Inspection des soudures rapide et sécuritaire

Dans un grand nombre d’industries, on effectue le soudage à grande échelle. Un équipement mal utilisé ou une mauvaise configuration de soudage peut créer des défauts dans les soudures. Voici quelques exemples de défauts courants : porosité, manque de fusion, inclusions de laitier, fissures à la racine ou au raccordement et pénétration partielle (figure 1). Les défauts peuvent avoir un impact significatif sur la résistance de la soudure et, par conséquent, sur la qualité du composant.

La manière la plus fiable et la plus économique d’assurer la qualité des soudures à grande échelle est l’utilisation du contrôle non destructif (CND). En fonction du matériau de la soudure et de la préparation, il peut être plus ou moins facile de déceler les défauts.

La manque de fusion (figure 2) peut apparaître, par exemple, quand le matériau déposé n’a pas fait fondre le matériau de base et qu’il s’est simplement solidifié par-dessus celui-ci. La résistance du joint est alors faible. C’est donc dire que le manque de fusion est l’un des défauts critiques qu’il faut absolument déceler.

Figure 1: Défauts de soudure
Il existe un grand nombre de défauts ayant un impact négatif sur la résistance de la soudure.

Référence actuelle absolue, la radiographie recourt à des photons haute énergie qui traversent le métal vers un détecteur situé du côté opposé. Toute irrégularité à l’intérieur du composant, que ce soit dans la soudure, le matériau de base ou à l’interface, est représentée comme une zone plus claire ou plus foncée sur le détecteur.

La principale limitation de cette technique est les effets nuisibles du rayonnement. En raison des nombreux risques pour la santé des rayons X haute énergie, il faut mettre en place des mesures de protection pour éviter d’y être exposés. Généralement, cela signifie d’évacuer une grande zone à l’endroit même où a lieu l’inspection et d’interrompre tout autre travail à proximité.

Quand vient le temps de choisir la méthode pour inspecter les soudures, la probabilité de détection fait partie des critères principaux. Il est prouvé que le contraste généré par des défauts comme le manque de fusion peut être faible quand la radiographie est utilisée. La probabilité de détection de ces défauts dans les soudures d’acier inoxydable ou de matériaux différents s’en trouve donc diminuée.

Figure 2: Manque de fusion
Le métal fondu peut se solidifier sans faire fondre le matériau de base.

L’inspection par ultrasons pour rechercher des défauts dans les soudures est une technique de remplacement à la radiographie. Les appareils de recherche de défauts par ultrasons, comme l’OmniScan MX2 d’Olympus (figure 3), utilisent des ondes acoustiques plutôt que la radiation pour l’inspection des pièces. La recherche est basée sur la déflexion de ces ondes sur des interfaces à l’intérieur de la pièce. Pour maximiser la probabilité de détection, et pour rendre possibles la visualisation et les balayages sectoriels, il est possible d’utiliser des sondes à ultrasons multiéléments.

Que sont les ultrasons multiéléments ?
Les sondes à ultrasons fonctionnent en décelant des ondes acoustiques haute fréquence, soit par la sonde émettrice elle-même (technique par réflexion) ou par la sonde réceptrice (technique à émission-réception séparées). Dans le cas de pièces difficiles à inspecter, comme les soudures d’acier inoxydable ou de matériaux différents, des niveaux élevés de bruit sont créés. Dans ces situations, il est préférable d’utiliser la technique à émission-réception séparées, aussi appelée la technique émission-réception longitudinale (TRL) [figure 4].

Figure 3: OmniScan MX2 d’Olympus
Les appareils de recherche de défauts comme l’OmniScan sont compatibles avec une grande variété de sondes pour différents types d’inspection.