Brevet FR2305729A1 — publié le 19761022

La présente invention concerne un procédé permettant de repérer les défauts présentés par la surface de pièces usinées, par exemple de fissures résultant du traitement ou du polissage de pièces en acier, au moyen d'un produit de remplissage appliqué à la surface de la pièce, pénétrant dans les défauts, et d'une matière re de contrôle appliquée ensuite par-dessus la matière de remplissage et qui, coopérant avec celle-ci, révèle les défauts présentés par les pie ces. I1 existe déjà de tels procédés (tels par exemple celui décrit dans le brevet allemand NO 895.839) qui sont basés sur le principe du changement de couleur. On utilise comme matière de remplissage et comme matière de contrôle des colorants de différentes couleurs qui contiennent des solvants de même type. La matière de rempli s sage, à cause de la couleur qu'elle contient, a besoin d'une durée de pénétration de 2 à 10 minutes. La mise en oeuvre de ce procédé nécessite deux appareils pour appliquer les couleurs et au moins un appareil pour éliminer par lavage la couleur de remplissage, ce qui rend très compliquée la mise en oeuvre de ce procédé. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients des procédés connus. L'invention consiste â doser les matières de remplissage et de contrôle selon leurs propriétés physiques, par exemple selon leur tension interfaciale, leurs propriétés adhésives, leur faculté d'humidification, leur action capillaire, leur viscosité, leur poids spécifique, de telle sorte que la matière de contrôle diminue d'intensité aux endroits défectueux sous l'action combinée de la matière de contrôle, de la matière de remplissage et de la surface de la pièce, de telle sorte que les endroits défectueux apparaissent moins coloriés ou même exempts de couleur. Un mode de mise en oeuvre de l'invention consiste à utiliser une matière de remplissage présentant une tension superficielle inférieure à celle de la matière de contrôle. La différence des deux valeurs de tension est une condition essentielle pour que la matière de contrôle s'efface devant la matière de remplissage en cas de contact, et que la fissure ainsi qu'unie certaine région limitrophe de la fissure soient exemptes de matière de cont=tIe, ce qui fait apparaître les endroits défectueux. En vaporisant un solvant pendant la vérification, il est possible d'augmenter encore la tension superficielle de la matière de contrôle. La tension superficielle de la matière de remplissage peut, suivant l'invention, être encore réduite dru fait qu'aux points de contact des traces de matière de contrôle pénètrent dans la matière de remplissage et diminuent localement la tension superficielle de la matière de remplissage. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, la faculté d'humidification (ou l'adhérence) de la matière de remplissage à la surface de la piece à contrôler est supérieure à celle de la matière de contrôle. La matière de remplissage agit ainsi à la manière d'un agent de mouillage (ou de refoulement de l'eau). Suivant une autre particularité de l'invention, le liquide de refroidissement resté lors d'une opération de meulage ou de rectification précédente agit tomme matière de remplissage. Cela supprime la passe de travail spéciale consistant à appliquer une matière de remplissage. Suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, on utilise comme matière de contrôle une solution colorée très fluide et séchant rapidement, par exemple une encre écriture contenant une partie colorée liée de préférence à une résine artificielle. On utilise comme matière de remplissage un liquide incolore précipitant la résine artificielle et libérant sélectivement la matière colorée. Suivant ce mode de réalisation, on applique sur la pièce une huile minérale très fluide et on nettoie ensuite la surface avec un chiffon absorbant. Puis on applique sur la pièce en couche mince le liquide coloré, par exemple une encre telle celles qui sont utilisées dans les feutres d'instruments d'écriture associées à un colorant lié à une résine artificielle dissoute dans des hydrocarbures aromatiques, tels que le Toluol et le Xylol. Au cours du séchage, qui se produit dans un temps très court, les fissures éventuelles et autres défauts atteignant la surface de la pièce deviennent visibles, la couche colorée étant interrompue à l'endroit des fissures et les contours de la surface fissurée apparaissent selon un dessin non coloré et tranchant de façon très nette sur la surface colorée. Cette action se produit également du fait de la précipitation du support coloré. De plus, la couleur se dissout dans le liquide de remplissage, ce qui augmente le contraste entre la couche colorée et la surface de la fissure. La partie constituée par la matière plastique agit ici comme fixateur qui retient la couleur sur la surface de la pièce et permet, en liaison avec un solvant très fluide, d'appliquer la couleur en couche suffisamment mince. Suivant un autre mode de mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, on utilise comme matière de remplissage un liquide dissolvant ou diluant la matière colorante ou son support, par exemple le meme solvant que celui qui est contenu dans le liquide coloré. Sur la surface de la pièce recouverte de diluant on applique le liquide coloré sans nettoyage préalable, directement et en couche mince, par exemple l'encre d'un instrument d'écriture à feutre. La surface de fissures éventuelles apparatt ici également sous forme de dessin incolore à contours précis. L'action de la matière colorante est basée sur le fait que la solution colorante est diluée par l'accumulation de diluant dans et au-dessus des fissures. A l'encontre des procédés connus, le procédé, objet de l'in ventionfpermet de n1 utiliser qu'un seul liquide coloré. La surface de la pièce peut etre débarrassée de la matière de remplissage en excès en l'essuyant avec un chiffon. Dès son application, la matière de remplissage pénètre immédiatement à l'intérieur des fissures. La matière colorante sèche rapidement et forme sur la pièce une couche résistante et mince. Le contrôle des fissures effectué suivant l'invention est ainsi simplifié et peut être effectué en un temps beaucoup plus court que lorsqu'on utilise les procédés utilisés jusqu'à présent. La matière colorante précipitée ou dissoute produit des traces visibles qui s'étendent à quelque distance de la surface des fissures. L'image ou le dessin des fissures est donc plus large que les fissures elles-mêmes de sorte que des fissures, meme très fines, deviennent bien visibles. Pour l'application d'une couche de matière colorante aussi mince que possible, on peut utiliser avantageusement une éponge ou un pinceau de feutre avec lequel on prélève sur un tampon aspirant imbibé de colorant une quantité de matière colorante toujours constante. Le procédé suivant l'invention peut être utilisé n'importe oû, par exemple sur des pièces se trouvant encore sur la machine-outil. L'examen dure de une à deux minutes et fait ressortir les fissures les plus fines. Le dessin des fissures est visible lumière du jour et reste conservé. Le prix des matières utilisées est infime. Enfin, la matière de contrale suivant l'invention peut être réalisée de telle sorte que l'image des fissures puisse être relevée au moyen d'une bande collante transparente qui peut être conservée sur une feuille de papier et servir de document. Une fois la couche de matière colorante sèche, l'image des fissures peut être relevée au moyen d'une bande collante adhésive et être transférée sur une surface solide. L'invention sera décrite plus en détail ci-après au moyen de plusieurs exemples, au cours desquels la signification des fig. 1 et 2 sera donnée en détail. Le liquide de remplissage appliqué avec un pinceau ou avec un outil analogue pénètre dans les fissures et y reste, même si la surface lisse de la pièce en cours de vérification en a été débarrasséepar lavage, soufflage ou pulvérisation. Sur la surface intacte de la pièce peut également rester un mince film de liquide de remplissage sans que cela nuise à la mise en oeuvre du procédé lorsque le diluant de la partie colorée du liquide & contr8le dilue également la matière de remplissage. L'enlèvement de la couleur dans les fissures et dans la zone fissurée résulte de l'action des tensions interfaciales effectives entre la matière solide, les liquides de remplissage et de contrale, et l'air. Les trois caractéristiques de l'invention (conditions d'utulisation de la matière de remplissage, de la matière de contr8le et de l'application de ces matières doivent être réglées l'une sur ltautre. La matière de remplissage tout d'abord appliquée doit être constituée par un liquide qui humidifie bien la matière de la pièce, pénètre bien dans les fissures, reste en quantité aussi importante et à l'état bien liquide et ne s'évapore guère. Lorsqu'on essuie la surface de la pièce ou qu'on la nettoie dgune autre façon, il faut en enlever le moins possible des fissures. Cependant, la surface lisse de la pièce doit être débarrassée si possible complètement de la matière de remplissage. Cette matière doit être depréférence incolore, afin que la fissure ressorte bien sur la surface lisse de la pièce recouverte de couleur. Il est également possible d'utiliser une matière de remplissage colorée contrastant avec la couleur de la matière de contrôle. Cependant, une fissure restée non colorée peut être mieux constatée, par exemple au moyen d'appareils agrandisseurs, qu'une rainure barbouillée de couleur. La matière de remplissage ne doit pas se mélanger d'elle-même avec la matière de contrôle. Elle ne doit produire aucune corrosion, mais au contraire protéger la pièce de la corrosion. La matière de contrale (que l'on désignera par la suite par le terme "couleur") doit être colorée de façon à produire le plus de contraste possible avec la matière des pièces, qu'elles soient claires ou foncées. Elle doit présenter une tension superficielle plus élevée par rapport à l'air que la matière de remplissage, de telle sorte que, par suite dtun contact, elle recule devant la matière de remplissage par suite de l'activité des tensions interfaciales. Lorsque la matière de remplissage est appliquée de façon convenable, par exemple au moyen d'une épongetelle doit adhérer aux parties intactes de la surface de la pièce sous forme d'un mince film. A cet effet, il est prévu d'utiliser un fixateur.La couleur et le fixateur sont dissous dans un solvant, par exemple dans un hydrocarbure aromatique. Celui-ci ne doit pas s'évaporer trop vite, afin que la couleur ne sèche qu'au bout d'un certain temps. Elle ne doit contenir aucune partie constitutive se précipitant en cas de contact avec la matière de remplissage et adhérant ensuite à la pièce. La matière de contrôle doit par contre pouvoir être éliminée facilement après l'essai, autant que possible, après avoir été rincée avec la matière de remplissage. L'agent de remplissage peut être appliqué au pinceau, coulé, ou appliqué de toute autre façon. Par exemple, lorsqu'on essuie la pièce avec une étoffe absorbante, l'agent de remplissage est éliminé le plus possible de la surface lisse. Par contre, dans les fissures capillairesfil doit rester le plus possible de matière de remplissage. Etant donné cependant que seulement des quantités relativement faibles de matière de remplissage se trouvent retenues dans les fissures, il ne doit également y pénétrer aussi peu de matière de contrôle que possible. La matière de contrôle doit donc être appliquée en couche très mince. Sur les fig. 1 et 2, on a illustré schématiquement un essai permettant de constater les combinaisons appropriées de matière de remplissage et de matière de contrôle, permettant la mise en oeuvre de l'invention. Comme représenté sur la fig. 1, chaque goutte 1 d'une matière de remplissage choisie et une goutte de matière de contrôle sont déposées l'une à côté de l'autre sur une plaque de métal lisse ou sur une plaque de verre, de telle sorte que tout d'abord ces deux gouttes n'entrent pas en contact l'une avec l'autre. Les deux gouttes s'étalent alors, la goutte 1 s'étalant en général plus vite que la goutte 2.A partir du moment où s'est produit le contact, la goutte I pénètre dans la goutte 2 lentement ou bien encore, au point de contact, à une vitesse notablement plus grande que du côté opposé, cette goutte( comme visible sur la fig. 29présentant une dépression. On peut admettre comme cause de ce phénomène, que la tension superficielle de la matière de remplissage I par rapport à l'air ou la tension interfaciale par rapport à la pièce est inférieure aux valeurs correspondantes de la matière de contrôle 2. Les combinaisons de matière de remplissage et de matière de contrôle, sélectionnées à la suite de cet essai se sont révélées convenir pour la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention. L'adaptation de la méthode de contrôle des fissures, suivant l'invention aux différentes conditions se présentant en pratique peut être obtenue aussi bien par une sélection entre différents liquides 1 ou 2 ainsi que par le choix de divers colorants. C'est ainsi, par exemple, que les liquides dans l'ordre où ils sont énumérés ci-aprEs : eau, eau savonneuse, huile, pétrole, alcool à brûler, ont des tensions superficielles tallant en diminuant, de sorte que lors du test par gouttes (Fig. 1 et 2) une eau savonneuse se rétracte devant huile, laquelle se rétracte devant le pétrole, et le pétrole devant l'alcool à brûler. De meme, parmi les liquides 2 utilisables, il faut procéder à un choix convenable. Par conséquent, dans des cas différents, il est possible de travailler avec un liquide présentant une plus ou moins grande différence de tension superficielle par rapport au liquide 1, ctest-à-dire que l'on peut compter sur une réaction plus ou moins rapide, plus ou moins faible, ou plus ou moins forte. La coloration du liquide 2 et sélectivement du liquide 1 peut être produite aussi bien avec des matières colorantes qu'avec un pigment ou également des matières luminescentes. Les pigments ont la propriété de rendre un liquide plus épais. Ainsi qu'il a été dit précédemment, la plus grande inertie peut autre compensée par un choix approprié de liquide 2 par rapport au liquide 1. Le choix du colorant offre également plusieurs possibilités pour procéder à l'examen des fissures. La plupart des colorants ne changent pas de couleur. Le colorant "sico fettgrün", par exemple, donne avec le xylol utilisé comme solvant (exemple N03) tout d'abord une indication des fissures par un vert qui vire ensuite au bleu et devient finalement clair, c'est-à-dire que la couleur disparatt. Ceci peut permettre d'éviter le nettoyage une fois le contrôle effectué. Lors de l'examen, la consommation de liquide de remplissage et de contrôle est infime. Les liquides de remplissage tels que l'huile vierge, l'alcool à brûler et autres liquides analogues sont économiques. Pour la vérification de surfaces partielles, c'est-à-dire pour une utilisation locale, il suffit de si peu de liquide 2 qu'il est possible d'utiliser des solvants de prix élevé tels que les hydrocarbures aromatiques. Pour la vérification de grandes surfaces, il est possible d'utiliser des solutions aqueuses ou des émulsions ou des détergents. La présence de fissures peut etre détectée sur toutes les matières solides La couleur étant passée au pinceau, les fissures deviennent immédiatement visibles, généralement sous forme de lignes très fines. Le processus se développe et, à l'endroit des fissures, les zones libres s'élargissent progressivement jusqu'à ce qu'il s'établisse un équilibre et que la couleur soit séchée. La largeur de l'endroit libre de fissures est une indication relative des parties fissurées. Limage des fissures n'indique pas seulement leur position exacte, mais aussi leur profondeur. EXEMPLE N01 On utilise comme matière de remplissage de l'huile SHELL S 5585 (huile pure) et comme matière de contrôle un liquide coloré de la composition suivante Xylol Chlorophylle (en quantité selon la tonalité désirée) Colophane (en quantité selon l'adhérence désirée). La colophane agit comme matière adhérente, qui, de même que la chlorophylle, est soluble dans le xylol, et permet d'appliquer sur la pièce une couche colorée aussi mince que possible. La colophane et la chlorophylle peuvent également être compatibles avec la matière de remplissage, de sorte que ces produits lorsqu'vils se rencontrent, restent dilués avec la matière de remplissage. La colophane devient dure et, peu après la fin de l'exa- men, la couche de couleur peut etre enlevée mécaniquement, par exemple par grattage ou jet de sable. On utilise une telle couleur lorsque l'indication des fissures doit rester sur la pièce à titre de document. EXEMPLE N02 On utilise comme matière de remplissage de l'huile SHELL S 5585. La matière de contrôle est la neme que suivant l'exemple Nol; cependant au lieu de colophane on utilise comme matière adhérente un vernis à l'huile de lin. Le vernis à l'huile de lin et la matière colorante sont solubles dans l'huile SHELL S 5585. Aussi, après 1tessai, la couche de couleur peut etre éliminée par rinçage effectué avec la matière de remplissage. On utilise un tel liquide coloré lorsque les pièces examinées doivent être ensuite nettoyéw rapidezent. EXEMPLE N03 On utilise comme matière de remplissage l'huile SHELL S 5585, le liquide coloré étant constitué par du xylol, du vernis à base d'huile de lin (dont la quantité doit être dosée selon l'adhérence désirée) nSico fettgrün 74 935 N" une matière colorée à base de monoazoanthraquinone de la firme G. Siegle & Co. > Stuttgart (en quantité selon la nuance désirée). La couleur, tout d'abord d'un vert intense, vire ensuite au bleu et se décolore ensuite presque complètement. Une telle couleur peut être utilisée lorsqu'après un rapide examen destiné à révéler les fissures il n'est pas nécessaire de nettoyer les pièces. Les détails de mise en oeuvre peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le repérage de défauts présentés par des pièces usinées (par exemple par des pièces en acier traité) au moyen d > une matière de remplissage étalée sur la surface des pièces pénétrant dans les défauts, et d'une matière de contrôle appliquée ensuite sur la surface de la pièce qui, en coopération avec la matière de remplissage ayant pénétré dans les fissures rend visibles les défauts, la matière de remplissage utilisée étant constituée de préférence par un liquide incolore et la matière de contrôle étant constituée par un liquide coloré constitué par une ou plusieurs matières colorantes dissoutes par exemple dans de l'essence, dans un hydrocarbure aromatique, ou dans un produit analogue, et par un support de colorant, caractérisé en ce que la matière de remplissage et la matière de contrôle sont réglées lune sur l'autre quant à leurs propriétés physiques (tensions interfaciales adhérence, faculté d'humidification, effet capillarité viscosité, poids spécifique) de telle sorte que la matière de contrôle recule ou s'efface à l'endroit des défauts, la zone des défauts étant incolore ou presque incolore et étant ainsi visible. 2.- Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la matière de remplissage présente une tension superficielle inférieure à celle de la matière de contrôle. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la différence des tensions superficielles de la matière de contrôle et de la matière de remplissage augmente pendant l'examen, par exemple par suite d'évaporation et (ou) action du produit d'humidification qui réduit la tension superficielle de la matière de remplissage. 4.- Procédé suivant I'unequelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que la faculté d'humidification (adhérence) de la matière de remplissage est supérieure à celle de la matière de contrôle. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le reste du liquide de refroidissement qui est utilisé lors du polissage ou de la rectification agit comme matière de remplissage destinée à faire déceler les défauts. 6.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme matière de contrôle une solution colorée très fluide et séchant rapidement, par exemple de l'encre de Chine selon une proportion combinée de préférence à une résine artificielle, la matière de remplissage utilisée étant un liquide incolore précipitant la résine artificielle et diluant sélectivement la matière colorée. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière de remplissage, constituée par une huile minérale très fluide, est appliquée sur la pièce, la surface étant nettoyée avec un chiffon enduit d'une matière absorbante, un liquide coloré ou contenant un colorant étant ensuite appliqué, la matière colorée étant combinée à une résine artificielle dissoute dans des hydrocarbures aromatiques (par exemple dans du toluol ou du xylol), l'huile minérale éliminant la résine artificielle et diluant la matière colorée. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 6 ou 7, caractérisé en ce qu'on utilise comme matière de remplissage de l'huile SHELL S 5585 et comme matière de contrôle une encre de Chine ou une encre utilisée avec les appareils d'écriture à feutre. 9.- Procédé suivant la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce qu'on utilise comme matière de remplissage un liquide diluant la matière colorante de la matière de contrôle, par exemple le diluant de la solution colorée, la matière de contrôle étant appliquée sur la surface, non nettoyée de la pièce immédiatement après l'application de la matière de remplissage. 10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la solution de matière colorante est appliquée au moyen d'une éponge ou d'un pinceau de feutre en couche mince séchant immédiatement. 11.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le pinceau est déposé dans un récipient à couleur contenant un élément distributeur, absorbant, et plonge dans l'élément distributeur, de telle sorte qu'il se charge toujours d'une même quantité de couleur dosable. 12.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'image obtenue de la fissure est relevée au moyen d'une bande collante transparente, cette bande étant collée par exemple sur une feuille de papier pour servir de document, la couleur étant éventuellement fixée préalablement, ou bien l'image de la fissure, préalablement séchée, étant seulement prélevée au moyen d'une bande adhésive et transférée sur une autre surface rigide, par exemple sur une tôle.