3.6 Concepts d’étalonnage
Le terme « étalonnage » est utilisé pour trois différents processus associés aux appareils de recherche de défauts par ultrasons : l’étalonnage de la vitesse de propagation et du zéro, qui doit être effectué chaque fois que le matériau inspecté ou la sonde utilisée change ; l’étalonnage de référence, qui doit être effectué pour configurer une inspection en fonction d’une norme de référence, et la certification d’étalonnage, qui vérifie périodiquement le bon fonctionnement de l’appareil.
Étalonnage de la vitesse de propagation et de zéro
L’appareil de recherche de défauts par ultrasons mesure l’épaisseur, la profondeur ou la distance à l’aide d’échos très précis. Pour pouvoir transformer ces mesures de temps en mesure de distance, l’appareil doit être programmé avec la vitesse de propagation des ondes ultrasons dans le matériau à inspecter, ainsi que tout décalage de zéro requis par l’appareil, le type de sonde ou la forme d’écho. Ce processus est généralement désigné sous le nom d’étalonnage de la vitesse de propagation et de zéro. La précision d’une mesure par ultrasons de l’épaisseur, de la profondeur ou de la distance dépend de la précision de cet étalonnage. Un étalonnage erroné donnera des mesures erronées. Heureusement, l’étalonnage est généralement très simple à effectuer, et il est possible de stocker et de rappeler rapidement des étalonnages de différents matériaux et sondes.
Au moment de l’étalonnage de la vitesse de propagation, l’appareil est utilisé pour mesurer la vitesse des ultrasons dans une pièce de référence. Cette valeur est ensuite stockée pour utilisation dans le calcul de l’épaisseur à partir d’intervalles de temps mesurés. Plusieurs facteurs majeurs modifient la vitesse de propagation : densité, élasticité et composition du matériau, structure de grains et température. Au moment de l’étalonnage du zéro, l’appareil utilise la mesure d’un échantillon du matériau, dont l’épaisseur est connue, pour calculer le décalage de zéro. Ce décalage permet de compenser la partie du temps de passage total de l’impulsion qui représente d’autres facteurs que le trajet sonore dans la pièce à inspecter. Le principal facteur de modification de la valeur zéro dans les applications de recherche de défauts courantes est le retard du sabot, soit le temps requis pour l’onde sonore pour quitter la sonde. Les délais de commutation électroniques, de câbles et de couplant sont d’autres facteurs.
La procédure recommandée d’étalonnage de la vitesse de propagation et du zéro est l’étalonnage à deux points. Ce type d’étalonnage nécessite des échantillons du matériau à inspecter de différentes épaisseurs bien connues. Dans les applications de recherche de défaut, l’étalonnage à deux points est souvent effectué à l’aide d’un bloc étalon IIW, qui fournit plusieurs longueurs de trajets ultrasonores différentes. La sonde est placée sur des points représentant des trajets sonores long et court, l’appareil mesure le temps de passage de l’impulsion pour chaque trajet, et puis l’inspecteur entre l’épaisseur ou la distance connue. L’appareil utilise ces quatre points de données, les deux valeurs d’épaisseur ou de distance entrées, plus le temps de transit de chacun pour calculer les valeurs uniques de vitesse de propagation et de zéro pour résoudre cette équation. Ces valeurs sont ensuite utilisées pour les mesures et il est possible de les intégrer à une configuration stockée.
La plupart des appareils de recherche de défauts numériques modernes possèdent des messages logiciels guidant l’utilisateur à travers le processus de ces étalonnages. Ce processus est décrit de façon plus approfondie dans la section 4.
Étalonnage de référence
L’étalonnage de référence est le processus de préparation d’une inspection spécifique à l’aide de blocs étalons appropriés ou d’autres pièces de référence. Ce processus comprend généralement la définition du niveau d’amplitude du signal provenant de la pièce de référence pour pouvoir la comparer à l’amplitude des indications provenant de la pièce à inspecter. L’information sur les étalonnages de référence requis se trouve normalement dans les procédures établies par l’utilisateur pour chaque inspection.
Certification d’étalonnage
La certification d’étalonnage est le processus de documentation de la précision de mesure et de la linéarité de l’appareil à ultrasons dans des conditions d’inspection spécifiques. Dans le cas d’appareils de recherche de défauts, des certifications horizontale (profondeur ou distance) et verticale (amplitude) sont fournies. Cette certification est souvent effectuée conformément à une norme reconnue, telle qu’ASTM E-317 ou EN12668. La précision des mesures dans des conditions de test documenté est généralement comparée à la tolérance établie par le fabricant de l’appareil. Dans le cas des appareils analogiques, l’étalonnage de certification doit être effectué manuellement avec un inspecteur qui collecte des données, alors que les appareils numériques sont souvent certifiés à l’aide d’un processus automatisé utilisant un logiciel qui vérifie les paramètres importants.
Étant donné que la précision des mesures des applications de recherche de défaut dépend de façon déterminante de l’exactitude de la configuration et de l’intégrité de l’appareil, il incombe à l’utilisateur de vérifier cette précision et de la comparer au niveau requis pour l’inspection. Cette vérification est habituellement facile à faire en vérifiant tout simplement les mesures avec les normes de référence.
