Brevet FR2765498A1 — publié le 19990108

DISPOSITIF TELEOPERE DE PULVERISATION DE REVELATEUR DE RESSUAGE La présente invention a pour objet un dispositif téléopéré de pulvérisation de révélateur de ressuage. Le secteur technique de l'invention est le domaine du contrôle non destructif et de la réalisation d'appareils de recherche ou d'analyse de matériaux par l'utilisation de moyens optiques pour rechercher la présence éventuelle de criques ou fissures dans lesdits matériaux. L'application principale de l'invention est la mise en oeuvre de la méthode du ressuage pour détecter de telles présences de criques et/ou de fissures pour des pièces mécaniques situées en particulier dans des zones dans lesquelles une exposition trop longue de l'homme pourrait être dangereuse pour celui-ci, tel que par exemple dans les centrales nucléaires. Les techniques de ressuage sont déjà connues par ailleurs et ne seront donc pas développées et expliquées dans le détail dans la présente description, tout homme du métier en connaissant les caractéristiques. Nous rappellerons simplement qu'une telle opération consiste a - pulvériser sur la pièce un produit dit pénétrant généralement de couleur rouge qui a la propriété de pénétrer dans les fissures éventuelles par capillarité, - enlever de la pièce l'excès de pénétrant par lavage, essuyage etc, - après séchage éventuel, pulvériser un produit dit révélateur généralement composé d'un liquide contenant en suspension de très fines particules de craie par exemple, - puis observer la pièce : le pénétrant étant alors aspiré par la craie ressort des fissures éventuelles pour former une tâche rouge extérieure bien visible rendant alors lesdites fissures faciles à localiser. La pratique courante est de déposer les deux produits pénétrant et révélateur manuellement à l'aide de bombes de type aérosol, mais en zone ionisante telle que dans les centrales nucléaires pour protéger le personnel contre une exposition trop longue, de telles opérations ainsi que les prises de vue optique, afin d'analyser la surface après le ressuage proprement dit, doivent être réalisées en téléopération. On connaît pour cela divers procédés et dispositifs qui ont été développés et dont certains ont pu faire l'objet de protection par des dépôts de demandes de brevet, tels que par exemple celle de la société GEC ALSTHOM SYSTEMES SERVICES publiée sous le N" FR 2730060 le 2 août 1996 et intitulée "Méthode de contrôle de soudure incluant une opération de ressuage automatisée" ou encore celle déposée par Electricité De France est publiée sous le N" FR 2730059 le 2 août 1996 et intitulée "Dispositif de contrôle par ressuage d'une zone annulaire d'une face périphérique d'un corps". Lorsque l'on essaye ainsi de téléopérer l'opération de ressuage proprement dite, on s'aperçoit cependant que si presque toutes les opérations sont faciles à réaliser, ainsi en particulier la pulvérisation de pénétrant et la recherche visuelle par télévision des fissures, l'opération de pulvérisation du révélateur pose quant à elle de grands problèmes. En effet cette pulvérisation pour permettre une bonne analyse doit être très régulière, avoir une épaisseur donnée et ne pas présenter de défaut. Or le révélateur est un produit difficile à manipuler en raison de sa composition, qui comprend un matériau absorbant, telle que la craie qui a tendance à décanter rapidement, à se regrouper en grumeaux qui se déposent localement à l'intérieur du dispositif, et également entre autre, à obturer les gicleurs de pulvérisation. Jusqu'à aujourd'hui de nombreux essais ont été effectués avec tous types de pulvérisateurs existants : ceux-ci se sont révélés non concluant en raison soit de l'irrégularité ou de la trop grande épaisseur de la couche qui est déposée, soit du bouchage du pulvérisateur, soit de sa mauvaise alimentation en fluide, soit de l'ensemble des défauts cidessus, soit pour d'autres raisons ; ainsi à ce jour, et bien que le sujet soit d'actualité depuis plusieurs années aucun dispositif n'est considéré satisfaisant. Le problème posé est donc de pouvoir pulvériser ledit révélateur sur toute une surface donnée de la pièce à contrôler, d'une manière homogène et régulière, sans grumeau et sans bouchage du pulvérisateur, avec une alimentation continue en fluide et cela quelque soit la position de la surface à contrôler, et avec des moyens téléopérés ne nécessitant pas l'intervention directe de l'homme, tout en assurant une parfaite fiabilité de la mesure. Une solution est un dispositif de pulvérisation de révélateur de ressuage comportant au moins une tête de pulvérisation dotée d'une buse d'éjection dudit révélateur équipée d'une aiguille centrée suivant son axe, et d'un corps apte à être fixé sur tout support de manipulation, telle que la tête de pulvérisation comporte en outre - un gicleur d'air entourant l'orifice d'éjection du révélateur débouchant dans la buse d'éjection, - une chambre d'homogénéisation du révélateur alimentant directement ladite buse, montée sur le corps de la chambre de pulvérisation et alimentée elle-même par un réservoir antidécantation à travers un conduit de longueur maximum égale à un mètre, - au moins un dispositif vibrant qui est de préférence monté sur la chambre d'homogénéisation et qui est un émetteur à ultrasons. Dans un mode de réalisation préférentiel le réservoir antidécantation comporte au moins un dispositif d'agitation permanente du révélateur qui y est stocké, avant d'alimenter la chambre d'homogénéisation à travers le conduit de longueur maximum de un mètre évoqué précédemment. Dans un mode préférentiel de réalisation la tête de pulvérisation comporte au moins deux dispositifs vibrants dont le deuxième est disposé vers l'extrémité du conduit d'éjection et qui comme celui de la chambre d'homogénéisation est un émetteur d'ultrasons. Ces dispositifs vibrants, peuvent être des dispositifs à très basses fréquences ; la fréquence peut être choisie entre 20 hz et 40 khz. En ce qui concerne le réservoir antidécantation, celui-ci comporte des dispositifs d'agitation grâce à divers moyens tels que ceux décrits ci-après à titre d'exemples de réalisation. Suivant des modes particuliers de réalisation surtout lorsque l'on doit pulvériser ledit révélateur sur une surface inclinée et/ou arrondie tel que par exemple autour d'un tube, grâce à un système dit orbital comportant un chariot support dudit pulvérisateur et effectuant une rotation complète périphérique de 360 , le réservoir antidécantation qui suit ledit pulvérisateur prend lui aussi alors toutes positions et doit garantir cependant l'alimentation constante de la chambre d'homogénéisation ; pour cela suivant la présente invention divers dispositifs sont utilisables tels que - une masselotte faisant balancier, à l'intérieur du réservoir, tournant autour de l'orifice de sortie et d'entrée du révélateur, est réalisée dans une des parois latérales, maintenue verticale, de celui-ci, laquelle masselotte restant ainsi toujours verticale, et à l'intérieure de laquelle passent et débouchent dans le réservoir d'une part, vers le haut, le conduit de remplissage du révélateur et de mise en pression, et d'autre part, vers le bas, le conduit d'alimentation de la chambre d'homogénéisation - ou encore une paroi du réservoir comportant une membrane déformable vers l'intérieur dudit réservoir sous la poussée d'un système à ressort recouvert par ladite membrane. Dans un mode préférentiel de réalisation ladite aiguille, dont une extrémité est centrée dans la buse d'éjection, est solidaire vers son autre extrémité d'un moyen mobile apte à assurer son déplacement linéaire à l'intérieure de ladite buse. Cette possibilité de déplacement linéaire permet ainsi en fonction de la position de l'aiguille dans le gicleur, soit d'obturer le gicleur afin d'interrompre le jet de révélateur, soit de régler le débit du produit révélateur ainsi que l'ouverture du jet. Le résultat est un nouveau dispositif de pulvérisation de révélateur de ressuage répondant au problème posé et permettant d'obtenir des résultats de pulvérisation très satisfaisants. En effet, et principalement l'utilisation d'un dispositif vibrant tel qu'un émetteur ultrasons, sur le corps de la tête de pulvérisation permet d'une part d'homogénéiser le révélateur quand il traverse cette tête de pulvérisation afin d'éviter les phénomènes de grumeaux constatés dans les dispositifs actuels connus, ainsi que les dépôts sur les parois internes prévenant ainsi tout bouchage du système, et d'autre part de favoriser la création de gouttes très fines de dimension homogène dans le jet du produit pulvérisé. Ces caractéristiques sont renforcées par le fait que le réservoir d'alimentation de révélateur est disposé près de la buse d'éjection, et au maximum à un mètre, et comporte lui-même un dispositif d'agitation permanente du produit ce qui évite une décantation du révélateur dans le réservoir lui-même puis dans le conduit amenant le révélateur à la tête de pulvérisation. Dans la présente invention le réservoir est ainsi embarqué à bord du système téléopéré transporteur du pulvérisateur: ceci est en effet parfaitement possible puisque la quantité du produit consommé pour une opération de ressuage est relativement faible, en général un dixième de litre suffit, ce qui constitue un réservoir d'assez petite dimension et ne nécessitant pas de remplissage en cours d'opération. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. La description et les figures ci-après représentent des exemples de réalisation de l'invention mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention ; le dispositif de pulvérisation peut être mis en oeuvre par tout porteur de manipulation tel qu'un télémanipulateur, un chariot orbital etc... qui ne font pas l'objet du brevet, de même que le système de contrôle commande permettant de piloter et d'alimenter les divers actionneurs et transmetteurs, et qui du reste ne sont pas décrits dans les figures ci-après puisque pouvant être mis en oeuvre par tout homme du métier prenant connaissance de la présente invention. La figure 1 est une vue en coupe latérale schématique d'un dispositif suivant l'invention. La figure 2 est une autre représentation en coupe latérale d'un dispositif tel que sur la figure 1 mais avec un dispositif vibrant particulier. La figure 3 est une vue en coupe d'un exemple de réservoir antidécantation et d'alimentation du révélateur en toutes positions avec contrôle de pression d'air. La figure 4 est également une vue en coupe d'un réservoir d'alimentation à une seule position. La figure 5 est également une vue en coupe d'un réservoir d'alimentation, en toutes positions, par surpression mécanique D'une manière connue le dispositif de pulvérisation ou pulvérisateur de révélateur 10 de ressuage comporte une tête de pulvérisation 1 dotée d'une buse d'éjection 12 dudit révélateur équipée d'une aiguille 3 centrée suivant son axe et dont l'extrémité débouche dans l'orifice 11 de sortie du révélateur, et d'un corps 16 apte à être fixé sur tout support de manipulation 17. A l'intérieur dudit corps 16 passe un conduit 15 alimentant directement la buse d'éjection 12 du révélateur à travers une chambre d'homogénéisation 7 alimentée elle même par un conduit 23 en provenance d'un réservoir antidécantation 31 ; ledit conduit 23 reliant celui-ci à ladite chambre a une longueur de moins d'un mètre pour éviter la décantation du produit dans celui-ci en effet le réservoir d'alimentation contient le juste mélange du révélateur 10 proprement dit composé essentiellement de craie avec un solvant 9 ; son remplissage est assuré par un conduit 32 tel que représenté sur les figures 3 à 5. Suivant la présente invention la tête de pulvérisation 1 comprend en outre - un gicleur d'air 2 entourant l'orifice 11 de sortie du révélateur débouchant dans la buse d'éjection 12 ; celle-ci est de préférence de forme intérieure biconique, l'orifice de sortie 11 du révélateur étant alors situé au niveau du col c'est-à-dire à sa partie la plus étroite, à l'endroit où l'air 8 sort également du gicleur 2 qui l'entoure : lorsqu'on éjecte ainsi l'air 8, grâce à l'effet "venturi" ainsi créé, le liquide révélateur est aspiré au travers de la buse 12, finement pulvérisé et éjecté vers la pièce à contrôler, - une chambre 7 d'homogénéisation du révélateur 10 alimentant ainsi directement ladite buse d'éjection 12 par un conduit 5 très court, et est solidaire du corps 16 du pulvérisateur, - et au moins un dispositif vibrant 5 solidaire également de ce corps 16 de la tête de pulvérisation 1 : ce dispositif 52 est monté sur la chambre d'homogénéisation et un deuxième dispositif vibrant 51 peut être disposé vers l'extrémité dudit conduit 15 d'éjection du révélateur 12 ; comme indiqué ci-dessus lesdits dispositifs vibrants peuvent être des émetteurs à ultrasons dans la gamme de fréquence de 20 hz à 40 khz en fonction du type du transducteur utilisé, afin de casser les grumeaux éventuels pouvant s'être formés dans le liquide à pulvériser, mais on pourrait utiliser également des dispositifs vibrants à plus basse fréquence. Suivant le mode de réalisation représenté sur la figure 2 l'émission d'ultrasons dans le révélateur 10 peut être effectuée en réalisant au moins une partie du conduit 15 d'éjection, tel que son extrémité vers ladite buse 12, et/ou une partie de l'aiguille ou pointeau 3 qui traverse alors également ladite chambre 7 en matériaux magnétostrictifs 14, constituant lesdits dispositifs vibrants 5. Pour assurer cette vibration desdits matériaux magnétostrictifs, on peut utiliser au moins une, ou de préférence deux bobines d'excitation externes ; les deux dits bobinages peuvent être alimentés en opposition de phase afin d'exciter l'extrémité du conduit 15 et l'aiguille pointeau 3 dans un sens différent. Comme représenté sur les figures 1 et 2 et comme explicité ci-dessus la chambre d'homogénéisation 7 est donc de préférence dans l'axe du conduit 15 et de la buse d'éjection 12 de telle façon que ladite aiguille ou pointeau 3 traverse l'ensemble suivant le même axe, avec une de ses extrémités en partie dite avant centrée donc dans la buse d'éjection 12 et son autre extrémité en partie arrière traversant une paroi de la chambre 7, munie d'un joint évitant toute fuite du fluide. Cette autre extrémité est alors de préférence solidaire d'un moyen 6 mobile apte à assurer son déplacement linéaire à l'intérieur de ladite buse 12 elle peut alors soit avancer, soit reculer par l'action d'un moteur 4 déplaçant un bras d'entraînement 6 à la position voulue. Comme indiqué précédemment le réservoir antidécantation et d'alimentation 31 se déplace dans tous ces mouvements avec la tête de pulvérisation lors de l'opération de ressuage ; ce réservoir est muni d'un dispositif d'agitation permanente du produit qui peut être basé sur plusieurs principes tels que par exemple : agitation par bulles d'air, par dispositif à ultrasons, comme pour le dispositif vibrant du corps du pulvérisateur décrit ci-dessous, par agitateur mécanique de type hélices et moteurs électriques comme ceux décrits ci-après et représentés dans les figures 3 à 5, par système magnétique etc. Suivant la représentation de la figure 3, ce réservoir 31 comporte une enveloppe 20 tournante autour de l'orifice 29 de sortie et d'entrée du révélateur 910 dans ce réservoir 31, grâce à un moteur d'entraînement extérieur 21 : équipée d'ailettes 19 dont la surface est inclinée ou même perpendiculaire à la direction de rotation de l'enveloppe 20, celle-ci en tournant brasse le révélateur. D'autres modes de réalisation tels que représentés sur les figures 4 et 5 permettent également d'assurer ledit maintient en suspension du révélateur à l'intérieur du réservoir 5 : le dispositif d'agitation y est constitué par des ailettes 24 tournantes et entraînées par un moteur extérieur 21. Quelque soit le dispositif d'agitation ainsi retenu, parmi les trois solutions décrites précédemment et peut-être d'autres, ledit réservoir 31 comme indiqué précédemment peut être muni d'un dispositif garantissant l'alimentation constante du pulvérisateur 1 en toutes positions. Pour cela deux exemples sont représentés sur les figures 3 et 5 tels que respectivement - une masselotte 18 faisant balancier à l'intérieur du réservoir 7 et tournant autour de l'orifice 29 de sortie et d'entrée du révélateur 9,10, et réalisée dans une des parois latérales et maintenue verticale dudit réservoir, reste ainsi toujours verticale quant on incline le pulvérisateur autour de l'axe de l'orifice 29 de rotation de la masselotte 18 ; à l'intérieur de celle-ci passent, en traversant également la paroi du réservoir par l'orifice 29, et débouchent dans le réservoir 31 d'une part, vers le haut, le conduit de remplissage 32 du révélateur et de mise en pression, et d'autre part, vers le bas le conduit d'alimentation 23 ; ladite masselotte 18 est supportée dans l'orifice 29 réalisé dans une des parois fixes du réservoir 31 par un ensemble de roulement à billes 22 assurant également l'étanchéité, de même en ce qui concerne l'enveloppe tournante 20 quand ces deux moyens sont combinés ensembles suivant l'exemple de la figure 3. Dans ce mode de réalisation le maintien en pression du réservoir 31 peut être assuré par une mise en air sous pression par le conduit 32 de remplissage qui doit donc être toujours dirigé vers le haut du réservoir 31 où se situe la bulle d'air comprimé poussant le révélateur dans le conduit 15 dont l'extrémité étant ainsi toujours à la partie inférieure du réservoir reste immergé dans le révélateur 10 - une paroi du réservoir 31 peut comporter une membrane 25 déformable vers l'intérieur de celui-ci sous la poussée d'un système à ressort 28 recouvert par ladite membrane 25 et assurant le maintien de la pression dans le réservoir 31 quelque soit la quantité de fluide restant dans celui-ci ; le contrôle du volume restant pouvant être réalisé par tout dispositif de mesure 26 du déplacement de ladite paroi déformable 25 ; dans ce mode de réalisation, le conduit de remplissage 32 peut être obturé par exemple par un clapet antiretour 272 pendant toute la durée de l'opération, sans injection de fluide (gaz ou liquide) sous pression. Le maintien en pression dans ledit réservoir 31 est nécessaire pour compenser les pertes de charge et la différence de pression hydrostatique entre celui-ci et la chambre d'homogénéisation à travers le conduit 23 : la pression nécessaire est telle qu'à la sortie par l'orifice d'éjection 11 du révélateur dans la tête de pulvérisation, la pression à cet endroit là soit de l'ordre de la pression atmosphérique. Par contre, la pression d'alimentation en air de ladite tête d'éjection par le conduit 8 est comprise entre 1 et 2 bars pour assurer par effet VENTURI l'aspiration et donc l'éjection dudit révélateur en sortie de l'orifice d'éjection 11. La figure 4 est un exemple de réalisation d'un réservoir 31 équipé d'un moyen d'agitation 24 mais ne permettant des opérations que dans une seule position puisque l'extrémité du conduit de remplissage 32 équipé par exemple d'un clapet antiretour 272 servant également de contrôle de pression par rajout de gaz à pression donnée, doit rester toujours dirigée vers le haut pour déboucher dans la poche d'air maintenue ainsi sous cette pression donnée Afin de garantir la propreté du système, divers dispositifs auxiliaires peuvent être rajoutés tel qu'en particulier - le conduit 23 d'alimentation du fluide vers la chambre d'homogénéisation 7 peut être équipé d'un deuxième conduit ; ces deux conduits sont équipés de soupape, robinet, clapet anti retour, ou/et vanne d'isolation 271 permettant d'injecter en particulier en fin de séquence de pulvérisation du révélateur un produit nettoyant 9 telle que de l'eau, de l'air, ou le solvant lui-même du révélateur 10, tel que représenté sur la figure 1.; - un dispositif d'arrêt d'injection d'air disposé sur le conduit d'arrivée 8 de celui-ci qui débouche directement dans un conduit 30 annulaire entourant au moins l'extrémité de celui 15 de pulvérisation du révélateur 10 - un volet obturateur non représenté sur les présentes figures venant se placer devant la buse 12 d'éjection et s'escamotant par tout moyen motorisé afin d'obtenir des départs et des arrêts de pulvérisation francs ; en effet d'une part le jet de révélateur met un certain temps à s'établir et d'autre part lorsque l'on nettoie le dispositif en particulier avec le solvant, la pièce ne doit pas recevoir de jet de celui-ci pour ne pas fausser les mesures ultérieures. REVENDICATIONS 1. Dispositif de pulvérisation de révélateur (10) de ressuage comportant au moins une tête (1) de pulvérisation dotée d'une buse d'éjection (12) dudit révélateur équipée d'une aiguille (3) centrée suivant son axe, et d'un corps (16) apte à être fixé sur tout support de manipulation, caractérisé en ce que la tête de pulvérisation (1) comporte en outre - un gicleur d'air (2) entourant l'orifice (11) d'éjection du révélateur débouchant dans la buse d'éjection (12), - une chambre (7) d'hamogénéisation du révélateur (10) alimentant directement ladite buse (12), montée sur le corps (16) et alimentée elle-même par un réservoir antidécantation (31) à travers un conduit (23) de longueur maximum égale à un mètre, - au moins un dispositif vibrant (5). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif vibrant (5) est monté sur la chambre d'homogénéisation (5) et est un émetteur à ultrasons. 3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux dispositifs vibrants (5) dont le deuxième (51) est monté vers l'extrémité du conduit (15) d'éjection entre la chambre d'homogénéisation (5) et la buse (12). 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une partie du conduit (15) d'éjection du révélateur et/ou une partie de l'aiguille (3) qui traverse ladite chambre (7) sont réalisées en matériaux magnétostrictifs (14) et constituent ledit dispositif vibrant (5) en combinaison avec au moins une bobine d'excitation externe (13). 5. Dispositif suivant l'une quelconque de revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'agitation permanente du révélateur stocké dans ledit réservoir (31) antidécantation avant d'alimenter la chambre (7) d'homogénéisation à travers le conduit (23). 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit réservoir (31) antidécantation comporte une enveloppe (20) tournante autour de l'orifice (29) de sortie d'entrée du révélateur dans ce réservoir (31), et équipée d'ailettes (19). 7. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif d'agitation du révélateur dans le réservoir (31) est constitué par des ailettes (24) tournantes à l'intérieur de celui-ci. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le réservoir (31) contient une masselotte (18) faisant balancier tournant autour de l'orifice (29) de sortie et d'entrée du révélateur et réalisée dans une des parois latérales, et maintenue verticale, dudit réservoir, laquelle masselotte (18) restant ainsi toujours verticale, et à l'intérieur de laquelle passent et débouchent dans le réservoir (31) d'une part, vers le haut, le conduit de remplissage (32) du révélateur et de mise en pression, et d'autre part, vers le bas, le conduit d'alimentation (23). 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une paroi du réservoir (31) comporte une membrane (25) déformable vers l'intérieur dudit réservoir sous la poussée d'un système à ressort (28) recouvert par ladite membrane (25). 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite aiguille (3), dont une extrémité est centrée dans la buse d'éjection (12), est solidaire vers son autre extrémité d'un moyen (6) mobile apte à assurer son déplacement linéaire à l'intérieur de ladite buse.