Les méthodes d’essai expliquées : destructif, non destructif – et dans quelle étendue on contrôle

Destructif ou non destructif : la différence de fond

Les essais destructifs sont réalisés sur des éprouvettes prélevées sur le produit ou sur l’unité de contrôle spécifiée, et qui sont consommées par l’essai. Leurs résultats – pour partie des valeurs caractéristiques comme la limite d’élasticité et la ténacité, pour partie le constat « satisfaisant » d’essais technologiques – valent pour toute l’unité de contrôle (souvent une coulée ou un lot) et figurent dans le certificat de réception. Les essais non destructifs (END), eux, examinent la pièce elle-même sans l’endommager – c’est la seule façon de contrôler à 100 %, par exemple les soudures d’un raccord.

Les essais destructifs : les classiques

• Essai de traction (aujourd’hui ISO 6892-1, anciennement EN 10002-1) : limite d’élasticité, résistance à la traction, allongement.
• Essai de flexion par choc (ISO 148-1, anciennement EN 10045-1) : ténacité, exigences typiques 27 J ou 40 J à une température d’essai spécifiée – la base de la logique TR1/TR2 des tubes.
• Essai de dureté : contrôle ponctuel rapide ; dans certaines normes, il remplace l’essai de traction en dessous de certaines limites.
• Essais sur anneaux pour les tubes (essai d’aplatissement, essai de traction sur anneau, essai de dilatation d’anneaux, essai d’évasement) : essais technologiques dont la norme fixe les limites d’application selon le diamètre et l’épaisseur de paroi – ils montrent si le tube se déforme sans fissurer.
• Analyse chimique (à strictement parler pas un essai destructif, mais elle fait partie du même ensemble de preuves) : l’analyse de coulée du fabricant, sur demande une analyse sur produit faite sur la pièce livrée ; complétée sur place par le contrôle anti-confusion PMI, au pistolet à spectrométrie ou à fluorescence X. Important : les appareils portables à fluorescence X ne mesurent pas le carbone – pour les distinctions qui dépendent du carbone (par exemple les nuances L), il faut la spectrométrie d’émission optique (OES) ou des méthodes LIBS adaptées.

Les six méthodes END courantes

Le ressuage en pratique : les trois étapes bien connues, à la bombe aérosol – nettoyant, pénétrant rouge, révélateur blanc. Le révélateur fait ressortir le pénétrant entré dans les fissures et les rend visibles sous forme de lignes rouges. C’est la méthode courante là où la magnétoscopie n’est pas possible ou pas pratique – par exemple sur les aciers inoxydables austénitiques, l’aluminium et les alliages de nickel. (L’acier duplex, soit dit en passant, est magnétique en raison de sa teneur en ferrite – là, le choix de la méthode suit la tâche de contrôle et la spécification de contrôle.)

Règles pratiques de choix : matériau magnétisable → magnétoscopie (rapide, détecte dans une mesure limitée les défauts proches de la surface en plus de la surface) ; non magnétisable → ressuage. Défauts volumiques (soufflures, laitier) → radiographie ; défauts plans (fissures, manques de fusion) → ultrasons. Des variantes modernes comme les ultrasons multiéléments (phased array) et le TOFD peuvent compléter la radiographie ou – là où le code et la spécification le permettent – la remplacer, car elles n’exigent pas de zone de radioprotection et livrent des images enregistrables.

Essai d’étanchéité : classiquement sous forme d’essai de pression hydraulique chez le fabricant ; dans les essais au gaz, un produit moussant de détection de fuites (« spray détecteur de fuites ») rend les fuites visibles par des bulles. Pour les petites dimensions de tubes, de nombreuses normes admettent le contrôle électromagnétique (courants de Foucault) à la place de l’essai hydraulique.

« Quel pourcentage est contrôlé ? » – c’est la norme qui décide

Il n’y a pas de pourcentage forfaitaire : l’étendue des contrôles est fixée dans la norme de produit, dans le code et dans la commande – et elle peut aller du prélèvement par sondage au contrôle complet. Trois exemples de cette logique :

• Raccords (EN 10253-2) : la norme de produit précise quelles soudures de fabrication sont à contrôler, par quelle méthode et dans quelle étendue – selon la catégorie d’essai, le procédé de fabrication et les options commandées.
• Tubes soudés : le contrôle habituel de la soudure par ultrasons selon la série ISO 10893, avec des défauts de référence dont la taille est un pourcentage de l’épaisseur de paroi, échelonnés en niveaux d’acceptation (niveaux U) – le niveau est spécifié à la commande.
• ASME B31.3 (tuyauteries de procédé) : l’étendue dépend de la catégorie de service du fluide, du type de soudure et des prescriptions de l’étude – de la radiographie par sondage au contrôle complet, avec un contrôle progressif : si un sondage échoue, d’autres soudures du même soudeur sont examinées.

Deux règles pratiques valent partout : les indications de fissure ne sont en principe pas acceptables selon les critères d’acceptation usuels pour les composants sous pression et conduisent régulièrement au rebut – font foi les critères de la norme ou de la spécification convenue dans chaque cas. Et : sans documentation traçable (rapport, qualification de l’opérateur, étalonnage), un contrôle n’est pas opposable aux donneurs d’ordre et aux représentants de la réception. La qualification de l’opérateur est elle-même normalisée (p. ex. ISO 9712, trois niveaux, certificats à durée limitée).