Riz.1. Méthode d'inspection de la fabrication des soudures en acier inoxydable : assemblage double matrice 2D en mode TRL.

Les codes, les normes et les méthodes ont évolué pour permettre l'utilisation des tests par ultrasons multiéléments (PAUT) au lieu de la RT pour tester les soudures austénitiques.Largement utilisé pour la première fois dans les centrales nucléaires il y a près de 15 ans, l'utilisation d'assemblages de capteurs à double réseau (2D) s'est étendue aux industries du pétrole et du gaz et à d'autres industries où une inspection rapide, fiable et sûre des soudures austénitiques à haute atténuation est requise.
Les derniers appareils portables à réseau phasé sont équipés d'un puissant logiciel intégré qui vous permet de configurer, de déployer et d'interpréter rapidement et efficacement des balayages matriciels 2D sans avoir à importer des fichiers de loi de mise au point créés avec des calculatrices externes ou des systèmes de contrôle à distance à l'aide de logiciels avancés.logiciel pour PC.
Aujourd'hui, les technologies d'inspection basées sur des transducteurs matriciels 2D offrent des capacités supérieures pour détecter les défauts de circonférence et axiaux dans les soudures en acier inoxydable et en métaux différents.La configuration à double matrice 2D normalisée peut couvrir efficacement le volume d'inspection des soudures en acier inoxydable et peut détecter les défauts plats et en vrac.
Les procédures d'inspection par ultrasons impliquent généralement des réseaux doubles de matrices bidimensionnelles placées sur des composants en forme de coin remplaçables dont les contours correspondent au diamètre extérieur du composant considéré.Utilisez des fréquences basses - 1,5 MHz pour les soudures métalliques dissemblables et autres matériaux réduisant l'atténuation, 2 MHz à 3,5 MHz pour les substrats et soudures en acier inoxydable forgé uniformes.
La configuration double T/R (émission/réception) offre les avantages suivants : pas de « zone morte » proche de la surface, élimination des « échos fantômes » provoqués par les réflexions internes dans le coin, et au final une meilleure sensibilité et un meilleur rapport signal sur bruit (rapport signal/bruit).facteur de bruit) ) en raison de la convolution des faisceaux T et R.
Intéressons-nous à la méthode PA UT pour contrôler la fabrication des soudures en acier inoxydable austénitique.
Lors du contrôle de la production, au lieu de RT, le contrôle doit couvrir le volume de la soudure et toute l'épaisseur de paroi de la zone affectée par la chaleur.Dans la plupart des cas, le capuchon de soudure sera en place.Dans les soudures en acier au carbone, il est recommandé d'utiliser des ondes de cisaillement pour sonifier le volume contrôlé des deux côtés, tandis que la dernière demi-onde est généralement utilisée pour obtenir des réflexions spéculaires à partir de défauts sur le biseau de la soudure.
À des fréquences plus basses, une méthode d'onde de cisaillement similaire peut être utilisée pour tester le biseau proximal des soudures en acier inoxydable, mais n'est pas fiable pour les tests à travers un matériau de soudure austénitique.De plus, pour les soudures dites CRA, il y a un revêtement en alliage résistant à la corrosion sur le diamètre intérieur du tuyau en acier au carbone, et la dernière moitié du cavalier de fil de la traverse ne peut pas être utilisée efficacement.
Examinons les méthodes de détection d'échantillons à l'aide d'un instrument et d'un logiciel UT portables, comme illustré à la figure 1.
Deux transducteurs matriciels 2D qui produisent des faisceaux réfractés d'ondes P de 30 à 85 degrés pouvant être utilisés pour une couverture de volume complète.Pour des épaisseurs de paroi de 15 à 50 mm, des fréquences de 1,5 à 2,25 MHz sont considérées comme appropriées, en fonction de l'atténuation du substrat.
En optimisant l'angle de coin et la configuration des éléments de sonde du réseau, une large gamme de balayages d'angle de réfraction peut être générée efficacement sans lobes latéraux associés (Fig. 2).L'empreinte du nœud de coin dans le plan d'incidence est minimisée, permettant au point de sortie du faisceau d'être situé aussi près que possible de la soudure.
Les performances d'un réseau double réseau standard 2,25 MHz 10 x 3 en mode TRL ont été évaluées sur une soudure de plaque en acier inoxydable 304 d'une épaisseur de paroi de 25 mm.Les éprouvettes avaient une pente typique en forme de V et un état de surface « tel que soudé » et contenaient des défauts de soudure réels et bien documentés parallèles à la soudure.
Riz.3. Données combinées multiéléments pour un réseau standard 2,25 MHz 10 x 3 Dual Array (TRL) sur une plaque soudée en acier inoxydable 304.
Sur la fig.3 montre des images des données PAR combinées pour tous les angles de réfraction (de 30° à 85° LW) sur toute la longueur de la soudure.L'acquisition des données a été effectuée à un faible niveau de gain pour éviter la saturation des défauts hautement réfléchissants.La résolution de données de 16 bits permet des réglages de gain doux appropriés pour différents types de défauts.L'interprétation des données peut être facilitée en positionnant correctement l'obturateur de projection.
Une image d'un seul défaut créé à l'aide du même jeu de données fusionné est illustrée à la figure 4. Vérifiez le résultat :
Si vous ne souhaitez pas retirer le bouchon avant l'inspection, une autre méthode d'inspection peut être utilisée pour détecter les fissures axiales (transversales) dans les soudures de tuyaux : une sonde à réseau unique peut être utilisée en mode écho d'impulsion pour "incliner" le bouchon de soudure.
Idéalement, les soudures doivent être inspectées dans quatre directions de faisceau (Figure 5) et nécessitent l'inspection de deux cales symétriques dans des directions opposées, dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.En fonction de la fréquence et de la taille des éléments individuels du réseau, l'ensemble de coin peut être optimisé pour obtenir des angles de réfraction de 40° à 65° par rapport à la direction de l'axe de balayage.Plus de 50 rayons tombent sur chaque cellule de recherche.Un instrument US PA sophistiqué avec un calculateur intégré peut facilement traiter la définition d'ensembles de lois de focalisation avec différents biais, comme le montre la figure 6.
Habituellement, une séquence de chèques sur deux lignes est utilisée pour couvrir entièrement le montant d'un chèque.Les positions axiales des deux lignes de balayage sont déterminées à partir de l'épaisseur du tuyau et de la largeur de la pointe de soudure.La première ligne de balayage s'étend le plus près possible du bord de la soudure, révélant les défauts situés à la base de la soudure, et la deuxième ligne de balayage complète la couverture de la ZAT.La zone de base du nœud de sonde sera optimisée pour que le point de sortie du faisceau soit le plus proche possible de la pointe de la couronne sans réflexions internes importantes dans le coin.
Cette méthode d'inspection s'est avérée très efficace pour détecter les défauts axiaux mal orientés.Sur la fig.7 montre une image multiéléments prise sur une fissure axiale dans une soudure en acier inoxydable : des défauts ont été trouvés à différents angles d'inclinaison et un SNR élevé a pu être observé.
Figure 7 : Données multiéléments combinées pour les fissures axiales dans le soudage de l'acier inoxydable (différents angles SW et inclinaisons) : projection conventionnelle (à gauche) et projection polaire (à droite).
Les avantages du PA UT avancé en tant qu'alternative à la radiographie continuent d'attirer l'attention dans les secteurs du pétrole et du gaz, de la production d'électricité, de la fabrication et d'autres industries qui s'appuient sur une inspection fiable des soudures austénitiques.De même, des instruments PA UT entièrement intégrés, un micrologiciel puissant et des sondes matricielles 2D continuent de rendre ces inspections plus rentables et plus efficaces.
Guy Maes est le directeur des ventes de Zetec pour UT.Plus de 25 ans d'expérience dans le développement et la mise en œuvre de méthodes avancées d'échographie, d'évaluation des compétences et de développement de logiciels.Pour plus d'informations, appelez le (425) 974-2700 ou visitez www.zetec.com.
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