[PDF] Utilisation des champs magnétiques variables pour le contrôle non

View - Download Utilisation des champs magnétiques variables pour le contrôle non

Previous PDF

Next PDF

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

1/10 UTILISATION DES CHAMPS MAGNETIQUES VARIABLES POUR LE

CONTROLE NON DESTRUCTIF

Arnaud PELLETIER

1 ; Eric Auguste CRESCENZO 2 ; Franck WOJDA 1

1 IXTREM 7 rue du Verger 71530 SASSENAY France Tél. : 03.85.45.46.40 Email : ixtrem@wanadoo.fr

2 CONVERGENCE INNOVATIONS La Maladière 71 Route de Chalon 71590 GERGY France

Tél. : 03.85.45.46.40. Email :

convergence.innovations@wanadoo.fr

Conférencier : Arnaud PELLETIER - IXTREM

RESUME

gnétoscopie et la désaimantation des pièces résultant

(gain supérieur 300%) à fréquence variable continuellement réglable de 1Hz (voir en

détection optimisée des défauts selon leur profondeur et une désaimantation complète des

pièces de grandes dimensions et fortes épaisseurs. Par ailleurs, ce procédé permet un

contrôle fiable des pièces peintes sans enlèvement de la peinture ou présentant un

revêtement amagnétique ainsi que des composants ferromagnétiques du secteur aéronautique en vue de remplacer les moyens de magnétisation existants, lourds, pratiquement continus. les résultats

1. INTRODUCTION

La magnétoscopie basse fréquence utilisant des champs magnétiques variables

parfaitement sinusoïdaux (1-50Hz) est un procédé qui a été développé récemment par la

société IXTREM, au regard des exigences des Directives Européennes de réduction de la aux champs magnétiques et de contrôler fiablement les et également en de type peinture. Les principaux avantages écologiques de ce nouveau procédé CND se résument de par : énérateurs de courant classiques commandés par thyristors de puissance. Une consommation électrique équilibrée sur les 3 phases comparativement aux générateurs classiques monophasés couramment utilisés en magnétoscopie. Un " Cos » proche de 1 : le circuit magnétique est moins inductif à basse fréquence -> moins de pertes par effet Joule). More info about this article: http://www.ndt.net/?id=16216

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

2/10 Une sécurité accrue pour les opérateurs face aux risques électromagnétiques

relativement à la directive Européenne 2013/35/UE. (*), et une meilleure protection CEM (Compatibilité Electro Magnétique) vis-à-vis des

équipements électroniques

*En moyenne 10 à 15% de pertes par effet Joule dans les conducteurs, transformateurs et les récepteurs et autant par de perte Courants de Foucault qui augmentent avec le carré des courants des harmoniques. Par ailleurs, les courants harmoniques augmentent les pertes par effet joule par échauffement supplémentaire des organes

électriques.

Autres avantages de ce procédé :

Technologie bien adaptée pour la détection des défauts superficiels et sous peau. Cette technologie assure le meilleur compromis entre la magnétisation 50 Hz et celle utilisant des champs magnétiques continus (on conserve une intensité de champ magnétique suffisante sous peau, de 0,5 à 8mm, pour permettre une détection fiable des défauts).

Opération de désaimantation rendue plus aisée et plus rapide que celle utilisant un

champ magnétique continu avec décroissance et inversion de polarités (opération généralement manuelle). Désaimantation optimum des pièces massives comparativement à des générateurs utilisant des champs magnétiques continus décroissants avec inversion des polarités ou régulière selon une parfaite sinusoïde amortie désaimantation qui utilisent des thyristors de puissance. Fig. 1.Générateur magnétoscopique à - fréquence variable

2. BILAN ENERGETIQUE

Dans le cadre du projet Européen LIFE+ GreenTesting ( www.greentesting.fr), un ensemble de mesures comparatives ont été effectuées au niveau de la consommation électrique entre

un générateur de courant standard de contrôle par magnétoscopique à 50Hz régulé par

de pilotage basse fréquence. provenant de

industrie ferroviaire en utilisant un solénoïde (traverses de bielles, bielles, supports,

attaches, roues dentées, visseries etc).

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

3/10 Le rendement de conversion entre la puissance électrique en entrée du générateur

(mesurées au primaire du transformateur) et celle en sortie (au secondaire du transformateur), de 80% pour un système utilisant une électronique basse fréquence et de 42% pour une générateur 50Hz utilisant une régulation en courant par thyristors. avec la fréquence de façon directement proportionnelle (Z impédance. : inductance

du solénoïde / f : fréquence du courant magnétisant). Dans ces conditions le fait de passer de

10Hz à 50Hz permettrait un gain théorique de 5, et de 4 observé pratiquement

De telles performances ont été obtenues en générant des courants purement sinusoïdaux à

nouvelles électroniques de puissance à des coûts raisonnables. Fig. 2. Comparatif Générateur travaillant à Basse Fréquence / standard Thyristors 50 Hz

3. ASPECT SECURITE ET REGLEMENTATION

ôle par magnétoscopie, les champs magnétiques sont relativement intenses (supérieurs à 2,4 kA/m au niveau de la surface de zone contrôlée).

Conformément à la directive Européenne n°2013/35/UE traitant de la protection des

aux champs magnétiques et électromagnétiques, il devient

Les techniques de magnétisation utilisant des circuits magnétiques " ouverts » sont les plus

concernés par cette directive : solénoïde, bobine plate, conducteur centrale, passage de

courant dans la pièce. En effet le flux magnétique ne se reforme pas sur lui-même comme

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

4/10 sus biologiques des opérateurs.

Fig. 3. Relevé de mesures

Directive Européenne, sont

respectivement de 4,8 kA/m à f : 50 Hz et de 24 kA/m à f : 10 Hz. Dans les cas de figures présentés, la mesure de champ magnétique effectuée au niveau marge de sécurité » de 5 lors

Basse Fréquence.

4. PERFORMANCES TECHNIQUES

4.1 Approche comparative de la détectabilité de défauts de surface fonction

de la fréquence utilisée pièce contrôlée permet notamment : de part une

plus grande quantité rétention de particules magnétiques " retenues » au droit du défaut

0 Hz).

magnétique grâce une très bonne interaction au niveau des zones sous-jacentes du défaut. Fig. 4. Contrôle sur bielle utilisant un solénoïde comme moyen de magnétisation

H eff = 2,4 kA/m

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

5/10 excitation magnétique à basse fréquence (5 à 10Hz) permet de mieux

contrôle magnétoscopique en améliorant à la fois el contraste des indications, mais aussi

4.2 Contrôle sur pièces peintes

En milieu industriel, les pièces en acier peuvent comporter des revêtements protecteurs à la

corrosion de type peinture ou résine. Habituellement pour les contrôles périodiques en

maintenance notamment ferroviaire cette couche de protection doit être enlevée par décapage, grenaillage ou sablage contrôle s, onéreuses et génère

des pressions environnementales par les résidus que cette opération génère et la

permet de générer un gradient magnétique de plus forte

intensité au niveau du défaut et par conséquent accroît la quantité de particule magnétique

retenue en surface. Ce phénomène physique rend possible le contrôle magnétoscopique sur pièce revêtue, les résultats comparatifs obtenues sur pièces peintes (e~ 200µm). Fig. 5. Essais comparatifs sur pièce peinte (épaisseur de peinture ~ 150 200 µm)

Des essais similaires ont été réalisés sur une tôle peinte comportant des défauts proche de

la surface (<0,5mm) et légèrement sous-jacents (1mm). Le moyen de contrôle utilisé est un

électroaimant alimenté par un boîtier électronique de puissance délivrant un courant

électrique basse fréquence.

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

6/10 Fig. 6. Essais électroaimant travaillant à basse fréquence sur des pièces peintes

Au final c

les couches protectrices (peinture, revêtement résine etc) ce qui facilite grandement les

opérations de maintenance notamment (cas et pétrolière) et représente un gain environnemental et énergétique tout à fait notable. Le mode de contrôle à basse fréquence est disponible pour tous types de moyens : électroaimant, solénoïde, passage de courant, conducteur central etc

4.3 Profondeur de détection et de pénétration des lignes de champs

magnétiques

Pour rechercher les défauts sous peau, les techniques de magnétisation utilisées sont :

champ magnétique redressé ou champ magnétique couramment utilisés dans les industries aéronautiques et nucléaires. Les résultats présentés ci-dessous montrent clairement que l

permet de mieux mettre en évidence les spectres magnétiques des défauts localisés

Fig. 7. Détection de défauts sous-jacents

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

7/10 Cet essai met clairement en évidence la possibilité de détecter des indications sous-jacentes

en utilisant un champ magnétique alternatif à basse fréquence ~10Hz. De plus ces

indications sont rendues alternances ou continu.

La technique de magnétisation basse fréquence permet de détecter à la fois des défauts de

surfaces et légèrement sous-jacents en utilisant un mode unique de magnétisation ce qui représente un gain énergétique et économique non négligeable.

4.4 Efficacité en mode Démagnétisation

des courants R1A, R2A ou tri-hexaphasé redressé 1 ou 2 alternances, on comprend que la

désaimantation de ces pièces soit rendue très difficile et dans tous les cas impossible à

50Hz.

La profondeur de pénétration des lignes de champs magnétiques à basse fréquence

permet de réaliser des désaimantations complètes des pièces aéronautiques, nucléaires et

ferroviaires et de descendre en dessous des valeurs de rémanence magnétique recommandée par les principales normes et codes de à savoir 240 A/m.

5. UTILISATION DE LA MAGNETOSCOPIE SANS CONTACT PAR CHAMP MAGNETIQUE TOURNANT BASSE FREQUENCE

QUELQUES RAPPELS DE BASE SUR CE PROCEDE :

Sans contact

courant électrique dans la pièce. Le champ

magnétique ainsi créé est homogène, ce qui permet de détecter des défauts très fins sur des

pièces de géométrie complexe. Champ magnétique tournant : un champ magnétique tournant est obtenu en aimantant

simultanément la pièce à contrôler selon 2 (cas des tôles et chanfreins) ou 3 directions

perpendiculaires entre-

électriques déphasés de 90° ou 120°. La rotation du champ magnétique à la fréquence

utilisée (BF inférieur ou égale à 50Hz) obtenue de cette façon permet aux lignes de champ

permettre la formation de son spectre magnétique.

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

8/10 Fig. 8. Exemples de banc et puits de contrôles à champ tournant brevets (8911149 et EP06457871). Ce dispositif, qui se décline en plusieurs versions selon

les applications industrielles visées (contrôle des chanfreins, tôles, pièces de forge et de

fonderie de forme complexe tournant.

Avantages de ce procédé :

Cadence de contrôle élevée (une seule aimantation de quelques secondes suffit pour déceler les défauts quelle que soit leur orientation) Maintenance réduite (pas de changement de tresses de contact) Fiabilité accrue des contrôles magnétoscopiques Pas de risque de brûlures accidentelles des pièces dues au passage de courant

électrique dans la pièce à contrôler

Les avantages de la magnétisation BF décrits ci-avant sont cumulatifs à ceux de la

magnétisation sans contact par champ magnétique tournant.

6. EXEMPLES DE SYSTEMES INDUSTRIELS BASSE FREQUENCE

6.1 Les performances techniques de la basse fréquence

contrôles de façon globales et semi automatisés sur des pièces de très grandes dimensions

et à géométries complexes (zones creuses, nombreuses arrêtes).

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

9/10 Fig. 9. Installation automatisée puits de contrôle à basse fréquence

6.2 Système de contrôle de tôle par champ magnétique tournant basse fréquence

Nous présentons ci-après un exemple de système de magnétisation et désaimantation semi-bout permettant de mettre en Fig. 10. Chariot pour magnétisation et désaimantation de tôles

7. CONCLUSION

Les travaux réalisés dans le cadre des travaux de recherche dans le cadre du projet Européen LIFE+ n°LIFE09 ENV/FR/000600 GREEN TESTING démontrent que la magnétoscopie BF constitue un excellent moyen pour réduire de façon tions de préparation des pièces avant contrôle (enlèvement de la peinture par exemple). accessible aux

industriels. En effet un nombre important de sociétés ayant participés au développement de

cette méthode se sont équipés de système de magnétisation / démagnétisation travaillant à basse fréquence : SNCF, Technique Surface HEF Groupe, AREVA, CAMERON,

JOUSSEAU, GTS Industrie, DCNS.

Fort de ce développement, nous sommes persuadés que cette nouvelle technique de magnétisation se développera magnétoscopiques actuelles.

Les Journées COFREND 2014 Bordeaux, Palais des Congrès, 20 au 22 mai 2014

quotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

[PDF] Les pigments des feuilles vertes: extraction et separation

[PDF] Les pigments rétiniens et les mécanismes de l’évolution

[PDF] Les piles cuivre-argent

[PDF] Les piles historique

[PDF] les piliers de la société george grosz

[PDF] les piliers de la société george grosz wikipédia

[PDF] les pinsons de darwin exercice

[PDF] les pinsons de darwin svt seconde

[PDF] Les pinsosnd es iles gaalapagos

[PDF] Les planètes

[PDF] Les planetes calculs de temperatures, et recherche sur les possibilités quels ont de favoriser le developpement de la vies

[PDF] les planètes du système solaire cycle 3

[PDF] les planétes et les météorites

[PDF] LEs planetes exposé :D Attention Copyright (oupa)

[PDF] les planetes pdf