Analyse de surfaces métalliques fracturées à l’aide d’un microscope numérique

Surface métallique fracturée

Fractographie

La fractographie est une technique d’analyse servant à déterminer la cause des factures dans une structure métallique. Cette technique est fondée sur l’analyse des renfoncements et des glissements sur la surface de la fracture pour déterminer si celle-ci a été causée par une fatigue sous corrosion ou par de la corrosion sous contrainte, ou s’il s’agit d’une fracture par contrainte causée en raison d’une fatigue, d’une fragilité, d’une ductilité ou d’un fluage. Le sens de la fracture peut aussi généralement être déterminé, ce qui fournit de l’information importante sur la quantité de contrainte et de charge que la pièce métallique peut supporter.

La fractographie devient de plus en plus importante à mesure que les infrastructures continuent de vieillir et que les difficultés liées au contrôle de la qualité se présentent. Les microscopes optiques ou numériques sont des outils de fractographie essentiels utilisés pour produire des images de haute qualité à des fins d’analyse. Cependant, les surfaces fracturées peuvent présenter des formes complexes, compliquant leur inspection à l’aide d’un microscope.

Les 4 défis de l’inspection de surfaces métalliques fracturées à l’aide d’un microscope

Observation d’une surface fracturée sur une large zone

Au début d’une analyse, les inspecteurs observent la surface en utilisant le champ de vision le plus large possible afin de trouver la cause du dommage. Une solution consiste à assembler plusieurs images pour former une seule grande image. Toutefois, les composants optiques de mauvaise qualité peuvent causer des lignes visibles entre les images, compliquant la détermination de la cause du dommage.

Les lignes entre les images qui se chevauchent sont très visibles.

Conservation de la position d’observation pendant l’analyse

Les caractéristiques et la topographie d’une surface fracturée peuvent paraître très similaires sur toute la surface, ce qui peut facilement vous faire perdre votre position pendant l’analyse. Si l’utilisateur perd sa position, il devra peut-être recommencer.

Difficulté à localiser une singularité sur la surface de la fracture

Des observations à faible grossissement sont effectuées afin de localiser les singularités. Lorsqu’il y a des différences de hauteur à la surface, la profondeur de champ du microscope peut rendre impossible la mise au point complète sur l’image, même en cas de faible grossissement. Lorsque cela se produit, les inspecteurs peuvent utiliser une technique de traitement de l’image appelée « empilement de mises au point » pour créer une image claire. Toutefois, ce processus peut être lent, et si une autre section de l’échantillon doit être examinée, l’utilisateur doit revenir à l’image en temps réel pour la parcourir.

La capacité à localiser la singularité dépend également de la résolution de l’objectif du microscope. La plupart des objectifs à faible grossissement ont une résolution plus basse, ce qui peut compliquer la saisie de l’image d’une singularité sur une surface fracturée à forme complexe.

Difficulté à analyser une singularité

Après la localisation d’une singularité, celle-ci est examinée avec un fort grossissement. Comme indiqué ci-dessus, la résolution de l’objectif a une influence considérable sur la qualité de l’image. Ainsi, si un inspecteur tente de zoomer sur la singularité, l’image peut devenir floue. Lorsque cela se produit, l’inspecteur doit passer à un objectif offrant un plus fort grossissement et une meilleure résolution. Toutefois, ce processus signifie que l’image doit être remise au point et que la singularité doit être acquise de nouveau, ce qui prolonge la durée de l’inspection.

Un autre problème avec les objectifs à fort grossissement est qu’ils ont une profondeur de mise au point plus faible, rendant problématique la technique d’empilement de mises au point pour obtenir une image entièrement focalisée. Il est également possible qu’en raison de la courte distance de travail, l’objectif heurte l’échantillon lors de la tentative d’empilement de mises au point, causant potentiellement des dommages aux deux.

Faible profondeur de champ

Avantages du microscope numérique DSX1000 pour la fractographie

Les objectifs à faible grossissement DSX combinent une forte profondeur de champ et une haute résolution pour fournir des images nettes. Et si vous avez besoin d’une profondeur de champ plus importante, appuyez sur la touche d’augmentation de la profondeur de champ sur le pupitre de commande. Ces caractéristiques vous permettent d’afficher des images claires et de trouver des singularités plus rapidement. Si la surface fracturée présente de grandes irrégularités, vous pouvez toujours obtenir des images à haute résolution.

Sur l’image saisie à l’aide du microscope numérique DSX1000 (à droite), la topographie de la pièce fracturée est beaucoup plus claire que sur l’image saisie à l’aide d’un microscope classique.

Grossissement élevé

Le passage à un grossissement élevé pour procéder à une inspection détaillée sur le microscope numérique DSX1000 est simple. Les objectifs à changement rapide vous permettent de sortir l’objectif à faible grossissement en le glissant et de le remplacer par un objectif à fort grossissement sans perdre votre position sur l’échantillon.

Les objectifs sont montés dans des cartouches à changement rapide qui glissent vers l’intérieur et vers l’extérieur de la tête de zoom du microscope.

Comme les objectifs à faible grossissement, les objectifs DSX à fort grossissement combinent une haute résolution et une forte profondeur de champ de manière à permettre aux utilisateurs d’effectuer une inspection détaillée en voyant la surface fracturée avec des images bien mises au point. La fonction d’augmentation de la profondeur de champ fonctionne également avec les objectifs à fort grossissement lorsqu’une profondeur de champ plus importante est nécessaire.

Objectifs de série XLOB

Touche d’augmentation de la profondeur de champ

Afin de corriger les problèmes rencontrés couramment pendant l’assemblage des images, comme la présence de bords visibles entre les images, le microscope numérique DSX1000 offre un algorithme amélioré pour l’appariement des formes et la compensation des ombres. Il en résulte des images assemblées de qualité supérieure sans changement de position ou sans lignes d’image inégales.

La fonction de carte macro du système montre la position d’observation pour aider les utilisateurs à mieux comprendre l’endroit où ils se trouvent sur l’échantillon. Les utilisateurs peuvent maintenant poursuivre leur observation sans perdre de vue leur position.

La carte macro vous montre la zone observée sur votre échantillon.

Comparaison des images saisies avec le microscope DSX1000 et un microscope classique

Dans l’image saisie par le microscope numérique DSX1000, vous pouvez observer l’état caractéristique de la surface fracturée à une haute résolution.

* Pour que la précision XY soit garantie, l’étalonnage doit être réalisé par un technicien en entretien et en réparation d’Olympus.