Les jauges d'épaisseur de feuil sec (DFT) portatives sont des instruments d'inspection courants utilisés par les applicateurs et les inspecteurs. Avec un minimum de soin et d'entretien, il est possible de compter sur les instruments mécaniques et électroniques pour fournir de nombreuses années de service précis et fiable.
Une bonne utilisation commence par la lecture du manuel. Tous les instruments présentent de subtiles différences opérationnelles. Notez la marque, le modèle, le numéro de série et la date d'achat à l'intérieur du manuel, et surlignez les conseils d'entretien et de calibration.
Il y a de fortes chances pour que votre entourage confonde les termes « calibration » et « intervalle de calibration ». Ils seraient surpris d'apprendre non seulement qu'ils ne peuvent pas calibrer leur jauge, mais aussi qu'il n'y a généralement aucune obligation de recertification annuelle.
La norme ASTM D7091 définit la calibration comme « le processus de haut niveau, contrôlé et documenté, consistant à obtenir des mesures sur des étalons de calibration traçables sur toute la plage de fonctionnement de la jauge, puis à effectuer les ajustements nécessaires de la jauge (le cas échéant) pour corriger toute condition hors tolérance. » Elle précise ensuite que la calibration « est réalisée par le fabricant de l'équipement, son représentant autorisé ou par un laboratoire de calibration accrédité dans un environnement contrôlé en utilisant un processus documenté. »
Une calibration donne souvent lieu à l'émission d'un document appelé Certificat de calibration (Figure 1). Ce document enregistre les résultats de mesure réels et toutes les autres informations pertinentes relatives à la réussite de la calibration d'un instrument, et démontre clairement la traçabilité par rapport à un étalon national. Les cahiers des charges exigent souvent la preuve d'une calibration récente.
La recalibration (ou recertification) est requise périodiquement tout au long du cycle de vie d'un instrument, car la précision de la plupart des appareils de mesure se dégrade avec l'utilisation. Un intervalle de calibration est la période établie entre les recalibrations d'un instrument. Conformément aux exigences de la norme ISO 17025, la plupart des fabricants n'incluent pas d'intervalles de calibration dans leurs certificats de calibration. Pourquoi ? Parce qu'ils ignorent la fréquence d'utilisation de la jauge, l'environnement dans lequel elle est utilisée et le soin qui lui est apporté.
Si vous n'avez pas d'expérience avec un instrument, un an constitue un bon point de départ pour l'intervalle entre les calibrations. Celui-ci peut être ajusté en fonction de l'expérience et de vérifications régulières (voir ci-dessous). Les clients disposant d'instruments neufs peuvent utiliser la date d'achat de l'instrument comme point de départ de leur premier intervalle de calibration. L'effet négligeable de la durée de conservation en stock minimise l'importance de la date exacte figurant sur le certificat de calibration.
Un certificat de calibration ne garantit pas que la précision sera maintenue pendant toute la durée de l'intervalle de calibration. Une myriade de facteurs affecte négativement le fonctionnement de la jauge dès l'ouverture de la boîte. C'est pourquoi la plupart des normes exigent une vérification régulière de la précision.
Pour se prémunir contre des mesures prises avec une jauge imprécise, la précision et le fonctionnement doivent être vérifiés avant chaque utilisation, généralement au début de chaque quart de travail. Cette vérification doit être renouvelée lorsqu'un grand nombre de mesures est effectué, ou si la jauge est tombée ou s'avère suspecte de fournir des résultats erronés.
Les contrôles de précision sont réalisés en mesurant des étalons de référence traçables : cales étalons ou étalons métalliques revêtus. La moyenne d'une série de lectures doit se situer dans les limites des tolérances combinées de la jauge et de l'étalon de référence (Figure 2).
La traçabilité est l'aptitude à relier le résultat d'une mesure à un étalon international fixe, communément admis comme correct, par l'intermédiaire d'une chaîne ininterrompue de comparaisons. Cette chaîne se compose généralement de plusieurs étalons de mesure appropriés, dont la valeur présente une précision supérieure et une incertitude inférieure à celle de l'étalon suivant.
La plupart des jauges d'épaisseur de feuil sec sont calibrées en usine pour offrir de bonnes performances sur l'acier au carbone plat et lisse. Votre application peut être différente. De manière générale, quatre conditions affectent la précision et doivent être corrigées : la rugosité de surface, la géométrie (courbure, effet de bord), la composition (alliage métallique, propriétés magnétiques, température) et la masse (métal mince).
Pour éviter que ces facteurs ou tout autre facteur n'entraînent des imprécisions de jauge, vérifiez que la moyenne d'une série de mesures sur le substrat non revêtu se situe dans les tolérances de la jauge à zéro. Alternativement, vérifiez l'épaisseur connue d'une cale placée sur ce substrat non revêtu.
Auparavant, les normes industrielles déconseillaient d'effectuer des mesures à moins de 2,5 ou 5 centimètres (un ou deux pouces) d'un bord. Les sondes modernes peuvent généralement mesurer beaucoup plus près. En réalité, leur précision ne diminue généralement que lorsqu'elles surplombent le vide.
Vous vérifiez cela de la même manière que la plupart des autres problèmes : en mesurant le substrat non revêtu pour vérifier que la moyenne d'une série de mesures se trouve dans les tolérances de la jauge à zéro. Les couches de retouche (stripe coats) se prêtent souvent mieux à la mesure avec des micro-sondes conçues spécifiquement pour mesurer sur de petites surfaces.
Les surfaces en acier sont fréquemment nettoyées par projection d'abrasif avant l'application de revêtements de protection. Les mesures sur ces surfaces sont plus complexes que sur des surfaces lisses. L'effet sur les mesures de la jauge augmente avec la profondeur du profil et dépend également de la conception de la sonde et de l'épaisseur du revêtement.
On apprend aux utilisateurs que ce « profil d'adhérence » peut amener les jauges à afficher des valeurs élevées (Figure 3). Mais lorsqu'il s'agit d'ajuster l'appareil pour tenir compte de ce profil, chaque utilisateur semble avoir sa méthode favorite. Laquelle est la bonne ?
La norme SSPC-PA 2 propose plusieurs solutions selon le type d'instrument et la situation particulière. Des méthodes similaires sont suggérées par les normes ASTM D7091 et ISO 19840.
Les jauges mécaniques à traction (Type 1) possèdent des échelles non linéaires qui ne peuvent pas être ajustées. Par conséquent, la moyenne d'au moins dix mesures sur surface nue est calculée pour générer une lecture de métal de base (BMR). Cette valeur est soustraite des lectures ultérieures d'épaisseur de revêtement.
La plupart des jauges électroniques (de Type 2) peuvent être ajustées par l'utilisateur en suivant les instructions du fabricant. Une méthode courante consiste à simuler un revêtement recouvrant les crêtes principales du profil. Une cale d'épaisseur connue est placée sur le profil de surface et mesurée. La jauge est ajustée pour correspondre à l'épaisseur de cette cale.
Si l'accès au substrat non revêtu s'avère impossible, la norme ISO 19840 fournit des valeurs de correction à soustraire des lectures de DFT sur les degrés de profil ISO 8503 fin, moyen et grossier.
Maintenant que nous savons qu'il est d'usage courant d'ajuster une jauge à l'épaisseur d'une cale, il est important de savoir que cela peut introduire une erreur significative dans les lectures futures de la jauge.
Les instruments de mesure possèdent des déclarations d'exactitude ou de tolérance émises par le fabricant. Lorsque vous effectuez des ajustements de jauge sur des cales, les mesures résultantes de la jauge sont moins exactes. Par exemple, si l'exactitude d'une jauge correctement étalonnée est de ± 1 % et que l'épaisseur de la cale est exacte à ± 5 % près, la tolérance combinée de la jauge et de la cale sera légèrement supérieure à ± 5 %, tel que l'indique la formule de la figure 4.
Une fois la jauge mise en service, il est possible d'éviter bon nombre de problèmes en procédant à des examens visuels réguliers de la sonde. Recherchez tout dommage évident, en particulier sur la surface de mesure ou sur le câble de la sonde. Les sondes à pression constante doivent pouvoir se déplacer librement de haut en bas. Les sondes endommagées, éraflées ou usées doivent être testées pour vérifier leur exactitude sur des étalons de référence et remplacées si nécessaire. La limaille de métal, la poussière et la peinture doivent être soigneusement éliminées à l'aide d'un chiffon.
Évitez une exposition prolongée à des surfaces chaudes et laissez la sonde refroidir entre les mesures. Traitez les surfaces rugueuses avec précaution en abaissant délicatement la sonde et ne la faites jamais glisser latéralement, à moins qu'elle n'ait été conçue à cet effet. Des cales en plastique d'épaisseur connue peuvent être placées sur ces surfaces pour offrir une certaine protection à la sonde. Soustrayez l'épaisseur de la cale de l'épaisseur mesurée et tenez compte de la tolérance de mesure supplémentaire résultant de l'utilisation de la cale.
Les signes indiquant qu'une sonde peut nécessiter une intervention comprennent des lectures inférieures aux prévisions (c'est-à-dire l'usure de l'embout de la sonde), des lectures supérieures aux prévisions (c'est-à-dire la présence de corps étrangers) et des mesures erratiques (c'est-à-dire la défaillance d'un composant).
Les instruments modernes sont conçus pour réduire l'influence de l'opérateur. Cependant, vous ignorez peut-être qu'une mauvaise manipulation de la sonde peut l'endommager.
Les jauges se déclinent en toutes sortes de formes et de tailles. Familiarisez-vous avec la bonne manière de tenir et d'utiliser votre modèle particulier. La majorité des instruments portatifs effectuent une seule mesure à la fois. Soulevez la sonde de la surface entre chaque mesure. Traîner la sonde réduit sa durée de vie.
Les mécanismes à pression constante intégrés dans la plupart des jauges de DFT électroniques modernes garantissent que la sonde se pose perpendiculairement à la surface et éliminent l'influence de la pression exercée par l'opérateur sur le résultat de la mesure. Tenir la sonde de manière incorrecte neutralise ces mécanismes et peut réduire sa durée de vie. Cela peut entraîner des lectures élevées lorsque la sonde est inclinée ou des lectures basses lorsque la sonde est enfoncée dans des revêtements souples.
Les lectures sont-elles affectées par les émetteurs radio, le magnétisme résiduel provenant d'opérations de soudage, les grands moteurs ou les téléphones cellulaires ? Vous pourriez être surpris de savoir ce qui a une incidence et ce qui n'en a pas.
Les instruments de mesure de l'épaisseur de feuil sec qui mesurent sur de l'acier fonctionnent selon un principe magnétique. Il va donc de soi que l'exactitude de la jauge peut être affectée négativement par les variations des propriétés magnétiques inhérentes à l'acier. L'un de ces problèmes insidieux est le magnétisme résiduel, c'est-à-dire le magnétisme qui subsiste dans l'acier après le retrait d'un champ magnétique externe. Les pinces magnétiques et le découpage au plasma en sont deux exemples. Les tuyaux enfouis captent le magnétisme du champ magnétique terrestre au fil du temps. Cet effet n'est généralement pas prononcé et peut être supprimé par démagnétisation. Vérifiez son effet sur la jauge en mesurant le zéro sur l'acier non revêtu (ou l'épaisseur d'une cale placée sur l'acier non revêtu).
De puissants champs magnétiques parasites produits par des équipements électriques peuvent perturber le fonctionnement des instruments qui utilisent des principes magnétiques. Des lectures erratiques peuvent résulter de mesures effectuées sur des moteurs électriques ou à proximité d'un grand moteur lors de son démarrage. De fortes émissions électromagnétiques provenant de tours ou d'antennes radio peuvent également perturber le fonctionnement de l'instrument. Pour minimiser l'impact des champs électromagnétiques externes, assurez-vous que votre instrument de mesure de l'épaisseur de feuil sec est fourni avec une déclaration de conformité. La déclaration de conformité confirme que le fabricant a testé l'immunité de l'instrument contre la compatibilité électromagnétique (CEM) conformément aux normes internationales. La norme EN 61326-1:2013 est un exemple de cette norme.
Comme vous pouvez l'imaginer, il s'agit de cas limites peu probables. La vérification du fonctionnement de la jauge sur des étalons de référence connus dissipera la plupart des préoccupations.
Les termes « lecture » et « mesure » sont souvent utilisés comme des synonymes. La norme SSPC-PA 2 établit une distinction intéressante en définissant une « lecture » comme le résultat d'un instrument unique et une « mesure » comme la moyenne d'une série de lectures.
Il convient rarement de se fier à une seule lecture, qu'il s'agisse d'une détermination d'épaisseur ou d'un ajustement sur cale. Des lectures de jauge répétées, même en des points rapprochés, diffèrent souvent en raison des irrégularités de surface du revêtement et du substrat. La présence de débris sur la surface, les interférences électromagnétiques locales et une technique d'opérateur inadéquate ne sont que quelques-uns des autres éléments susceptibles d'altérer négativement les résultats.
Profitez de la fiabilité qu'offrent les statistiques. Effectuez plusieurs lectures. Écartez toute valeur anormalement élevée ou faible qui ne se répète pas de manière cohérente. La moyenne obtenue à partir des lectures de jauge acceptables est considérée comme la mesure de l'épaisseur du revêtement pour cet emplacement.
Les instruments modernes compensent de nombreuses sources d'inexactitude, mais pas toutes. Votre meilleure source de connaissances en matière de mesure de l'épaisseur de feuil sec demeure les instructions du fabricant, appuyées par leur réseau de soutien technique et les normes de l'industrie telles que celles émises par la SSPC, la NACE, l'ASTM et l'ISO.
DAVID BEAMISH (1955 – 2019), ancien président de DeFelsko Corporation, un fabricant basé à New York d'instruments de contrôle de revêtements portatifs vendus dans le monde entier. Il était diplômé en génie civil et possédait plus de 25 ans d'expérience dans la conception, la fabrication et la commercialisation de ces instruments de contrôle pour diverses industries internationales, notamment la peinture industrielle, l'inspection de la qualité et la fabrication. Il a animé des séminaires de formation et a été un membre actif de diverses organisations, notamment la NACE, la SSPC, l'ASTM et l'ISO.
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