WO2011020969A1 - Dispositif d'etalonnage de moyens de controle non destructif d'une piece de turbomachine - Google Patents

Dispositif d'etalonnage de moyens de controle non destructif d'une piece de turbomachine Download PDF

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WO2011020969A1
WO2011020969A1 PCT/FR2010/051710 FR2010051710W WO2011020969A1 WO 2011020969 A1 WO2011020969 A1 WO 2011020969A1 FR 2010051710 W FR2010051710 W FR 2010051710W WO 2011020969 A1 WO2011020969 A1 WO 2011020969A1
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WO
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Prior art keywords
calibration
controlled
support
movable
destructive
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/051710
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English (en)
Inventor
Patrick Gaisnon
Miguel Noguera
Nicolas Samak
Original Assignee
Snecma
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9073—Recording measured data
    • G01N27/9086—Calibrating of recording device

Definitions

  • the invention relates to the calibration of non-destructive testing means of parts from a turbomachine, such as an aircraft turbojet engine.
  • Non Destructive Testing is commonly used to check the condition of turbomachine parts without degrading them.
  • the implementation of this control requires a prior calibration of non-destructive testing means on a perfectly known calibration part.
  • This calibration part generally comprises known defects which it is desired to check the presence or absence on the part to be controlled of the turbomachine.
  • This calibration step consists of mounting a calibration part on the support of a measuring bench comprising an articulated arm carrying the non-destructive control means such as for example of the eddy current type. These non-destructive control means are positioned on the calibration part and their operating parameters adjusted to allow detection of defects on the calibration part.
  • the non-destructive testing is carried out in a second step and for this the piece to be controlled is mounted on the support in place of the calibration part.
  • This part control step is performed using the same operating parameters as those used during the calibration phase.
  • the non-destructive control means are no longer correctly set to allow the detection of defects known on the calibration part, it is not possible to validate the data from the non-destructive testing phase on the part to be controlled and it is necessary to carry out a complete cycle of calibration of the control means again non-destructive and then non-destructive testing on the part to be checked before performing a calibration verification step again.
  • the non-destructive inspection means comprise different sensors designed to detect different defects
  • the operator performs the successive calibration of each sensor, then the control phase with each sensor and finally must check the calibration of the latter, in order to limit the number of assembly and dismantling operations of the calibration part and the part to be inspected.
  • this type of sequence can be a source of errors since it is difficult to guarantee that an operator has used the same adjustment parameters for a given sensor for the calibration, control and verification phases. lead to an erroneous conclusion as to the presence or absence of a defect on a part of the turbomachine.
  • the invention aims in particular to provide a simple, economical and effective solution to these problems, to avoid the disadvantages of the known technique.
  • a device for calibrating means of non-destructive control of a part for example a turbomachine, comprising a calibration piece mounted on a support, characterized in that it comprises means for detachably fixing the support on the part to be controlled and means for positioning the support in a predetermined predetermined position on the part to be controlled allowing perform a calibration of the control means and a control of the test piece without changing the positions of the calibration piece and the test piece.
  • the calibration part is a fraction or part of a part to be controlled.
  • the integration of the calibration part on a support which is detachably fastened to the part to be controlled makes it possible to momentarily fasten the calibration part and the part to be controlled for the duration of a non-destructive inspection cycle.
  • the steps of assembly and disassembly before and after the non-destructive testing phase are no longer necessary, only the part to be controlled to be assembled and removed from a support of a non-destructive test bench and the positioning adjustments only to be done once.
  • the positioning of the support of the calibration part in a known predetermined position on the part to be controlled makes it possible to have a marking of the calibration part with respect to the part to be checked. Therefore, it is possible to ensure a positioning of the non-destructive testing means on the calibration part identical to that on the part to be controlled, thereby improving the ability to detect defects.
  • This device is independent of the non-destructive test bench and can therefore be used with all types of non-destructive testing means, for example, eddy currents, ultrasound, or other.
  • the calibration device is furthermore completely independent of the control machine used, in particular in terms of positioning on this machine. This means that, in the context of a specific control in the maintenance workshop, a control kit comprising a device according to the invention and a specific control probe can be marketed whatever the type of control machine used.
  • the device according to the invention also makes it possible to pass quickly and easily from the calibration step to the non-destructive inspection step and then to the verification step of the calibration without an intermediate operation of mounting and dismounting because the calibration piece is made integral with the workpiece to be controlled by means of the support fix to the part to be controlled.
  • the non-destructive inspection means comprise different sensors
  • At least one given element of the calibration part is oriented in the same way as a corresponding element of the part to be checked.
  • a given element of the calibration part may for example be an air supply channel of the cells of a disk, this channel to be controlled to verify that it comprises no defects.
  • This element of the calibration part with an orientation identical to that of the corresponding element of the part to be controlled makes it easier to move the non-destructive inspection means between the calibration part and the part to be checked.
  • the positioning means cooperate with the part to be checked by complementarity of shapes and are part of means for fixing the support on the part to be controlled.
  • positioning means having a shape complementary to the part of the test piece on which the support is mounted allows for a quick, simple and accurate positioning of the support and therefore the calibration part relative to the test piece.
  • the means for fixing the support comprise a first fixed part on which is removably mounted the calibration part and a second part movable on the first part so as to form a clamp intended to tighten the piece to control.
  • the fixed and movable parts may each comprise a U-shaped end formed by two parallel tabs and intended to engage on the part to be controlled, the U-section ends being oriented so that a tab of the fixed part is contained with a leg of the movable part in a plane perpendicular to the axis of rotation.
  • the legs of the fixed and movable parts are interconnected by a rod intended to be inserted into cells of the outer periphery of the part to be controlled.
  • the cells are those formed at the radially outer periphery of a turbomachine disk and are intended to receive blades axially engaged and retained radially in these cells.
  • Each rod may be inclined relative to a perpendicular to the tabs when the receiving cells of the rods are themselves inclined.
  • the device according to the invention may comprise a threaded rod whose one end is screwed through the end of the movable part which is opposite its U-section end with respect to the axis of rotation so as to come into contact with the fixed part for blocking the rotation of the movable part on the fixed part, the other end of the threaded rod comprising a knurled head allowing the rotation of the rod threaded.
  • the non-destructive control means are of the eddy current type.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a calibration part installed on a non-destructive test bench according to the prior art
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the part of a turbomachine disk intended to undergo a non-destructive inspection
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a device according to the invention before mounting on a test piece
  • FIG. 4 is a perspective view of the fastening and positioning members of this device on the part to be checked;
  • FIG. 5 is a perspective view of the device according to the invention fixed on the workpiece to be controlled in a known predetermined position.
  • FIGS. 1 and 2 show a turbine disk 10 comprising on its outer periphery ribs 12 delimiting cavities 14 for axial mounting and for radial retention of blade roots.
  • This disk comprises on its upstream face air intake orifices
  • Each inlet port 16 regularly distributed around the axis of the disc.
  • Each inlet port 16 regularly distributed around the axis of the disc.
  • the stresses applied to the rotating disk 10 may lead to the formation of cracks in these channels and to embrittlement of the disk.
  • the calibration step requires in the prior art the use of a standard disk 10 including defects located within the channels and whose characteristics are known.
  • This disc 10 is mounted on a support 18 of a test bench comprising non-destructive control means 20 carried by a movable arm 22, this arm can be controlled manually, semi-automatically or automatically.
  • the non-destructive control means 20 comprise a sensor, such as an eddy current sensor, mounted at the end of a curved rod 21 so as to allow the sensor to be inserted into a channel of the disk 10 through the corresponding inlet port 16. The operating parameters of the sensor are then adjusted to detect faults present on the calibration part 10.
  • the standard disk 10 is removed from the support and replaced by a disk to be controlled and a non-destructive inspection operation is performed on this disk by introducing the sensor successively inside the channels of the disk, the operating parameters. used corresponding to those used during the calibration step.
  • the disk to be tested is removed from the support and the calibration disk 10 is reassembled thereon so as to verify that the non-destructive inspection means 20 still allow detection of the defects of the calibration disk 10, to validate the measurements made on the part to be checked.
  • This process takes a long time to achieve because it is necessary perform at least three assembly and disassembly operations on a part that may be heavy.
  • the invention proposes, to solve these problems as well as those mentioned above, to produce a calibration device independent of the non-destructive control means and which can be mounted quickly and accurately in a predetermined predetermined position on the part to be checked and then to be dismantled simply and quickly.
  • FIG. 3 shows such a device 24 comprising a fixed part 26 and a mobile part 28 articulated in rotation around an axis 30 on the fixed part 26 so as to form a clamp intended to clamp the part to be controlled 32.
  • the fixed parts 26 and mobile 28 each have a U-section end formed by two parallel legs 34, 36.
  • the U-section ends are oriented so that a tab 34 of the fixed portion 26 is contained with a tab 36 of the movable part 28 in a plane perpendicular to the axis of rotation 30.
  • the tabs 34, 36 of each of the fixed and movable parts 26 are connected to each other by an inclined rod 38, 40 with respect to a perpendicular to the tabs 34 36 .
  • the U-section end of the fixed part 26 comprises a transverse plane portion 40 joining the parallel tabs 34, from which radially extends a flat support portion 42 on which the calibration piece 44 is intended to be fixed. .
  • This support portion 42 is parallel to the tabs 34 of the U-section end.
  • junction portion 40 of the fixed portion 26 is extended by a portion 43 projecting from the tabs 34 of the fixed portion 26 and engaged between the tabs 36 of the movable portion 28.
  • a rod 46 is inserted through the orifices of the tabs 36 of the movable part 28 and in the thickness of this projecting portion 43, this rod 46 being fixed at its ends to each of the tabs 34 of the movable part 28 and being mounted free to rotate on the fixed part 26 to form the axis 30.
  • a spring 48 is mounted around the rod 48 and remembers the U-section end of the movable portion 28 is resilient on the U-section end of the fixed portion 26 (FIG. 4).
  • the movable part 28 comprises a flat part 50 connecting the two tabs 36 and perpendicular thereto, this part 50 being situated opposite its U-section end with respect to the axis of rotation 30.
  • This flat portion 50 of the movable portion 28 forms with a portion 52 of the fixed portion 26 of the gripping portions 50, 52 of the device according to the invention.
  • the gripping portion 52 of the fixed portion 26 is mounted on the fixed portion 26 so that the support portion 42 of the calibration piece 44 is located between the two gripping portions 50, 52 and is perpendicular to the portions 40 and the support portion 42 of the fixed portion 26.
  • the gripping portion 50 of the movable portion 28 is parallel to the gripping portion 52 of the fixed portion 26 when the gripper is in the open position, that is, that is, when the U-section ends are distant from each other.
  • the tabs 36 of the movable part 28 are in contact with the tabs 34 of the fixed part 26 and the gripping ends 50, 52 of the fixed and moving parts 26 are inclined. one with respect to the other.
  • a threaded rod 54 is screwed perpendicularly through a free end 55 through the gripping portion 50 of the movable portion 28 and includes a knurled head 56 at its other end.
  • the threaded rod 54 is positioned on the gripping portion 50 so that its free end 55 can come into contact with a flange 58 of the support portion 42 facing the gripping portion 50 of the movable portion 28.
  • the calibration part 44 is mounted on the support part 42 and held thereon by means of a fixing screw 60.
  • This calibration part 44 is a small part of a calibration disk 10 and was cut to include in full an air supply channel of a blade root.
  • FIG. 3 represents such a calibration part 44 mounted on the fixed part 26, on which one distinguishes the outlet 62 from the air supply channel opening into the bottom of a cell 14, between two ribs 12.
  • the channel formed in the calibration piece follows a curved profile inside the piece which is identical to the profile of the air supply channel of the cells of the part to be controlled 64.
  • This channel has an oblong section whose largest dimension is oriented in the circumferential direction of the disk.
  • the device 24 is installed on the disk to be controlled 64 by inserting the clamp in the open position on the outer periphery of the disk to be controlled 64 so that the connecting rods 38 of the tabs 34, 36 each fit into a cavity 14
  • the release of the gripping ends 50, 52 by the operator leads the rods 38 to be applied to the flanks of the ribs 12 due to the presence of return means 48 of the gripper in the closed position.
  • the clamp is clamped to the disk providing circumferential locking.
  • the axial locking of the clamp on the disk to be controlled 64 is achieved by the tabs 34, 36 whose spacing substantially corresponds to the thickness of the disk at its outer periphery. Locking of the clamp in the closed position is ensured by the threaded rod 54 which is screwed until its free end 55 abuts the flange 58 of the support portion 42 of the fixed part 26.
  • the initial positioning settings allowing a good positioning of the non-destructive testing means 20 with respect to the disk to be controlled 64 must be performed only once for the part to be controlled 64 and no longer at least three times as in the prior art. .
  • the precise positioning of the calibration piece on the disk to be controlled 64 is due to the complementarity of shapes between the connecting rods 38 applying on the flanks of the ribs 12 on the one hand, and to the U-shaped section ends 'somewhere else.
  • the fixing of the clamp 24 in a position predetermined to the part to be controlled 64 allows an operator to know precisely the position of the calibration part 44 relative to the non-destructive control means 20. Therefore, the calibration operations, non-destructive testing of the channels of the 64 disc and calibration check can be linked simply and quickly.
  • the device according to the invention avoids numerous assembly and dismantling of standard parts and parts to be controlled 64, thereby simplifying the series non-destructive testing cycles of turbomachine parts and reducing the time required to perform them.
  • the device according to the invention reduces by about 20% the time required to perform a complete non-destructive testing cycle.
  • each non-destructive test cycle (calibration, control, and verification of calibration) is performed in full for a given sensor before using the next sensor, which makes it possible to completely separate each non-destructive control cycle. destructive and thus simplify the parts control process, human errors when using the operating parameters of a sensor is also reduced.
  • the connecting rods 38 of the parallel tabs 34, 36 may be perpendicular to them in the case where the cells and ribs of the disk to be controlled 64 are parallel to the axis of rotation of the disk.
  • the positioning means make integral part of the fixing means since the clamp makes it possible to maintain the calibration part 44 on the part to be controlled while at the same time guaranteeing the precise positioning thereof with respect to the part to be controlled 64.
  • non-destructive test bench can be used with the device according to the invention since it is independent of the positioning robot of the non-destructive control means.
  • any type of sensor can be used with this device and in particular ultrasonic sensors allowing subsurface exploration of parts of the turbomachine.

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Abstract

Dispositif d'étalonnage de moyens de contrôle non destructif (20) d'une pièce (64) par exemple de turbomachine, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce d'étalonnage (44) montée sur un support (42) apte à être fixé sur la pièce à contrôler (64) de manière détachable et dans une position prédéterminée connue.

Description

DISPOSITIF D'ETALONNAGE DE MOYENS DE CONTROLE NON DESTRUCTIF D'UNE PIECE DE TURBOMACHINE
L'invention concerne l'étalonnage de moyens de contrôle non destructif de pièces provenant d'une turbomachine, telle qu'un turboréacteur d'avion.
Le contrôle non destructif (CND) est couramment utilisé pour vérifier l'état des pièces d'une turbomachine sans les dégrader. La mise en œuvre de ce contrôle nécessite un étalonnage préalable des moyens de contrôle non destructifs sur une pièce d'étalonnage parfaitement connue. Cette pièce d'étalonnage comprend généralement des défauts connus dont on souhaite vérifier la présence ou l'absence sur la pièce à contrôler de la turbomachine.
Cette étape d'étalonnage consiste à monter une pièce d'étalonnage sur le support d'un banc de mesure comportant un bras articulé portant les moyens de contrôle non destructif tels que par exemple du type à courants de Foucault. Ces moyens de contrôle non destructifs sont positionnés sur la pièce d'étalonnage et leurs paramètres de fonctionnement ajustés pour permettre une détection des défauts sur la pièce d'étalonnage.
Le contrôle non destructif s'effectue dans un deuxième temps et pour cela la pièce à contrôler est montée sur le support en lieu et place de la pièce d'étalonnage. Cette étape de contrôle de la pièce s'effectue en utilisant les mêmes paramètres de fonctionnement que ceux utilisés lors de la phase d'étalonnage.
Enfin, dans une dernière étape, il est nécessaire de monter de nouveau la pièce d'étalonnage sur le support pour vérifier que les moyens de contrôle non destructifs sont toujours correctement paramétrés pour détecter les défauts sur la pièce étalon et ainsi valider les mesures effectuées sur la pièce à contrôler.
Si dans la dernière étape les moyens de contrôle non destructifs ne sont plus correctement paramétrés pour permettre la détection des défauts connus sur la pièce d'étalonnage, il n'est pas possible de valider les données issues de la phase de contrôle non destructif sur la pièce à contrôler et il est nécessaire d'effectuer de nouveau un cycle complet d'étalonnage des moyens de contrôle non destructifs puis de contrôle non destructif sur la pièce à contrôler avant d'effectuer de nouveau une étape de vérification de l'étalonnage.
Cette méthodologie de contrôle non destructif ne s'avère pas satisfaisante puisque de nombreux montages et démontages de pièces doivent être effectués et les réglages de positionnement effectués pour la pièce d'étalonnage doivent de nouveau être effectués sur la pièce à contrôler puis sur la pièce d'étalonnage, ce qui se traduit par des temps longs pour effectuer un cycle complet de contrôle non destructif. Ces opérations sont également délicates à réaliser lorsque la pièce d'étalonnage et la pièce à contrôler sont des disques de turbine pesant environ 60 kg.
Lorsque les moyens de contrôle non destructif comprennent différents capteurs prévus pour détecter différents défauts, l'opérateur effectue l'étalonnage successif de chaque capteur, puis la phase de contrôle avec chaque capteur et enfin doit vérifier l'étalonnage de ces derniers, afin de limiter le nombre d'opérations de montage et de démontage de la pièce d'étalonnage et de la pièce à contrôler. Toutefois, ce type de séquence peut être source d'erreurs puisqu'il est difficile de garantir qu'un opérateur a bien utilisé les mêmes paramètres de réglage pour un capteur donné pour les phases d'étalonnage, de contrôle et de vérification, ceci pouvant conduire à une conclusion erronée quant à la présence ou non d'un défaut sur une pièce de la turbomachine.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ces problèmes, permettant d'éviter les inconvénients de la technique connue.
Elle propose à cet effet, un dispositif d'étalonnage de moyens de contrôle non destructif d'une pièce par exemple de turbomachine, comprenant une pièce d'étalonnage montée sur un support, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fixation détachable du support sur la pièce à contrôler et des moyens de positionnement du support dans une position prédéterminée connue sur la pièce à contrôler permettant d'effectuer un étalonnage des moyens de contrôle et un contrôle de la pièce à contrôler sans modifier les positionnements de la pièce d'étalonnage et de la pièce à contrôler.
Avantageusement, la pièce d'étalonnage est une fraction ou une partie d'une pièce à contrôler.
L'intégration de la pièce d'étalonnage sur un support venant se fixer de manière détachable sur la pièce à contrôler permet de solidariser momentanément la pièce d'étalonnage et la pièce à contrôler pour la durée d'un cycle de contrôle non destructif. Ainsi, les étapes de montage et de démontage avant et après la phase de contrôle non destructif ne sont plus nécessaires, seule la pièce à contrôler devant être montée et démontée d'un support d'un banc de contrôle non destructif et les réglages de positionnement ne devant être réalisés qu'une seule fois.
Le positionnement du support de la pièce d'étalonnage dans une position prédéterminée connue sur la pièce à contrôler permet d'avoir un repérage de la pièce d'étalonnage par rapport à la pièce à contrôler. Des lors, il est possible de garantir un positionnement des moyens de contrôle non destructif sur la pièce d'étalonnage identique à celui sur la pièce à contrôler, permettant ainsi d'améliorer la capacité de détection des défauts.
Ce dispositif est indépendant du banc de contrôle non destructif et peut donc être utilisé avec tous types de moyens de contrôle non destructif, par exemple, à courants de Foucault, à ultrasons, ou autre.
Le dispositif d'étalonnage est en outre totalement indépendant de la machine de contrôle utilisée, en particulier en terme de positionnement sur cette machine. Cela signifie que, dans le cadre d'un contrôle spécifique en atelier de maintenance, un kit de contrôle comprenant un dispositif selon l'invention et une sonde de contrôle spécifique peut être commercialisé quel que soit le type de machine de contrôle mis en oeuvre.
Le dispositif selon l'invention permet également de passer simplement et rapidement de l'étape d'étalonnage à l'étape de contrôle non destructif puis à l'étape de vérification de l'étalonnage sans opération intermédiaire de montage et de démontage du fait que la pièce d'étalonnage est rendue solidaire de la pièce à contrôler par l'intermédiaire du support fixer à la pièce à contrôler.
Lorsque les moyens de contrôle non destructif comportent différents capteurs, il est possible de dissocier les cycles de contrôle non destructif avec chacun des capteurs, c'est-à-dire effectuer l'étalonnage, le contrôle non destructif puis la vérification de l'étalonnage pour un capteur donné et seulement ensuite commencer un nouveau cycle de contrôle non destructif avec un autre capteur, ce qui permet de limiter fortement les erreurs humaines conduisant à l'utilisation de mauvais paramètres de réglage pour un capteur donné.
Avantageusement, quand le support et la pièce d'étalonnage sont montés sur la pièce d'étalonnage, au moins un élément donné de la pièce d'étalonnage est orienté de la même manière qu'un élément correspondant de la pièce à contrôler.
Un élément donné de la pièce d'étalonnage peut par exemple être un canal d'alimentation en air des alvéoles d'un disque, ce canal devant être contrôlé pour vérifier qu'il ne comprend aucun défaut. La disposition de cet élément de la pièce d'étalonnage avec une orientation identique à celle de l'élément correspondant de la pièce à contrôler permet de faciliter le déplacement des moyens de contrôle non destructif entre la pièce d'étalonnage et la pièce à contrôler.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de positionnement coopèrent avec la pièce à contrôler par complémentarité de formes et font partie de moyens de fixation du support sur la pièce à contrôler.
La réalisation de moyens de positionnement ayant une forme complémentaire de la partie de la pièce à contrôler sur laquelle le support vient se monter permet d'avoir un positionnement rapide, simple et précis du support et donc de la pièce d'étalonnage par rapport à la pièce à contrôler.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens de fixation du support comportent une première partie fixe sur laquelle est montée de manière amovible la pièce d'étalonnage et une deuxième partie mobile sur la première partie de manière à former une pince destinée à serrer la pièce à contrôler.
Les parties fixe et mobile peuvent comprendre chacune une extrémité à section en U formée par deux pattes parallèles et destinées à venir s'engager sur la pièce à contrôler, les extrémités à section en U étant orientées de manière à ce qu'une patte de la partie fixe soit contenue avec une patte de la partie mobile dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les pattes des parties fixe et mobile sont reliées entre elles par une tige destinée à venir s'insérer dans des alvéoles de la périphérie externe de la pièce à contrôler.
Dans un exemple d'utilisation du dispositif selon l'invention, les alvéoles sont celles formées à la périphérie radialement externe d'un disque de turbomachine et sont destinées à recevoir des aubes engagées axialement et retenues radialement dans ces alvéoles.
Chaque tige peut être inclinée par rapport à une perpendiculaire aux pattes lorsque les alvéoles de réception des tiges sont elles-mêmes inclinées.
Le dispositif selon l'invention peut comprendre une tige filetée dont une extrémité est vissée à travers l'extrémité de la partie mobile qui est opposée à son extrémité à section en U par rapport à l'axe de rotation de manière à venir en contact avec la partie fixe pour bloquer la rotation de la partie mobile sur la partie fixe, l'autre extrémité de la tige filetée comprenant une tête moletée permettant la mise en rotation de la tige filetée.
Dans une réalisation particulière de l'invention, les moyens de contrôle non destructifs sont du type à courants de Foucault.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une pièce d'étalonnage installée sur un banc de contrôle non destructif selon la technique antérieure ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective de la partie d'un disque de turbomachine destiné à subir un contrôle non destructif ;
- la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention avant montage sur une pièce à contrôler ;
- la figure 4 est une vue en perspective des organes de fixation et de positionnement de ce dispositif sur la pièce à contrôler ;
- la figure 5 est une vue en perspective du dispositif selon l'invention fixé sur la pièce à contrôler dans une position prédéterminée connue.
On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent un disque de turbine 10 comprenant sur sa périphérie externe des nervures 12 délimitant des alvéoles 14 de montage axial et de retenue radiale de pieds d'aubes. Ce disque comprend sur sa face amont des orifices d'entrée d'air
16 régulièrement répartis autour de l'axe du disque. Chaque orifice d'entrée
16 alimente en air un canal formé à l'intérieur du disque 10 et débouchant en aval au niveau de la paroi de fond d'un alvéole 14, pour un refroidissement des pieds d'aubes.
Lors du fonctionnement de la turbomachine, les contraintes appliquées au disque 10 en rotation peuvent conduire à la formation de criques dans ces canaux et à une fragilisation du disque.
II est donc important de contrôler l'état de ces canaux en effectuant un cycle de contrôle non destructif à trois étapes successives consistant en un étalonnage des moyens de contrôle non destructif, un contrôle des canaux du disque 10 de turbine, et une vérification de l'étalonnage des moyens de contrôle.
L'étape d'étalonnage requiert dans la technique antérieure l'utilisation d'un disque étalon 10 comprenant des défauts situés à l'intérieur des canaux et dont les caractéristiques sont connues. Ce disque 10 est monté sur un support 18 d'un banc de contrôle comportant des moyens de contrôle non destructif 20 portés par un bras mobile 22, ce bras pouvant être commandé de manière manuelle, semi-automatique ou automatique. Les moyens de contrôle non destructif 20 comprennent un capteur, tel qu'un capteur à courants de Foucault, monté à l'extrémité d'une tige incurvée 21 de manière à permettre l'introduction du capteur à l'intérieur d'un canal du disque 10 par l'orifice d'entrée 16 correspondant. Les paramètres de fonctionnement du capteur sont ensuite réglés de manière à détecter les défauts présents sur la pièce d'étalonnage 10.
Dans la deuxième étape, le disque étalon 10 est démonté du support et remplacé par un disque à contrôler et une opération de contrôle non destructif est réalisée sur ce disque en introduisant le capteur successivement à l'intérieur des canaux du disque, les paramètres de fonctionnement utilisés correspondant à ceux utilisés lors de l'étape d'étalonnage.
Enfin dans la troisième étape, le disque à contrôler est démonté du support et le disque étalon 10 est remonté sur celui-ci de manière à vérifier que les moyens de contrôle non destructif 20 permettent toujours une détection des défauts du disque d'étalonnage 10, afin de valider les mesures faites sur la pièce à contrôler.
Dans le cas contraire, il est nécessaire de recommencer l'intégralité du cycle de contrôle non destructif en effectuant de nouveau un étalonnage, un contrôle non destructif sur le disque à contrôler, et une vérification de l'étalonnage.
Ce processus s'avère long à réaliser puisqu'il est nécessaire d'effectuer au moins trois opérations de montage et de démontage d'une pièce qui peut être lourde.
L'invention propose, pour résoudre ces problèmes ainsi que ceux mentionnés précédemment, de réaliser un dispositif d'étalonnage indépendant des moyens de contrôle non destructif et qui puisse être monté rapidement et avec précision dans une position prédéterminée connue sur la pièce à contrôler et ensuite être démonté simplement et rapidement.
La figure 3 représente un tel dispositif 24 comprenant une partie fixe 26 et une partie mobile 28 articulée en rotation autour d'un axe 30 sur la partie fixe 26 de manière à former une pince destinée à serrer la pièce à contrôler 32. Les parties fixe 26 et mobile 28 ont chacune une extrémité à section en U formée par deux pattes parallèles 34, 36. Les extrémités à section en U sont orientées de manière à ce qu'une patte 34 de la partie fixe 26 soit contenue avec une patte 36 de la partie mobile 28 dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation 30. Les pattes 34, 36 de chacune des parties fixe 26 et mobile 28 sont reliées entre elles par une tige inclinée 38, 40 par rapport à une perpendiculaire aux pattes 34 36.
L'extrémité à section en U de la partie fixe 26 comprend une partie plane transverse 40 de jonction des pattes parallèles 34, depuis laquelle s'étend radialement une partie de support plane 42 sur laquelle la pièce d'étalonnage 44 est destinée à être fixée. Cette partie de support 42 est parallèle aux pattes 34 de l'extrémité à section en U.
La partie de jonction 40 de la partie fixe 26 se prolonge par une portion 43 en saillie par rapport aux pattes 34 de la partie fixe 26 et engagée entre les pattes 36 de la partie mobile 28. Une tige 46 est insérée à travers des orifices des pattes 36 de la partie mobile 28 et dans l'épaisseur de cette portion en saillie 43, cette tige 46 étant fixée à ses extrémités à chacune des pattes 34 de la partie mobile 28 et étant montée libre en rotation sur la partie fixe 26 pour former l'axe 30.
Un ressort 48 est monté autour de la tige 48 et réalise un rappel élastique de l'extrémité à section en U de la partie mobile 28 sur l'extrémité à section en U de la partie fixe 26 (figure 4).
La partie mobile 28 comprend une partie plane 50 reliant les deux pattes 36 et perpendiculaire à celles-ci, cette partie 50 étant située à l'opposée de son extrémité à section en U par rapport à l'axe de rotation 30.
Cette partie plane 50 de la partie mobile 28 forme avec une partie 52 de la partie fixe 26 des parties de préhension 50, 52 du dispositif selon l'invention. La partie de préhension 52 de la partie fixe 26 est montée sur la partie fixe 26 de manière à ce que la partie de support 42 de la pièce d'étalonnage 44 soit située entre les deux parties de préhension 50, 52 et soit perpendiculaire aux parties de jonction 40 et de support 42 de la partie fixe 26. La partie de préhension 50 de la partie mobile 28 est parallèle à la partie de préhension 52 de la partie fixe 26 lorsque la pince est en position d'ouverture, c'est-à-dire lorsque les extrémités à section en U sont éloignés l'une de l'autre. En position de fermeture de la pince représentée en figure 4, les pattes 36 de la partie mobile 28 sont en contact avec les pattes 34 de la partie fixe 26 et les extrémités de préhension 50, 52 des parties fixe 26 et mobile 28 sont inclinées l'une par rapport à l'autre.
Une tige filetée 54 est vissée perpendiculairement par une extrémité libre 55 à travers la partie de préhension 50 de la partie mobile 28 et comprend une tête moletée 56 à son autre extrémité. La tige filetée 54 est positionnée sur la partie de préhension 50 de manière à ce que son extrémité libre 55 puisse venir en contact avec un rebord 58 de la partie de support 42 en regard de la partie de préhension 50 de la partie mobile 28.
Selon l'invention, la pièce d'étalonnage 44 est montée sur la partie de support 42 et maintenue sur celle-ci par l'intermédiaire d'une vis de fixation 60. Cette pièce d'étalonnage 44 est une petite partie d'un disque d'étalonnage 10 et a été découpée de manière à comporter en intégralité un canal d'alimentation en air d'un pied d'aube. La figure 3 représente une telle pièce d'étalonnage 44 montée sur la partie fixe 26, sur laquelle on distingue la sortie 62 du canal d'alimentation en air débouchant dans le fond d'un alvéole 14, entre deux nervures 12. Le canal formé dans la pièce d'étalonnage suit un profil courbe à l'intérieur de la pièce qui est identique au profil du canal d'alimentation en air des alvéoles de la pièce à contrôler 64. Ce canal présente une section oblongue dont la plus grande dimension est orientée suivant la direction circonférentielle du disque.
Le dispositif 24 est installé sur le disque à contrôler 64 en insérant la pince en position ouverte sur la périphérie externe du disque à contrôler 64 de manière à ce que les tiges de jonction 38 des pattes 34, 36 s'insèrent chacune dans un alvéole 14 du disque 64. Le relâchement des extrémités de préhension 50, 52 par l'opérateur conduit les tiges 38 à s'appliquer sur les flancs des nervures 12 du fait de la présence de moyens de rappel 48 de la pince en position de fermeture. De cette manière, la pince est serrée sur le disque assurant un blocage circonférentiel. Le blocage axial de la pince sur le disque à contrôler 64 est réalisé par les pattes 34, 36 dont l'espacement correspond sensiblement à l'épaisseur du disque au niveau de sa périphérie externe. Le blocage de la pince en position de fermeture est assuré par la tige filetée 54 qui est vissée jusqu'à ce que son extrémité libre 55 vienne en butée sur le rebord 58 de la partie de support 42 de la partie fixe 26.
Les réglages initiaux de positionnement permettant un bon positionnement des moyens de contrôle non destructif 20 par rapport au disque à contrôler 64 ne doivent être effectués qu'une seule fois pour la pièce à contrôler 64 et non plus au minimum trois fois comme dans la technique antérieure.
Le positionnement précis de la pièce d'étalonnage sur le disque à contrôler 64 est dû à la complémentarité de formes entre les tiges de jonction 38 s'appliquant sur les flancs des nervures 12 d'une part, et aux extrémités à section en U d'autre part. Ainsi, lorsque le positionnement initial de la pièce à contrôler 64 sur le support 18 du banc de contrôle non destructif est réalisé, la fixation de la pince 24 dans une position prédéterminée sur la pièce à contrôler 64 permet à un opérateur de connaître avec précision la position de la pièce d'étalonnage 44 par rapport aux moyens de contrôle non destructif 20. Des lors, les opérations d'étalonnage, de contrôle non destructif des canaux du disque 64 et de vérification de l'étalonnage peuvent s'enchaîner simplement et rapidement.
Dans la réalisation représentée aux dessins, la pièce d'étalonnage
44 est positionnée sur le support 42 lequel est fixé sur la pièce à contrôler
64 de sorte que le canal d'alimentation en air soit orienté dans la même position que le canal d'alimentation en air du disque 64. Cette similitude de positionnement permet de passer de manière simple, rapide et précise de l'étalonnage des moyens de contrôle non destructif sur la pièce d'étalonnage au contrôle des canaux de la pièce à contrôler.
Le dispositif selon l'invention évite de nombreux montages et démontages de pièce étalons et de pièces à contrôler 64, simplifiant d'autant les cycles de contrôle non destructif en série de pièces de turbomachine et réduisant le temps requis pour les effectuer.
Dans un exemple pratique d'utilisation du dispositif selon l'invention, on réduit d'environ 20 % le temps nécessaire pour effectuer un cycle complet de contrôle non destructif.
II est possible d'utiliser plusieurs capteurs portés par le bras robotisé
22. Dans ce cas, chaque cycle de contrôle non destructif (étalonnage, contrôle puis vérification de l'étalonnage) est effectué en intégralité pour un capteur donné avant d'utiliser le capteur suivant, ce qui permet de complètement dissocier chaque cycle de contrôle non destructif et donc de simplifier le processus de contrôle des pièces, les erreurs humaines lors de d'utilisation des paramètres de fonctionnement d'un capteur étant également réduites.
Les tiges de jonction 38 des pattes parallèles 34, 36 peuvent être perpendiculaires à celles-ci dans le cas où les alvéoles et nervures du disque à contrôler 64 sont parallèles à l'axe de rotation du disque.
Dans la description ci-dessus, les moyens de positionnement font partie intégrante des moyens de fixation puisque la pince permet de maintenir la pièce d'étalonnage 44 sur la pièce à contrôler tout en garantissant simultanément le positionnement précis de celle-ci par rapport à la pièce à contrôler 64.
Tout type de banc de contrôle non destructif peut être utilisé avec le dispositif selon l'invention puisque celui-ci est indépendant du robot de positionnement des moyens de contrôle non destructif.
Tout type de capteur peut être utilisé avec ce dispositif et en particulier des capteurs à ultrasons permettant une exploration subsurfacique de pièces de la turbomachine.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'étalonnage de moyens (20) de contrôle non destructif d'une pièce (64) par exemple de turbomachine, comprenant une pièce d'étalonnage (44) montée sur un support (42) caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fixation détachable du support sur la pièce à contrôler (64) et des moyens de positionnement du support dans une position prédéterminée connue sur la pièce à contrôler permettant d'effectuer un étalonnage des moyens de contrôle et un contrôle de la pièce à contrôler sans modifier les positionnements de la pièce d'étalonnage et de la pièce à contrôler.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la pièce d'étalonnage (44) est une partie d'une pièce à contrôler (64).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que quand le support et la pièce d'étalonnage sont montés sur la pièce à contrôler, au moins un élément donné de la pièce d'étalonnage est orienté de la même manière qu'un même élément correspondant de la pièce à contrôler.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de positionnement coopèrent avec la pièce à contrôler (64) par complémentarité de formes.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de positionnement (34, 36, 38) font partie des moyens de fixation (34, 36, 38, 48) du support sur la pièce à contrôler (64).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de fixation du support comportent une première partie fixe (26) sur laquelle est montée de manière amovible la pièce d'étalonnage (44) et une deuxième partie mobile (28) sur la première partie (26) de manière à former une pince destinée à serrer la pièce à contrôler (64).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les parties fixe (26) et mobile (28) ont chacune une extrémité à section en U formée par deux pattes parallèles (34, 36) destinées à venir s'engager sur la pièce à contrôler (64), les extrémités à section en U étant orientées de manière à ce qu'une patte (34) de la partie fixe (26) soit contenue avec une patte (36) de la partie mobile (28) dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (30).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les pattes (34, 36) des parties fixe (26) et mobile (28) sont reliées entre elles par une tige (38) destinée à venir s'insérer dans des alvéoles (14) de la périphérie externe de la pièce à contrôler (64).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque tige (38) est inclinée par rapport à une perpendiculaire aux pattes (34, 36).
10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une tige filetée (54) dont une extrémité (55) est vissée à travers l'extrémité de la partie mobile (28) qui est opposée à son extrémité à section en U par rapport à l'axe de rotation (30) de manière à venir en contact avec la partie fixe (26) pour bloquer la rotation de la partie mobile (28) sur la partie fixe (26).
11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de contrôle non destructifs (20) sont du type à courants de Foucault.
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