L’analyse des défaillances est effectuée en examinant, testant et analysant systématiquement les composants afin d’identifier la cause et la séquence des événements qui conduisent à la défaillance d’un produit. Ces tests spécialisés peuvent varier considérablement en fonction du résultat obtenu. Ce processus comprend généralement les étapes suivantes :

1. Collecte d’informations sur le composant, son application et son historique
2. Examen visuel détaillé
3. Documentation photographique des composants et preuves visuelles
4. Essais non destructifs
5. Examen stéréoscopique à faible grossissement ou imagerie 3D
6. Examen par microscopie électronique à balayage (MEB) à fort grossissement
7. Spectrométrie d’analyse élémentaire/MEB
8. Coupe de l’échantillon pour la microanalyse métallographique
9. Métallographie
10. Essais de dureté
11. Analyse chimique
12. Essais mécaniques
13. Examen détaillé des preuves et des données
14. Formulation d’une conclusion et d’un avis professionnels
15. Rapport interopérationnel de nos constatations et recommandations

La corrosion est un phénomène de réaction chimique qui entraîne la dégradation du matériau et peut entraîner des défaillances graves ou catastrophiques. L’ingénierie d’investigation de la corrosion consiste à collecter des échantillons de défaillance de corrosion et à les analyser pour déterminer la source (cause profonde) et la gravité de la corrosion. Sur la base de ces analyses, nous fournissons des avis d’experts et des recommandations pour l’assainissement et la prévention de la corrosion. L’équipe d’essai et d’investigation des matériaux de Rimkus est spécialisée dans l’ingénierie d’investigation de la corrosion et les techniques analytiques utilisées pour identifier les mécanismes de corrosion. Nous avons l’expertise nécessaire pour recommander des alliages ou des revêtements plus résistants à la corrosion pour une application ou un environnement particulier afin d’éviter les problèmes de corrosion récurrents. Notre système de spectroscopie à rayons X (EDS) à dispersion d’énergie peut analyser les dépôts de corrosion pour identifier l’agent corrosif. Nous avons également l’expertise et les capacités nécessaires pour proposer des tests accélérés de brouillard salin et d’autres tests de corrosion afin de déterminer l’adéquation des matériaux et des revêtements à des environnements spécifiques.

Une quantité importante d’ingénierie métallurgique est nécessaire pour produire avec succès des soudures solides dans les applications mécaniques et structurelles. Nous pouvons fournir des tests de qualification de soudeur et de procédure de soudage pour garantir la conformité à une grande variété de spécifications industrielles telles que celles établies par l’American Welding Society (AWS) et l’American Society of Mechanical Engineers (ASME). Nous effectuons des essais de soudure pour évaluer la solidité, la ténacité, la fragilité, la dureté et d’autres propriétés des soudures avant le début de la production. Notre équipe enquête également fréquemment sur les défaillances de soudure afin de déterminer la cause profonde de la rupture ou de la dégradation de la soudure sur le terrain. Qualifications du soudeur et du procédé de soudage :

• Essais de pliage
• Essais Charpy Impact (CVN)
• Pénétrant fluorescent
• Inspection visuelle
• Tests de macro-gravure
• Traction

Notre microscope électronique à balayage (MEB), avec l’ajout du spectromètre à rayons X à dispersion d’énergie (EDS), peut examiner et analyser des échantillons à des grossissements allant généralement de 5X à 20 000X. À l’aide de notre microscope électronique à balayage à la pointe de la technologie, nos experts peuvent tout analyser, de la microstructure et de la surface de fracture aux produits de corrosion, aux piqûres et aux impuretés dans le matériau. La topographie de la surface de fracture révélée à un grossissement accru peut révéler une quantité exorbitante d’informations :

• Type de contrainte (traction, cisaillement, torsion)
• Mode de rupture (ductile, cassant, fatigue, surcharge)
• Direction de propagation de la fracture
• Zone et mécanisme d’initiation de la fracture
• Contamination à l’intérieur de la microstructure
• Analyse élémentaire des produits de corrosion et des dépôts
• Composition élémentaire de très petites pièces
• Facteurs liés à la fabrication ou à la réparation qui ont contribué à la défaillance
• Autres facteurs liés à la cause de la défaillance

Le laboratoire d’essais et d’investigation des matériaux Rimkus dispose de deux systèmes commerciaux SEM/EDS strictement dédiés à l’analyse des matériaux et aux études de corrosion.

L’utilisation d’un microscope électronique à balayage (MEB) avec un spectromètre à rayons X à dispersion d’énergie (EDS) est une technique analytique avancée qui permet à l’opérateur d’identifier la caractérisation chimique/l’analyse élémentaire des matériaux. L’analyse EDS permet d’identifier la composition élémentaire de particules fines à microscopiques ou de régions plus grandes à la surface des échantillons. Au cours d’un examen MEB, les emplacements, les dépôts ou les zones d’intérêt sont analysés à l’aide d’un EDS fixé au microscope électronique à balayage. La microanalyse EDS est réalisée en mesurant l’énergie et l’intensité des signaux générés par un faisceau d’électrons focalisé balayé à travers l’échantillon. Carte à points élémentaires Le mappage des éléments mesure les distributions élémentaires individuelles sur la surface exposée d’un échantillon. En règle générale, cette technique produit une analyse d’un champ de vision en utilisant le faisceau d’électrons à balayage en conjonction avec le détecteur EDS, dans un motif de grille pour produire une carte. Cette analyse est particulièrement précieuse pour identifier la contamination, les couches de revêtement/placage, la diffusion pendant le soudage et les produits de corrosion.

Les experts en essais et enquêtes sur les matériaux de Rimkus utilisent une variété de techniques d’essais non destructifs, notamment :

• Spectroscopie à dispersion d’énergie (EDS)
  • Microscopie électronique à balayage (MEB)
• Profil de surface 3D haute résolution
  • Mesures de profil 3D
  • Finition de surface/rugosité
• Ressuage (PT)
  • Différents types de méthodes de PT liquide sont utilisés pour détecter les défauts de matériaux ouverts à la surface ou pour détecter les fissures de surface ouvertes. Des colorants rouges ou des pénétrants fluorescents sont utilisés ainsi que divers types de révélateurs humides et secs.
• Inspection par magnétoscopie (MPI)
  • Procédé de détection de discontinuités de surface et de sous-surface peu profonde dans des matériaux ferromagnétiques
• Dureté portable
  • Rockwell, Brinell, Leab
• Inspection visuelle et à faible grossissement
• Spectromètre portable à fluorescence X (XRF)

La métallographie est l’étude des microstructures des matériaux métalliques. Les propriétés d’un matériau et ses performances dans une application spécifique dépendent de sa microstructure. Rimkus utilise de nombreux types et grossissements de microscopes optiques et numériques à haute résolution au cours du processus d’examen métallurgique. L’analyse de la microstructure d’échantillons en coupe transversale permet de déterminer les propriétés des matériaux, la propagation des fractures, la morphologie des piqûres de corrosion, le traitement thermique, la qualité et l’épaisseur du placage et du revêtement, la taille des grains, les dommages causés par la surchauffe, la contamination des matériaux, les caractéristiques des défauts, la qualité des soudures, les défauts de conception de fabrication et les mécanismes de défectuosité. L’équipe d’essai et d’investigation des matériaux de Rimkus possède une formation et des connaissances avancées dans les procédures/processus de préparation métallographique, de la section et du montage de l’échantillon aux étapes de meulage et de polissage jusqu’aux techniques de sélection et de gravure appropriées du matériau testé. Notre personnel de laboratoire expert est réputé pour fournir des techniques de préparation d’échantillons métallurgiques et leurs interprétations subséquentes à des clients de partout au pays.

Au cours de la fabrication, des défauts peuvent être introduits à plusieurs étapes de la fabrication. Soutenus par l’équipement analytique avancé nécessaire, la formation d’experts et l’expérience, les experts en essais et enquêtes sur les matériaux de Rimkus effectuent des enquêtes de haut niveau sur les défauts afin d’identifier l’étape de traitement spécifique au cours de laquelle un défaut s’est produit. Nos experts interpréteront non seulement les résultats, mais pourront également vous fournir des recommandations pour prévenir les défauts futurs. En fournissant une enquête de haute qualité sur les défauts ainsi que d’autres méthodes d’analyse des matériaux, notre équipe peut déterminer si un produit a échoué en raison de défauts ou de défauts produits dans le processus de fabrication ou si la défaillance a été causée lors d’une utilisation normale ou anormale.

Les experts de Rimkus ont une vaste expérience des essais mécaniques pour déterminer la conformité des matériaux aux normes et spécifications applicables. Nous avons une connaissance approfondie de la méthodologie des essais mécaniques et sommes hautement qualifiés dans l’interprétation des résultats. Notre équipe peut effectuer des essais mécaniques et des essais de matériaux dans le cadre d’un programme d’assurance qualité, d’un programme d’ingénierie de fabrication, d’une analyse de défaillance ou pour la recherche et le développement de matériaux. Les essais peuvent être effectués selon les spécifications de l’ASTM ou d’autres normes reconnues par l’industrie. Des équipements d’essais mécaniques internes sont utilisés pour les essais de matériaux suivants :

• Essais de pliage
• Essais de traction
• Essais de compression
• Essais CVN (Charpy V-notch)
• Essais de microdureté (Knoop, Vickers)
• Dureté Rockwell
• Dureté Brinell

La rétro-ingénierie est la méthode d’identification et d’analyse des matériaux et des traitements utilisés pour fabriquer des composants afin de créer des produits aux propriétés identiques. En déterminant les propriétés des matériaux telles que la composition chimique, le traitement thermique, le type de revêtement et l’épaisseur du revêtement, la rétro-ingénierie peut être réalisée.

• Analyse chimique
  • Identifier la composition chimique des matériaux
• Métallographie/évaluation de la microstructure
  • Jeter
  • Forgé
  • Extrudé
  • Traitements de surface (nitrure, cémenté, etc.)
• Traitement thermique
  • Traverse de dureté ou de microdureté
  • Profondeur effective du boîtier
  • Microstructure
• Revêtements
  • Placage
  • Revêtement
  • Revêtements anodisés, phosphatés, de conversion, etc.

L’analyse chimique des métaux est un élément inestimable d’une analyse de défaillance ou d’une étude de corrosion. Utilisée à des fins multiples, l’analyse chimique est cruciale dans l’identification des difficultés de fabrication, le respect des exigences de contrôle de la qualité et la rétro-ingénierie des composants qui doivent être recréés. L’analyse et la vérification de la composition chimique du matériau garantissent que chaque composant ou matière première est produit conformément aux spécifications correctes de l’alliage de matériau. L’analyse de la composition chimique peut être effectuée à l’aide de diverses méthodes qui comparent les résultats aux normes industrielles appropriées, telles que ASTM, SAE, etc. Notre équipe d’experts analyse régulièrement le contenu en alliage d’un large éventail de matériaux, y compris, mais sans s’y limiter, le fer, l’acier, l’aluminium, le cuivre, le nickel, le zinc, le titane et le plomb. Pour les métaux, la technique de spectrométrie d’émission optique (OES) utilise une étincelle de haute énergie créée entre une électrode et un échantillon du matériau à analyser. L’étincelle crée une émission de rayonnement à partir de la surface excitée de l’échantillon avec des longueurs d’onde caractéristiques de la composition chimique élémentaire. Le spectre du rayonnement est séparé en lignes d’éléments distinctes et l’intensité de chaque ligne est mesurée. Enfin, ceux-ci sont convertis avec précision en valeurs de concentration pour chaque élément présent. L’OES continue d’être la technique de référence pour l’analyse chimique directe d’échantillons métalliques solides. La combinaison inégalée d’exactitude, de vitesse élevée, de précision, de stabilité et de fiabilité en a fait un outil indispensable pour la production et la vérification de produits métalliques de qualité.

La réplication métallographique sur le terrain est un test (semi) non destructif requis dans certaines applications où il n’est pas possible de mettre un composant hors service ou où la taille des composants interdit l’analyse en laboratoire. Diverses techniques de reproduction de milieux permettent à nos experts de créer une copie portable de la microstructure d’intérêt sur le terrain. La réplication consiste à enlever la surface du matériau par un léger meulage, suivi d’un polissage à l’aide de grains fins. Une fois que la surface est correctement polie et préparée, elle est ensuite gravée avec divers acides pour révéler la microstructure du matériau. Le milieu réplicatif est ensuite appliqué et laissé durcir. Une fois que le milieu de réplication est durci, il sera retiré de l’échantillon, renvoyé à notre laboratoire et analysé à l’aide d’une variété de microscopes. La réplication peut également être effectuée pour reproduire des surfaces pour l’état de surface ou d’autres tests, la reproduction de formes, de piqûres de corrosion, de fissuration ou de toute autre surface nécessitant une imagerie ou des mesures.

Avec sa platine entièrement automatisée de 6 x 11 pouces, la Keyence VR haute résolution améliore nos capacités de mesure et d’analyse de grands échantillons. Il peut être utilisé dans presque toutes les industries et à toutes les étapes de l’ingénierie, de la recherche et du développement à la production, et du contrôle de la qualité à l’analyse des défaillances et à l’investigation des défauts. Le Keyence VR n’est que l’une des nombreuses pièces d’équipement technologique et analytique de pointe que nous utilisons pour aider nos clients à comprendre leurs questions complexes.

• Mesure de profils complexes
  • Le Keyence VR peut scanner n’importe quel objet ou surface 2D ou 3D et fournir tout type de mesure de surface ou de profil 2D et 3D. Il permet également des mesures de finition de surface et de rugosité sans contact et l’évaluation de la planéité réelle de la surface.
• Finition de surface et rugosité
  • Les tests de finition de surface et de rugosité peuvent être réalisés dans notre laboratoire, ou in situ sur site, à l’aide de notre support de réplication haute résolution et sans retrait.
• Défaut et ajustement du produit
  • Un joint en caoutchouc a-t-il été mal installé ou était-il défectueux par le fabricant ? Le siège du joint correspondait-il aux dimensions du joint ? Nous pouvons utiliser les mesures de profil 3D haute résolution obtenues par le Keyence VR pour répondre à ces questions.
• Défauts de fabrication
  • Nous pouvons utiliser le Keyence VR pour l’évaluation des composants (tels que les raccords de plomberie) pour détecter des marques d’usure inhabituelles, des lignes de moulage, des déformations, des dommages aux filetages ou des piqûres de corrosion.
• Dommages environnementaux à la toiture
  • Les dommages causés aux bardeaux par la grêle dans l’environnement peuvent être difficiles à caractériser et à évaluer. Grâce à l’utilisation du Keyence VR, nous pouvons évaluer, caractériser et confirmer les dommages causés aux bardeaux de toiture.
• Analyse non destructive
  • Les mesures de profil 3D des engrenages et des bagues sont désormais possibles sans contrôle destructif. Cela permet à nos chefs de projet d’évaluer rapidement et efficacement les modèles d’usure avec une précision et une répétabilité élevées.
• Défauts de moule d’injection
  • Les moules d’injection et les matrices peuvent s’user de manière incorrecte, ce qui entraîne des défauts sur le produit final. Nous pouvons maintenant mesurer ces cicatrices d’usure et ces défauts pour caractériser et identifier les dimensions des moules et des matrices.