FR2611277A1

FR2611277A1 - Sonde a courants de foucault a compensation circonferentielle comportant des bobines d'emission et des bobines de reception possedant des polarisations alternees

Info

Publication number: FR2611277A1
Application number: FR8801885A
Authority: FR
Inventors: Valentino S Cecco; Richard Mcilquham; F Leonard Sharp
Original assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Current assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1988-08-26
Anticipated expiration: 2008-02-17
Also published as: JP2714386B2; GB8803609D0; CA1273998A; FR2611277B1; JPS63298053A; DE3802073A1; GB2203840B; US4808924A; DE3802073C2; CA1273998C; GB2203840A

Abstract

CETTE SONDE COMPORTE UN PREMIER COUPLE D'ENSEMBLES DE BOBINES 1, 3, L'ENSEMBLE 1 COMPORTANT DES PREMIERES BOBINES IDENTIQUES DISPOSEES AU VOISINAGE D'UN TUBE A INSPECTER, SYMETRIQUEMENT AUTOUR DE L'AXE DE CE TUBE ET DANS UN PLAN PERPENDICULAIRE A CET AXE ET DONT LES AXES FONT UN ANGLE PAR RAPPORT A L'AXE DU TUBE ET ONT DES ORIENTATIONS ELECTROMAGNETIQUES ALTERNEES DANS DEUX DIRECTIONS OPPOSEES, L'ENSEMBLE 3 COMPORTANT LE MEME NOMBRE DE BOBINES DISPOSEES COMME LES PREMIERES, MAIS SOUS UN AUTRE ANGLE, LES DEUX ENSEMBLES 1, 3 ETANT DECALES ANGULAIREMENTAUTOUR DE L'AXE DE SORTE QUE LORSQUE L'UN D'EUX PRODUIT DES CHAMPS MAGNETIQUES DANS LE TUBE, L'AUTRE ENSEMBLE DETECTE DES DEFORMATIONS DE CES CHAMPS. APPLICATION NOTAMMENT A LA DETECTION NON DESTRUCTIVE DE FISSURES ET DE DEFAUTS DANS DES TUBES METALLIQUES.

Description

26 1 1 2 7 7

La présente invention concerne l'essai non destruc-

tif d'un tube réalisé en un matériau électriquement conduc-

teur et notamment d'une sonde à courants de Foucault à com-

pensation circonférentielle, possédant plusieurs bobines d'émis-

sion et plusieurs bobines de réception et apte à détecter, dans un tube, à la fois des fissures circonférentielles et des fissures axiales, l'usure par érosion sous des plaques

de support ferromagnétiques et non ferromagnétiques, des dé-

fauts internes peu profonds, etc. L'essai basé sur les courants de Foucault est une technique d'essai non destructif basée sur l' induction de courants magnétiques dans le matériau inspecté, et sur l'observation de l'interaction entre ces courants et le matériau. Les courants de Foucault sont produits par des

bobines électromagnétiques dans la sonde d'essai et sont con-

trôlés simultanément au moyen d'une mesure de l'impédance élec-

trique de la sonde. Etant donné qu'il s'agit d'un procédé d'in-

duction électromagnétique, un contact électrique direct avec l'échantillon n'est pas nécessaire; cependant le matériau

de l'échantillon doit être électriquement conducteur.

Lors de l'inspection visant à déterminer la pré-

sence éventuelle de défauts, il est essentiel que les courants

de Foucault circulent en étant aussi perpendiculaires que pos-

sible aux défauts de manière à fournir une réponse maximale.

Si les courants de Foucault circulent parallèlement à un dé-

faut, il existe une faible distorsion de ces courants et par

conséquent une faible variation de l'impédance de la sonde.

Différentes sondes à courants de Foucault ont été

proposées pour l'inspection de composants cylindriques ou tu-

bulaires, comme cela est indiqué dans les brevets US N 3 952 315, 10 Avril 1976 (Cecco), 4 079 312, 14 Mars 1978 (Osborne

et consorts) et 4 083 002, 4 Avril 1978 (Allport).

Une sonde circonférentielle interne classique in-

duit une circulation -de courants de Foucault parallèlement aux spires de la bobine et par conséquent dans une direction circonférentielle. Comme mentionné précédemment, l'impédance de la bobine doit varier pour la détection d'un défaut. Ceci se produit uniquement si e trajet de circulation des courants

de Foucault est perturbée. Les défauts circonférentiels, pa-

rallèles à ce courant et ne présentant pas une surface impor- tante perpendiculairement à cette voie de déplacement ne sont

par conséquent pas détectés. L'utilisation de bobines multi-

ples dans un ensemble de bobines d'excitation et dans un en-

semble de bobines de réception est également décrite dans les brevets US Ne 3 241 058, 15 Mars 1966 (Quittner) et 3 271 662,

6 Septembre 1966 (Quittner). Les deux brevets délivrés à Quitt-

ner, indiqués plus haut,enseignent l'inspection d'une tôle

métallique moyennant l'utilisation d'un nombre impair de bo-

bines, dont les axes sont perpendiculaires à l'échantillon à tester, pour l'émission et un nombre pair de bobines pour

la réception. Les bobines d'émission sont soumises à une pola-

risation électromagnétique d'une manière alternée, mais les bobines réceptrices sont polarisées dans la même direction, ce qui ne permet pas une compensation circonférentielle ou

linéaire (caractéristique désirée dans le brevet Quittner).

Ces bobines sont très complexes et sensible à une vobulation

de la sonde. Elles fournissent également des signaux de sor-

tie complexes à analyser et ne sont pas aisément applicables

pour l'essai de pièces cylindriques.

Le brevet US N 4 444 459 attribué le 13 Mai 1969

(Prindle et consorts) décrit des bobines hélicoïdales de dé-

tection, disposées de manière à être légèrement obliques par rapport à l'axe du tube. Les bobines sont polarisées d'une manière alternée, mais doivent posséder une forme allongée permettant une couverture circonférentielle à 100 % et avoir une longueur axiale permettant une manipulation commode de la sonde. La bobine d'émission est au moins trois fois plus grande que l'ensemble des bobines de détection. La sonde ne

présente aucune sensibilité à des fissures circonférentielles.

Un problème reconnu réside dans le fait qu'une dé-

tection fiable et une détermination fiable des dimensions de

fissures circonférentielles, d'une usure par érosion, de dé-

fauts internes de faible profondeur, etc, est rendue plus dif-

ficile par le fait que cette détection et cette détermination de la taille des défauts interviennent fréquemment dans des zones qui sont sujettes à l'apparition de défauts, comme par exemple des plaques porte- tubes ou des plaques de support et dans des zones de transition de tubes à ailettes. Normalement les échangeurs de chaleur et les générateurs de vapeur sont

formés par l'assemblage de tubes laminés, fixés dans la pla-

que porte-tubes, puis sont soudés au niveau de la face pri-

maire de la plaque porte-tubes. Le laminage est exécuté essen-

tiellement pour éliminer l'apparition de fissures sujettes

à la corrosion. Cependant si les tubes sont laminés au-delà-

de la face secondaire de la plaque porte-tubes, ils sont

sujets à l'apparition de fissures.

La présente invention utilise des bobines multi-

ples fonctionnant dans le mode émission-réception pour détec-

ter tous les défauts localisés, y compris des fissures circon-

férentielles dans un tube. Les sondes conformes à la présente invention détectentintérieurement ou extérieurement n'importe

quel défaut, incluant des défauts situés au-dessous de pla-

ques de support. Avec une variété de configurations de bobi-

nes, il est possible d'obtenir une couverture circonféren-

tielle à 100 % en une seule opération de détection, et ce avec

une grande sensibilité aux défauts dans la zone de transi-

tion entre des éléments tubulaires dilatés et non dilatés.

Un but de la présente invention est de fournir une sonde à courants de Foucault qui délivre un signal de sortie

à compensation circonférentielle.

Un autre but de la présente invention est de four-

nir une sonde à courants de Foucault qui permette de détecter des défauts (circonférentiels ou non circonférentiels) dans

un tube au-dessous d'une plaque porte-tubes ou d'un support.

Un autre but de la présente invention est de four-

nir une sonde à courants de Foucault qui produit des signaux de sortie d'une nature semblable à ceux de sondes classiques,

permettant l'exécution commode d'analyses.

Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'une sonde à courants de Foucault à compensation circonférentielle, servant à détecter des défauts localisés

dans un tube possédant un axe central et réalisé en un maté-

riau électriquement conducteur, caractérisée en ce qu'elle comprend:

- un premier couple d'ensembles de bobines, à savoir le pre-

mier ensemble de bobines et le second ensemble de bobines; - le premier ensemble de bobines possédant un nombre pair de

premières bobines sensiblement identiques, devant être dis-

posées au voisinage du tube inspecté et symétriquement au-

tour de l'axe central et dans un premier plan perpendicu-

laire à cet axe, lesdites premières bobines possédant des axes formant un angle el par rapport audit axe central et orientées,du point de vue électromagnétique, en alternance, entre deux directions opposées le long de leurs axes; - ledit second ensemble de bobines possédant le mâme ncmbre pair de secondes bobines sensiblement identiques et destinées

à être situées au voisinage du tube inspecté et symétri-

quement autour de l'axe central et dans un second perpen-

diculaire à cet axe, lesdites secondes bobines possédant des axes formant un angle 02 par rapport audit axe central et orientées,du point de vue électromagnétique,en alternance, entre deux directions opposées le long de leurs axes; et - ledit premier ensemble de bobines et ledit second ensemble de bobines étant décalés angulairement l'un par rapport à l'autre autour dudit axe central de telle sorte que chacune des bobines situées dans l'un des ensembles de bobines est

située au niveau du point médian entre deux bobines voisi-

nes de l'autre ensemble de bobines, - de sorte que, lorsqu'il est excité, l'un des ensembles de bobines produit des champs magnétiques dans le tube dans lesdites deux directions opposées des bobines, et l'autre

ensemble de bobines détecte des distorsions de champs ma-

gnétiques et produit un signal de sortie compensé circonfé-

rentiellement, qui indique essentiellement la présence de défauts localisés dans le tube.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré-

sente invention ressortiront de la description donnée ci-après

prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - les figures l(a) et l(b) sont des vues en perspective de deux dispositifs de l'art antérieur, sensibles

à des fissures circonférentielles, mais sans compensation cir-

conférentielle; - les figures 2(a),2(b) et 2(c) représentent la

configuration de bobines et leur raccordement électrique con-

formément à une forme de réalisation de l'invention; - les figures 3(a) et 3(b) sont des vues en

plan général de la présente invention, avec différents symbo-

les correspondant à ces différents paramètres

- la figure 4 représente un modèle de tube de gé-

nérateur de vapeur utilisé pour tester les sondes conformes à la présente invention;

- la figure 5 représente les signaux de sortie ob-

tenus lors d'un essai exécuté sur le modèle de la figure 4: - les figures 6,7 et 8 sont des vues en

plan simplifiées de certaines formes de réalisation préfé-

rées de la présente invention; - les figures 9 et 10 sont des vues en plan simplifiées montrant des configurations de bobines de deux jeux d'ensembles de bobines conformément à deux des formes de réalisation de la présente invention pour l'obtention d'une couverture circonférentielle complète; et

- la figure 11 est une vue simplifiée uti-

lisée pour la description du fonctionnement de la sonde con-

forme à l'invention.

Pour détecter des défauts circonférentiels, la bo-

bine doit induire des courants circulant en faisant un angle par rapport aux fissures. Les figures l(a) et l(b) montrent deux types possibles de sondes de sections de tubes. Aucune

d'elles ne comporte des ensembles séparés de bobines d'exci-

tation et de réception. La sonde représentée sur la figure l(a) induit des courants selon une configuration circulaire, tandis que la sonde représentée sur la figure l(b) induit des courants qui doivent suivre l'angle de 30 des bobines. Les deux sondes sont du type différentiel en ce que les bobines

sont raccordées électriquement de manière à fournir des si-

gnaux différentiels moyennant l'utilisation d'un pont à cou-

rant alternatif. Bien que les sondes superficielles (simples

ou multiples) en forme de galettes présentent une bonne sen-

sibilité aux fissures superficielles, elles présentent une faible sensibilité à des défauts extérieurs, présentent un

bruit de soulèvement intense, permettent une couverture cir-

conférentielle partielle et fournissent des signaux complexes.

En outre la conception mécanique complexe nécessaire pizr la ré-

duction du bruit de soulèvement rend ces sondes sujettes à

des défaillances.

Pour la détection de fissures situées au-dessous

de plaques porte-tubes et dans des zones de transition de tu-

bes à ailettes, etc, il est connu d'utiliser des procédés uti-

lisant des courants de Foucault à deux ou à un plus grand nom-

bre de fréquences. Les hautes fréquences d'essai sont très sensibles aux dilatations du tube, et les basses fréquences d'essai sont très sensibles à la plaque porte-tubes et aux plaques de support, tandis que des fréquences intermédiaires

sont sensibles aux défauts, aux plaques de support et aux zo-

nes de dilatation. Un mélange approprié de ces signaux à fré-

quences multiples permet d'obtenir une sensibilité essentiel-

lement vis-à-vis des défauts.

Les sondes à compensation pour l'inspection de pla-

ques porte-tubes sont conçues de manière à simplifier l'essai réalisé à l'aide de courants de Foucault. Des défauts proches

ou au-dessous d'une plaque porte-tubes ou de plaques de sup-

port peuvent être détectés sans l'utilisation d'une compensa-

tion à fréquences multiples (mélange de signaux) ou de peti-

tes sondes de surface. Un système incorporé de compensation circonférentielle est prévu dans ces sondes, qui fonctionnent sur des appareils classiques d'émission-réception à courants de Foucault, de sorte que des plaques de support, des plaques

porte-tubes et des sections dilatées sont réellement invisi-

bles. Une inspection complète du tube fournit des signaux pro-

duits uniquement par des défauts. On peut utiliser ces sondes

pour détecter des fissures dues à une corrosion sous contrain-

te, de courtes fissures circonférentielles, des piqûres même dans le cas de la présence de dépôts uniformes de cuivre, et une usure par érosion audessous des plaques de support. On peut inspecter des tubes générateurs de vapeur réalisés en un matériau dénommé Inconel (marque déposée), des tubes de condenseurs en laiton et des tubes d'échangeurs de chaleur de conditionneurs d'àir à ailettes, en cuivre, à l'aide d'un seul balayage en utilisant un appareil d'émission/réception

à courants de Foucault, utilisant une seule fréquence.

Les figures 2(a),2(b) et 2(c) représentent schéma-

tiquement la configuration, la position et le raccordement électrique de bobines utilisées dans le premier ensemble de bobines et dans le second ensemble de bobines, conformément

à une forme de réalisation préférée de la présente invention.

Les bobines peuvent être des bobines électromagnétiques en

forme de disques du type dit en forme de galettesou bien peu-

vent posséder n'importe quelle forme en fonction des besoins

et des structures désirés.

En se référant aux dessins, la figure 2(a) Lxe

une configuration de bobines circonférentielles sous la for-

me d'une vue en plan. Quatre bobines sensiblement identiques du premier ensemble de bobines 1 sont représentées sous la

forme d'une rangée, en étant équidisantes de 90 C sur un cer-

cle. Quatre secondes bobines sensiblement identiques du second ensemble de bobines 3 sont décalées axialement d'une distance

d1 par rapport au premier ensemble de bobines et sont en ou-

tre décalées angulairement de 45 de sorte qu'elles sont dis-

posées au niveau des points médiansentre deux bobines d'exci-

tation voisines. Le diamètre des bobines est désigné par do.

En se référant à la figure 2(c), la section en cou-

pe transversale du boîtier de sonde est désignée par 11 et quatre premières bobines sont disposées circonférentiellement dans le plan de coupe transversal du boîtier de sonde, dont

l'axe coincide sensiblement avec l'axe central 9 du tube sou-

mis à l'inspection. Bien que ceci ne soit pas représenté sur la figure 2(b), quatre secondes bobines du second ensemble

de bobines sont disposées de façon similaire dans un plan pa-

rallèle au plan des premières bobines. Les secondes bobines

sont disposées circonférentiellement au niveau des points mé-

dians entre deux premières bobines voisines, comme représenté

sur la figure 2(a).

La figure 2(b) représente les connexions électri-

ques des bobines à une source d'alimentation en énergie à courant alternatif 5 et un appareil 7 qui mesure une tension

produite dans le second ensemble de bobines 3.

Sur ces figures et sur les figures qui vont sui-

vre, les signes + et - désignent les polarités des bobines,

que l'on peut choisir soit au moyen de la direction des spi-

res des bobines, soit grâce aux connexions électriques éta-

blies entre les bobines. C'est pourquoi, à la place de la con-

figuration représentée sur la figure 2c, dans laquelle les bobines sont enroulées dans des directions opposées l'une à

l'autre, on peut modifier les connexions électriques de manié-

re à obtenir le même effet tout en maintenant le branchement en série des connexions. On notera également que, sur la base

de la loi de réciprocité, la sonde fonctionne de façon simi-

laire si ue one d'alintaticn en àeiie a courant alternatif est raccordée au second ensemble de bobines et que l'appareil de

mesure de la tension est raccordé au premier ensemble de bo-

bines.

Les premières bobines sont disposées dans un pre-

mier plan qui coincide avec le plan de coupe transversale du boîtier de sonde, comme représenté sur la figure 2(b), et est perpendiculaire à l'axe central du tube. Comme les premières bobines, les secondes bobines sont également disposées dans un second plan perpendiculaire à l'axe central du tube. Les

valeurs typiques pour cette forme de réalisation sont do (dia-

mètre des bobines) = 5 mm, d1 (distance entre les ensembles de

bobines) = 5 mm et diamètre du tube = 12,7 mm.

On peut modifier la distance d1 en optimisant e fKi-

tiamrat en fonction du type du matériau,des dimensions etc du tube. Pour certaines applications, la distance dl peut être nulle. On peut insérer un certain matériau conducteur en tant que blindage partiel dans l'espace, par exemple du cuivre de

manière à modifier la phase du signal de sortie.

- Une variété de configurations de bobines sont pos-

sibles et vont être décrites d'une manière générale ci-après

en référence aux figures 3(a) et 3(b).

Sur la figure 3(a), on a représenté un agencement de quatre bobines dans un ensemble de bobines. On a donné

plusieurs symboles pour indiquer certains paramètres varia-

bles, par exemple d1 la distance entre les ensembles de bobi-

nes, c'est-à-dire entre deux plans perpendiculaires, do le dia-

mètre des bobines, y le décalage angulaire des deux ensembles de bobines et t l'épaisseur d'un blindage partiel désigné par 13. La figure 3(b) -rE, e une première bobine et une seconde

bobine séparées par la distance dl, dans leur position relati-

ve par rapport à l'axe central 9. Sur la figure, les angles

de l'axe de la première bobine et de l'axe de la seconde bobi-

ne par rapport à l'axe central sont désignés respectivement

par G1 et 2.

Ces paramètres dodly, t,lG 2 sont variables et peuvent être choisis de manière à optimiser le fonctionnement de manière à satisfaire aux exigences requises. Le nombre des

bobines dans un ensemble de bobines peut être également choi-

si parmi des nombres pairs, et ledit nombre détermine y, le

décalage angulaire.

Pour chacun des nombres de bobines 2 ( Y = 90 ), 4 ( y= 45"), 6 ( Y= 30)..

les configurations suivantes des bobines sont possibles: 1) O1 = 90 , 270 en alternance,; G2= 90 , 2700 en alternance; dl=0 2) 91=900, 270 en alternance; 92= 0", 1800 en alternance; d= 0 3) 1= 0 , 180 en alternance, 82= 0 , 180 en alternance; dl=0 4) G!= 90 , 270 en alternance, 82= 90 , 270 en alternance, d1 do 5) G1= 90 , 270 en alternance; 82= 0 , 180 en alternance; d1 do 6) G= 0 , 270 en alternance; 82= 0', 180 en alternance; dl do 7) 1= 90 , 270 en alternance; 82= 90 , 270 en alternance; dl do +t, t = 6 8) i1= 90 , 270 en alternance; 9 = O , 180 en alternance; Xd1 do+ t, t = 6 9) 01 = 0 , 180 en alternance; 2 = O , 180 en alternance; d1, do+t, t = 6..DTD: 10)G= 90 , 270 en alternance; G2= 30 -60 , 210 -240 en al-

ternance; dl 2d0

11)91= 0 , 180 en alternance; 92= 30 -60 , 210 -240 en al-

ternance; dl 2d0.

Dans la liste indiquée plus'haut, G est la profon-

deur standard de pénétration qui est fixée par la fréquence

d'essai, la conductivité électrique et la perméabilité élec-

trique du blindage partiel.

Comme on peut le comprendre aisément, la configu-

ration représentée sur les figures 2(a) et 2(b) fait partie

du cas N 4 ci-dessus, le nombre des bobines étant égal à 4.

Les figures 4 et 5 représentent un modèle de tube de générateur de vapeur possédant différents types de défauts,

et les signaux de sortie obtenus fournis par une sonde réali-

sée conformément à la présente invention. Sur la figure 4, on a représenté un tube réalisé en Inconel (marque déposée),

possédant un diamètre de 19 mm. Différents défauts sont repré-

sentés aux emplacements A,B,C et D. La plaque porte-tubes 17

est en acier au carbone et porte un revêtement en Inconel (mar-

que déposée) référencé par 19.

La figure 5 représente des signaux de sortie dans un diagramme d'impédance X-Y, obtenus aux emplacements A,B,

C et D. Le trou traversant et la piqûre extérieure d'une pro-

fondeur de 25 % et d'un diamètre de 5 mm, sont aisément détec-

tables au niveau de la zone de transition de la dilatatin d la plaque porte-tubes. Les signaux non déformés permettent de

déterminer de façon précise les dimensions du défaut. Les si-

gnaux délivrés par la plaque porte-tubes en acier au carbone, par le revêtement en Inconel (marque déposée) et par la zone

de dilatation de la plaque porte-tubes sont négligeables.

Afin de faciliter la visualisation de certaines

onfaticds db bbises irnq.s pls hut, cn pz se r/Sàr aux figes 6,7 et 8.

Sur la figure 6, on a représenté

une forme de réalisation qui correspond au cas de configura-

tion de bobines N l, par Le fait que 2 bobines sont prévues dans chacun des ensembles de bobines 1 et 3. G1 et G2 alternant

chacun entre 90 et 2700. Les ensembles de bobines sont inter-

changeables en ce que le premier ensemble de bobines peut être formé de bobines d'émission et le second ensemble de bobines peut être formé de bobines de réception ou vice versa, et ce

avec des résultats similaires.

La figure 7 représente le cas o toutes les bobi-

* nes (les premières bobines et les secondes bobines) sont ali-

gnées axialement, mais polarisées d'une manière alternée, c'est-à-dire que el et G2 sont tous deux choisis de manière à être en alternance égaux à 0 et 180 . Un blindage partiel formé de cuivre mince possédant une épaisseur égale à 5 est prévu en tant que déphaseur du signal de sortie, indicatif

d'un défaut, par rapport au signal de vobulation de la sonde.

Comme dans le cas de la figure 6, les ensembles de bobines sont interchangeables en ce qui concerne leurs fonctions

d'émission et de réception.

La figure 8 représente encoi une autre forme de réa-

lisation qui s'apparente au cas N 11. Cette forme de réali-

sation réduit le couplage direct des premiers ensembles de bobines (d'émission) et des seconds ensembles de bobines (de réception), mais rend maximale la sensibilité à des défauts

extérieurs. Cette forme de réalisation réduit en outre le si-

gnal de vobulation de la sonde et entraîne également des dé-

formations des signaux de défauts localisés de sorte que ces derniers peuvent être mieux distingués du bruit de vobulation

de la sonde.

Comme on peut le voir aisément, toutes les confi-

gurations de bobines peuvent être réalisées au moyen d'une sonde interne ainsi que d'une sonde externe, grâce au fait que les bobines peuvent être positionnées d'un côté du tube,

à l'intérieur ou à l'extérieur de ce dernier, et ce sans au-

cune modification des caractéristiques.

Toutes les configurations de bobines, qui ont été

décrites précédemment, laissent certaines zones circonféren-

tielles non détectées, par exemple de petites zones qui sont

situées directement au-dessous des centres des bobines. Cepen-

dant on peut obtenir une couverture circonférentielle à 100 % en disposant un second jeu d'ensembles de bobines, identique au premier jeu d'ensembles de bobines, mais légèrement décalé

angulairement par rapport à ce premier jeu d'ensembles de bo-

bines.

C'est pourquoi, pour toutes les configurations pos-

sibles indiquées précédemment, les premier et second jeux

d'ensembles de bobines sont séparés axialement en étant dé-

calés angulairement l'un de l'autre de y (y étant le déca-

lage angulaire entre les première et les seconde bobines de

chaque jeu d'ensembles de bobines).

Les figures 9 et 10 IT tat deux desdites confi-

gurations possibles, à titre d'exemple.

En se référant à la figure 11, on va expliquer briè- vement le fonctionnement de la présente invention. A titre

d'exemple, on va considérer la forme de réalisation représen-

tée sur la figure 3(a). Toutes les autres formes de réalisa-

tion peuvent être analysées de façon similaire. Sur la figure 11, deux bobines d'émission et une bobine de réception sont représentées sous la forme d'une ligne en trait plein. Les

bobines d'émission raccordées avec des polarités N-S, S-N al-

ternées fournissent les résultats suivants:

- évasement du champ magnétique d'une bobine à l'autre, pro-

duisant par induction des courants de Foucault au-dessous des bobines et entre ces dernières; - flux magnétique raisonnablement uniforme sur les surfaces intérieure et extérieure du tube; - champ magnétique produisant par induction des courants de Foucault circulant en faisant un angle par rapport à l'axe du tube, dans la zone indiquée de sensibilité maximale. Ceci

permet la détection de fissures axiales et de fissures cir-

conférentielles.

Les bobines de réception raccordées avec les pola-

rites N-S, S-N alternées fournissent les résultats suivants: - zones de haute sensibilité aux défauts entre les bobines d'émission et de réception;

- chaque zone voisine possède une sensibilité positive et né-

gative alternée. Pour quatre bobines d'émission et quatre bobines de réception, on obtient quatre zones positives de sensibilité et quatre zones négatives de sensibilité des défauts;

- ces sensibilités alternées aux défauts sur la circonféren-

ce du tube entraînent une suppression de signaux provenant de variations symétriques (concentriques), comme celles par exemple produites par des plaques de support, des plaques

porte-tubes et des zones de dilatation. Les signaux exté-

rieurs sont produits uniquement à partir de défauts locali-

sés.

- le signal résultant provenant de défauts localisés est sem-

blable à des sondes à bobine classiques, ce qui facilite l'analyse des signaux. Ceci permet de déterminer les d nsicrs

des défauts même au-dessous de plaques de support et de zo-

nes de dilatation des tubes.

Claims

REVENDICATIONS

1. Sonde à courants de Foucault à compensation cir-

conférentielle, servant à détecter des défauts localisés dans un tube possédant un axe central et réalisé en un matériau électriquement conducteur, caractérisée en ce qu'elle comprend:

- un premier couple d'ensembles de bobines, à savoir le pre-

mier ensemble de bobines (1) et le second ensemble de bo-

bines (3); - 3lit poenir embl2e de bobines (1) possédant un nombre pair de premières bobines sensiblement identiques,devant être disposées au voisinage du tube inspecté et symétriquement

autour de l'axe central et dans un premier plan perpendicu-

laire à cet axe, lesdites premières bobines possédant des axes formant un angle G1 par rapport audit axe central et orientées,du point de vue électromagnétique, en alternance dans deux directions opposées le long de leurs axes;

- ledit second ensemble de bobines (3) possédant le même nom-

me pir de b bobines sensiblement identiques et desti-

nées à être situées au voisinage du tube inspecté et symé-

triquement autour de l'axe central et ds un sa pd pin perpen-

diculaire à cet axe, lesdites secondes bobines possédant des axes formant un angle O2 par rapport audit axe central et orientes,du point de vue électromagnétique en alternance dans deux directions opposées le long de leurs axes; et

- ledit premier ensemble de bobines (1) et ledit second ensem-

ble de bobines (3) étant décalés angulairement l'un par rap-

port à l'autre autour dudit axe central de telle sorte que

chacune des bobines situées dans l'un des ensembles de bo-

bines est situéeau niveau du point médian entre deux bobi-

nes voisines de l'autre ensemble de bobines, - de sorte que, lorsqu'il est excité, l'un des ensembles de bobines (1,3) produit des champs magnétiques dans le tube

dans lesdites deux directions opposées des bobines, et l'au-

tre ensemble de bobines détecte des distorsions des champs

magnétiques et produit un signal de sortie compensé circon-

férentiellement, qui indique essentiellement la présence

de défauts localisés dans le tube.

2. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 1, caractérisée en ce que les angles G1 et G2 sont choi-

sis tous les deux parmi un groupe d'angles consistant en 0 et 90 .

3. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 1, caractérisée en ce que - l'angle i1 est choisi parmi un groupe consistant en 0 et 90 ;

- l'angle 02 est un angle compris entre environ 30 et 60 .

4. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 2, caractérisée en ce que lesdits premier et second plans sont séparés axialement l'un de l'autre d'une distance

prédéterminée d1 choisie parmi un groupe de distances expri-

mées par dl=0 et dl) do é do étant le diamètre de la plus gran-

de des premières bobines et des secondes bobines.

5. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 2, caractérisée en ce que lesdits premier et second

plans sont séparés axialement l'un de l'autre par une distan-

ce prédéterminée d, et des moyens formant blindage magnéti-

que partiel possédant une épaisseur t sont prévus entre les-

dits plans, la distance d exprimée par dl do+t, do étant le diamètre de la plus grande des premières bobines et des secondes bobines et t étant sensiblement égal à la profondeur standard de pénétration S.

6. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 3, caractérisée en ce que lesdits premier et second

plans sont séparés axialement l'un de l'autre par une distan-

ce prédéterminée d1 exprimée par dl> 2 do, do étant le diamè-

tre de la plus grande des premières et des secondes bobines.

7. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 4, caractérisée en ce que - ledit nombre pair des premières et des secondes bobines est un nombre choisi parmi un groupe consistant en 2, 4 et 6;et

- les premier et second ensembles de bobines (1,3) sont dis-

posés sur un bottier de sonde pouvant être déplacé libre-

ment le long de l'axe central à l'intérieur du tube.

8. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 5, caractérisée en ce que - ledit nombre pair des premières et secondes bobines est un nombre choisi parmi un groupe consistant en 2, 4 et 6; et

- les premier et second ensembles de bobines (1,3) sont pré-

vus sur un boîtier de sonde de manière à être librement

déplaçables le long de l'axe central à l'intérieur du tube.

9. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 6, caractérisée en ce que - ledit nombre pair des premières et secondes bobines est un nombre choisi parmi un groupe consistant en 2, 4 et 6; et

- les premier et second ensembles de bobines (1,3) sont dis-

posés sur un boîtier de sonde de manière à être librement

déplaçables le long de l'axe central à l'intérieur du tube.

10. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 7, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre:

- un second couple d'ensembles de bobines, à savoir les troi-

sième et quatrième ensembles de bobines; - ledit second couple étant identique au premier couple (1,

3), mais en en étant séparé axialement d'une distance dl su-

périeure à 2d0 et en ayant pivoté par rapport au premier

couple autour de l'axe central.

11. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 8, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre:

- un second couple d'ensembles de bobines, à savoir les troi-

3), mais en en étant séparé axialement d'une distance d1 su-

périeure à 2d et en ayant pivoté par raport au premier o

couple autour de l'axe central.

12. Sonde à courants de Foucault selon la revendi-

cation 9, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre:

- un second couple d'ensembles de bobines, à savoir les troi-

3), mais en en étant séparé axialement d'une distance d1 su-

périeure à 2d0 et en ayant pivoté par rapport au premier

couple autour de l'axe central.