralement obtenu en utilisant un courant triphasé : une phase génère une aimantation dans une direction tandis que la seconde phase génère une aimantation dans une autre direction sensiblement perpendiculaire. En raison de la différence de phases, le vecteur d’aimantation balaie toutes les directions (360°).

Ce procédé peut être mis en œuvre sur un banc de contrôle par magnétoscopie ou dans une chambre d'aimantation sans contact.

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 de contrôle par magnétoscopie.

Aujourd’hui, si l'aimantation multidirectionnelle sur banc de contrôle par magnétoscopie demeure la technique la plus utilisée (essentiellement pour des raisons de coût), l'aimantation multidirectionnelle en chambre est privilégiée 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.

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3.Domaine d'application

La magnétoscopie est ainsi une méthode largement utilisée dans le domaine des END 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 discontinuités sous-jacentes peu profondes, la magnétoscopie met en évidence toutes les discontinuités débouchant en surface (ayant jusqu’à quelques micromètres de largeur), et certaines discontinuités sous-jacentes peu profondes. Contrairement aux courants de Foucault, elle est peu sensible aux effets de géométrie ; elle ne se limite pas à un contrôle local.

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.

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4.Intérêt de la méthode

Principaux avantages

  • Méthode globale
  • Détection de toutes les discontinuités débouchantes
  • 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 discontinuités sous-jacentes parfois difficile (suivant leur taille, leur profondeur, etc.)
  • Nécessite l’emploi de produits chimiques

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5.Normes associées

Normes actuellement en vigueur

NF EN 12707
Essais non destructifs - Magnétoscopie - Vocabulaire

NF EN ISO 3059
Essais non destructifs - Contrôle par ressuage et contrôle par magnétoscopie - Conditions d'observation

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

NF EN ISO 9934-2
Essais non destructifs - Magnétoscopie - Partie 2 : Produits indicateurs

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

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Texte élaboré par la COFREND en collaboration avec Patrick DUBOSC et Pierre CHEMIN.

Crédit Photo : Crédit Srem Technologies