Contrôle par rayons X

Plus les exigences sont élevées…

plus les procédures de contrôle sont complexes et plus les coûts sont élevés. Cependant, pour détecter les défauts à l’intérieur d’un composant à contrôler (sans le détruire), la radiographie est actuellement la technique de pointe pour tous les matériaux que nous produisons. La radiographie permet de contrôler pratiquement tous les matériaux à la recherche de défauts. Les rayons X sont des ondes électromagnétiques dont la longueur d’onde est de l’ordre du nanomètre et la fréquence d’environ 10-17 à 10-22 Hz. Il s’agit donc d’un rayonnement à ondes très courtes et à haute énergie.

Fréquences élevées et faible amplitude

Le contrôle conventionnel par rayons X ou radiographie (selon la norme DIN EN 12681 (2003-06, en liaison avec la norme VDG P541 82001 pour les pièces à parois épaisses) et ASTM E689-10) est un procédé non destructif permettant de contrôler en deux dimensions les composants à la recherche de défauts internes. En raison de leur fréquence élevée et de leur petite longueur d’onde, les rayons X peuvent pénétrer dans n’importe quelle matière. La pénétration des rayons se fait toujours en ligne droite, les rayons X ne peuvent pas être déviés.

Cependant, lorsqu’ils traversent un corps, les rayons sont affaiblis par les atomes. Il en résulte une absorption et une diffusion du rayonnement. L’intensité de l’affaiblissement dépend de l’énergie du rayonnement, ainsi que des dimensions (épaisseur) et des propriétés physiques (densité) du matériau irradié. Les défauts du matériau, tels que les fissures, les inclusions, les hétérogénéités, etc., provoquent, en raison de la densité différente du matériau à l’endroit concerné par rapport au matériau sans défaut, un affaiblissement du rayonnement différent de celui provoqué par le matériau sans défaut. Ce phénomène est exploité à l’aide d’un dispositif d’enregistrement (le film radiographique) qui enregistre l’intensité du rayonnement résiduel derrière le corps testé.

Films radiographiques

Les échantillons sont exposés à un rayonnement électromagnétique à haute énergie qui traverse le composant. La position et l’intensité de la source de rayonnement sont spécifiées par la norme. Les hétérogénéités, les défauts, les fissures ou les épaisseurs de matériau divergentes, mais aussi les défauts de surface (non pertinents pour le contrôle des défauts internes) entraînent une atténuation variable du rayonnement traversant, qui est enregistrée sous forme de différence de valeur de gris d’images bidimensionnelles à l’aide de films (ou de feuilles) positionnés derrière l’échantillon (et doit être documentée dans le plan de positionnement du film). L’évaluation des films/feuilles radiographiques ainsi réalisés s’effectue visuellement.

La méthode la plus sûre pour les composants critiques pour la sécurité

Dans le passé, les pièces moulées soumises à des contraintes élevées étaient principalement fabriquées en acier moulé. Par conséquent, les réglementations utiles pour l’évaluation des indications lors du contrôle non destructif concernent presque exclusivement l’acier moulé. Les réglementations actuelles sont donc soumises à des modifications constantes. En principe, conformément à la norme DIN EN 12681, l’évaluation doit être effectuée à l’aide des séries d’images de référence correspondantes pour les matériaux et les plages d’épaisseur de paroi. À ce jour, la norme DIN 12681 fait exclusivement référence aux normes ASTM (cf. tableau), là encore pour les « pièces moulées en acier ».

La détermination d’une classe de qualité ou d’un niveau de qualité pour un composant / la zone critique d’un composant incombe au constructeur sur la base de son expérience avec des composants similaires et, en particulier, pour les composants liés à la sécurité, sur la base d’analyses de charge correspondantes. Une telle spécification dépend toujours du composant et de l’application ; même pour les fusées d’essieu dans le secteur automobile, il est donc tout à fait courant de distinguer les zones critiques et non critiques sur l’ensemble du composant et de spécifier également des niveaux de qualité différents.

En d’autres termes, on peut fixer des exigences de qualité extrêmement élevées pour un composant critique pour la sécurité et payer le prix fort en termes de coûts de contrôle dans la série et, pour chaque pièce installée, avec un taux de rebut élevé (inclus dans le calcul) – ou bien on peut aborder la question de manière beaucoup plus détendue et plus pratique. En principe, le résultat du contrôle est toujours subjectif, c’est-à-dire qu’il dépend du contrôleur, présente souvent des évaluations mixtes et ne peut constituer qu’un élément parmi d’autres pour garantir la qualité d’un composant, car une analyse de surface est utilisée pour vérifier le volume du composant.