Inspection :Fournir des moulages de qualité

Détection des défauts de coulée grâce à des tests destructifs et non destructifs

Chaque étape du processus de coulée de métal, du modelage au traitement thermique, est effectuée avec soin pour éviter les problèmes de solidité, de finition de surface, de propriétés mécaniques et de dimensions finales de la coulée finie. Pourtant, même les pièces moulées faites avec diligence doivent subir une inspection pour le contrôle de la qualité. De petits problèmes peuvent survenir de manière inattendue et de nombreuses pièces moulées ont des exigences mécaniques qui peuvent être compromises par un vice caché. L'inspection des pièces moulées permet à la fonderie et aux clients d'être sûrs d'avoir une pièce moulée de qualité.

Des méthodes d'inspection du moulage sont en place pour s'assurer que tout défaut caché est identifié pendant le processus de fabrication. Certains défauts de moulage courants incluent les défauts de surface, les défauts d'inclusion et les défauts de refroidissement.

Tests destructifs

Dans chaque cycle de production, la fonderie choisira quelques échantillons et les soumettra à des tests destructifs. Le moulage est coupé et les propriétés du métal inspectées de près. Le testeur recherchera les inclusions, la porosité et le rétrécissement. Bien que le test destructif d'un moulage ne garantisse rien sur les autres moulages en cours, cela donne une idée de la qualité globale du processus. Les technologies radiographiques et ultrasoniques ont diminué l'importance des tests destructifs, mais ils sont toujours utilisés pour inspecter la qualité et faire des évaluations sur une série.

Essais non destructifs (NDT)

Des tests non destructifs sont effectués par des ouvriers de fonderie, des clients et des techniciens CND pour vérifier la solidité interne et externe d'un moulage sans endommager le moulage lui-même.

Inspection visuelle

Cette méthode utilise l'œil humain pour identifier les défauts de surface, les fissures, le dégagement de gaz, les inclusions de laitier ou de sable, les faux-coulages, les fermetures à froid et les défauts de moulage.

Inspection dimensionnelle

Ce type d'inspection des pièces moulées est entrepris pour s'assurer qu'une pièce répond aux exigences/tolérances dimensionnelles. Cela peut être fait manuellement ou avec une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) qui utilise des sondes pour obtenir des mesures très précises.

Inspection par ressuage liquide (LPI)

Trouve de minuscules fissures, pores ou autres imperfections de surface dans tous les types de pièces moulées en métal qui seraient difficiles à voir en regardant. Le testeur nettoie d'abord le moulage pour éliminer toutes les particules de sable ou de poussière qui pourraient empêcher le colorant liquide de pénétrer dans les fissures du métal.

Une fois propre et sec, le testeur baigne le moulage avec une solution pénétrante. Différents types de LPI utilisent différentes solutions, mais il s'agit généralement d'une huile de couleur vive avec une action capillaire élevée et une faible viscosité, ce qui signifie qu'elle coulera librement dans les fissures du moulage. Ce colorant est laissé pendant un "temps de séjour" afin qu'il puisse se frayer un chemin dans toutes les crevasses invisibles.

Une fois qu'un temps suffisant s'est écoulé pour permettre au liquide de faire son travail, l'excédent est éliminé de la surface. Cela se fait généralement en essuyant doucement avec un chiffon humide, en veillant à ne pas inonder le moulage qui pourrait enlever la teinture dans les fissures.

Le testeur applique ensuite un révélateur spécial et les défauts de moulage deviennent clairement visibles.

Inspection des particules magnétiques (MPI)

MPI est comme LPI en ce sens qu'il est utilisé pour trouver de petites fissures et des trous sur la surface ou la sous-surface peu profonde d'un moulage. Cependant, ce processus ne peut être utilisé que dans des pièces moulées en métal ferromagnétique pouvant créer un champ magnétique - des métaux comme le fer, le cobalt, le nickel et certains de leurs alliages. Le moulage est magnétisé, généralement avec des électroaimants, pour démarrer le test.

Un champ magnétique est plus fort dans le métal que dans l'air. Là où il y a des discontinuités comme des fissures ou des trous dans la surface ou le sous-sol proche d'un moulage, le champ magnétique induit sera perturbé.

Les fissures très profondes ne créent souvent pas suffisamment de distorsion magnétique à la surface pour être trouvées de cette manière.

Pour trouver les perturbations, la pièce moulée est pulvérisée avec une poussière ou un liquide contenant de petites particules d'oxyde de fer ou d'une autre substance qui réagissent dans un champ magnétique. Cette particule pulvérisée se regroupera près des bords des distorsions, délimitant les endroits où le flux magnétique est faible. Par conséquent, l'utilisation d'aimants et de poudre magnétique peut être utilisée pour montrer les perturbations là où il y a plus d'air que de métal, dans toutes les fissures ou au-dessus de tous les trous. La méthode MPI est utilisée pour inspecter les pièces moulées et est également utilisée sur le terrain pour tester la fatigue du métal dans les conduites et les structures déjà opérationnelles. Il peut détecter les fissures de contrainte invisibles à l'œil nu.

Test par ultrasons (UT)

Ce test trouve des défauts en utilisant une énergie acoustique à haute fréquence transmise dans un moulage, dans une technologie comme les ultrasons utilisés par les techniciens médicaux. Les ondes sonores traversent un moulage jusqu'à ce qu'elles touchent la surface opposée ou une interface ou un défaut. Toute barrière reflète les ondes sonores, qui rebondissent et sont enregistrées pour qu'un analyste puisse les regarder. Le schéma de la déviation d'énergie peut indiquer l'emplacement et la taille d'un défaut interne. Ce test non destructif peut également être utilisé pour examiner l'épaisseur de paroi et le nombre de nodules de fonte ductile. Des défauts extrêmement petits peuvent être trouvés avec UT à de très grandes profondeurs, permettant une grande précision et confiance. Un technicien expérimenté peut même estimer la nature d'un alliage en examinant la signature acoustique d'un métal inconnu.

Les tests par ultrasons nécessitent des connaissances et de l'expérience pour une interprétation précise des résultats. La pièce doit être nettoyée de la calamine et de la peinture, et ne doit pas être trop irrégulière, petite ou mince. Dans la plupart des cas, une surface à examiner par ultrasons doit être humide et souvent de l'eau est utilisée :si la surface rouille, une solution antigel avec des inhibiteurs de rouille peut être utilisée à la place.

Inspection radiographique (rayons X)

Les rayons X créent des images comme celles d'un hôpital qui montrent des os brisés. Les images fantomatiques produites par la coulée de rayons X montrent des taches sombres où il y a des cavités de retrait, les petites cassures et crevasses de la fissuration thermique, ou les points d'épingle de la porosité. Ces images aident un métallurgiste expérimenté à décider si les propriétés mécaniques de la pièce moulée sont compromises par un retrait, des inclusions ou des trous et si elles peuvent être réparées avant l'expédition des pièces moulées.

Au cours du processus d'inspection radiographique des moulages, un moulage est exposé au rayonnement d'un tube à rayons X. Le moulage absorbe une partie du rayonnement et la partie restante du rayonnement expose le film radiographique. Les parties plus denses du moulage résisteront à la pénétration des radiations, de sorte que le film est exposé à un degré moindre dans ces zones, ce qui donne au film un aspect plus léger. Les parties moins denses du moulage permettent une plus grande pénétration du rayonnement, ce qui entraîne une plus grande exposition du film. Chaque espace du moulage projette donc une "ombre" sur la radiographie finale, causée par le rayonnement qui la traverse plus facilement, et la radiographie représente toute fissure, vide ou inclusion comme une zone sombre sur le film.

Une fois les inspections des pièces moulées effectuées par la fonderie, la pièce moulée inspectée et acceptée est parfois utilisée telle quelle. Les irrégularités ou discontinuités de surface courantes peuvent ne pas avoir d'importance pour l'utilisation d'un produit par ailleurs sain. Parfois, la finition peut résoudre les problèmes observés. Le moulage peut revenir au traitement thermique ou à un traitement ultérieur, qui peut inclure la peinture, les huiles antirouille, d'autres traitements de surface comme la galvanisation à chaud et l'usinage. Les préparations finales peuvent également inclure le dépôt électrolytique de métaux plaqués ou de revêtement en poudre pour des besoins cosmétiques ou opérationnels.

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