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La ferrite est une modification du fer à structure cubique centrée (α-Fe) que l'on trouve dans certains types d'acier, en particulier dans les aciers inoxydables duplex et austénitiques-ferritiques. La ferrite est magnétique et se caractérise par sa grande résistance à la corrosion et sa dureté. Les propriétés de l'acier dépendent en grande partie du rapport entre la ferrite et l'austénite. Une teneur équilibrée en ferrite peut, par exemple, améliorer la résistance à la corrosion sous contrainte et la soudabilité.
La mesure précise de la teneur en ferrite est cruciale pour les raisons suivantes :
Les mesureurs de teneur en ferrite fonctionnent généralement selon des méthodes d'induction magnétique ou ferromagnétiques. Les deux principes principaux sont décrits ci-dessous :
Méthode d'induction magnétique
Un champ magnétique est généré par une bobine. Lorsqu'un matériau ferritique se trouve dans ce champ, il modifie son inductance. Ce changement d'inductance est directement lié à la perméabilité magnétique et donc à la teneur en ferrite. Les appareils mesurent cette déviation et calculent le pourcentage de ferrite, exprimé en nombre de ferrite (FN) ou en pourcentage.
Saturation magnétique
Certains compteurs de ferrite exploitent la propriété des composants ferritiques qui peuvent être magnétisés jusqu'à saturation. Le flux magnétique généré par la ferrite est mesuré et converti en teneur en ferrite correspondante.
Lors du soudage des aciers inoxydables duplex et austénitiques, il est essentiel de contrôler la teneur en ferrite dans la zone affectée par la chaleur (ZAC) et dans le cordon de soudure. Ces deux types d'acier dépendent d'un équilibre adéquat entre leurs phases microstructurales afin de conserver des propriétés clés telles que la résistance à la corrosion, la ténacité et la résistance mécanique.
Cependant, pendant le soudage, les structures microstructurales sont altérées en raison de l'apport thermique. Si la teneur en ferrite après le soudage est trop élevée ou trop faible, cela peut entraîner des défauts dans le matériau, tels que des fractures fragiles, la formation de fissures ou une réduction de la résistance à la corrosion.
Utilisation d'un compteur de ferrite
Après le soudage, les soudures et les zones adjacentes sont inspectées à l'aide d'un compteur de ferrite. La mesure est effectuée par contact, à l'aide d'une sonde placée directement sur la surface de la soudure. Dans ce processus, la mesure est :
Les compteurs de ferrite affichent la teneur en ferrite directement sous forme de chiffres (FN) ou en pourcentage, et offrent souvent la possibilité d'enregistrer et de documenter les valeurs mesurées.
Dans des secteurs tels que l'industrie alimentaire, l'industrie chimique de transformation et l'industrie pharmaceutique, des exigences particulièrement strictes s'appliquent en matière de :
Les aciers inoxydables tels que l'AISI 304, 316L ou les aciers duplex sont fréquemment utilisés en raison de leur inertie vis-à-vis de nombreuses substances. Cependant, leurs propriétés protectrices dépendent fortement de leur microstructure exacte et donc de la teneur en ferrite du matériau.
Importance de la teneur en ferrite dans la qualité de l'acier inoxydable
La teneur en ferrite influence de manière décisive la résistance à la corrosion et la microstructure des aciers inoxydables utilisés :
Utilisation de mesureurs de teneur en ferrite dans le contrôle qualité
Le compteurs de ferrite est utilisé dans le traitement industriel de l'acier inoxydable aux points de contrôle suivants :
Lieux et objets typiques utilisés pour mesurer
La mesure est effectuée de manière non destructive, généralement ponctuellement ou sous forme de maillage le long des zones critiques. Les appareils modernes de mesure de la teneur en ferrite offrent une grande reproductibilité et sont spécialement conçus pour les environnements sensibles sur le plan hygiénique (boîtiers robustes, nettoyage facile et utilisation d'une seule main).
Les installations offshore, telles que les plateformes pétrolières et gazières, les parcs éoliens ou les pipelines, ainsi que la construction navale moderne, sont soumises à des exigences matérielles très strictes. Les composants utilisés sont constamment exposés à des environnements agressifs, tels que :
Pour résister à ces influences à long terme, on utilise souvent des aciers inoxydables (par exemple, des aciers duplex, super duplex et des aciers austénitiques CrNiMo) qui présentent une résistance élevée à la corrosion et à la formation de fissures. La teneur en ferrite joue ici un rôle crucial. Une teneur adéquate en ferrite contribue à la résistance du matériau contre :
Applications typiques d'un compteur de ferrite
Les mesureurs de ferrite sont utilisés dans les domaines suivants :
Dans l'industrie aérospatiale, des exigences exceptionnelles s'appliquent en matière de pureté des matériaux, de résistance, de fiabilité et de résistance à la corrosion. Même les modifications structurelles les plus minimes peuvent avoir un impact significatif sur la capacité de charge, la durée de vie et la sécurité fonctionnelle des composants. C'est pourquoi, lors de la sélection et du traitement des aciers inoxydables, en particulier des aciers austénitiques et duplex, une attention particulière est accordée à la teneur en ferrite.
Importance de la teneur en ferrite dans l'industrie aérospatiale
La microstructure de l'acier inoxydable détermine de manière cruciale :
Une teneur en ferrite trop élevée peut entraîner :
D'autre part, une teneur en ferrite trop faible peut :
Domaines d'application typiques des compteurs de ferrite dans l'industrie aérospatiale
Lors de l'achat d'un appareil de ce type, les critères suivants doivent être pris en compte :
Étalonnage et conformité réglementaire
Taille et accessibilité de la tête de mesure
Stockage des données et interfaces
Robustesse et facilité d'utilisation
Service, assistance et certificats d'étalonnage