Ressuage - Penetrant testing

La cassure du corps de pompe est l'objet d'une attention particulière afin de l'identifier, de stopper sa propagation, avant de procéder à une réparation. Voici la technique d'observation employée, valable dans de nombreuses situations.
   The breakage of the pump body is under close scrutiny to identify and stop its propagation prior to repair attempt. Here is the observation technique, valid for many situations.

L'identification d'une fissure dans du métal ne peut pas se limiter à la simple observation visuelle. Si la fissure est bien visible sur la plupart de sa longueur, il en existe une partie tellement serrée qu'on ne peut pas la distinguer. Cela va en fait jusqu'à l'échelle moléculaire. Si on ne peut évidemment pas voir jusque là, on peut néanmoins chercher à remonter le plus loin possible avec la technique du ressuage.
Le procédé est relativement simple: on applique un produit pénétrant rouge sur la surface de la pièce à tester. Par capillarité, ce produit va s'infiltrer dans la fissure.
    Identifying a crack in metal can not be limited to visual observation. If the crack is clearly visible on most of its length, there is a portion so tight that it can not be distinguished. In fact, it goes down to the molecular scale. If we obviously can not see that small, we can try anyway to track it down the farthest possible with the penetrant testing technique.
The process is rather simple: we apply a red penetrant liquid on the surface to be tested. Capillarity will infiltrate the liquid in the crack.

 Après rinçage et séchage, un produit révélateur, blanc, est pulvérisé sur la zone à examiner. Le produit rouge remonte à la surface et traverse la couche blanche. La fissure est donc matérialisée sur son parcours par un trait rouge, bien plus loin que ce qu'on pouvait voir à l’œil nu.
   After rinsing and drying, a white revelator is sprayed over the zone under examination. The red part reaches the surface and gets through the white coating. The crack is then materialized along its path by a red line, really far away what could be seen with naked eye.

Photos: Nicolas Petit

L'extrémité de la fissure est marquée d'un coup de pointeau avant élimination des produits et perçage. C'est ce perçage qui doit arrêter la progression de la cassure. En effet, le "mouvement d'ouverture" débouche alors sur un vide qu'il ne peut franchir, d'autant plus que la paroi opposée du trou présente une forme concave plus résistante car non atteinte (si le trou a bien dépassé l'amorce de rupture).
A partir de là, on peut envisager la réparation. Différentes techniques sont possibles selon la configuration de la pièce et les contraintes spécifiques à chaque situation (forme, accès, propreté du métal, efforts à subir, etc).
A suivre...
   The end of the crack is marked with a punch before removing the testing liquids and a hole is drilled there. This hole is meant to stop the crack progress. Indeed, the "opening movement" then arrives in a void and can not go across. More, the opposite surface is concave and more resistant because unharmed (if the hole actually went beyond the crack end).
From there, we can consider repairing. Different techniques are possible depending on the configuration of the part and constraints specific to each situation (shape, access, metal cleanliness, efforts, etc).
To be continued...

Une cassure fâcheuse - An annoying rupture

Alors que les travaux de démontage se poursuivaient, une cassure a été détectée sur l'entrée d'eau, probablement due au gel.
   While disassembly work was in progress, a rupture has been detected on the water intlet, probably due to icing.

A force de chauffer et d'imprégner de dégrippant, les éléments bloqués sont libérés progressivement. Ainsi, les pistons ont enfin pu être retirés de leur emmanchement conique et les arbres sortis. Le nettoyage a pu être entrepris et les garnitures d'étanchéité identifiées en prévision de leur remplacement.
   By repeatingly heating and applying anti-seizure lube, stuck parts are progressively freed. So, the pistons could finally be pulled apart their conical assembly and the axis withdrawn. Cleaning could begin and gland packings identified in preparation to their replacement.

Photos: Nicolas Petit

Sur les pistons côté eau, les tresses en place comportent des fils de cuivre, il n'est pas sûr que cela existe encore de nos jours. Elles sont totalement sèches, dures et cassantes, leur remplacement est inévitable. Les arbres en laiton ne sont pas trop abîmés sur les zones de frottement, le polissage les améliore bien.
   On the water end pistons, the plaits included copper wires, it is not sure it still exists today. They are completely dry, hard and brittle, replacement can not be avoided. Brass shafts are not too badly damaged by friction, polishing improves them well.

Les tresses d'étanchéité des arbres sont en bien meilleur état mais les écrous presse-étoupe ayant été retrouvés bien serrés, elles devaient être déjà bien usées. Des tresses graphitées feront très bien l'affaire.
   Plaits of the shafts are in better condition but the stuffing boxes nuts were found tighten and indicated worn out plaits. Modern graphited ones will do the job.

Peu à peu, le nettoyage à l'essence et au grattoir finit par venir à bout de la saleté incrustée. Comme c'est beaucoup moins gras, la brosse métallique peut maintenant être utilisée. Du côté des clapets anti-retour, le brossage donne vite un meilleur aspect. C'est facile pour les pièces mobiles, ce sera un peu plus compliqué pour l'intérieur des logements...
   Gradually, cleaning with petrol and a scrapper get to remove inlaid dirt. As it is less greasy, the metal brush could now be used.  The check valves got a better aspect with the brushing. It is easy on the removable parts, it will be more complicated inside the housings...

Le pied amovible a été nettoyé à part et repeint. C'est vraiment plus joli, même si tout le reste est encore brut.
   The removable base has been cleaned apart and painted. It is really prettier, even if all the rest is still gross.

En dessous du corps de pompe, les divers bouchons de vidange ont enfin pu être dégrippés aussi et retirés. Le nettoyage a progressivement fait apparaître côté entrée d'eau une démarcation d'abord perçue comme un décalage de plan de joint du moule de fonderie. C'est tout-à-fait banal en fonderie et n'a donc pas attiré l'attention.
Malheureusement, le nettoyage de plus en plus poussé en vue de la remise en peinture a fini par révéler qu'il s'agissait bel et bien d'une cassure.
   Under the pump body, the various drain plugs could finally be unjammed too and put apart. Cleaning on the water intlet progressively showed up a demarcation line which was at first seen as an offset of the foundry mold. It is really commonplace in foundry so it did not get attention.
Unfortunatyely, the more thorough the cleaning went, it finally revealed there was actually a metal rupture. 

Vue de dessous
View from under

Son emplacement ne laisse que peu de doute sur son origine: le gel. Il a suffit qu'elle n'ait pas été soigneusement vidangée pour que le premier gel assez fort ait pu causer l'expansion de la glace et la rupture du métal. C'est cohérent avec la plaque d'extrémité cassée elle aussi mais dont la réparation pouvait laisser penser qu'une remise en service avait eu lieu sans autres dégâts. Le raccord vissé a également pu contribuer à la cassure si le serrage a été trop fort. Il est toujours bloqué pour l'instant et seul son retrait dira si la fissure peut se refermer un peu d'elle-même.
C'est une avarie majeure dans le sens où une cassure de ce genre peut être évolutive et que sa réparation présente un risque d'échec non négligeable. La zone atteinte n'est pas sensée être sous pression, c'est le seul point positif. Il est maintenant nécessaire de déterminer l'étendue de cette cassure pour savoir s'il est possible de la contenir et de la réparer. C'est une opération très délicate au résultat incertain qui va nécessiter une bonne préparation.
   A suivre...

   Its location leaves only few doubts about its origin: icing. It took only an unsufficient draining for the first cold enough weather to frost it ans cause the expanding ice to break the metal. It is coherent with the broken end plaque of which the repair allowed to think it was back in operation without further trouble. The threaded connexion could have contributed to this rupture if tighten too strongly. It is still stuck for now and only when it is removed we will now if the crack could close itself.
It is a major damage since such a breakage could be evolutive ant repair has a non negligible risk of failure. The severed area is not meant to be under pressure, it is the only positive point. It is now necessary to determine the extent of this crack to know if it is possible to stop it and repair. It is a very delicate operation with uncertain result that will require a good preparation.
   To be continued...

Pompe Worthington pump

Pompe Worthington pump

Lors du festival vapeur de Rillé nous avons eu l'occasion rare (pour nous) de voir une pompe Worthington en fonctionnement sur une 030 O&K de 1914 venant du réseau des Chanteraines.

   During the Steam festival at Rillé, we had the (rare for us) opportunity to see an operational Worthington pump runningon a 060 O&K built 1914 from the Chanteraines railway.

La production de ces pompes s'est étalée sur de nombreuses années et leur concept a peu évolué. Quel que soit l'âge de notre pompe, notre objectif est d'obtenir un fonctionnement sur ce modèle dont voici une vidéo:
   Production of these pumps was spread over many years and their concept evolved very little. Whatever our pump age is, our goal is to get it running as this one, here is a video:

Notre pompe est encore loin d'être opérationnelle. Plusieurs éléments sont encore bloqués (bouchons, plateaux de pistons), soit à cause d'un filetage, soit à cause d'un emmanchement conique. Ce n'est qu'au prix d'un démontage total que l'on connaître l'état interne de la pompe et l'éventuelle nécessité de réparations. Il est déjà probable qu'un des axes de piston soit à refaire, le filetage d'une extrémité étant cassé. L'autre côté n'est pas en très bon état non plus. La pièce n'est pas particulièrement complexe à refaire, la difficulté est de la sortir de là !

Au passage, sortir l'axe permettra de refaire toutes les étanchéités (tresses dans les presse-étoupe). Si les tresses du distributeur de vapeur sont en fibres classiques, celles des pistons d'eau sont renforcées par des filaments de cuivre. Restaurer du matériel c'est aussi trouver des sources d'approvisionnement...

   Our pump is still far from being operational. Several elements are still jammed (plugs, piston plates), either because of a threading or because of a taper assembly. It is only at the cost of a total disassembly that we will know the exact internal condition of the pump and the eventual need of repairs. It is already probable that one of the piston shaft will have to be rebuilt, one of its end threading being broken. The other side is not in very good shape either. The part is not particularly complex to machine, the difficulty is to extract it !
By the way, extracting the shaft will allow to refit all the gland packings (plaits in stuffing boxes).  If the plaits of the steam distributor are in usual fibers, those of the water pistons are reinforced by copper wires. To restore equipments is also to find specific supplies...

La pompe à eau - The water feed pump

La loco n'a pas d'injecteur côté chauffeur car les propriétaires précédents l'avaient équipée d'une pompe  mue par la vapeur. Cette pompe ne faisait pas partie de la vente.
   The loco has no injector on the fireman's side because the previous owners had it equipped with a steam driven pump. This pump was not part of the deal.

Il est pourtant indispensable de disposer de deux dispositifs pour injecter de l'eau dans la chaudière, par sécurité en cas de panne de l'un des deux. Trouver un injecteur en état de marche à prix raisonnable aurait l'avantage d'être plus proche de la configuration d'origine mais ce type d'appareil ne se trouve pas facilement ou le prix est dissuasif.
Alors en attendant de trouver un injecteur qui aide à garder le savoir faire des chauffeurs, pourquoi ne pas continuer avec une pompe ? Comme il n'y en a pas sur les autres locos à Rillé, c'est un bon moyen pour se familiariser avec la technique du "petit cheval".
L'opportunité s'est présentée d'acheter une pompe Worthington de dimensions compatibles avec l'échelle de la voie de 60. D'un prix abordable, cette pompe nécessite bien sûr une remise en état complète et c'est ce que nous allons vous présenter dans cet article et d'autres à venir.
   It is though mandatory to have two separate means to inject water in the boiler, for safety in case of failure of one of these two.To find an injector in working condition at an affordable price would have the advantage to be as close as possible to the original configuration but this type of instrument is not easy to find and prices are deterrent.
So, while trying to find an injector that helps firemen to keep the know-how, why not to consider go on with a pump ? As there is none on the other locomotives at Rillé, it would be a good way to get familiar with the "little horse" technique.
The opportunity came to buy a Worthington pump, of which the dimensions are compatible with the 60cm gauge scale. Reasonably priced, this pump needs a complete refit and this is what we will present in this article and others to come.

Photo: P. Theinert
Illustration de l'annonce - Picture of the ad

Le principe est le même que pour la loco: un piston entraîné par la vapeur via un distributeur déplace un autre piston dans un circuit d'eau. Cette pompe est double pour une utilisation des allers-retours. Le démontage et le nettoyage ont été commencés dès la réception de la pompe afin d'en connaître l'état réel. Cela a permis d'identifier rapidement des éléments bloqués et de commencer le traitement dégrippant. Le système de distribution, côté vapeur, est presque entièrement bloqué, de même que les fourchettes d'entraînement par les pistons, ce qui empêche leur démontage.
   The principle is the same as for the locomotive: a piston driven by the steam via a distributor moves an other piston in a water circuit. This pump is double to use both strokes. Disassembly and cleaning were begun upon receipt of the pump to determine its actual condition. It allowed to identify quickly some stuck elements and to start anti-seizure treatment. The steam distribution system is almost entirely seized, as well as the forks driven by the pistons preventing their disassembly.

Photos: Nicolas Petit

Du côté eau, les mécanismes sont sales mais en assez bon état. En grattant la couche de calcaire et de rouille, les pièces se révèlent être composées de laiton. Pas moins de huit clapets servent à empêcher l'eau de repartir en sens inverse. L'un d'eux est déformé et ne fonctionne plus, cela devrait pouvoir se réparer sans trop de difficulté.
   On the water side, the mechanism is dirty but in rather good condition. When scrapped to remove the limestone deposits and rust, the parts appear to be made of brass. Not less than eight valves are used to prevent water from going back. One of these valves is out of shape and does not close, it should be fixed without much difficulty.

Si certaines pièces sont juste rouillées, d'autres sont particulièrement grasses et doivent prendre un bain de gas-oil avant d'être nettoyées.
   If some parts are just rusted, other are particularly greasy and must take a gas-oil bath prior to be cleaned.

Malgré l'usage en quantité de dégrippant, le distributeur restait en partie bloqué. La flamme du chalumeau lui a fait entendre raison. Le fonctionnement est maintenant possible mais le démontage de tous les éléments demandera une autre séance de chauffe.
   In spite of the massive use of penetrating oil, the distributor remained stuck. The flame of a torch made it free. Operation is now possible but the disassembly of all parts will require an other heating session.

Les pièces qui étaient libres lors du chantier de sablage ont été décapées puis peintes, elles sont en attente de remontage. Ici le support des axes de distribution et les doigts d'entraînement correspondants. Les plaques d'extrémité du corps de pompe ont également été traitées.
   The parts that were available during the sandblasting work have been pickled and painted. They are now waiting  for reassembly. Here the stand for the distributor axis and the associated driving indexes. The end plaques of the pump body were handled so too.

Le chantier pompe à eau n'étant pas prioritaire actuellement, il n'est actif que lors des périodes creuses où l'on ne peut travailler sur la locomotive. C'est typiquement une activité pour l'hiver...
   The works on the pump is currently not a priority, it is active only during spare time when we can not work on the locomotive. This is typically a winter job...