Inspection de tuyaux en acier austénitique de faible diamètre à l’aide d'une sonde Dual Linear Array™ (DLA)

Application :

Inspection de tuyaux en acier austénitique de faible diamètre et à paroi mince pour lesquels l’inspection standard par ondes transversales linéaires n’est pas possible

Problématique :

L’inspection standard par ondes transversales linéaires ne peut pas répondre de manière adéquate à cette application. Les caractéristiques acoustiques des tuyaux soudés de faible diamètre et à paroi mince créent des exigences particulières qui nécessitent l’utilisation de sondes linéaires doubles. Pour veiller à ce que la focalisation se fasse dans la zone voulue, l’angle de toit du sabot doit être différent pour chaque diamètre.

Solution : Pour répondre à la nécessité d’angles de toit différents, nous avons conçu une sonde Dual Linear Array™ (DLA) avec des angles de toit variables, le tout assemblé dans un seul boîtier standard. Cette sonde s’adapte aux sabots inclus dans un ensemble couvrant un éventail de diamètres extérieurs allant de 2,54 cm (1 po) à 10,16 cm (4,5 po). Elle se fixe au scanner COBRA™ dédié à l’inspection de soudures sur des tuyaux de faible diamètre, et peut être utilisée avec l’appareil de recherche de défauts OmniScan™ SX. Cette solution est utile pour les inspections où les ondes transversales linéaires ne peuvent pas détecter les défauts présents dans les matériaux fortement atténuants ou sujets à des bruits de structure.

Configuration Mise en place de la solution Sélectionnez le sabot et le fichier de loi (LAW) pour le diamètre extérieur souhaité. Couplez la sonde au sabot. Chargez le fichier de loi selon la profondeur de focalisation et le diamètre extérieur spécifiques. (Une clé USB comprenant la configuration Advanced Calculator et les fichiers de loi est fournie avec chaque sonde.) Configurez la pièce et la soudure pour l’inspection. Effectuez l’étalonnage avec des encoches de référence sur parois interne (ID) et externe (OD) en utilisant le même matériau de base : Réglez manuellement le délai du sabot (~ 0,6 μs est généralement suffisant). Utilisez des réflecteurs ayant le décalage sur axe d’index souhaité pour effectuer un étalonnage de sensibilité à deux points dans l’assistant de l’OmniScan.

Il devrait en résulter deux réflecteurs (deux crêtes distinctes) au niveau de la ligne centrale de la soudure inspectée.

Le schéma ci-dessous illustre les trajectoires du signal possibles lors de l’utilisation d’une sonde à deux réseaux linéaires avec ondes longitudinales. Si les portes sont configurées correctement, la porte A montrera les indications liées aux techniques 1 et 2 avec un déplacement à la vitesse de compression longitudinale. Ces indications s’afficheront dans la superposition de la soudure à la bonne position volumétrique. La porte B montrera les indications liées aux techniques 3 et 4, lesquelles comprennent au moins un segment de parcours de l’onde transversale. Bien que ces indications ne soient pas bien tracées sur l’écran, elles sont tout de même utiles pour la détection des défauts et la mesure de leur longueur.

Résultats :

Nous avons effectué des balayages et enregistré des données à l’aide de la configuration étalonnée. Nous avons trouvé que la porte A a enregistré la géométrie de la soudure avec les réponses du signal à partir de quatre défauts présents dans le tuyau. La modification du C-scan pour afficher la porte B a montré que les défauts étaient facilement identifiés à des positions le long de l’axe de balayage lors de la visualisation du signal généré par la conversion de mode.

Nous avons ensuite observé chaque défaut dans la vue A-C-R-S. Cela nous a permis de visualiser chaque indication le long du balayage, le scan-A où le curseur est placé, et le scan R/S montrant la position* des indications à l’intérieur de la soudure. Nous avons examiné les données dans la porte A pour vérifier si le tracé était exact, en gardant à l’esprit que des indications supplémentaires apparaissent avec le signal généré par la conversion de mode.

* La position de l’indication n’est exacte que si l’onde longitudinale directe dépasse le seuil de la porte A.

Le défaut 1 est une fissure centrale, et il a été détecté à la fois dans les portes A et B. Nous pouvons observer la fissure centrale, tracée avec précision, dans le volume de la soudure juste au-dessus de la racine. Il existe aussi un signal secondaire généré par la conversion de mode qui se situe en dehors de la position, mais qui est utile pour la recherche de défauts et la mesure de leur longueur sur l’axe de balayage.

Le défaut 2 est une autre fissure centrale qui est clairement détectée avec le signal généré par la conversion de mode, mais qui apparaît très faible dans l’onde longitudinale directe. Dans ce cas, vous pouvez voir que le défaut s’affiche avec une amplitude de 23,5 % au centre de la soudure.

Le défaut 3 est une fissure de fatigue extérieure située le long du chanfrein de soudure. L’indication s’affiche très clairement dans les données générées avec la conversion de mode, mais n’apparaît qu’avec une amplitude de 19,6 % pour l’onde longitudinale directe.

Le défaut 4 est une fissure de fatigue intérieure située le long de la racine de la soudure. Il apparaît tout juste à l’intérieur du deuxième segment de parcours du signal longitudinal et est tracé correctement sur la superposition de la soudure.

Conclusion

La sonde linéaire double (DLA) A25 permet l’inspection de soudures de tuyaux en acier austénitique de faible diamètre et à paroi mince. L’utilisation de portes placées de manière à afficher tous les modes du signal garantit une bonne détection et une mesure correcte de la longueur des défauts. Une compréhension pointue de la dynamique des échos, des modes de signaux linéaires doubles et de l’étalonnage des sondes est essentielle pour réussir une inspection.