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CHA.MPSELECTROMAGNETIQUES
Le contrôlepar magnétoscopie
Alain Becker Ingénieur-conseil, Centre interrégional de mesures physiques de l'Est - Carsat Nord-Est
econtrôle par magnétoscopie est un procédé decontrôle non destructif.permettant de détecterdes défauts (discontinuités) en surface (défautsdits « débouchants »)
ou sous-jacents Uusqu'à quelques millimètres de profondeur). dans les matériaux ferromagnétiques.Le panorama des applications industrielles est très étendu. Les exemplesci-dessous n'en donnent qu'un aperçu:• contrôle des soudures (toute
industrie) :• contrôle de la fabrication des pièces
de fonderie ou de forge pour lesindustries:- automobile: bielles, vilebrequins.
pignons, roulements... ;- ferroviaire: essieux, bogies. roues,
crochets d'attelage... ·- aéronautique: trains d'atterrissage.
roulements... ;- nucléaire: cuves. viroles... :
V sùallsat on du défaut< d ont~ol
par n t "op e
- marine: arbres de transmission... :• contrôle in situ des organes méca
niques lors des opérations de maintenance (toute industrie).
PRINCIPE DU CONTRÔLEPAR MAGNÉTOSCOPIE
Le contrôle par magnétoscopieconsiste à produire un flux d'inductionmagnétique intense dans la pièce àcontrôler. La présence d'un défaut provoque une déformation des lignes dechamp et l'apparition d'un « champ defuite ». La visualisation de celui-ci estobtenue par l'application sur la surface
Traceur magnêtique(liquide ou en poudre)
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contrôlée d'un produit révélateur(poudre ou liquide). Les particules ferromagnétiques (colorées ou fluorescentes) contenues dans le révélateursont attirées par le champ de fuiteet forment une signature caractéristique du défaut. visible soit en lumièreblanche, soit sous rayonnement ultraviolet (Cf. Figure 1).
PRINCIPAUX MODESDE MAGNÉTISATION
Magnétisation transversale(ou circulaire)La magnétisation transversale met en
Lumière blancheou ultraviolette
Lignes de fuite
ÉTUDES DE CAS
Ci,triiid.JMagnetisation transversale sur banc de magnétisation.
C$âiriil;JiiConducteur auxilIaire pour la magnétisation des pièces creuses
Cj4tij'!;'.'Magnétisation transversale avec équipement portatif.
Ci4!Hih'4,MagnetisatIon longitudinale par bobine d'induction
évidence les discontinuités longitudinales. Elle est obtenue soit par la circulation directe du courant dans la pièceà contrôler, soit par la circulation ducourant dans un conducteur auxiliaire.Dans le premier cas, les équipementsutilisés sont:• les équipements fixes: bancs de
magnétisation (Cf. Figure 2) particuliérement adaptés pour le contrôle ensérie;
• leséquipements partatifs (Cf. Figure 3)utilisés pour le contrôle des pièces degrandes dimensions, de formes complexes ou pour le contrôle in situ
Concernant le second cas, le conducteur auxiliaire est généralement encuivre (Cf. Figure 4). Cette techniqueest particulièrement adaptée pour lecontrôle des pièces creuses.
Magnétisation longitudinale(par passage de flux magnétique)La magnétisation longitudinale meten évidence les discontinuités transversales dans la pièce à contrôler.La méthode est particulièrementadaptée à la détection des défautssous-jacents. La magnétisation estobtenue par plusieurs moyens:• avec une bobine d'induction, géné
ralement installée sur le banc demagnétisation, technique adaptée pour le contrôle en série(Cf. Figure S);
• avec des spires ou un électroaimant portatifs (Cf. Figures 6 et 7)utilisès pour le contrôle des piècesde grandes dimensions, de formescomplexes ou pour le contrôlein situ.
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CARACTÉRISTIQUESÉLECTRIQUESDES GÉNÉRATEURS
Le courant électrique utilisé dans leséquipements de magnétoscopie peutètre continu ou alternatif. Dans ce dernier cas, sa fréquence fondamentaleest généralement de 50 Hz. Un circuitélectronique permet d'obtenir un courant redressé (une ou deux alternances)ou pulsé. Le courant alternatif sinusoïdal est approprié pour la détectiondes défauts débouchants tels que lesfissures. Le courant continu et les courants redressés permettent la détection des défauts sous-jacents. Dans cecas, plus la composante continue ducourant redressé est importante, plusla détection des défauts profonds est
possible. La puissance électrique deséquipements va de quelques kW à plusieurs centaines de kW. Les intensitéspeuvent dépasser 10000 A.
DÉMAGNÉTISATION
Cette opération est souvent renduenécessaire après le contrôle pour supprimer l'aimantation rémanente dansla pièce. On fait passer celle-ci dansune bobine d'induction (Cf. Figure 8)pour lui appliquer un champ magnétique alternatif décroissant jusqu'àzéro. La fréquence du champ magnétique est généralement de 50 Hz.
EXPOSITIONS AUX POSTESDE CONTRÔLEPAR MAGNÉTOSCOPIEET DE DÉMAGNÉTISATION
Les mesurages ont été réalisés par lesneuf Centres de mesures physiques(CMP) des Carsat. de la Cramif et l'INRS.Ils ont porté sur plus de 60 postes decontrôle par magnétoscopie et dedémagnétisation. Les résultats sontprésentés de maniére synthétiquedans les figures 9 et 10. Les indicesd'exposition R correspondent au rapport « valeur mesurée au poste/valeurdéclenchant l'action -. Un indice Régalà 1 signifie que la valeur déclenchantl'action NA) est atteinte.Pour rappel. VA = 1000 ~T pour lecorps et 18000 ~T pour les mains(Cf. Tableau 82 de la directive européenne 2013/35/UE du 26 juin 2013)Concernant le cas particulier desporteurs de dispositifs médicauximplantables actifs (DM lA), la valeurde référence est la valeur « public de 100 ~T pour le corps mentionnéedans la recommandation européenne1999/519/CE. Elle concerne uniquement les implants cardiaques actifs(pacemaker, défibrillateurs).Aux postes de contrôle par magnétoscopie, on observe un dépassement dela VA dans 23% des cas pour le corpset dans 64 % des cas pour les mains.En ce qui concerne les porteurs d'implants cardiaques actifs, la VA pour lecorps est dépassée dans près de 70%des cas.Pour ce qui est des postes de
démagnétisation. on observe undépassement de la VA dans 14% descas pour le corps et dans 50% des caspour les mains (situations dans lesquelles l'opérateur tient la pièce enmain pour la passer dans la bobine dedémagnétisation). Par ailleurs, pour lesporteurs d'implants cardiaques actifs,la VA pour le corps est dépassée dansprès 60% des cas.
MOYENS DE PRÉVENTION
Champs électromagnétiquesLes principaux moyens de préventionconcernent le choix de l'équipement,l'éloignement de la source, l'information et la formation des travailleurs.En premier lieu, il est recommandéd'utiliser les nouvelles technologiesqui sont moins émissives: magnétoscopie à basses fréquences variables,magnétoscopie sans contact parchamp tournant ou magnétoscopiesans contact par passage de courantinduit.L'éloignement constitue actuellementla seule mesure de prévention efficace vis-à-vis des champs magnétiques, car il n'existe pas, à ce jour,de moyens techniques économiquement acceptables pour s'en protéger.Au préalable, il convient de réaliserdes mesurages afin de déterminer lesdistances de sécurité appropriées.Léloignement peut étre obtenu aumoyen de différents aménagementsselon la situation, par exemple:• installations fixes (bancs de magné
tisation): déporter les commandes:• inducteurs ou électroaimants por
tatifs: adapter sur la poignée unerallonge en matériau non ferromagnétique (bois, PVC);
• câbles d'alimentation des équipements portatifs: les suspendreau moyen d'un dispositif avecéquilibreur:
• application du produit révélateur:utiliser une canne d'aspersion pluslongue;
• installations avec magnétisationautomatisée (par passage de nux):déplacer le poste de contrôle visuel;
• démagnétiseurs: installer unconvoyeur mécanique pour le passage des pièces.
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nâŒij;jidMagnetIsation longitudinale par spires
Dosées sur la plece a CQ"'ItrOle!
",trii!;)_)Magnétisation longitudinale
par electroaimant portatif Dosésur la Pièce à contrOler.
Demagnétlseur sur convoyeur
ËTUDES DE CAS
Indices d'eXPosition aux pOstes de contrôle par magnetoscODte
O.2<Rs0,4
PICtogrammeinformantles porteursde DM lA
t,atijuI)if)
Cj#lrii!;!'"Pictogrammes informant
de la présence de RNI et de champsmagnétique statique.
R> 1
Indice d'exposition
a.S<RslO.6<RsO,80,4<RsO,6
• RiSQues particuliers• COrpsMains
~ 80>
~
cu 70><1)~
00. 60>xcu~
50>CUcc0 40>~
~0.CU 3D>"0
CU 20>~
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0\R:!l; 0,2
IndICes d'exposition aux postes de démagnétisation.
• les effets directs et indirectspotentiels;
• les résultats de l'évaluation desrisques;
• les mesures de prévention mises enœuvre.
• pour les yeux: si l'opérateur a lapossibilité de vision directe sur leslampes UV ou en cas de réllexionsspéculaires sur la pléce il contrôler(réllexions de type « miroir »);
• pour la peau: si la distance il la lampeUV est courte.
Les mesures de prévention dans cessituations restent:• pour les yeux: les lunettes de protec
tion sPécifiques aux rayonnementsultraviolets: marquage 2.2 C ou 3(norme EN 170);
• pour la peau: le port de vêtements ilmanches longues et de gants;
• pour éviter la vue directe de l'opérateur sur les lampes UV, l'utilisationd'écrans ou de grilles de défilementsur les torches portatives ou lesluminaires.•
• Directive européenne 2013/35/UEdu Parlement européen et du Conseildu 26 juin 2013 concernant lesprescriptions minimales de sécurite etde santé relatives à l'exposition destravailleurs aux risques dus aux agentsphysiques (champs électromagnétiques).
• Fiches de la collection « Champsélectromagnétiques", INR5, ED 4200et suivantes.
• Dossier« Champsélectromagnétiques» sur www.inrs.fr
Pour en savoir+
Indice d'exposition
Rayonnements ultravioletsLes lampes utilisées dans les torchesportatives ou dans les luminairesfixes pour la visualisation des défautssous éclairage ultraviolet émettent unrayonnement centré généralement surla longueur d'onde 365 nm (UVA). Dansla plupart des cas, le rayonnement UVrélléchi par la surface des piéces estdiffusé, ce qui entraîne un risquefaible pour l'oeil. Certaines situationspeuvent cependant s'avérer il risque:
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cu~ 70>::>~
CUE 60>cu"0~ 50>1::'0 40>0.CU"0 3D>cuiJE 20>0z
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Mains • Corps • Risques particuliers
Information des travailleursDes recommandations doivent égaiement être données aux travailleurs:• matérialiser les distances de sécurité:
par exemple par un marquage au solou avec une chaîne non métallique;
• afficher des pictogrammes: pourinformer les salariés de la présencede rayonnements non Ionisantsou de champ magnétique statique(Cf. Figure 11) et pour avertir les porteurs de DMlA d'un risque de perturbation de leur implant (Cf. Figure 12).
Enfin, la formation se rapporte il l'évaluation des risques, notamment en cequi concerne:• les valeurs et les concepts relatifs
aux valeurs limites d'exposition etaux valeurs déclenchant l'action;
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