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Contrôle des Soudures par Ultrasons Sofranel d B I T E M S E L E C T G A T E W

Contrôle des Soudures par Ultrasons Sofranel d B I T E M S E L E C T G A T E W I D T H P U L S E R F R E E Z E S A V E G A T E L E V E L Z E R O O F F S E T R A N G E V E L 1 Z O O M A N G L E 2 n d F O P T I O N S E L E C T F 1 F 2 F 3 P R I N T S E N D D E P T H % A M P R E F M E M O R Y T H IC K A L A R M V E L 2 W A V E R E J E C T P E A K M E M G A T E S T A R T G A T E 2 O N O F F D I S P L A Y S T A T U S 2 7 1 4 I D 6 5 9 8 M E M O 0 3 > < A L P H A # D E L E T E A B C D E F G H I J K L M N O P R S T U V W X Y Q Z S Y M B O L PANAMETRICS EPOCH Théorie Inspection d’une Soudure • Types de défauts – Porosité, Manque de Fusion, Défaut de Pénétration, Inclusions de laitier, Fissures sur les bords, Fissures en racine • Dédoublures Manque de Fusion Porosités Inclusions de laitier Défaut de Pénétration Fissure en bord de cordon Fissures en racine Types de défauts Contrôle en traducteur d’angle • Les lois de la réfraction et les conversions de mode produisent des ondes transversales ou longitudinales dans le matériau testé • Permet de réaliser l’inspection sur: – La racine, les chanfreins, le bourrelet, la zone affectée thermiquement Technique d’auscultation de la soudure Méthode TOFD Contrôle des soudures S O F R A N E L TOFD • TOFD = Time Of Flight Diffraction • La diffraction est un phénomène classique en UT • Les bords des défauts internes diffractent un faisceau UT • Ce faisceau diffracté peut être détecté • Le temps d’arrivée (Time of Flight) peut être mesuré précisément. C’est lui qui va permettre de localiser les défauts TOFD pour l’inspection des soudures • Description de la technique TOFD (théorie) • Avantages • Limitations Le phénomène de diffraction • Principe de Huygens : L’onde incidente fait vibrer le défaut. Chaque point du défaut génère des nouvelles ondes élémentaires sphériques. FISSURE Ondes diffractées Ondes diffractées Onde incidente Onde Réflechie Toutes directions Faible énergie Indépendant de l’angle incidence Le phénomène de diffraction • 2 traducteurs (émetteur, récepteur) positionnés symétriquement par rapport au cordon de soudure • Emission : faisceau divergent, ondes longitudinales • Réception : récepteur à haute sensibilité Configuration de base Emetteur Récepteur Onde latérale Upper tip Lower tip Réflexion sur le fond Signaux TOFD Signaux A-scan Emetteur Récepteur Onde latérale LW Upper tip Lower tip Reflexion sur le fond BW Représentation des donnéesTOFD • Grand nombre de données • Information de phase • Solutions pour visualiser des défauts de faible amplitude • Obtenu par la représentation du signal HF en échelle de gris Représentation des données TOFD Blanc + Noir - Amplitude Temps Temps Une image A-scan est remplacée par une ligne codée en gris A-scan Onde latérale Echo de fond A-scan Indication Image type Analyse des données Interprétation des résultats Interprétation des résultats Interprétation des résultats Manque de fusion Interprétation des résultats Interprétation des résultats Interprétation des résultats Interprétation des résultats Manque de fusion sur le flanc Noter les 2 signaux 2 et 3 1 2 3 4 1 2 3 4 Interprétation des résultats Interprétation des résultats • Contrôle très rapide (scan linéaire) • Représentation en mode B-Scan • Bonne détection des défauts, même éloignés de l’axe de la soudure ou à mi-hauteur. Peu sensible à l’orientation. Bonne reproductibilité. • Interprétation des défauts • Dimensionnement précis des défauts (épaisseur). Affichage en mm • Réglage indépendant de la configuration de la soudure Avantages du TOFD • Accès de part et d’autre de la soudure • Epaisseur > 6 mm • Faible rapport S/B  nécessite l’imagerie • Zone morte en surface et au fond • Normalisation encore en cours … en Europe Le TOFD peut cependant être spécifié entre donneur d’ordre et prestataire selon procédure de gré à gré. Limitations du TOFD A-scan D-scan Surface Fond Zone morte • Directives BS 7709 et EN583-6 donnent des recommandations précises (quasiment des normes) • ASTM a approuvé un code TOFD • ASME a un code en préparation (presque identique à l’ASTM) • ASME a approuvé un manuel d’interprétation • Code case ASME 2235 autorise le TOFD et donne des critères d’acceptation • Normalisation en cours en Europe Codes / normalisation Scanner TOFD Scanner TOFD Scanner TOFD Conclusion Le procédés améliorent considérablement le contrôle des soudures: • Taux de détection des défauts • Répétabilité • Imagerie  dimensionnement et positionnement des défauts • Ingénierie du contrôle  réduction du temps d’inspection Ils constituent une alternative à la radiographie dont l’emploi devient lourd du fait de l’évolution de la reglementation Cette technique est en plein développement car la normalisation se met en place en Europe La technologie Phased Array appliquée au contrôle des soudures S O F R A N E L Ultrasons multi-éléments (Phased-Array) • Principe • Paramètres caractéristiques d’une sonde PA • Modes de balayage • Focalisation du faisceau • Applications au contrôle de soudures Caractéristiques d’un palpeur phased-array Un palpeur Phased Array est fabriqué dans un matériau piezo-composite découpé en petits éléments, qui peuvent être excités individuellement. • Chaque élément est excité individuellement et propage une onde ultrasonore. • Chaque onde élémentaire avance  le front d’onde avance. • Si tous les éléments sont excités simultanément, l’onde résultante forme une onde longitudinale ou de compression. Principe de fonctionnement Balayage électronique (Lineaire) Déflexion du faisceau • La déflexion d’un faisceau est réalisée en différant électroni- quement l’excitation de chaque élément avec un retard constant. • L’onde résultante se déplace selon un angle qui est fonction de la période séparant les impulsions Direction of energy Direction of energy Représentation en balayage sectoriel Représentation très proche de l’échographie médicale Balayage sectoriel • Le balayage sectoriel offre la capacité de balayer un secteur volumique complet sans déplacer le capteur. • Utile pour l’inspection de pièces de géométrie complexes, ou dans un espace limité. • Combine les avantages d’un faisceau large et de sondes focalisées multiples dans un seul capteur phased array 1 2...... N Application au contrôle de soudures Phased Array appliqués au contrôle de soudures Applications des Phased Array Contrôle des soudures • Balayage multi-angles d’une soudure par exemple entre 45 et 70° • Balayage linéaire de la sonde. Cela permet d’éviter le mouvement perpendiculaire à la soudure indispensable pour couvrir toute l’épaisseur en UT conventionnels. Combinaison de traitements du faisceau Corner Crack Tee Joint Corner Crack weld Exemple uploads/s1/controle-soudures-tofd 1 .pdf