Brevet FR2515826A1 — publié le 19830506

1.- "Procédé de détection de défauts sur des billettes " L'invention concerne un procédé pour détecter des billettes, c'est-à-dire pour détecter des fissures ou défauts de surface sur la billette de façon que ces défauts puissent être signalée et enlevés par exemple par meulage de la billette, de sorte que ces défauts n'accompagnent pas la pièce d'oeuvre dans la suite du processus de production aboutissant aux produits finis. Le terme "billette" implique ici aussi bien les pibces laminées pour la première fois que les pièces destinées à subir un autre traitement de laminage ainsi que les produits finis qui annulent et comprend toutes les barres, profilées, ainsi que d'autres formes soumises au traitement de laminage. Il est connu que les fissures et les défauts de surface sur les billettes peuvent être détectés en chauf- fant la surface de la pièce d'oeuvre au moyen d'un courant haute fréquence tandis que la pièce d'oeuvre est amenée à passer selon sa direction longitudinale à travers une bo- bine d'induction haute fréquence, la partie de cette pièce d'oeuvre venant juste de quitter la bobine étant, pendant que cette pièce d'oeuvre est passée à travers la bobine, immédiatement balayée au moyen d'un équipement d'enregis- trement infrarouge pour enregistrer la distribution de la température sur l'étendue de cette pièce La distribution de la température est enregistrée et se présente comme un canevas strié qui indique les fissures et les défauts de surface sur la billette Par un tel enregistrement du profil de température sur l'étendue de la pièce d'oeuvre, au cours d'un balayage, on trouve un accroissement de la température dans le profil de température au voisinage des fissures Les accroissements de température qui se répètent de balayage en balayage, vont former lorsqu'ils sont combinés, une cr 3 te de température le long de la piè- ce d'oeuvre, crête qui indique une fissure dans cette pièce La présente invention vise à repérer ainsi des défauts de surface très peu profonds (d'une profondeur inférieure à 1 mm) et à obtenir des conditions d'émission uniforme pour toutes les surfaces et à réduire simulta- nément les perturbations dans la visualisation de la tem- pérature. En relation avec le procédé ainsi décrit pour détecter des pièces d'oeuvre, il s'est avéré que lors de mesures de la température avec un balayage infrarouge (pyromètre à émission infrarouge), il est obtenu des tém- pératures qui s'écartent de la température réelle de la surface du fait du coefficient d'émission de cette surface. Le coefficient d'émission dépend de la nature de la sur- face et variera entre O et 1 Des pièces d'oeuvre laminées avec une rugosité de laminage auront habituellement un coef- ficient d'émission d'environ 0,90 à 0,95. Pour obtenir les meilleures conditions pendant la détection des pièces d'oeuvre et pour obtenir ainsi aus- si peu de perturbations que possible dans la visualisation de la température, il est souhaitable d'avoir une surface aussi propre que possible Ceci peut par exemple être obte- nu au moyen d'un grenaillage de la surface et le degré de purification peut par exemple être classé en fonction de la norme suédoise SIS 055990/1967 Par un tel grenaillage on obtient toutefois également l'effet secondaire non sou- haitable que la surface devient brillante et que ses condi- 3.- tions d'émission sont modifiées Cela affectera à nouveau la température qui est enregistrée sur le pyromètre à émission infra-rouge, si bien que les mesures de tempéra- ture avec ce pyromètre à émission infra-rouge donneront une température de surface trop basse, de sorte qu'une température trop basse est enregistrée dans les fissures. Ceci se traduit en ce que, dans le cas de pièces d'oeuvre grenaillées, une réduction de la super-température enregis- trée dans les fissures se produira par rapport aux pièces d'oeuvre comportant une rugosité de laminage, ceci se tra- duisant à son tour par une interprétation différente de la profondeur des fissures dépendant du coefficient d'émis- sion de la surface Ceci constitue des conditions non sou- haitables qui compliquent l'utilisation du procédé, de sorte que pour obtenir des résultats corrects, on doit recalibrer l'équipement pour chaque nouveau type de sur- face Ceci exige beaucoup de tempsest compliqué, et ne convient pas pour une mise en oeuvre industrielle. Les inventeurs ont cependant trouvé que les coefficientsd'émission pour tous les types de surfaces de pièces d'oeuvre, peuvent être rendus approximativement égaux en humidifiant la surface avec unliquide approprié, par exemple avec de l'eau à laquelle ont été ajoutés des composants qui provoquent une diminution de la tension su- perficielle, si bien qu'une meilleure humidification est obtenue Lors de la détection de pièces d'oeuvre à des températures inférieures à O O C, des composants abaissant la température de congélation peuvent également être ajou- tés Les expérimentations ont montré qu'avec une telle hu- midification de la surface de la pièce d'oeuvre avec de l'eau à laquelle ont été ajoutés les composants pour ré- duire la tension superficielle, on obtient que toutes les surfaces de pièces d'oeuvre, indépendamment du pré-traite- ment, auront approximativement le même coefficient d'émis- sion, et que ce coefficient d'émission s'écartera seulement 4.- dans une faible mesure du coefficient d'émission pour une pièce d'oeuvre sèche comportant une rugosité de laminage. Cette variation du coefficient d'émission pour des pièces d'oeuvre humidifiées est si faible qu'elle n'a aucune im- portance pratique pour le résultat du procédé de détec- tion ci-dessus décrit Par humidification des pièces d'oeu- vre, on obtient également moins de perturbations de la visualisation de température, en ce que les différences dans le coefficient d'émission pour différentes zones de la surface seront égalisées et on obtient ainsi une amé- lioration importante du rapport signal/perturbations dans les signaux en provenance du pyromètre à émission infra- rouge Dans le cas de pièces d'oeuvre grenaillées, qui n'ont pas été humidifiées, le rapport signal/perturbations est d'un niveau si bas qu'ainsi certains types de surfaces de pièces d'oeuvre soulèveront des problèmes pour la dé- tection des fissures les moins profondes. les résultats de mesures de température avec un pyromètre à contact et un pyromètre à émission infra- rouge pour différents types de surfaces de pièces d'oeuvre# aussi bien humides que sèches, sont rassemblés dans le tableau de la figure I cijointes L'échantillon A est relatif à une pièce d'oeu- vre avec une rugosité de laminage L'échantillon B est rela- tif à une pièce d'oeuvre avec une surface corrodée (rouillée), tandis que les échantillons repérés O Sa 1 2, C Sa 2 et O Sa 2 + sont nettoyés par grenaillage, les surfaces étant définies en accord avec la norme suédoise SIS 055900-1967. Sur le tableau T implique une température lue par pyromètre-de contact, tandis que IR représente des températures lues par pyromètre à émission infra-rouge. Comme mentionné, ces lectures sont effectuées aussi bien sur une surface sèche que sur une surface humidifiée. Comme le montrent les colonnes "sèche" il y a écart de température important entre les deux mesures, et 5.- cet écart croit avec le degré de grenaillage, qui est ici respectivement désigné par C Sa 1 2, C Sa 2 et C Sa 2 + L'é- cart entre les deux principes de mesure est ainsi augmenté par le poli de la pièce d'oeuvre Ceci entra ne que lors de mesures effectuées avec un pyromètre à émission infra- rouge, il est enregistré pour des pièces d'oeuvre grenail- lées, une température trop basse de cette pièce d 9 oeuvre et, en conséquence, un accroissement plus réduit de la température sur le défaut Ceci peut, comme précédemment mentionné, se traduire par la nécessité, pour obtenir des résultats acceptables, de calibrer l'équipement en fonc- tion du coefficient d'émission de la surfacetet cela cons- titue un inconvénient important lorsque le coefficient d'émission peut varier d'une pièce d'oeuvre à l'autre. La réduction des crêtes de température sur les fissures pour des surfaces grenaillées aura également pour conséquence que l'on opère avec des tolérances moindres entre les crêtes de température sur les défauts et les températures des surfaces exemptes de défauts, si bien que l'on obtient dans ce cas, un rapport signal/perturba- tions défavorable. Des essais ont montré, comme mentionné ci- dessus, que lescoefficientsd'émission pour différentes surfaces de pièces d'oeuvres peuvent être modifiés et rendus approximativement égaux pour toutes les surfaces en humidifiant la surface Par approximativement égaux, on entend que les coefficients d'émission des surfaces de pièces d'oeuvre, se situent dans des limites qui peu- vent être acceptées pour des résultats du procédé de détection La pièce d'oeuvre peut être humidifiée avant qu'elle passe à travers la bobine d'induction, et le li- quide d'humidification est distribué aussi uniformément que possible sur la surface, soit par l'intermédiaire d'une buse, d'une fente ou d'un dispositif similaire, ou bien en le faisant couler le long de la surface Le résul- 6.- tat de cette humidification est représenté sur le tableau dans les colonnes repérées "humide". Les résultats des mesures pour une surface "sèche" et "humide" tels queils sont indiqués sur le ta- bleau, sont également représentés graphiquement sur la figure II ci-jointe Comme on le voit sur ces diagrammes- les coefficients d'émission pour des surfaces humidifiées sont tous au même niveau que pour une pièce d'oeuvre sè- che avec une rugosité de laminage, pièce d'oeuvre À (À A 7 B). On voit également que dans le cas d'humidification, on obtient que toutes les surfaces ont approximativement les mêmes coefficients d'émission qui sont relativement pro- ches du coefficient d'émission maximal lequel est 1. Comme cela a été mentionné, on obtient égale- ment par humidification de la pièce d'oeuvre, l'avantage que le niveau de perturbations pour une surface exempte de défauts, défini par les variations de températures sur l'étendue de cette surface, est réduit, en m 8 me temps que l'accroissement de la température en liaison avec un dé- faut défini par une température supérieure est augmenté, ce qui implique que le rapport signal/perturbations est améliorée 7.- REVENDICATIONS 1. Procédé pour détecter des défauts de sur- face sur des billettes, procédé dans lequel la surface des billettes est chauffée au moyen d'un courant haute fréquen- ce, tandis que la billette est amenée à passer selon sa direction longitudinale à travers une bobine d'induction haute fréquence, et que, dès que cette billette est pas- sée à travers la bobine, elle est immédiatement balayée au moyen d'un équipement infra-rouge pour enregistrer la distribution de température sur l'étendue de cette billet- te, procédé caractérisé en ce que le coefficient d'émis- sion pour les différentes billettes est augmenté et que les différences sont compensées en humidifiant la surface de la billette avec un liquide approprié, par exemple'de l'eau et de composants réduisant la tension superficielle. 2. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le liquide d'humidification est additionné de composants abaissant le point de congélation.