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Contrôle de structures métalliques et composites par thermographie infrarouge a

Contrôle de structures métalliques et composites par thermographie infrarouge active Patrick BOUTEILLE Grégory LEGROS Nicolas TERRIEN CETIM Le CND au CETIM La thermographie IR active Les différents moyens d’excitation thermique Exemples d’applications Sur structures métalliques Sur structures composites Conclusions Page 4  L’offre CETIM : Expertises en CND et Instrumentation Conception & Dimensionnement des ESP composites Conseils, veille technologique, appuis techniques / Faisabilités Formations CND Centres d’examens Cofrend (Senlis et Nantes)  Des marchés très diversifiés : Aéronautique, spatial, automobile, ferroviaire, Fabricants d’équipement, mécanique, Energie, chimie, Construction métallique, Agroalimentaire… Le CND au Cetim Page 5 Des moyens performants et diversifiés en CND : Les méthodes traditionnelles de contrôle CND (PT, MT, RT, US, ACFM…) Les méthodes avancées par ultrasons (TOFD, Multiéléments…) Les ondes guidées l’émission acoustique Inspections visuelles spécifiques (VT GNV) La modélisation des contrôles CND – Logiciel CIVA Thermographie pulsée, vision industrielle … Tomographie RX Développement de méthodes CND adaptées à un besoin client Une équipe de contrôleurs certifiée COFREND CIFM & COSAC GNV VT Le CND au Cetim Principe Chaque corps émet des ondes électromagnétiques Dans le domaine de l’infrarouge, des détecteurs transforment la puissance lumineuse émise par le corps en un signal électrique – Obtention d’une image thermique de la scène observée (Thermogramme) La thermographie infrarouge 30,0°C 150,0°C 40 60 80 100 120 140 Exemple d’un équipement sous pression (CETIM) Quand les éléments ne sont pas soumis à un gradient thermique Cale à gradins en acier avec trous à fond plat Image obtenue en thermographie infrarouge passive Soumettre la pièce à une excitation extérieure mécanique, thermique, … Analyser la réponse thermique Dans le cas d’un échantillon défectueux Modification de la propagation du flux de chaleur Image obtenue en thermographie active après traitement d’images La thermographie infrarouge active Page 8 Détection de délaminages, décollements, infiltrations d’eau, fissures, corrosion… Méthode globale sans contact Les différents moyens d’excitation thermique Ultrasons Lampes halogènes Courants de Foucault Lampes flashs Page 9 Exemples de dispositifs expérimentaux Lampe flash Caméra IR Les différents moyens d’excitation thermique Page 10 Applications sur composites Détection d’infiltration d’eau dans un nid d’abeille nomex Détection d’un manque d’imprégnation dans une structure sandwich GF/balsa Sandwich nidalu : détection d’un écrasement de l’âme Détection d’inserts dans une structure sandwich nomex Page 11 Détection de délaminages sur carbone / époxy Lampe flash Applications sur composites Page 12 Evolution d’un délaminage dans l’épaisseur d’un carbone / époxy Face impactée Face opposée à l’impact Tomographie à rayons X Thermographie infrarouge active Phase à différentes fréquences Comparaison entre thermographie infrarouge (lampe flash) et tomographie à rayons X Applications sur composites Page 13 Contrôle de capot de moteurs d’avions Lampe flash Mise au point sur maquette Source : Duqueine Applications sur composites Page 14 Recherche de délaminages en vibrothermographie Dispositif expérimental Image thermique Délaminage Applications sur composites Page 15 Détection de défauts de surface sur pièces forgées Comparaison entre thermographie infrarouge (induction) et magnétoscopie sur moyeux de roue Thermographie infrarouge (induction) Magnétoscopie Applications sur métalliques Page 16 Détection de défauts de surface sur pièces forgées Comparaison entre thermographie infrarouge (induction) et magnétoscopie sur rotules de direction Applications sur métalliques Thermographie infrarouge (induction) Magnétoscopie La thermographie IR peut être une alternative au ressuage et à la magnétoscopie (contraintes SST et environnementales de REACH) Page 17 Détection de décollements de revêtement céramique Lampe flash Applications sur métalliques Page 18 Recherche de corrosion interne Détection de chancres Applications sur métalliques Page 19 Inconvénients La profondeur d’inspection est limitée par la diffusivité thermique du matériau Quelques millimètres pour un monolithique Les propriétés de surface affectent la réponse thermique de la structure Interprétation des données parfois délicate Avantages Méthode globale, non intrusive, sans contact Bonne détection des défauts surfaciques IT peut remplacer le PT, MT (faibles contraintes HSCT) Applicable à de nombreux matériaux et défauts Composite, métallique Détection de délaminages, décollements, fissures, infiltrations d’eau, corrosion,… Diverses possibilités d’excitation Flash, sonotrode,... Automatisable, traçabilité des résultats Quelques secondes par pièce envisageable après automatisation Permet de déterminer la forme et la profondeur du défaut Analyse temporelle ou fréquentielle Conclusions Page 20 Merci de votre attention. Nicolas TERRIEN nicolas.terrien@cetim.fr uploads/Management/ 3-2013-05-16-thermographie-metal-composites-cetim.pdf