Analyse chimique (PMI) et contrôle matière sur site

Détermination de la nature d'un alliage métallique par différentes techniques d'analyses

Contrôler un matériau de manière non destructive peut se faire en utilisant différentes techniques. Les premières sont des techniques d’analyse chimique, auxquelles on peut ajouter si besoin un contrôle complémentaire de la dureté, de la microstructure, de la santé interne, ...

Les buts des contrôles matières sur site sont divers :

      • Vérification des matériaux utilisés (plus particulièrement des aciers inoxydables, des bases nickel, des alliages de titane, ...)

      • Tri sur parc

      • Réparation de pièces ou de systèmes

      • Détermination des matériaux utilisés dans des installations anciennes (matière inconnue)

      • Calcul de la résistance mécanique d'une structure

 

Analyse chimique et PMI

      • Spectrométrie d’émission optique mobile (SEO)

Il s'agit d'un procédé d’analyse chimique in situ, qui nécessite que des programmes spécifiques aient été préalablement étalonnés à l’aide de matériaux « MRC » (Matériaux de Référence Certifiés). Cette technique peut donc se substituer à une analyse en laboratoire par des méthodes référencées.

Dans les conditions optimales, la quantification du carbone est possible, ainsi que celle du soufre et du phosphore (analyse sous argon).

Notre appareil de spectrométrie SEO dispose de nombreux programmes d’analyse : aciers, aciers inoxydables, fontes, bases nickel, cuivreux, bases aluminium et bases titane.

 

Contrôle par SEO sur site d’anciennes installations dont le matériau est inconnu (fonte ou acier)

 

      • Spectrométrie de fluorescence X (SFX)

Cette technique rapide est particulièrement adaptée à l’identification et au dosage semi-quantitatif des éléments constituant un alliage ou un matériau minéral (matériau géologique, résidu, …). Elle est principalement utilisée lors des opérations de PMI (Positive Material Identification). Son avantage est de détecter tous les éléments présents, mais elle ne permet pas le dosage qualitatif des éléments traces, ni celui des éléments les plus légers (détection à partir du sodium Na). Par ailleurs, elle ne peut se substituer à une analyse en laboratoire par des méthodes référencées. La précision et la justesse de l’identification dépendent du temps de mesure, de la dimension, ainsi que de la géométrie de la pièce à contrôler.

Notre appareil de spectrométrie SFX comporte plusieurs modes d’analyse (métaux, sols, minerais) étalonnés par le constructeur. Il dispose également d’une caméra qui permet de bien cibler la zone d’analyse, ce qui est important, par exemple, dans le cas des cordons de soudure ou de petites pièces insérées.

 

      • Préparation de la surface d'analyse : 

On parle rarement de l’importance de la préparation de la surface à analyser. C'est pourtant une des étapes clés de la réalisation d’une « bonne analyse chimique » :

          • Surface propre, plane et d’une certaine « rugosité » (obtenue par polissage mécanique)
          • Dimension minimum de la surface à analyser de 20x20mm

 

Vérification par SFX de la présence ou non d’un revêtement de type TiN

 

Contrôle matière

La mesure de la dureté est l’une des caractéristiques métallurgiques les plus simples à mesurer et la norme de conversion NF EN 18265 permet d’obtenir facilement un ordre de grandeur de la résistance mécanique.

Le Cetim-Cermat dispose de deux appareils portables mobiles, l’un fonctionnant selon le principe de rebond de la bille et un autre fonctionnant par indentation à 5 kg de charge.

Quant au contrôle non destructif de la microstructure, il se fait par pose de répliques métallographiques. Cette technique de prise d’empreinte nécessite une préparation de surface soignée (polissage au grain 1µm environ). Enfin, l’attaque métallographique (chimique ou électrolytique) permet de révéler la microstructure de l’alliage concerné.

Les répliques métallographiques peuvent être utilisées pour de nombreux diagnostics, tels que :

      • Discrimination d'une fonte d'un acier
      • Observation de la microstructure en ZAT d'une soudure
      • Détermination du type de fissure (trans- ou inter-granulaire)
      • Vérification de l’état de vieillissement d’un acier inoxydable réfractaire (phase sigma)
      • Vérification de l’intégrité de la structure métallographique lors d’une surchauffe (chaudière par exemple)


Exemples d'application

      • Analyse SEO + dureté : Caractérisation d’un acier non allié en vue d’une réparation et établissement d’un QMOS (Qualification de Mode Opératoire de Soudage)
      • Analyse SEO : Vérification de l’alimentarité d’un alliage d’aluminium ou d’un acier inoxydable
      • Analyse SFX : Contrôle après fabrication, avec validation des nuances prévues d’aciers inoxydables et bases nickel
      • Analyse SFX : Validation des nuances selon cahier des charges du client
      • Analyse SEO + répliques métallographiques : Identification d’anciennes pièces en acier non allié ou en fonte
      • Analyse SFX : Vérification de la présence ou non d’une couche de galvanisation sous une couche de peinture

CETIM-CERMAT
21, rue de Chemnitz
BP 2278 - 68068 Mulhouse Cedex
Tél : 03 89 32 72 20 - Fax : 03 89 59 97 87