WO2015044591A1 - Procede de determination de l'etat de decapage d'une surface metallique - Google Patents

Procede de determination de l'etat de decapage d'une surface metallique Download PDF

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WO2015044591A1
WO2015044591A1 PCT/FR2014/052398 FR2014052398W WO2015044591A1 WO 2015044591 A1 WO2015044591 A1 WO 2015044591A1 FR 2014052398 W FR2014052398 W FR 2014052398W WO 2015044591 A1 WO2015044591 A1 WO 2015044591A1
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WO
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metal surface
parameter
chrominance
luminance
etched metal
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Application number
PCT/FR2014/052398
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Inventor
Tony PREZEAU
Joan SAMUEL
Guillaume LEGER
Original Assignee
Winoa
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
    • G01N21/474—Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/465—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters taking into account the colour perception of the eye; using tristimulus detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method

Definitions

  • the invention relates to the field of stripping a metal surface, and more particularly relates to a method for determining the etching state of a metal surface.
  • the proper execution of the surface preparation is essential. Therefore, it is essential to be able to check the quality of the preparation by accurately determining the stripping state of the metal surface.
  • the ISO 8501-1 standard discloses a method for evaluating the degree of cleanliness of a metal surface.
  • cleanliness is defined as an indication of the presence of rust, oxide layer and / or paint after stripping.
  • the ISO 8501-1 standard provides for a visual comparison of the surface condition of the metal surface whose degree of cleanliness is to be determined with photographs appended to the standard and each corresponding to a certain degree of cleanliness. The degree of cleanliness corresponding to the photograph whose visual aspect is closest to that of the metal surface whose cleanliness is to be assessed is then retained. This method relies entirely on a subjective visual comparison. Also, the bright lighting of the space in which the visual comparison is made is likely to influence its result. Therefore, this method is unreliable and particularly restrictive.
  • WO2005057127 describes a device and a method for determining the surface condition of a steel metal surface. The method involves photographing the surface to be analyzed and then processing the captured photographs in order to obtain histograms representing the distribution of the light intensities of the pixels. These histograms are compared with standard surface histograms to determine surface characteristics, such as roughness or degree of rust.
  • This document does not disclose a method for determining the etching state of a metal surface.
  • the comparison of the histograms representing the light distribution of the pixels is delicate.
  • the analysis of a digital image of the metal surface is based on an analysis of the entire metal surface and therefore does not correctly take into account the relief, the texture and the differences in homogeneity of stripping.
  • the reliability of the result of the analysis depends on the reproducibility and the quality of the lighting conditions when capturing photographs.
  • this method provides for the use of a standardized artificial light source, it is extremely difficult to ensure the quality of the lighting conditions in certain circumstances, especially when the object to be analyzed has significant dimensions and / or where the analysis can only be done outdoors.
  • An idea underlying the invention is to provide a method for determining the etching state of a metal surface that is reliable and simple to implement.
  • the invention provides a method for determining the pickling state of a stripped metal surface comprising the following steps:
  • determining a degree of etching of the etched metal surface as a function of a comparison of the luminance and chrominance parameters of the etched metal surface with the luminance and chrominance parameters of the plurality of standard samples.
  • the determination of the degree of stripping relies on a colorimetric analysis that is reliable and easy to implement.
  • the colorimetric analysis is applied directly to the luminous flux reflected by an area of the metal surface, and not to a digital image of the entire metal surface.
  • a colorimetric analysis makes it possible to better take into account the relief, the texture of the surface to be analyzed and also makes it possible to detect differences in pickling homogeneity.
  • the determination of the degree of stripping is based on a simple mathematical treatment of numerical values of luminance and chrominance parameters.
  • such a method for determining a stripping state of a metal surface may comprise one or more of the following characteristics:
  • the luminance and chrominance parameters used to compare parameters of the etched metal surface and the plurality of standard samples include a luminance parameter and a single chrominance parameter corresponding to a coordinate on a yellow-blue axis.
  • the determination of the degree of stripping of the metal surface comprises: determining, for each standard sample, a variable ⁇ representative of a distance, in a two-dimensional mark defined by a first axis representing the luminance and a second axis representing the chrominance between the yellow and blue, between a point whose coordinates are defined by the luminance and chrominance parameters of said standard sample, and a point whose coordinates are defined by the luminance and chrominance parameter of the etched metal surface; and assigning to the etched metal surface a degree of etching corresponding to the standard sample whose respective ⁇ variable is the lowest.
  • the method comprises a step of validating the degree of pickling of the metal surface in which the variable ⁇ is compared with the weakest one at a threshold and the degree of pickling is valid when the variable ⁇ is below said threshold.
  • the luminance and chrominance parameters are coordinates of the CIE L * a * b * color space.
  • the use of such a color space is particularly suitable for the method according to the invention because it makes it possible to obtain a uniform space in color difference.
  • the method makes it possible to accurately determine the degree of pickling.
  • the determination of the luminance parameter and the chrominance parameter of the etched metal surface comprises a plurality of measurements of the luminance parameter and the chrominance parameter and a determination of the averages of the measurements of the luminance parameter and the chrominance parameter.
  • the determination of the luminance parameter and the chrominance parameter of the etched metal surface comprises a plurality of measurements of the luminance parameter and the chrominance parameter made in distinct areas of said etched metal surface, the method further comprising a determination of the dispersion of said measurements made in the distinct areas of said etched metal surface and validation of the measurements as a function of the determination of the dispersion of the measurements.
  • the method comprises a step of preparing the plurality of standard samples comprising, for each standard sample, a stripping operation having a respective duration representative of the degree of pickling of the standard sample.
  • the pickling operation is carried out under operating conditions equivalent to those used for the etched metal surface.
  • the colorimetric analysis of the etched metal surface is obtained by means of a colorimetric apparatus equipped with a tip ensuring a seal to external light sources.
  • the tip has a contact surface with the etched metal surface having a radius of curvature adapted to the radius of curvature of the etched metal surface.
  • Figure 1 is a graph illustrating the degree of stripping of standard samples depending on the duration of their stripping operation.
  • FIG. 2 represents, in the form of histograms, the results of colorimetric analyzes implemented on each of the standard samples.
  • FIG. 3 schematically represents the colorimetric position of the standard samples and of the metal surface whose pickling state is to be determined in a two-dimensional coordinate system whose abscissa axis corresponds to the luminance L * and the ordinate axis corresponds to the chrominance parameter b *, the scale is not respected here.
  • Figure 4 illustrates an embodiment of an equipment for carrying out a method for determining the etching state of a metal surface.
  • Figure 5 is a top view of a sealed tip to be adapted to a colorimetric apparatus.
  • Figures 6, 7 and 8 are sectional views of a tip respectively according to a first, a second and a third embodiment.
  • a method for determining the etch state of a metal surface is described below.
  • the method provides for preparing a plurality of standard samples respectively corresponding to a plurality of degrees of pickling.
  • metal surfaces are made of a raw material, not pickled, identical to the material of the metal surface whose pickling state must be determined, to a pickling operation, for example by a shot blasting process.
  • the etching time is set so that its surface state corresponds to a predetermined degree of pickling.
  • the operating conditions for implementing the sample stripping operation namely, for blasting, the type of media being projected, the speed and the projection angle, are identical or equivalent to the stripping conditions of the metal surface which one wishes to determine the state of stripping.
  • the pickling state of four standard samples a, b, c and d having been exposed to increasing stripping times is observed.
  • the standards a, b, c and d have here respectively been subjected to shot peening times T 0 , 2T 0 , 4T 0 and 8T 0 .
  • the standard samples a, b, c and d correspond to pickling levels Sa1, Sa2, Sa2, and Sa3, as defined in the ISO 8501-1 standard.
  • the degree of stripping Sa1 corresponds to a light stripping, the degree Sa2 to a careful stripping, the degree Sa2.5 to a very careful stripping and the degree Sa3 to a stripping to white.
  • the durations of the etching operations of the standard samples a, b, c and d are determined experimentally.
  • the pickling times for obtaining etching steps as mentioned above depend in particular on the nature of the metallic material, the initial state of the material and the pickling techniques used.
  • a visual inspection operation makes it possible to validate that the surface state of each of the standard samples a, b, c and d corresponds to the predetermined degree of pickling.
  • the standard samples a, b, c and d are either prepared on objects distinct from the object whose pickling state is desired to be determined, for example metal plates, or prepared, in situ, on portions of the surface. which one wishes to determine the state of stripping.
  • the method is implemented here for a type E24 steel.
  • the method is not limited to the determination of the etching state of such a material and is also applicable to any other metallic material.
  • the method also makes it possible to determine the stripping state of a high steel carbon like the XC75, stainless steels such as 316L and 304L but also applies to non-ferrous metals such as aluminum alloys or titanium.
  • each standard sample a, b, c and d is analyzed by colorimetric analysis.
  • colorimetric measurements are made for each standard sample a, b, c and d.
  • the colorimetric measurements are obtained by means of a colorimeter or spectro-colorimeter, tristimulus, capable of delivering colorimetric parameters in the form of coordinates in the CIE L * a * b * color space.
  • a colorimetric measurement is defined by the following three parameters: luminance L *, expressed as a percentage, ranging from 0 for black to 100 for white; the chrominance parameter a * representing a coordinate on the red-green axis and the chrominance parameter b * representing a coordinate on the blue-yellow axis.
  • FIG. 2 represents the colorimetric parameters L *, a *, b * obtained for each of the ten measurements made on each standard sample a, b, c, d respectively corresponding to the etching steps Sa1, Sa2, Sa2, 5 and Sa3.
  • the parameter a * is only weakly discriminating in order to distinguish between the different degrees of pickling. Therefore, in a preferred embodiment of the invention, only the parameters L * and b * are used to determine the stripping state, without it being necessary to take into account the parameter a *. It should be noted, furthermore, that if the single parameter L * could in some cases be sufficient to distinguish between the different degrees of pickling, the combination of these parameters L * and b * ensures the accuracy and reliability of the determination of the degree of stripping.
  • the arithmetic averages of the plurality of measurements of luminance parameters L * and chrominance b * are determined in order to establish, for each standard sample a, b, c and d, a luminance parameter L a * , L b * , L 0 * , L d * and a chrominance parameter b a * , b b *, b c * , b d * on the blue-yellow axis .
  • the table below illustrates the results obtained:
  • the color positions P a , P b , P c and P d of the standard samples a, b, c and d are represented in a two-dimensional coordinate system whose abscissa corresponds to the luminance L * and the axis ordinate is the chrominance parameter b *.
  • the coordinates of the points P a , Pb, Pc and Pd are respectively defined by the pairs (L a * , b a * ), (L * , b *), (L c * , b c *) and (L d * , b d * ).
  • the etched metal surface which is desired to determine the degree of pickling is analyzed by means of a colorimetric analysis.
  • the colorimetric analysis is carried out in several distinct areas of the etched metal surface. In the example detailed here, the colorimetric analysis is carried out in three distinct zones.
  • the standard deviation of the measurements is compared with a threshold and it is determined, based on this comparison, that the measurements made are correct when the standard deviation is below said threshold, or that the measurements are incorrect and / or that stripping was not performed homogeneously when the standard deviation is greater than said threshold.
  • the measurement of the color difference ⁇ between two measurements can also serve to identify a dispersion of the measurements representative of a measurement error and / or a non-homogeneous etching.
  • a color difference ⁇ between two measurements made in two distinct zones of the etched metal surface greater than a threshold, for example of 2, makes it possible to detect a measurement error and / or a non-homogeneous etching.
  • the arithmetic averages of the plurality of measurements of the luminance parameters L * and chrominance b * are determined to establish a luminance parameter L x * and a chrominance parameter b x * of the etched metal surface.
  • the colorimetric position P x of the etched surface is shown in the two-dimensional reference (L *, b *). The coordinates of the point P x are defined by the pair (L x *, b x *).
  • the method provides for determining, for each standard sample a, b, c and d, a variable AP a , AP bi AP Ci AP d representative of a distance between its color position P a> P b , P c and Pd and the colorimetric position P x of the etched surface in the two-dimensional coordinate system (L *, b *).
  • the variable AP re f (with ref a, b, c or d) of the standard samples a, b, c and is given by the following formula:
  • variable AP a , AP b , AP C , AP d representative of a distance between the colorimetric position P a> P b , P 0 and P d of a standard sample a, b, c, d and the color position Px of the etched surface in the two-dimensional coordinate system (L *, b *).
  • the variable AP re f can also be given by the following simplified formula:
  • the values of the variables ⁇ 3 , AP b , and AP Ci d determined in accordance with the above-mentioned formula are compared, then the etched metal surface is assigned a degree of etching corresponding to the standard sample. a, b, c or d whose variable ⁇ 3 , AP b , AP c or AP d is the lowest.
  • variable ⁇ 0 corresponding to the standard sample c, is the smallest.
  • the standard sample c corresponds to a degree of pickling Sa2.5, according to the ISO 8501 -1 standard. Therefore, it is determined that the etched metal surface has a degree of pickling Sa2.5.
  • comparing the variable ⁇ 3 , AP b, AP c or AP d the lowest with a maximum threshold and validating the degree of pickling assigned when the difference ⁇ determined is less than said threshold.
  • the threshold is, for example, equal to the standard deviation of the plurality of colorimetric measurements made on each of the standard samples a, b, c and d.
  • FIG. 4 represents an equipment allowing the implementation of the pickling state determination method, as described above.
  • the equipment comprises a colorimetric apparatus 1 of the colorimeter or spectro-colorimeter type.
  • a colorimetric apparatus 1 of the colorimeter or spectro-colorimeter type for example, commercially available devices under the references CM600D Konica Minolta ®, CM2300d Konica Minolta ®, SP62 X-Rite ® or RM200QC X-Rite ® can be used.
  • a tip 2 is adapted in the measurement zone of the colorimeter, equipped with a standardized light source and a colorimetric probe.
  • the tip 2 has an end intended to come into contact with the metal object 3 which is desired to determine the pickling state, adapted to the geometry of said metal object.
  • the tip 2 provides a seal to external light sources to prevent them from disturbing the colorimetric measurements.
  • Figure 5 illustrates such a tip view from above.
  • Figures 6, 7 and 8 illustrate tips 2 according to three embodiments for adapting to a flat surface (Figure 6), to a convex surface, such as an inner surface of a pipe ( Figure 7) or to a concave surface, such as an outer surface of a pipe ( Figure 5).
  • a tip 2 whose contact surface with the etched metal surface has a radius of curvature adapted to the radius of curvature of the surface of the metal object 3, ensures the reliability and accuracy of the measurements. colorimetric performed.
  • the end pieces 2 are made, according to the geometry of the metal surface whose pickling state is to be determined, by a three-dimensional printing technology.
  • the colorimetric apparatus 1 comprises a memory and a microprocessor for storing the data and processing them according to the method detailed above.
  • the colorimetric apparatus 1 may comprise a connection interface, USB or Wifi for example, allowing it to communicate with a computer or a remote network.
  • the means for storing the data and / or processing them may not be integrated directly into the colorimetric apparatus but integrated in an apparatus, such as a computer, connected to said colorimetric apparatus.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination de l'état de décapage d'une surface métallique décapée comportant les étapes suivantes : - déterminer un paramètre de luminance (La*, Lb*, Lc*, Ld*) et un paramètre de chrominance (ba*, bb*, bc*, bd*) pour chacun d'une pluralité d'échantillons étalons (a, b, c, d) correspondant respectivement à une pluralité de degrés de décapage (Sa1, Sa2, Sa2,5, Sa3); - déterminer un paramètre de luminance (Lx*) et un paramètre de chrominance (bx*) de la surface métallique décapée; et - déterminer un degré de décapage (Sa1, Sa2, Sa2,5, Sa3) de la surface métallique décapée en fonction d'une comparaison des paramètres de luminance (Lx*) et de chrominance (bx*) de la surface métallique décapée avec les paramètres de luminance (La*, Lb*, Lc*, Ld*) et de chrominance (ba*, bb*, bc*, bd*) de la pluralité d'échantillons étalons (a, b, c, d).

Description

PROCEDE DE DETERMINATION DE L'ETAT DE DECAPAGE D'UNE SURFACE
METALLIQUE
Domaine technique
L'invention se rapporte au domaine du décapage d'une surface métallique, et concerne plus particulièrement un procédé de détermination de l'état de décapage d'une surface métallique.
Arrière-plan technologique
Afin d'obtenir une finition satisfaisante d'un objet métallique ou avant l'application de peintures ou de produits assimilés sur un objet métallique, sa surface est préparée, de manière à éliminer la présence de rouille, de calamine, d'oxydes et/ou de tout autres corps étrangers, tels que d'anciennes peintures. La préparation de ia surface est obtenue par une opération de décapage, pouvant notamment être réalisée par projection d'abrasifs.
Afin d'obtenir un état de surface satisfaisant ou afin que la peinture assure une bonne protection de la surface métallique et que la durée de vie de la peinture soit optimale, la bonne exécution de la préparation de la surface est primordiale. Dès lors, il est essentiel de pouvoir vérifier la qualité de la préparation en déterminant avec précision l'état de décapage de la surface métallique.
La norme ISO 8501-1 divulgue une méthode permettant d'évaluer le degré de propreté d'une surface métallique. Dans le contexte de cette norme, on entend par degré de propreté, une indication quant à la présence de rouille, de couche d'oxyde et/ou de peinture, après une opération de décapage. La norme ISO 8501-1 prévoit de comparer visuellement l'état de surface de la surface métallique dont on souhaite déterminer le degré de propreté avec des photographies, annexées à la norme, et correspondant chacune à un degré de propreté déterminé. Le degré de propreté correspondant à la photographie dont l'aspect visuel est le plus proche de celui de la surface métallique dont on souhaite évaluer la propreté est alors retenu. Cette méthode repose intégralement sur une comparaison visuelle subjective. Aussi, l'éclairage lumineux de l'espace dans lequel est réalisée la comparaison visuelle est susceptible d'influencer son résultat. Dès lors, cette méthode est peu fiable et particulièrement contraignante. Par ailleurs, le document WO2005057127 décrit un dispositif et une méthode permettant de déterminer l'état de surface d'une surface métallique en acier. La méthode prévoit de photographier la surface à analyser puis de procéder à un traitement des photographies capturées afin d'obtenir des histogrammes représentant la répartition des intensités lumineuses des pixels. Ces histogrammes sont comparés avec des histogrammes de surfaces standards afin de déterminer des caractéristiques de la surface, telles que sa rugosité ou son degré de rouille. Ce document ne divulgue pas un procédé permettant de déterminer l'état de décapage d'une surface métallique. De plus, la comparaison des histogrammes représentant la répartition lumineuse des pixels est délicate. En outre, l'analyse d'une image numérique de la surface métallique repose sur une analyse de l'ensemble de la surface métallique et ne permet donc pas de prendre en compte correctement le relief, la texture et les différences d'homogénéité de décapage d'une surface. Enfin, la fiabilité du résultat de l'analyse dépend de la reproductibilité et de la qualité des conditions d'éclairage lors de la capture des photographies. Or, même si ce procédé prévoit l'utilisation d'une source de lumière artificiel standardisée, il est extrêmement difficile d'assurer la qualité des conditions d'éclairage dans certaines circonstances, notamment lorsque l'objet à analyser présente des dimensions importantes et/ou lorsque l'analyse ne peut être effectuée qu'en extérieur.
Résumé
Une idée à la base de l'invention est de proposer un procédé de détermination de l'état de décapage d'une surface métallique qui soit fiable et simple à mettre en œuvre.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit un procédé de détermination de l'état de décapage d'une surface métallique décapée comportant les étapes suivantes :
- déterminer un paramètre de luminance et un paramètre de chrominance pour chacun d'une pluralité d'échantillons étalons correspondant respectivement à une pluralité de degrés de décapage, à chaque fois au moyen d'une analyse colo ri métrique d'une surface de l'échantillon étalon, la pluralité d'échantillons étalons étant constituée d'un matériau identique à la surface métallique décapée ; déterminer un paramètre de luminance et un paramètre de chrominance de la surface métallique décapée au moyen d'une analyse colo ri métrique de la surface métallique décapée ; et
- déterminer un degré de décapage de la surface métallique décapée en fonction d'une comparaison des paramètres de luminance et de chrominance de la surface métallique décapée avec les paramètres de luminance et de chrominance de la pluralité d'échantillons étalons.
Ainsi, la détermination du degré de décapage repose sur une analyse colorimétrique fiable et simple à mettre en œuvre.
De plus, l'analyse colorimétrique est appliquée directement au flux lumineux réfléchi par une zone de la surface métallique, et non à une image numérique de l'ensemble de la surface métallique. Ainsi, une telle analyse colorimétrique permet de mieux prendre en compte le relief, la texture de la surface à analyser et permet également de détecter des différences d'homogénéité de décapage.
Enfin, la détermination du degré de décapage est basée sur un traitement mathématique simple de valeurs numériques de paramètres de luminance et de chrominance.
Selon des modes de réalisation, un tel procédé de détermination d'un état de décapage d'une surface métallique peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
les paramètres de luminance et de chrominance utilisés pour la comparaison de paramètres de la surface métallique décapée et de la pluralité d'échantillons étalons comportent un paramètre de luminance et un unique paramètre de chrominance correspondant à une coordonnée sur un axe jaune-bleu.
la détermination du degré de décapage de la surface métallique comporte : déterminer, pour chaque échantillon étalon, une variable ΔΡ représentative d'une distance, dans un repère bidimensionnel défini par un premier axe représentant la luminance et un second axe représentant la chrominance entre le jaune et le bleu, entre un point dont les coordonnées sont définies par les paramètre de luminance et de chrominance dudit échantillon étalon, et un point dont les coordonnées sont définies par le paramètre de luminance et de chrominance de la surface métallique décapée ; et - attribuer à la surface métallique décapée, un degré de décapage correspondant à l'échantillon étalon dont la variable ΔΡ respective est la plus faible.
le procédé comporte une étape de validation du degré de décapage de la surface métallique lors de laquelle on compare la variable ΔΡ la plus faible à un seuil et on valide le degré de décapage lorsque la variable ΔΡ est inférieure audit seuil.
les paramètres de luminance et de chrominance sont des coordonnées de l'espace colorimétrique CIE L*a*b*. L'utilisation d'un tel espace colorimétrique est particulièrement appropriée au procédé selon l'invention car il permet d'obtenir un espace uniforme en écart colorimétrique. Ainsi, le procédé permet de déterminer avec précision le degré de décapage.
la détermination du paramètre de luminance et du paramètre de chrominance de la surface métallique décapée comporte une pluralité de mesures du paramètre de luminance et du paramètre de chrominance et une détermination des moyennes des mesures du paramètre de luminance et du paramètre de chrominance.
la détermination du paramètre de luminance et du paramètre de chrominance de la surface métallique décapée comporte une pluralité de mesures du paramètre de luminance et du paramètre de chrominance réalisées dans des zones distinctes de ladite surface métallique décapée, le procédé comportant en outre une détermination de la dispersion desdites mesures réalisées dans les zones distinctes de ladite surface métallique décapée et une validation des mesures en fonction de la détermination de la dispersion des mesures.
le procédé comporte une étape de préparation de la pluralité d'échantillons étalons comprenant, pour chaque échantillon étalon, une opération de décapage présentant une durée respective représentative du degré de décapage de l'échantillon étalon.
lors de l'étape de préparation de la pluralité d'échantillons étalons, l'opération de décapage est mise en œuvre dans des conditions opératoires équivalentes à celles mises en œuvre pour la surface métallique décapée. - l'analyse colo ri métrique de la surface métallique décapée est obtenue au moyen d'un appareil colorimétrique équipé d'un embout assurant une étanchéité aux sources de lumière extérieures.
- l'embout présente une surface de contact avec la surface métallique décapée présentant un rayon de courbure adapté au rayon de courbure de la surface métallique décapée.
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
• La figure 1 est une courbe illustrant le degré de décapage d'échantillons étalons en fonction de la durée de leur opération de décapage.
• La figure 2 représente, sous la forme d'histogrammes, les résultats d'analyses colorimétriques mises en œuvre sur chacun des échantillons étalons.
• La figure 3 représente schématiquement la position colorimétrique des échantillons étalons et de la surface métallique dont on souhaite déterminer l'état de décapage dans un repère bidimensionnel dont l'axe des abscisses correspond à la luminance L* et l'axe des ordonnées correspond au paramètre de chrominance b*, l'échelle n'étant pas ici respectée.
• La figure 4 illustre un mode de réalisation d'un équipement permettant la mise en oeuvre d'un procédé de détermination de l'état de décapage d'une surface métallique.
• La figure 5 est une vue de dessus d'un embout hermétique destiné à être adapté sur un appareil colorimétrique.
• Les figures 6, 7 et 8 sont des vues en coupe d'un embout respectivement selon un premier, un deuxième et un troisième mode de réalisation.
Description détaillée de modes de réalisation
Un procédé de détermination de l'état de décapage d'une surface métallique est décrit ci-dessous. Dans une première étape, le procédé prévoit de préparer une pluralité d'échantillons étalons correspondant respectivement à une pluralité de degrés de décapage. Pour ce faire, on soumet des surfaces métalliques constituées d'un matériau brut, non décapé, identique au matériau de la surface métallique dont l'état de décapage doit être déterminé, à une opération de décapage, par un procédé de grenaillage par exemple. Pour chacun des échantillons étalons, la durée du décapage est établie de telle sorte que son état de surface corresponde à un degré de décapage prédéterminé. Les conditions opératoires de mises en œuvre de l'opération de décapage des échantillons, à savoir, pour un décapage par grenaillage, le type de média projeté, la vitesse et l'angle de projection, sont identiques ou équivalentes aux conditions de décapage de la surface métallique dont l'on souhaite déterminer l'état de décapage.
Sur la figure 1 , on observe l'état de décapage de quatre échantillons étalons a, b, c et d ayant été exposés à des durées de décapage croissantes. Les étalons a, b, c et d ont, ici, été respectivement soumis à des durées de grenaillage T0, 2T0, 4T0 et 8T0. Dans l'exemple représenté, les échantillons étalons a, b, c et d correspondent à des degrés de décapage Sa1 , Sa2, Sa2,5 et Sa3, tels que définis dans la norme ISO 8501-1. Le degré de décapage Sa1 correspond à un décapage léger, le degré Sa2 à un décapage soigné, le degré Sa2,5 à un décapage très soigné et le degré Sa3 à un décapage à blanc.
Les durées des opérations de décapage des échantillons étalons a, b, c et d sont déterminées de manière expérimentale. Les durées de décapage permettant d'obtenir des degrés de décapage tels que mentionnés précédemment dépendent notamment de la nature du matériau métallique, de l'état initial du matériau et des techniques de décapage utilisées. En outre, une opération de contrôle visuel permet de valider que l'état de surface de chacun des échantillons étalons a, b, c et d correspond au degré de décapage prédéterminé. Les échantillons étalons a, b, c et d sont, soit préparés sur des objets distincts de l'objet dont on souhaite déterminer l'état de décapage, des plaquettes métalliques par exemple, soit préparés, in situ, sur des portions de la surface dont on souhaite déterminer l'état de décapage.
Le procédé est ici mis en œuvre pour un acier de type E24. Toutefois, il est bien évident que le procédé n'est pas limité à la détermination de l'état de décapage d'un tel matériau et est également applicable à tout autre matériau métallique. Ainsi, le procédé permet également de déterminer l'état de décapage d'un acier haut carbone comme le XC75, d'aciers inoxydables comme les 316L et 304L mais s'applique aussi à des métaux non-ferreux comme les alliages d'aluminium ou de titane.
Par la suite, chaque échantillon étalon a, b, c et d est analysé au moyen d'une analyse colorimétrique. Pour chaque échantillon étalon a, b, c et d, plusieurs mesures colorimétriques sont effectuées. Les mesures colorimétriques sont obtenues au moyen d'un colorimètre ou spectro-colorimètre, tristimulus, apte à délivrer des paramètres colorimétriques sous la forme de coordonnées dans l'espace colorimétrique CIE L*a*b*.
Dans l'espace colorimétrique CIE L*a*b*, une mesure colorimétrique est définie par les trois paramètres suivants : la luminance L*, exprimée en pourcentage, allant de 0 pour le noir à 100 pour le blanc ; le paramètre de chrominance a* représentant un coordonnée sur i'axe rouge-vert et ie paramètre de chrominance b* représentant une coordonné sur l'axe bleu-jaune.
La figure 2 représente les paramètres colorimétriques L*, a*, b* obtenues pour chacune des dix mesures pratiquées sur chaque échantillon étalon a, b, c, d correspondant respectivement aux degrés de décapage Sa1 , Sa2, Sa2,5 et Sa3.
On observe, sur la figure 2, que le paramètre a* n'est que faiblement discriminant pour établir une distinction entre les différents degrés de décapage. Dès lors, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, seuls les paramètres L* et b* sont utilisés pour déterminer l'état de décapage, sans qu'il soit nécessaire de tenir compte du paramètre a*. On note, en outre, que si le seul paramètre L* pourrait, dans certains cas s'avérer suffisant pour établir une distinction entre les différents degrés de décapage, la combinaison des eux paramètres L* et b* permet de garantir la précision et la fiabilité de la détermination du degré de décapage.
Par la suite, pour chaque échantillon étalon a, b, c et d, les moyennes arithmétiques de la pluralité de mesures des paramètres de luminance L* et de chrominance b* sont déterminées afin d'établir, pour chaque échantillon étalon a, b, c et d, un paramètre de luminance La *, Lb *, L0 *, Ld * et un paramètre de chrominance ba *, bb*, bc *, bd * sur l'axe bleu-jaune. Le tableau ci-dessous illustre les résultats obtenus :
Figure imgf000010_0001
Sur la figure 3, les positions colorimétriques Pa, Pb, Pc et Pd des échantillons étalons a, b, c et d sont représentées dans un repère bidimensionnel dont l'axe des abscisses correspond à la luminance L* et l'axe des ordonnées correspond au paramètre de chrominance b*. Les coordonnées des points Pa, Pb, Pc et Pd sont respectivement définies par les couples (La *, ba *), (L *, b *), (Lc *, bc*) et (Ld *, bd *).
Par la suite, la surface métallique décapée dont on souhaite déterminer le degré de décapage est analysée au moyen d'une analyse colorimétrique. L'analyse colo ri métrique est réalisée dans plusieurs zones distinctes de la surface métallique décapée. Dans l'exemple détaillé ici, l'analyse colorimétrique est réalisée dans trois zones distinctes. Ainsi, une analyse de la dispersion des mesures permet de vérifier l'homogénéité du décapage. La luminance L* et le paramètre de chrominance b* sur l'axe bleu-jaune sont délivrés pour chacune des mesures.
Les résultats de ces mesures sont regroupés dans le tableau suivant :
Figure imgf000010_0002
Dans un mode de réalisation, l'écart-type des mesures est comparé à un seuil et on détermine, en fonction de cette comparaison, que les mesures effectuées sont correctes lorsque l'écart-type est inférieur audit seuil, ou que les mesures sont incorrectes et/ou que le décapage n'a pas été effectué de manière homogène lorsque l'écart-type est supérieur audit seuil.
De manière alternative ou en complément, la mesure de la différence colorimétrique ΔΕ entre deux mesures peut également servir à identifier une dispersion des mesures représentative d'une erreur de mesure et/ou d'un décapage non homogène.
La différence colorimétrique ΔΕ est donnée par la formule suivante :
AE = V (LMl * - Lm *)2 + ( M1 * - aM2 *)2+ (bM1 * - bM2 *)2 avec : LMi*, a i*, bMi* les coordonnées d'une première mesure dans l'espace colorimétrique CIE L*a*b* et LM2*, aM2*, bM2* les coordonnées d'une seconde mesure.
La détermination d'une différence colorimétrique ΔΕ entre deux mesures réalisées en deux zones distinctes de la surface métallique décapée supérieure à un seuil, par exemple de 2, permet de détecter une erreur de mesure et/ou un décapage non homogène.
Par la suite, lorsqu'il a été déterminée que les mesures colorimétriques effectuées sur la surface métallique décapée sont correctes et représentatives d'un décapage homogène, les moyennes arithmétiques de la pluralité de mesures des paramètres de luminance L* et de chrominance b* sont déterminées afin d'établir un paramètre de luminance Lx* et un paramètre de chrominance bx* de la surface métallique décapée. Sur la figure 3, la position colorimétrique Px de la surface décapée est représentée dans le repère bidimensionnel (L*, b*). Les coordonnées du point Px sont définies par le couple (Lx*, bx*).
Enfin, on compare les paramètres colorimétriques Lx* et bx* de la surface métallique décapée dont on veut déterminer le degré de décapage avec les paramètres colorimétriques La*, Lb*, Lc*, Ld* ba*, bb*, bc*, bd* des échantillons étalons a, b, c, d afin de déterminer un degré de propreté de la surface métallique décapée.
Pour ce faire, le procédé prévoit de déterminer pour chaque échantillon étalon a, b, c et d, une variable APa, APbi APCi APd représentative d'une distance entre sa position colorimétrique Pa> Pb, Pc et Pd et la position colorimétrique Px de la surface décapée dans le repère bidimensionnel (L*, b*). Dans un mode de réalisation, la variable APref (avec ref=a, b, c ou d) des échantillons étalons a, b, c et est donnée par la formule suivante :
^ (*^ )' + (î¾¾?Q)>
Avec :
(L*ref, b*ref) prenant successivement les coordonnées (La*, ba*); (L *, bb*) ;
(Lc*, bc*) ; (Ld*, bd*) des échantillons étalons a, b, c et d respectivement pour la détermination des variables APa, APb, APc, APd.
Bien évidemment, d'autres formules permettent de déterminer une variable APa, APb, APC, APd représentative d'une distance entre la position colorimétrique Pa> Pb, P0 et Pd d'un échantillon étalon a, b, c, d et la position colorimétrique Px de la surface décapée dans le repère bidimensionnel (L*, b*). A titre d'exemple, la variable APref peut également être donnée par la formule simplifiée suivante :
APref =
Figure imgf000012_0001
Par la suite, on compare les valeurs des variables ΔΡ3, APb, APCi APd déterminées conformément à la formule mentionnée ci-dessus, puis on attribue, à la surface métallique décapée, un degré de décapage correspondant à l'échantillon étalon a, b, c ou d dont la variable ΔΡ3, APb, APc ou APd est la plus faible.
Dans la représentation de la figure 3, la variable ΔΡ0, correspondant à l'échantillon étalon c, est la plus faible. L'échantillon étalon c correspond à un degré de décapage Sa2.5, selon la norme ISO 8501 -1 . Dès lors, on détermine que la surface métallique décapée présente un degré de décapage Sa2.5.
Dans un mode de réalisation, on compare la variable ΔΡ3, APb, APc ou APd, la plus faible avec un seuil maximum et on valide le degré de décapage attribué lorsque la différence ΔΡ déterminée est inférieure audit seuil. Le seuil est, par exemple, égal à l'écart type de la pluralité de mesures colo ri métriques réalisées sur chacun des échantillons étalons a, b, c et d.
La figure 4 représente un équipement permettant la mise en œuvre du procédé de détermination de l'état de décapage, tel que décrit ci-dessus.
L'équipement comporte un appareil colorimétrique 1 du type colorimètre ou spectro-colorimètre. A titre d'exemple, les appareils disponibles dans le commerce sous les références CM600D Konica Minolta ®, CM2300d Konica Minolta ®, SP62 X-Rite ® ou RM200QC X-Rite ® pourront être utilisés.
Un embout 2 est adapté dans la zone de mesure du colorimètre, équipée d'une source de lumière standardisée et d'une sonde colorimétrique. L'embout 2 comporte une extrémité, destinée à venir en contact avec l'objet métallique 3 dont on souhaite déterminer l'état de décapage, adaptée à la géométrie dudit objet métallique. Ainsi, l'embout 2 assure une étanchéité aux sources de lumière extérieures afin d'éviter que celles-ci ne viennent perturber les mesures colorimétriques.
La figure 5 illustre un tel embout en vue de dessus. Les figures 6, 7 et 8 illustrent des embouts 2 selon trois modes de réalisation permettant de s'adapter à une surface plane (figure 6), à une surface convexe, telle qu'une surface intérieure d'un tuyau (figure 7) ou à une surface concave, telle qu'une surface extérieure d'un tuyau (figure 5). L'utilisation d'un tel embout 2, dont la surface de contact avec la surface métallique décapée présente un rayon de courbure adapté au rayon de courbure de la surface de l'objet métallique 3, permet de garantir la fiabilité et la précision des mesures colorimétriques effectuées.
Dans un mode de réalisation, les embouts 2 sont réalisés, en fonction de la géométrie de la surface métallique dont on souhaite déterminer l'état de décapage, par une technologie d'impression tridimensionnelle.
Dans un mode de réalisation, l'appareil colorimétrique 1 comporte une mémoire et un microprocesseur permettant de mémoriser les données et de les traiter conformément au procédé détaillé ci-dessus. L'appareil colorimétrique 1 peut comporter une interface de connexion, USB ou Wifi par exemple, lui permettant de communiquer avec un ordinateur ou un réseau distant.
Dans un autre mode de réalisation, les moyens permettant de mémoriser les données et/ou de les traiter peuvent ne pas être intégrés directement à l'appareil colorimétrique mais intégrés dans un appareil, tel qu'un ordinateur, connecté audit appareil colorimétrique .
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de détermination de l'état de décapage d'une surface métallique décapée comportant les étapes suivantes :
déterminer un paramètre de luminance (La*, Lb*, Lc*, Ld*) et un paramètre de chrominance (ba*, bb*, bc*, bd*) pour chacun d'une pluralité d'échantillons étalons (a, b, c, d) correspondant respectivement à une pluralité de degrés de décapage (Sa1 , Sa2, Sa2,5, Sa3), à chaque fois au moyen d'une analyse colorimétrique d'une surface de l'échantillon étalon (a, b, c, d), la pluralité d'échantillons étalons (a, b, c, d) étant constituée d'un matériau identique à la surface métallique décapée ;
déterminer un paramètre de luminance (Lx*) et un paramètre de chrominance (bx*) de la surface métallique décapée au moyen d'une analyse colorimétrique de la surface métallique décapée ; et
- déterminer un degré de décapage (Sa1 , Sa2, Sa2,5, Sa3) de la surface métallique décapée en fonction d'une comparaison des paramètres de luminance (Lx*) et de chrominance (bx*) de la surface métallique décapée avec les paramètres de luminance (La*, Lb*, Lc*, Ld*) et de chrominance (ba*, bb*, bc*, bd*) de la pluralité d'échantillons étalons (a, b, c, d).
Procédé selon la revendication 1 , dans lequel les paramètres de luminance (L*) et de chrominance (b*) utilisés pour la comparaison de paramètres de la surface métallique décapée et de la pluralité d'échantillons étalons (a, b, c, d) comportent un paramètre de luminance (L*) et un unique paramètre de chrominance (b*) correspondant à une coordonnée sur un axe jaune-bleu.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel la détermination du degré de décapage de la surface métallique comporte :
déterminer, pour chaque échantillon étalon (a, b, c, d), une variable ΔΡ (ΔΡ3, APb, APCi APd) représentative d'une distance, dans un repère bidimensionnel défini par un premier axe représentant la luminance (L*) et un second axe représentant la chrominance (b*) entre le jaune et le bleu, entre un point (Pa, Pb, c, Pd) dont les coordonnées sont définies par les paramètre de luminance et de chrominance dudit échantillon étalon (a, b, c, d), et un point (Px) dont les coordonnées sont définies par le paramètre de luminance et de chrominance de la surface métallique décapée ; et
- attribuer à la surface métallique décapée, un degré de décapage (Sa1 , Sa2, Sa2,5, Sa3) correspondant à l'échantillon étalon (a, b, c, d) dont la variable ΔΡ (ΔΡ3, APb, APC, APd) respective est la plus faible.
4. Procédé selon la revendication 3, comportant une étape de validation du degré de décapage de la surface métallique lors de laquelle on compare la variable ΔΡ (ΔΡ3, AP , ΔΡ0, APd) la plus faible à un seuil et on valide le degré de décapage lorsque la variable ΔΡ est inférieure audit seuil.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les paramètres de luminance (L*) et de chrominance (b*) sont des coordonnées de l'espace colorimétrique CIE L*a*b*.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la détermination du paramètre de luminance (Lx*) et du paramètre de chrominance (bx*) de la surface métallique décapée comporte une pluralité de mesures du paramètre de luminance (L*) et du paramètre de chrominance (b*) et une détermination des moyennes des mesures du paramètre de luminance (L*) et du paramètre de chrominance (b*).
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la détermination du paramètre de luminance (L*) et du paramètre de chrominance (b*) de la surface métallique décapée comporte une pluralité de mesures du paramètre de luminance (L*) et du paramètre de chrominance (b*) réalisées dans des zones distinctes de ladite surface métallique décapée, le procédé comportant en outre une détermination de la dispersion desdites mesures réalisées dans les zones distinctes de ladite surface métallique décapée et une validation des mesures en fonction de la détermination de la dispersion des mesures.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comportant une étape de préparation de la pluralité d'échantillons étalons (a, b, c, d) comprenant, pour chaque échantillon étalon (a, b, c, d), une opération de décapage présentant une durée respective représentative du degré de décapage (Sa1 , Sa2, Sa2,5, Sa3) de l'échantillon étalon (a, b, c, d).
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel, lors de l'étape de préparation de la pluralité d'échantillons étalons, l'opération de décapage est mise en œuvre dans des conditions opératoires équivalentes à celles mises en œuvre pour la surface métallique décapée.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'analyse colorimétrique de la surface métallique décapée est obtenue au moyen d'un appareil colorimétrique (1 ) équipé d'un embout (2) assurant une étanchéité aux sources de lumière extérieures.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'embout (2) présente une surface de contact avec la surface métallique décapée présentant un rayon de courbure adapté au rayon de courbure de la surface métallique décapée.
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