Brevet FR2262299A1 — publié le 19750919

la présente invention concerne des procédés physiques de contrôle n'entrainant pas de dommages, et, plus précisément, des procédés de détection par fluorescence de l'état d'une surface, notamment de a continuité superficielle géfectuosité). Les procédés de ce genre sont utilisés dans un grand nombre de branches de l'industrie pour le contraste de pièces vitales en matériaux variés, notamment en métaux, céramiques, verre au cours de leur fabrication ou de leur exploitation. Blle vise également les compositions mises en service dans les procédés du genre en question. On connatt déjà divers procédés de détection de la continuité de la surface de matériaux par fluorescence, prévoyant le traitement successif de la surface des matériaux avec une composition de produits, et l'examen sous rayonnement ultra-violet d'une longueur d'onde comprise entre 340 et 420 nm. Généralement une composition de produits de ce genre comprend a) un agent de pénétration(ou d'imprégnation) b) un décapant c) un révélateur. On connaît déjà une combinaison de produits pour la détection des défauts par fluorescence qui comprend un agent de pénétration constitué par une solution saturée de naphtoylène-1,8 benzimidazole-1',2' dans un mélange de 50% de ditolylméthane, de 40% de butanol et de 10% d'un dérivé tensio-actif ; une composition décapante constituée par un solvant et un révélateur constitué par une suspension aqueuse à base de bentonite activée (cf. le certificat d'inventeur de ltU.R.S.S. nO 196 427). les inconvénients du procédé de détection de la continuité d'une surface (défectuosités) au moyen de la combinaison des produits susindiqués tiennent àsa faible sensibilitét à sa fiabilité insuffisante et à son faible contraste dans le dépistage des défauts, La largeur d'ouverture des fissures détectables par le procédé cité est de 5 à 6 microns. Il' invention vise à supprimer les inconvénients susmentionnés On s'est donc proposé de trouver des compositions nouvelles de l'agent de pénétration du décapant et du révélateur permettant de contrôler efficacement et d'une manière stre l'état d'une surface, notamment sa continuité et de dépister par exemple les fissures, pellicules d'oxydes, cavités, soufflures, etc. On a résalu ces problèmes de détection par fluorescence de la continuité à une surface en traitant successivement la surface à contrôler avec un agent de pénétration, un décapant et un révélateur, et en examinant ces surfaces sous rayonnement ultra-violet. Les produits utilisés dans le procédé selon l'invention sont les suivants a) un agent de pénétration présentant la composition suivante (les teneurs en constituants liquides étant exprimées partout en vol.) ditolylméthane 45 à 55 alcool aliphatique inférieur 35 à 45 dérivé tensio-actif non ionique 8 à 12 naphtoylène-1 ,8 benzimidazole 1', 2' 7 à 9 g/l ou hydrocarbures aromatiques de poids moléculaire élevé, de points d'ébullition voisins de 7000C 15 à 20 hydrocarbures paraffiniques de points d'ébullition de 1200 à 2400C 80 à 85 b) un décapant présentant la composition suivante alcool aliphatique inférieur 70 à 90 dérivé tensio-actif non ionique 10 à 30 c) un révélateur présentant la composition suivante acétone 35 à 45 émail blanc à base de colloxyline 25 à 35 collodion 25 à 35 ou bien bentonite sous forme sodique 37 à 41 alcool aliphatique inférieur 20 à 24 eau 37 à 41 / kaolin 56 à 60 g/l dérivé tensio-actif non-ionique 2 , nitrite de sodium , , gl Conformément à l'invention les compositions de produits peuvent être constituées comme suit Composition nO 1 (teneurs en constituants liquides en 0 vol.) a) agent de pénétration ditolylméthane 50 alcool aliphatique inférieur 40 dérivé tensio-actif non ionique 10 naphtoylène-1,8 benzimidazole-1',2' 8 g/l b) décapant alcool aliphatique inférieur 80 dérivé tensio-actif non ionique 20 c) révélateur acétone 40 émail blanc à base de colloxyline 30 collodion 30 Composition nO 2 (teneurs en constituants liquides en ffi vol.) a) agent de pénétration ditolylméthane 50 alcool aliphatique inférieur 40 dérivé tensio-actif non ionique 10 naphtoylène-1,8 benzimidazone-1t,2' 8 g/l b) décapant alcool aliphatique inférieur 80 dérivé tensio-actif non ionique 20 c) révélateur bentonite sous forme sodique 39 alcool aliphatique inférieur 22 eau 39 kaolin 58 g/l dérivé tensio-actif non ionique 3,5 g/l nitrite de sodium 2,6 g/l Composition nO 3 (teneurs en constituants liquides en % vol.) a) agent de pénétration hydrocarbures aromatiques de poids moléculaire élevé, de points d'ébullition voisins de 7000C 15 hydrocarbures paraffiniques de points d'ébullition de 1200 à 2400C 85 b) décapant alcool aliphatique inférieur 80 dérivé tensio-actif non ionique 20 c) révélateur bentonite sous forme sodique 39 alcool aliphatique inférieur 22 eau 39 kaolin 58 g/l dérivé tensio-actif non ionique 3,5 g/l nitrite de sodium 2,6 g/l Toutes les matières entrant dans les compositions des produits cités sont largement accessibles.Certaines sont livrées par l'industrie en grandes quantités. L'émail blanc susnommé à base de colloxyline est un mélange de colloxyline avec un pigment blanc, une charge, un plastifiant et un solvant qui est également fabriqué en grandes quantités dans l'industrie des peintures et des vernis. Le collodion est une dissolution de nitrocellulose dans un mélange d'éther diéthylique et d'alcool éthylique. Il est produit lui aussi en grandes quantités dans l'industrie chimique. L'invention présente les avantages suivants Elle permet 1) d'améliorer la sensibilité, c'est-à-dire la détection de défauts d'une surface de 1 à 4 microns d'ouverture minimale et de 30 microns de profondeur, et davantage, selon la combinaison de produits utilisés 2) d'obtenir un bon contraste et une détection se des défectuosités 3) de faciliter considérablement le contrale 4) de rendre ce contrôle plus productif. Par suite le procédé selon l'invention est avantageusement mis en oeuvre dans les industries aéronautiques, les constructions navales, les industries de fabrication d'instruments divers et d'une manière générale chaque fois qu'il s'agit de détecter des solutions de continuité superficielles sur des pièces vitales soumises à des contraintes sévères. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre de la manière suivante. On dégraisse les objets à contrôler dans l'essence et on les lave à l'acétone. Ensuite on les chauffe et on les refroidit. Ou bien on les dégraisse dans des dérivés chlorés d'hydrocarbures notamment dans le trichloréthylène. On applique à la surface refroidie l'agent de pénétration par un procédé quelconque, notamment au pinceau, et on abandonne les objets à contraler pendant quelques minutes. -On enlève les quantités dtagent de pénétration en excès à l'eau, ensuite on applique en opérant de la même manière par un procédé quelconque, notamment avec un pinceau, le décapant et on lave à l'eau tiède. On enlève l'eau de la surface à contrôler en l'essuyant avec un tissu hydrophile du genre indienne, colonnette etc. Ensuite, on applique par un procédé quelconque, notamment au trempé, le révélateur, et on sèche dans un courant d'air tiède ou bien à l'air. On effectue le contrôle visuellement, après séchage du révélateur, à la lumière d'une lampe de quartz à vapeur de mercure à des longueurs d'onde de 340 à 420 nm. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation du procédé selon l'invention. Exemple I : Cet exemple concerne les formules suivantes de l'agent de pénétration, du décapant et du révélateur (teneurs en constituants liquides en envol.) : a) agent de pénétration ditolylméthane 50 butanol 40 dérivé tensio-actif : monoethylamine 10 traitée par l'éthylène en présence d'un catalyseur, désignée dans les exemples sous le nom code de OP-7 naphtoylène-1,8 benzimidazole-1',2' 8 g/l b) décapant éthanol 80 dérivé tensio-actif OP-7 20 c) révélateur acétone 40 émail blanc à base de colloxyline 30 collodion 30 Les termes susindiqués ont les significations suivantes collodion - dissolution de nitrocellulose dans un mélange d'éther diéthylique et d'éthanol, émail blanc à base de colloxyline - produit répondant à la composition suivante (constituants non volatils en parties pondérales) colloxyline camphre 0,5 huile de ricin 0,86 phtalate de dibutyle 0,44 dioxyde de titane 0,9 oléate de cuivre 0,01 (constituants volatils en 0 pds.) acétate de butyle ou acétate d'amyle 25 acétone 5 butanol 35 toluène 35 Pour dégraisser les pièces en alliages réfractaires à menus défauts tels que : fissures, pellicules d'oxydes, soufflures, pores, etc. on se sert d'essence, ensuite d'acétone pendant 20 à 30 minutes. On porte les pièces à une température de 800 à 1000C (la température peut atteindre 3000 à 3500C si la structure du métal n'est pas modifiée ou s'il n'apparat pas de couleurs de recuit). On plonge les pièces dégraissées et refroidies dans l'agent de pénétration, présentant la composition susindiquée pour 1 à 2 minutes. On lave ensuite les pièces dans de l'eau tiède à-une température de 30 à 350C et on les traite par le décapant, présentant la composition susindiquée, en l'appliquant au pinceau pendant 30 à 60 secondes. Le temps global de traitement à l'eau tiède et au décapant est de 13 à 15 minutes. Ensuite on essuie les pièces avec un tissu hydrophile du type indienne, cotonnette, etc. pour éliminer complètement lthumidité. On applique sur la surface sèche préparée le révélateur sous la forme d'une couche "humide" d'une épaisseur de 10 mi crons avec un pulvérisateur sous une pression de 2,5 à 4 atm. On examine les pièces 20 à 30 minutes après l'application du révélateur sous rayonnement ultraviolet, l'éclairement étant de 500 à 1000 lux. Pour une détection comparée des défauts d'une surface, on traite les pièces indiquées par un agent de pénétration, un décapant et un révélateur de compositions connues et on les examine de même sous rayonnement ultra-violet. On évalue la qualité de détection des défauts par des notes de O à 5, Le travail effectué a permis d'établir ce qui suit 1. Les défauts de faible importance qui, dans le cas considéré, étaient de 55 environ, ne peuvent être détectés qu'au moyen du jeu de réactifs selon l'invention. Le jeu de réactifs antérieurement connu ne peut détecter les défauts indiqués. 2. La détection des défauts superficiels plus importants au moyen du jeu de produits selon l'invention reçoit la note 5 alors qu'avec le jeu connu de produits, la détection des défauts superficiels est notée entre 2 et 4. 3. La détection des défectuosités au moyen du jeu de produits selon l'invention est extremement nette, la largeur minimale d'ouverture des défauts détectés étant de l'ordre de 1 micron et au-dessous. L'utilisation du jeu de produits déjà connu aboutit à des contours des défauts dépistés flous ce qui gene beaucoup la classification du défaut dépisté. 4. Le contrôle des pièces par le produit selon l'invention permet de dépister les défauts avec une grande fiabilité. En répétant le contrôle une ou plusieurs fois, les mêmes défauts sont détectés, la sensibilité et le contraste demeurant identiques indépendamment des conditions de contrôle de la pièce (c'est-àdire un seul ou-plusieurs contrôles répétés). Par contre par le procédé connu la fiabilité du contraste est insuffisante, les défectuosités mises en évidence au cours d'un contrôle répété (une seule ou un grand nombre de fois) pouvant apparaître a'une façon sporadique. Exemple 2 Cet exemple concerne les formules suivantes d'agent de pénétration, de décapant et de révélateur (teneurs en constituants liquides en ç vol.) a) agent de pénétration ditolylméthane 50 butanol 40 dérivé tensio-actif OP-7 10 naphtoylène-1,8 benzimidazole-1',2' 8 g/l b) décapant éthanol 80 dérivé tensio-actif OP-7 20 c) révélateur bentonite sous forme sodique 39 (suspension à 3?/0 dans l'eau) éthanol 22 eau 39 kaolin 58 g/l dérivé tensio-actif OP-7 3,5 g/l nitrile de sodium 2,6 g/l Toutes les opérations technologiques, leur succession, le temps de pose sont les mêmes que dans l'exemple I, sauf l'opération d'application du révélateur. On applique le révélateur sur une surface préparée sèche en couche mince avec un pulvérisateur, sous une pression de 2,5 à 4 atm. L'appréciation de la sensibilité, du contraste et de la fiabilité de détection des défauts s'opère de même en comparant les caractéristiques obtenues par contrôle de ces mêmes pièces avec l'agent de pénétration de composition déjà connue, le décapant, le révélateur, avec examen sous rayonnement ultra-violet. L'ouverture minimale des défauts dépistés avec le jeu de produits selon l'invention est de 2 à 3 microns. La sensibilité de détection des défauts par utilisation du produit de composition déjà connue est de 5 à 6 microns. Les résultats du point de vue du contraste et de la fiabilité de la mise en évidence des défauts sont analogues à ceux de l'exemple 1. Exemple 3 Cet exemple concerne les compositions suivantes de l'agent de pénétration, du décapant et du révélateur (teneurs en constituants liquides en % vol.). a) agent de pénétration hydrocarbures aromatiques de poids moléculaire élevé, de points d'ébullition voisins de 700 C 15 kérosène 85 b) décapant éthanol 80 dérivé tensio-actif OP-7 20 c) révélateur bentonite sous forme sodique 39 (suspension à 3,5 dans l'eau) éthanol 22 eau 39 kaolin 58 g/l dérivé tensio-actif OP-7 3,5 g/l nitrite de sodium 2,6 g/l Toutes les opérations technologiques, leur succession, le temps de pose sont les mêmes que dans l'exemple 1 à l'exception de l'opération d'application du révélateur qui est analogue à celle de l'exemple 2. L'évaluation de la sensibilité, du contraste et de la fiabilité se fait de la même manière en comparant les caractéristiques énumérées au cours du controle de ces mêmes pièces avec un péné trant, un révélateur, un liquide décapant de composition connue et examen sous rayonnement ultra-violet. La largeur d'ouverture minimale des défauts dépistés au moyen du jeu de produits selon l'invention est de 3 à 4 microns, alors que par emploi du produit connu la sensibilité est de 5 à 6 microns. Les résultats au point de vue du contraste et de la fiabilité dans la détection des défauts sont analogues à ceux de l'exemple 1. exemple 4 Cet exemple concerne des compositions de ltagent de pénétration, du décapant et du révélateur correspondant à celles de l'exemple 1. On soumet au contrôle des pièces en verre avec des défauts de faible importance (fissures, pores, etc.). Les compositions de l'agent de pénétration, du décapant et du révélateur, les opérations technologiques, leur succession, le temps de pose sont les mêmes que dans l'exemple 1. L'évaluation de la sensibilité, du contraste et de la fiabilité de détection des défauts se fait également par comparaison des caractéristiques énumérées lors du contrôle de ces mêmes pièces par un agent de pénétration, un décapant, un révélateur de compositions déjà connues avec examen sous rayonnement ultra-violet. La largeur minimale d'ouverture des défauts détectés au moyen de la composition de produits selon l'invention est de 1 à 2 microns, alors qu'en utilisant le produit de composition connue la largeur minimale est de 5 à 6 microns. Les résultats du point de vue du contraste et de la fiabilité dans la détection des défauts sont analogues à ceux de l'exemple 1. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDIaAUIONS 1. Procédé de détection par fluorescence de l'état de la surface de matériaux, de préférence métalliques, notamment de leur continuité, par traitement successif de la surface desdits matériaux avec un agent de pénétration, un décapant, un révélateur et par exemen de cette surface sous rayonnement ultra-violet, caractérisé en ce que lton utilise les compositions suivantes d'agent de pénétration, de décapant et de révélateur, a) agent de pénétration ditolylméthane 45 à 55 alcool aliphatique inférieur 35 à 45 dérivé tensio-actif non ionique 8 à 12 naphtoylène-1,8 benzimidazole -1',2' 7 à 9 g/l ou hydrocarbures aromatiques de poids moléculaire élevé, de points d'ébullition voisins de 7000C 15 à 20 hydrocarbures paraffiniques de points d'ébullition de 1200 à 2400C 80 à 85 b) décapant alcool aliphatique inférieur 70 à 90 dérivé tensio-actif non ionique 10 à 30 c) révélateur acétone 35 à 45 émail blanc à base de colloxyline 25 à 35 collodion 25 à 35 ou bentonite sous forme sodique 37 à 41 alcool aliphatique inférieur 20 à 24 eau 37 à 41 kaolin 56 à 60 g/l dérivé tensio-actif non ionique 3,4 à 3,7 g/l nitrite de sodium 2,4 à 2,8 g/l les teneurs en constituants liquides-desdits produits étant exprimées en % vol. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise les compositions suivantes de l'agent de pénétration, du décapant, et du révélateur a) agent de pénétration ditolylméthane 50 alcool aliphatique inférieur 40 dérivé tensio-actif non ionique 10 naphtoylène-1,8 benzimidazole-1',2' 8 g/l b) décapant alcool aliphatique inférieur 80 dérivé tensio-actif non ionique 20 c) révélateur acétone 40 émail blanc à base de colloxyline 30 collodion 30 3.Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on utilise les compositions suivantes de l'agent de pénétration, du décapant et du révélateur a) agent de pénétration ditolylméthane 50 alcool aliphatique inférieur 40 dérivé tensio-actif non ionique 10 naphtoylène-1,8 benzimidazole-11,2' 8 g/l b) décapant alcool aliphatique inférieur 80 dérivé tensio-actif non ionique 20 c) révélateur bentonite sous forme sodique 39 (suspension à ),5% dans l'eau) alcool aliphatique inférieur 22 eau 39 kaolin 58 gXl dérivé tensio-actif non ionique 3,5 g/i nitrite de sodium 2,6 g/i 4.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise les compositions suivantes de l'agent de pénétration du décapant et du révélateur. a) agent de pénétration hydrocarbures aromatiques de poids moléculaire élevé, de points d'ébullition voisins de 7000C 15 hydrocarbures paraffiniques de points d'ébullition de 1200 à 2400C 85 b) décapant alcool aliphatique inférieur 80 dérivé tensio-actif non ionique 20 c) révélateur bentonite sous forme sodique 39 alcool aliphatique inférieur 22 eau 39 kaolin 58 g/l dérivé tensio-actif non ionique 3,5 g/i nitrite de sodium 2,6 g/l 5.Compositions de produits pour la détection par fluorescenr ce de l'état de la surface de matériaux, de préférence métalliques, notamment pour la détection de la continuité de ladite surface caractérisées par le fait quelles sont constituées par a) agent de pénétration ditolylméthane 45 à 55 alcool aliphatique inférieur 35 à 45 dérivé tensio-actif non ionique 8 à 12 naphtoylène-1,8 benzimidazole-1',2' 7 à 9 g/l ou hydrocarbures aromatiques de poids moléculaire élevé, de points d'ébullition voisins de 7000C 15 à 20 hydrocarbures paraffiniques de points d'ébullition de 1200 à 2400C 80 à 85 b) décapant alcool aliphatique inférieur 70 à 90 dérivé tensio-actif non ionique 10 à 30 c) révélateur acétone 35 à 45 émail blanc à base de colloxyline 25 à 35 collodion 25 à 35 ou bentonite sous forme sodique 37 à 41 alcool aliphatique inférieur 20 à 24 eau 37 à 41 kaolin 56 à 60 g/l dérivé tensio-actif non ionique 3,4 à 3,7 g/l nitrite de sodium 2,4 à 2,8 g/l les teneurs en constituants liquides desdits produits étant exprimées en % vol. 6. Compositions selon la revendication 5, caractérisées par le fait qu'elles sont constituées par a) agent de pénétration ditolylmé thane 50 alcool aliphatique inférieur 40 dérivé tensio-actif non ionique 10 naphtoylène-1,8 benzimidazole-1',2' 8 g/l b) décapant alcool aliphatique inférieur 80 dérivé tensio-actif non ionique 20 c) révélateur acétone 40 émail blanc à base de colloxyline 30 collodion 30 7.Compositions selon la revendication 5, caractérisées par le fait qu'elles sont constituées par a) agent de pénétration ditolylméthane 50 alcool aliphatique inférieur 40 dérivé tensio-actif non ionique 10 naphtoylène-1,8 benzimidazole-1',2' 8 g/l b) décapant alcool aliphatique inférieur 80 dérivé tensio-actif non ionique 20 c) révélateur bentonite sous forme sodique 39 (suspension 3,5% dans l'eau) alcool aliphatique inférieur 22 eau 39 kaolin 58 g/l dérivé tensio-actif non ionique 3,5 g/l nitrite de sodium 2,6 g/l 8. Compositions selon la revendication 5, caractérisées par le fait qu'elles sont constituées par : a) agent de pénétration hydrocarbures aromatiques de poids moléculaire élevé, de points d'ébullition voisins de 7000C 15 hydrocarbures paraffiniques de points d'ébullition de 1200 à 24O0C 85 b) décapant alcool aliphatique inférieur 80 dérivé tensio-actif non ionique 20 c) révélateur bentonite sous forme sodique 39 alcool aliphatique inférieur 22 eau 39 kaolin 58 g/l dérivé tensio-actif non ionique 3,5 g/l nitrite de sodium 2,6 g/lb