FR2775787A1 - METHOD AND DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE ULTRASONIC TESTING OF A JOINT WELD BETWEEN TWO PARTS - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE ULTRASONIC TESTING OF A JOINT WELD BETWEEN TWO PARTS Download PDFInfo
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé de contrôle non destructif par ultra-The invention relates to a method of non-destructive testing by ultra-
sons d'une soudure de jonction entre deux pièces métalliques. sounds of a junction weld between two metal parts.
Dans le cadre de la construction mécanique et par exemple dans le cadre de la construction de réacteurs nucléaires, on réalise des liaisons par soudure entre des pièces en acier telles que des tôles planes ou encore des viroles annulaires. Ces soudures peuvent être en particulier des soudures de jonction bout à bout de deux pièces telles que deux pièces planes ou deux viroles. Les soudures de jonction s'étendent sur toute l'épaisseur des pièces et suivant une direction des pièces qui sera désignée par la suite comme direction longitudinale de la soudure. Par exemple, dans le cas de pièces planes assemblées bout à bout, la direction longitudinale de la soudure est une direction rectiligne parallèle aux bords des pièces entre lesquelles on In the context of mechanical construction and for example in the context of the construction of nuclear reactors, connections are made by welding between steel parts such as flat sheets or even annular ferrules. These welds can in particular be butt welds of two pieces such as two flat pieces or two ferrules. The junction welds extend over the entire thickness of the parts and in a direction of the parts which will be designated subsequently as the longitudinal direction of the weld. For example, in the case of flat parts assembled end to end, the longitudinal direction of the weld is a straight direction parallel to the edges of the parts between which
réalise la soudure.welds.
Dans le cas de viroles de forme annulaire, la direction longitudinale In the case of ring-shaped ferrules, the longitudinal direction
suivant laquelle s'étend la soudure est une ligne circulaire parallèle aux ex- along which the weld extends is a circular line parallel to the ex-
trémités annulaires des pièces entre lesquelles on réalise la soudure. annular hoppers of the parts between which the welding is carried out.
Dans tous les cas, en particulier lorsque les pièces sont des pièces épaisses d'un réacteur nucléaire, il est nécessaire de contrôler la soudure In all cases, in particular when the parts are thick parts of a nuclear reactor, it is necessary to control the weld
entre les pièces, de manière à pouvoir déceler les défauts que pourrait pré- between the parts, so as to be able to detect the faults that could pre-
senter cette soudure. Les défauts doivent être également caractérisés en ce feel this weld. Defects must also be characterized in that
qui concerne leur position suivant l'épaisseur des pièces et leurs dimen- which concerns their position according to the thickness of the pieces and their dimensions
sions, de manière à déterminer si une réparation est nécessaire. to determine if repair is necessary.
Les soudures de jonction de certains composants de réacteurs nu- The joint welds of certain nuclear reactor components
cléaires ne doivent comporter en effet aucun défaut ou au moins aucun dé- Indeed, there must be no defect or at least no defect.
faut pouvant évoluer pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire. can evolve during the operation of the nuclear reactor.
Pour effectuer le contrôle des défauts de soudure entre deux pièces métalliques, il est connu d'utiliser une méthode de contrôle non destructif par To check the weld faults between two metal parts, it is known to use a non-destructive test method by
ultrasons consistant à déplacer une source d'émission d'au moins un fais- ultrasound consisting in moving an emission source by at least one beam
ceau ultrasonore sur une surface accessible des pièces, au voisinage de la soudure, de manière que la source d'émission ultrasonore dirige un faisceau ultrasonic skin on an accessible surface of the parts, in the vicinity of the weld, so that the source of ultrasonic emission directs a beam
d'ultrasons vers la soudure, dans l'épaisseur des pièces. ultrasound towards the weld, in the thickness of the parts.
On recueille et on enregistre les signaux d'échos qui sont dus à des We collect and record the echo signals which are due to
défauts de la soudure.welding faults.
Généralement, on utilise, comme source d'émission d'ultrasons, un Generally, as a source of ultrasound emission, a
transducteur émetteur-récepteur qui permet de générer le faisceau ultraso- transmitter-receiver transducer which generates the ultrasonic beam
nore incident et de récupérer les signaux d'échos qui peuvent être enregis- our incident and recover the echo signals that can be recorded
trés et analysés par des moyens électroniques associés au transducteur émetteur-récepteur. Pour réaliser un balayage de la soudure suivant toute sa longueur et suivant toute son épaisseur, il est nécessaire de déplacer le transducteur, au contact de la surface des pièces, dans la direction longitudinale et dans une very and analyzed by electronic means associated with the transmitter-receiver transducer. To scan the weld along its entire length and along its entire thickness, it is necessary to move the transducer, in contact with the surface of the parts, in the longitudinal direction and in a
direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, générale- transverse direction perpendicular to the longitudinal direction, general-
ment de manière alternative.alternatively.
Afin d'améliorer la détection des défauts quelle que soit leur orienta- In order to improve the detection of faults whatever their orientation
tion, dans toutes les zones de la soudure, et d'analyser les défauts pour tion, in all areas of the weld, and analyze the defects for
déterminer leurs caractéristiques de manière plus précise, on utilise géné- determine their characteristics more precisely, we use gener-
ralement, de manière successive, un premier transducteur qui est déplacé au contact de la surface des pièces de manière à émettre un faisceau d'ultrasons suivant un premier angle avec la normale à la surface des pièces ralement, successively, a first transducer which is moved in contact with the surface of the parts so as to emit a beam of ultrasound at a first angle with the normal to the surface of the parts
et un second transducteur qui est déplacé sur la surface des pièces, de ma- and a second transducer which is moved on the surface of the parts, ma-
nière à émettre, en direction de la soudure, un second faisceau d'ultrasons faisant un second angle avec la normale à la surface des pièces sur laquelle to emit, in the direction of welding, a second beam of ultrasound making a second angle with the normal to the surface of the parts on which
on déplace le transducteur.the transducer is moved.
Généralement, le premier transducteur comporte un élément piézo- Generally, the first transducer comprises a piezoelectric element.
électrique disposé de manière à émettre un faisceau d'ultrasons faisant un angle voisin de 45 avec la normale aux pièces et le second transducteur, un faisceau faisant un angle voisin de 60 avec la normale à la surface des electric arranged so as to emit a beam of ultrasound making an angle close to 45 with the normal to the parts and the second transducer, a beam making an angle close to 60 with the normal to the surface of the
pièces.rooms.
Les opérations de contrôle qui nécessitent un balayage complet de la soudure en utilisant le premier et le second transducteurs successivement peuvent demander une longue durée d'exécution, en particulier dans le cas The control operations which require a complete sweep of the weld using the first and the second transducers successively can require a long execution time, in particular in the case
de très grandes pièces. En outre, les opérations utilisant le premier et le se- very large rooms. In addition, operations using the first and the second
cond transducteurs étant distinctes et successives, il est très difficile de re- cond transducers being distinct and successive, it is very difficult to re-
pérer et de comparer les enregistrements relatifs à un même défaut, de ma- manage and compare the records relating to the same defect,
nière à préciser ses caractéristiques. to specify its characteristics.
Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de contrôle non The object of the invention is therefore to propose a method of control not
destructif par ultrasons d'une soudure de jonction entre deux pièces métalli- destructive by ultrasound of a junction weld between two metal parts
ques s'étendant dans une direction des pièces appelée direction longitudi- ques extending in a direction of parts called longitudinal direction
nale, par déplacement sur une surface des pièces dans la direction longitu- nal, by moving parts over a surface in the longitudinal direction
dinale et dans une direction transversale sensiblement perpendiculaire a la direction longitudinale, d'une source d'émission d'au moins un faisceau d'ultrasons en direction de la soudure et enregistrement des échos dus à des défauts de la soudure, ce procédé permettant de réaliser le contrôle de in a transverse direction, substantially perpendicular to the longitudinal direction, of a source of emission of at least one ultrasound beam in the direction of the weld and recording of the echoes due to faults in the weld, this process making it possible to carry out the control of
manière rapide avec une bonne caractérisation des défauts. quickly with good characterization of faults.
Dans ce but, on émet simultanément, à partir de la source d'émission d'ondes ultrasonores, un premier faisceau en direction de la soudure faisant For this purpose, a first beam is emitted simultaneously from the source of emission of ultrasonic waves in the direction of the weld making
un premier angle avec la normale à la surface des pièces et un second fais- a first angle with the normal to the surface of the parts and a second
ceau d'ondes ultrasonores, faisant un second angle avec la normale à la ultrasonic waves, making a second angle with the normal to the
surface des pièces et, lorsqu'un écho dû à un défaut de la soudure est enre- surface of the parts and, when an echo due to a defect in the weld is received
gistré, on émet successivement le premier et le second faisceaux pour dé- recorded, the first and second beams are successively transmitted to
terminer lequel du premier et du second faisceaux est le faisceau incident finish which of the first and second beams is the incident beam
ayant fourni un écho représentatif d'un défaut et on détermine les caractéris- having provided an echo representative of a defect and the characteristics are determined
tiques du défaut à partir de l'écho du faisceau incident. fault ticks from the echo of the incident beam.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de In order to clearly understand the invention, a description will now be given by way of example, with reference to the attached figures, of a method of
réalisation du procédé de contrôle de soudure suivant l'invention et un dis- carrying out the welding control method according to the invention and a dis-
positif pour réaliser ce contrôle. positive to perform this check.
La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif pour réaliser le Figure 1 is a perspective view of a device for performing the
contrôle non destructif d'une soudure avec deux faisceaux ultrasonores sui- non-destructive testing of a weld with two ultrasonic beams followed
vant des inclinaisons différentes.with different inclinations.
La figure 2 est une vue en coupe et en élévation du dispositif de con- Figure 2 is a sectional and elevational view of the connection device.
trôle en position de service pour le contrôle d'une soudure entre deux piè- hole in service position for checking a weld between two parts
ces.these.
La figure 3 est une vue de dessus suivant 3 de la figure 2. FIG. 3 is a top view along 3 in FIG. 2.
La figure 4 est un diagramme montrant l'amplitude d'échos repré- FIG. 4 is a diagram showing the amplitude of echoes represented
sentatifs de défauts de la soudure, en fonction du parcours du faisceau sensed by welding defects, depending on the beam path
d'ultrasons à l'intérieur des pièces. inside the rooms.
Sur la figure 1, on voit un dispositif de contrôle suivant l'invention dé- In FIG. 1, a control device according to the invention is seen.
signé de manière générale par le repère 1. generally signed by mark 1.
Le dispositif de contrôle 1 comporte un premier boîtier la renfermant un premier transducteur ultrasonore et un second boîtier 1 b renfermant un second transducteur ultrasonore, les boîtiers la et 1 b étant reliés entre eux par des dispositifs de liaison souples tels que 2 qui peuvent être constitués The control device 1 comprises a first housing enclosing it a first ultrasonic transducer and a second housing 1 b enclosing a second ultrasonic transducer, the housings 1a and 1b being interconnected by flexible connection devices such as 2 which may be formed
par exemple par des éléments en caoutchouc. for example by rubber elements.
Les faces inférieures du premier et du second boîtiers comportent chacune une semelle d'appui destinée à venir en contact avec une surface d'une pièce dans laquelle on désire contrôler une soudure. Les semelles The lower faces of the first and second housings each have a support sole intended to come into contact with a surface of a part in which it is desired to control a weld. Soles
d'appui des boîtiers l a et 1 b sont protégées par des pions anti-usure proté- of support boxes l a and 1 b are protected by anti-wear pins
geant les semelles, lors du déplacement des boîtiers en contact avec la managing the soles, when moving the boxes in contact with the
pièce pour réaliser le contrôle de la soudure. part to carry out the welding control.
Les éléments piézo-électriques des transducteurs ultrasonores dispo- The piezoelectric elements of the ultrasonic transducers available
ses dans le boîtier la et dans le boîtier lb sont disposés au voisinage de la surface inférieure d'appui du boîtier, de manière à émettre des faisceaux its in the housing 1a and in the housing 1b are arranged in the vicinity of the lower bearing surface of the housing, so as to emit beams
ultrasonores à l'intérieur du métal de la pièce sur laquelle on déplace le dis- ultrasonic inside the metal of the part on which the device is moved
positif de contrôle ultrasonore 1. Les éléments piézo-électriques du premier transducteur disposé dans le boîtier la et du second transducteur disposé dans le boîtier 1 b sont inclinés différemment par rapport à la face inférieure du boîtier destinée à venir en appui sur la pièce, de manière à émettre des faisceaux ultrasonores avec une incidence différente par rapport à la surface de la pièce. L'élément piézo-électrique du premier transducteur disposé dans le premier boîtier la est incliné de manière à émettre un faisceau dont la direction moyenne fait un angle de 45 avec la normale à la pièce sur ultrasonic control positive 1. The piezoelectric elements of the first transducer disposed in the housing 1a and of the second transducer disposed in the housing 1b are inclined differently relative to the underside of the housing intended to come to bear on the workpiece, so as to emit ultrasonic beams with a different incidence compared to the surface of the part. The piezoelectric element of the first transducer disposed in the first housing 1a is inclined so as to emit a beam whose mean direction makes an angle of 45 with the normal to the part on
laquelle repose le boîtier la.which rests the housing.
L'élément piézo-électrique du transducteur disposé dans le second boîtier lb est orienté de manière à émettre un faisceau ultrasonore dont la direction moyenne fait un angle de 60 avec la normale à la surface de la pièce sur laquelle repose le second boîtier lb. Les liaisons souples telles The piezoelectric element of the transducer arranged in the second box 1b is oriented so as to emit an ultrasonic beam whose average direction makes an angle of 60 with the normal to the surface of the part on which the second box 1b rests. Flexible connections such as
que 2 entre les boîtiers la et lb permettent d'appliquer parfaitement la sur- that 2 between the boxes la and lb allow to apply the sur-
face de la semelle d'appui des boîtiers la et lb sur une pièce, même si celle-ci présente des discontinuités ou des parties ayant des inclinaisons face of the support sole of the housings 1a and 1b on a part, even if the latter has discontinuities or parts having inclinations
légèrement différentes.slightly different.
Sur le boîtier la, est fixé un boîtier 3 renfermant des moyens électro- On the housing 1a, is fixed a housing 3 containing electro-
niques d'alimentation des transducteurs contenus dans les boîtiers l a et 1 b et de récupération et de traitement des signaux fournis par les transducteurs feeding the transducers contained in the boxes l a and 1 b and recovering and processing the signals supplied by the transducers
qui sont des transducteurs émetteurs-récepteurs. which are transceiver transducers.
Le boîtier 3 comporte, sur l'une de ses faces, des éléments de con- The housing 3 has, on one of its faces, connection elements
nexion électriques permettant de relier le boîtier électronique 3 et les trans- electrical connections allowing the electronic box 3 to be connected and trans-
ducteurs à une unité d'alimentation et de traitement d'un type utilisé habi- ductors to a supply and processing unit of a type used usually
tuellement pour le contrôle ultrasonore. tually for ultrasonic testing.
Sur le boîtier électronique 3 est également monté un bouton de com- A control button is also mounted on the electronic unit 3.
mutation 5 qui peut être placé dans l'une de trois positions 6a, 6b et 6c qui mutation 5 which can be placed in one of three positions 6a, 6b and 6c which
correspondent respectivement à l'alimentation du premier transducteur dis- correspond respectively to the power supply of the first transducer
posé dans le boîtier la, à l'alimentation des deux transducteurs simultané- placed in the housing la, to supply the two simultaneous transducers
ment et à l'alimentation du second transducteur disposé dans le second boî- ment and to the power supply of the second transducer placed in the second box.
tier 1 b, respectivement.tier 1b, respectively.
On peut ainsi, en plaçant le commutateur 5 dans l'une des trois posi- It is thus possible, by placing the switch 5 in one of the three positions
tions 6a, 6b et 6c, réaliser l'émission d'un faisceau ultrasonore à 45 uni- tions 6a, 6b and 6c, perform the emission of an ultrasonic beam at 45 uni-
quement, l'émission d'un faisceau à 45 et d'un faisceau à 60 simultané- only, the emission of a beam at 45 and a beam at 60 simultaneously-
ment ou encore l'émission d'un faisceau à 60 uniquement. ment or the emission of a beam at 60 only.
Sur la figure 2, on a représenté une première pièce plane 7 et une seconde pièce plane 8 qui sont fixées bout à bout suivant l'un de leurs bords par une soudure de jonction 9. La soudure 9 s'étend suivant toute l'épaisseur des pièces planes 7 et 8 qui peuvent présenter une assez forte épaisseur, par exemple de l'ordre de 100 mm. De plus, comme il est visible sur la figure 3, la soudure 9 s'étend dans une direction 10, appelée direction longitudinale, qui est parallèle aux bords des plaques 7 et 8 qui sont jointes In Figure 2, there is shown a first flat part 7 and a second flat part 8 which are fixed end to end along one of their edges by a junction weld 9. The weld 9 extends along the entire thickness flat parts 7 and 8 which may have a fairly large thickness, for example of the order of 100 mm. In addition, as can be seen in FIG. 3, the weld 9 extends in a direction 10, called the longitudinal direction, which is parallel to the edges of the plates 7 and 8 which are joined.
bout à bout et reliées par la soudure 9. end to end and connected by solder 9.
Pour réaliser le contrôle de la soudure 9, on utilise un dispositif de contrôle 1 analogue au dispositif représenté sur la figure 1. Les faces d'appui des boîtiers la et lb du dispositif 1 sont appliquées contre la surface supérieure de l'une des pièces, par exemple la face supérieure 7a de la pièce 7 et le dispositif 1 est déplacé sur la surface de la pièce, de manière à To carry out the control of the weld 9, a control device 1 similar to the device represented in FIG. 1 is used. The bearing faces of the housings la and lb of the device 1 are applied against the upper surface of one of the parts , for example the upper face 7a of the part 7 and the device 1 is moved over the surface of the part, so as to
réaliser le balayage de la soudure 9 dans la direction longitudinale 10 et sui- scan the weld 9 in the longitudinal direction 10 and follow
vant l'épaisseur de la soudure.the thickness of the weld.
Pour réaliser le balayage suivant l'épaisseur de la soudure, compte tenu de l'inclinaison du ou des faisceaux d'ultrasons émis par le transducteur du dispositif de contrôle 1, on déplace le dispositif de contrôle 1 dans son ensemble, en contact avec la surface supérieure 7a de la pièce 7, dans une To carry out the scanning along the thickness of the weld, taking into account the inclination of the ultrasonic beam (s) emitted by the transducer of the control device 1, the control device 1 as a whole is moved, in contact with the upper surface 7a of the part 7, in a
direction transversale sensiblement perpendiculaire à la direction longitudi- transverse direction substantially perpendicular to the longitudinal direction
nale 10 de la soudure 9.nale 10 of the weld 9.
On a représenté de manière conventionnelle le balayage dans la di- The scanning in the di-
rection longitudinale par la double flèche 11 sur la figure 3 et le balayage longitudinal section by the double arrow 11 in FIG. 3 and the sweep
dans la direction transversale par la double flèche 12 sur la figure 2. in the transverse direction by the double arrow 12 in FIG. 2.
Le boîtier électronique 3 du dispositif de contrôle ultrasonore 1 est relié à une unité 13 d'alimentation des transducteurs et de récupération et The electronic unit 3 of the ultrasonic control device 1 is connected to a unit 13 for supplying the transducers and for recovering and
de traitement des signaux ultrasonores reçus en retour par les transduc- for processing the ultrasonic signals received back by the transducers
teurs. L'unité 13 est d'un type habituel utilisé dans le cas du contrôle ultra- teurs. Unit 13 is of a usual type used in the case of ultra-
sonore et comporte en particulier des moyens d'alimentation électriques des éléments piézo-électriques des transducteurs et un écran d'affichage des and in particular comprises means for supplying electrical power to the piezoelectric elements of the transducers and a screen for displaying the
échos ultrasonores reçus par chacun des transducteurs. ultrasonic echoes received by each of the transducers.
Lorsque les éléments piézo-électriques des transducteurs du disposi- When the piezoelectric elements of the transducers of the device
tif de contrôle 1 sont excités par un courant électrique, le premier transduc- control tif 1 are excited by an electric current, the first transducer
teur disposé dans le premier boîtier l a émet un faisceau ultrasonore dont la direction moyenne 14 fait un angle de 45 avec la normale à la surface 7a tor placed in the first housing emits an ultrasonic beam whose mean direction 14 makes an angle of 45 with the normal to the surface 7a
de la pièce au niveau du boîtier la. of the part at the level of the housing.
Le second transducteur disposé dans le second boîtier 1 b émet un faisceau ultrasonore dont la direction moyenne 15 fait un angle de 60 avec The second transducer arranged in the second housing 1 b emits an ultrasonic beam whose mean direction 15 makes an angle of 60 with
la normale à la surface 7a de la pièce 7, au niveau du second boîtier 1 b. normal to the surface 7a of the part 7, at the level of the second housing 1b.
Bien entendu, il est possible également de réaliser le balayage de la soudure en plaçant le dispositif de contrôle sur la surface supérieure de la seconde pièce 8, de manière à diriger les faisceaux ultrasonores vers la Of course, it is also possible to carry out the scanning of the weld by placing the control device on the upper surface of the second part 8, so as to direct the ultrasonic beams towards the
soudure 9.solder 9.
Dans le cas o la soudure 9 présente un défaut 16 à une profondeur P sous la surface supérieure des pièces, un tel défaut doit être détecté lors du contrôle ultrasonore et ses caractéristiques doivent être déterminées, en In the case where the weld 9 has a defect 16 at a depth P below the upper surface of the parts, such a defect must be detected during the ultrasonic control and its characteristics must be determined, in
particulier la profondeur P du défaut sous la surface des pièces et la lon- in particular the depth P of the defect under the surface of the parts and the length
gueur L du défaut suivant la direction longitudinale 10 de la soudure (voir length L of the defect in the longitudinal direction 10 of the weld (see
figure 3).figure 3).
Pour effectuer le contrôle par le procédé suivant l'invention, dans un premier temps, on place le commutateur 5 du dispositif de contrôle dans sa position centrale 6b et on alimente les transducteurs, de manière à émettre simultanément un faisceau d'ondes ultrasonores dirigé à 45 et un faisceau d'ondes ultrasonores dirigé à 60 , par rapport à la normale à la surface des pièces. On déplace le transducteur sur l'une des surfaces des pièces, au voisinage de la soudure 9 (par exemple sur la surface supérieure 7a de la pièce 7), de manière à réaliser un balayage de la soudure dans la direction longitudinale (balayage longitudinal représenté par la double flèche 11) et un balayage de la soudure suivant son épaisseur (balayage dans la direction transversale 12). Au cours du balayage, les faisceaux d'ondes ultrasonores de direction moyenne 14 et 15 réalisent un balayage de l'une au moins des To carry out the control by the method according to the invention, firstly, the switch 5 of the control device is placed in its central position 6b and the transducers are supplied, so as to simultaneously emit a beam of ultrasonic waves directed at 45 and a beam of ultrasonic waves directed at 60, with respect to the normal to the surface of the parts. The transducer is moved on one of the surfaces of the parts, in the vicinity of the weld 9 (for example on the upper surface 7a of the part 7), so as to scan the weld in the longitudinal direction (longitudinal scanning shown by the double arrow 11) and a scan of the weld according to its thickness (scan in the transverse direction 12). During the scanning, the beams of ultrasonic waves of medium direction 14 and 15 carry out a scanning of at least one of the
surfaces de jonction de la soudure 9. weld junction surfaces 9.
Dans le cas o un défaut 16 est présent dans une zone de la sou- In the event that a fault 16 is present in an area of the support
dure, à un certain moment du balayage, comme représenté sur la figure 2, l'un des faisceaux (par exemple le faisceau de direction moyenne 15 à 60 ) est incident sur la zone de la soudure comportant le défaut 16. Le signal d'écho représentatif du défaut est alors émis et affiché sur l'écran de l'unité lasts, at a certain point in the scan, as shown in FIG. 2, one of the beams (for example the beam of medium direction 15 to 60) is incident on the zone of the weld comprising the defect 16. The signal of echo representative of the fault is then emitted and displayed on the unit screen
d'exploitation 13 du contrôle ultrasonore. 13 of ultrasonic control.
On arrête le balayage dans la position permettant d'obtenir le signal The scanning is stopped in the position allowing the signal to be obtained
d'écho à son amplitude maximale. On place alors le commutateur successi- echo at its maximum amplitude. Then place the successive switch
vement sur les positions 6a et 6c, de manière à identifier le faisceau incident in positions 6a and 6c, so as to identify the incident beam
ayant donné lieu à un signal d'écho représentatif du défaut. having given rise to an echo signal representative of the fault.
Dans le cas représenté sur la figure 2, la commutation dans la posi- In the case shown in FIG. 2, the switching in the posi-
tion 6c permet d'obtenir le signal d'écho correspondant au faisceau incident à 60 . On peut alors calculer la profondeur P du défaut et on détermine la longueur L de ce défaut par balayage longitudinal, le commutateur étant tion 6c makes it possible to obtain the echo signal corresponding to the incident beam at 60. We can then calculate the depth P of the defect and determine the length L of this defect by longitudinal scanning, the switch being
maintenu sur la position 6c.held in position 6c.
De manière à améliorer la détermination du défaut, on déplace le dis- In order to improve the determination of the fault, the device is moved
positif de contrôle ultrasonore 1 dans la direction du balayage transversal, jusqu'à la position 1' représentée en traits interrompus sur la figure 2, pour laquelle le faisceau incident d'ultrasons à 45 fournit un écho représentatif ultrasonic control positive 1 in the direction of transverse scanning, up to position 1 ′ shown in broken lines in FIG. 2, for which the incident beam of ultrasound at 45 provides a representative echo
du défaut 16.of the fault 16.
On vérifie par le calcul les valeurs caractéristiques du défaut fournies à partir du faisceau à 45 . Sur la figure 4, on a représenté l'écho 17 obtenu à partir du faisceau à et l'écho 18 obtenu à partir du faisceau incident à 45 , pour un même The characteristic values of the fault supplied from the beam at 45 are verified by calculation. FIG. 4 shows the echo 17 obtained from the beam at and the echo 18 obtained from the incident beam at 45, for the same
défaut 16.default 16.
Du fait que la longueur du parcours du faisceau d'ultrasons à I'intérieur de la pièce 7 est plus faible dans le cas du faisceau incident à 45 , cette longueur étant inférieure à 70 mm, I'amplitude de l'écho à 45 (80 % de l'amplitude du faisceau émis) est supérieure à l'amplitude de l'écho à 60 (60 % de l'amplitude d'émission), le parcours des faisceaux d'ultrasons dans Because the length of the path of the ultrasound beam inside the part 7 is shorter in the case of the incident beam at 45, this length being less than 70 mm, the amplitude of the echo at 45 ( 80% of the amplitude of the emitted beam) is greater than the amplitude of the echo at 60 (60% of the amplitude of emission), the path of the ultrasound beams in
la pièce 7 étant alors supérieur à 90 mm. the part 7 then being greater than 90 mm.
Les caractéristiques du défaut qui peuvent être déterminées à partir des mesures ultrasonores sont en particulier la profondeur P et la longueur L The characteristics of the fault which can be determined from the ultrasonic measurements are in particular the depth P and the length L
du défaut et l'amplitude de l'écho. of the defect and the amplitude of the echo.
Après avoir détecté et caractérisé un défaut, on poursuit le balayage de la soudure en utilisant simultanément les faisceaux d'ondes ultrasonores After detecting and characterizing a fault, the scanning of the weld is continued using the ultrasonic wave beams simultaneously
à 45 et à 60 en replaçant le commutateur sur la position centrale 6b. 45 and 60 by replacing the switch in the central position 6b.
Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on peut utiliser un dispositif dont les boîtiers ont une longueur dans la direction longitudinale For the implementation of the method according to the invention, it is possible to use a device whose housings have a length in the longitudinal direction
de balayage au plus égale à 80 mm, une hauteur de 40 mm et une épais- at most equal to 80 mm, a height of 40 mm and a thick-
seur dans la direction transversale de l'ordre de 28 mm pour une largeur de in the transverse direction of the order of 28 mm for a width of
contact du boîtier dans la direction transversale de l'ordre de 26 mm. contact of the housing in the transverse direction of the order of 26 mm.
Les transducteurs ultrasonores ont une fréquence d'émission de 2 + Ultrasonic transducers have an emission frequency of 2 +
0,2 MHz.0.2 MHz.
L'angle de propagation du faisceau d'ondes ultrasonores doit être dé- The propagation angle of the ultrasonic wave beam must be
fini à + 2 près. L'angle de bigle du transducteur, c'est-à-dire l'angle de la direction moyenne du faisceau avec la normale à la surface du transducteur finished to within +2. The bigle angle of the transducer, i.e. the angle of the average direction of the beam with the normal to the surface of the transducer
doit être nul à + 2 près.must be zero to within + 2.
Les éléments piézo-électriques des transducteurs sont constitués par des pastilles carrées ou rectangulaires ayant des dimensions voisines de mm. The piezoelectric elements of the transducers are constituted by square or rectangular pads having dimensions close to mm.
Avant de mettre en ceuvre le dispositif pour mettre en oeuvre le pro- Before implementing the device to implement the program
cédé suivant l'invention, on vérifie la sensibilité des transducteurs qui doivent permettre d'obtenir un écho ayant une amplitude supérieure à 25 % pour un défaut constitué sous la forme d'un trou cylindrique de diamètre 2 mm situé à 150 mm de profondeur à l'intérieur des pièces, le réglage du gain par le boîtier électronique étant tel que le signal d'écho ait une amplitude de 80 % transferred according to the invention, the sensitivity of the transducers is checked, which must make it possible to obtain an echo having an amplitude greater than 25% for a defect constituted in the form of a cylindrical hole with a diameter of 2 mm situated at a depth of 150 mm inside the rooms, the gain adjustment by the electronic unit being such that the echo signal has an amplitude of 80%
pour un défaut constitué par un trou cylindrique de 2 mm à 25 mm de pro- for a defect consisting of a cylindrical hole from 2 mm to 25 mm deep
fondeur. Les transducteurs et les moyens d'exploitation des mesures sont tels que le rapport signal/bruit S/B soit supérieur ou égal à 20 dB, le transducteur étant excité sous une tension de 100 volts avec un gain en réception de 50 founder. The transducers and the measurement processing means are such that the signal / noise S / N ratio is greater than or equal to 20 dB, the transducer being excited at a voltage of 100 volts with a gain in reception of 50
dB.dB.
Le procédé et le dispositif suivant l'invention permettent donc de réa- The method and the device according to the invention therefore make it possible to
liser de manière plus rapide le contrôle d'une soudure par balayage de la soudure suivant sa longueur et suivant son épaisseur à l'intérieur de pièces read more quickly the control of a weld by scanning the weld along its length and according to its thickness inside parts
dont la soudure réalise la jonction. whose weld joins.
Le procédé permet également de caractériser les défauts détectés, The method also makes it possible to characterize the defects detected,
de manière précise.precisely.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. The invention is not limited to the embodiment which has been described.
C'est ainsi qu'on peut utiliser un dispositif de contrôle pouvant réaliser simultanément l'émission d'un premier et d'un second faisceaux dont les angles avec la normale à la surface des pièces soient différents de 45 et Thus it is possible to use a control device which can simultaneously carry out the emission of a first and a second beam whose angles with the normal to the surface of the parts are different from 45 and
600, .600,.
On utilisera de préférence un premier transducteur émettant un pre- Preferably, a first transducer emitting a pre-
mier faisceau ayant un angle d'incidence avec la normale à la surface des pièces compris entre 35 et 50 et généralement voisin de 45 et un second mier beam having an angle of incidence with the normal to the surface of the parts between 35 and 50 and generally close to 45 and a second
transducteur émettant un second faisceau avec un angle d'incidence com- transducer emitting a second beam with an angle of incidence
pris entre 500 et 80 et généralement voisin de 60 . taken between 500 and 80 and generally close to 60.
On peut effectuer le contrôle en réalisant simplement la détection du The control can be carried out by simply carrying out the detection of the
défaut en utilisant simultanément les deux faisceaux d'orientations différen- fault using simultaneously the two beams of different orientations
tes, puis le repérage du faisceau incident ayant donné naissance à un écho relatif à un défaut, sans rechercher une seconde position du dispositif de contrôle permettant de repérer le défaut avec le faisceau ayant la seconde orientation. Le procédé suivant l'invention peut s'appliquer non seulement au contrôle de soudures de pièces planes mais encore au contrôle de soudures tes, then the identification of the incident beam having given rise to an echo relating to a fault, without seeking a second position of the control device making it possible to locate the fault with the beam having the second orientation. The method according to the invention can be applied not only to the control of welds of flat parts but also to the control of welds
bout à bout de pièces annulaires. Dans ce cas, les surfaces d'appui des boî- end to end of annular parts. In this case, the bearing surfaces of the boxes
tiers des transducteurs et les éléments d'émission piézo-électriques sont adaptés à la forme de la surface cylindrique des pièces sur lesquelles on third of the piezoelectric transducers and emission elements are adapted to the shape of the cylindrical surface of the parts on which
déplace le dispositif de contrôle par ultrasons. moves the ultrasonic testing device.
L'invention s'applique non seulement dans le cas du contrôle par ul- The invention applies not only in the case of control by ul-
trasons des soudures de composants de réacteurs nucléaires, mais égale- welds of nuclear reactor components, but also
ment dans le cas de tout composant d'ensembles mécaniques comportant ment in the case of any component of mechanical assemblies comprising
des soudures entre des pièces épaisses. welds between thick pieces.
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