Stage National TIV-Version 2006 1
Panorama sur les contrôles non destructifsPanorama sur les contrôles non destructifs
FFE...
Stage National TIV-Version 20062
1) Introduction
2) Objectifs des contrôles non destructifs
2) Principe doctrinal du contr...
Stage National TIV-Version 20063
Etudes et Spécification
de
fabrication
Un client, une expression de besoin
Réalisation du...
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Principe doctrinal du contrôlePrincipe doctrinal du contrôle
Produit à
contrôler
Pourquoi...
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Les opérateurs de Niveau 1
«  COFREND 1 » ( Techniciens )
Les opérateurs de Niveau 2
«  ...
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La procédure Le rapport de contrôle
L’archivage des documents
Les documents de référence
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Les techniques Contrôle et leur objectifLes techniques Contrôle et leur objectif
Destruct...
Stage National TIV-Version 20068
Définition du contrôle nonDéfinition du contrôle non
destructifdestructif
Définition: Mét...
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L’examen visuel 1/3L’examen visuel 1/3
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Les moyens 1/2
L’ oeil
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Les endoscopes
Loupe
L’examen visuel 2/3L’examen ...
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Les moyens 2/2
Les fibroscopes
L’imagerie associée
Caméra
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Le Ressuage 2/10Le Ressuage 2/10
Les grandes phases
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Le Ressuage 3/10Le Ressuage 3/10
5 étapes principales
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Le Ressuage 4/10Le Ressuage 4/10
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Le Ressuage 5/10Le Ressuage 5/10
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Le Ressuage 6/10Le Ressuage 6/10
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Le Ressuage 6/10Le Ressuage 6/10
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Le Ressuage 7/10Le Ressuage 7/10
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Le Ressuage 8/10Le Ressuage 8/10
Ressuage classique
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Le Ressuage 9/10Le Ressuage 9/10
Ressuage avec éclairage lampe de WOOD
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Le Ressuage 10/10Le Ressuage 10/10
Ressuage avec éclairage lampe de WOOD
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La Magnétoscopie 1/4La Magnétoscopie 1/4
Principe:
-La zone à contrôler est soumise à un...
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La Magnétoscopie 2/4La Magnétoscopie 2/4
Le principe
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La Magnétoscopie 3/4La Magnétoscopie 3/4
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La Magnétoscopie 4/4La Magnétoscopie 4/4
Les limites de la technique
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Les Courants de FoucaultLes Courants de Foucault
Conditions:
-Matériaux conducteurs d’él...
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Les Courants de FoucaultLes Courants de Foucault
Principe
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Les Courants de FoucaultLes Courants de Foucault
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Les Courants de FoucaultLes Courants de Foucault
Les limites de la technique
Fonction de...
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Les essais hydrauliques 1/2Les essais hydrauliques 1/2
Opérateurs de contrôle
Procédure,...
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Les essais hydrauliques 2/2Les essais hydrauliques 2/2
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Tests étanchéité1/4Tests étanchéité1/4
Principe:
Toute perte d’étanchéïté se traduit par...
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Tests étanchéité 2/4: le test HéliumTests étanchéité 2/4: le test Hélium
Principe:
La pa...
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Tests étanchéité 3/4: le test HéliumTests étanchéité 3/4: le test Hélium
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Tests étanchéité 4/4 : le test HéliumTests étanchéité 4/4 : le test Hélium
Les matériels
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Principe général
Rayonnements ionisants 2/15Rayonnements ionisants 2/15
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Impact de la géométrie et du type d’anomalie
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Rayonnements ionisants 4/15Rayonnements ionisants 4/15
La Radiographie
Principe:
Le rayo...
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Avantage: coupure de la source rapide ( alimentation électrique)
Inconvénient: manipulat...
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Rayonnements ionisants 6/15Rayonnements ionisants 6/15
Les différents tubes X
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Caractéristiques des rayonnements X
Rayonnements ionisants 7/15Rayonnements ionisants 7/...
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Rayonnements ionisants 8/15Rayonnements ionisants 8/15
On définit un 3ème facteur qui e...
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Rayonnements ionisants 9/15Rayonnements ionisants 9/15
Les caractéristiques des rayonnem...
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Rayonnements ionisants 10/15Rayonnements ionisants 10/15
Le Matériel en gammagraphiel
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Rayonnements ionisants 11/15Rayonnements ionisants 11/15
Les limites de la méthode
Les d...
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Rayonnements ionisants 12/15Rayonnements ionisants 12/15
Etat de surface:
Un état de sur...
Stage National TIV-Version 200649
Exemples
Corps de Vanne
Rayonnements ionisants 13/15Rayonnements ionisants 13/15
Stage National TIV-Version 200650
Exemples
Gammagraphie de bouteille de plongée
Rayonnements ionisants 14/15Rayonnements i...
Stage National TIV-Version 200651
Rayonnements ionisants 15/15Rayonnements ionisants 15/15
Limites de la technique
Stage National TIV-Version 200652
L’émission acoustique: principe 1/4L’émission acoustique: principe 1/4
Principe
Quand un...
Stage National TIV-Version 200653
L’émission acoustique 2/4L’émission acoustique 2/4
Exemple:
Stage National TIV-Version 200654
L’émission acoustique 3/4L’émission acoustique 3/4
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L’émission acoustique 4/4L’émission acoustique 4/4
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Les ultrasons: la matièreLes ultrasons: la matière
Les états de la matière
Les gaz:
Les ...
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Les ultrasons: le principeLes ultrasons: le principe
Le principe:
Transfert d’une onde a...
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Les ultrasons:les paramètres 1/2Les ultrasons:les paramètres 1/2
Les différents paramètr...
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Les ultrasons: les paramètres2/2Les ultrasons: les paramètres2/2
Les différents paramètr...
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Les ultrasons: les types d’ondesLes ultrasons: les types d’ondes
Les différents type d’o...
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Les ultrasons: les ondesLes ultrasons: les ondes
Les différents type d’ondes
Ondes trans...
Stage National TIV-Version 200662
Les ultrasons: les vitessesLes ultrasons: les vitesses
Les vitesses de propagation
Les f...
Stage National TIV-Version 200663
Les ultrasons: l’impédance acoustiqueLes ultrasons: l’impédance acoustique
Définition:
C...
Stage National TIV-Version 200664
Onde incidente issue du capteur amplitude Ai
Onde réfléchie par l’interface amplitude Ar...
Stage National TIV-Version 200665
Les ultrasons: l’atténuation des ondes ( info)Les ultrasons: l’atténuation des ondes ( i...
Stage National TIV-Version 200666
Les ultrasons:les interfaces (applications)Les ultrasons:les interfaces (applications)
o...
Stage National TIV-Version 200667
Les ultrasons:la piézo-électricitéLes ultrasons:la piézo-électricité
Stage National TIV-Version 200668
Les ultrasons:constitution d’un capteurLes ultrasons:constitution d’un capteur
Coupe d’u...
Stage National TIV-Version 200669
Un capteur est caractérisé par:
son type ( droit, angle…)
sa fréquence ( de 1 à 15 MHz...
Stage National TIV-Version 200670
Les ultrasons:la chaîne de contrôleLes ultrasons:la chaîne de contrôle
Stage National TIV-Version 200671
Les ultrasons:la visualisationLes ultrasons:la visualisation
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Les ultrasons:les matérielsLes ultrasons:les matériels
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Les ultrasons:le principe de la mesure d’épaisseurLes ultrasons:le principe de la mesure...
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Les ultrasons:le principe de la mesure d’épaisseur ( exemple)Les ultrasons:le principe d...
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Les ultrasons: domaines d’utilisationLes ultrasons: domaines d’utilisation
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Les ultrasons: les limites de la techniqueLes ultrasons: les limites de la technique
Stage National TIV-Version 200677
Comparatif des techniques 1/2Comparatif des techniques 1/2
Avantages et inconvénients de...
Stage National TIV-Version 200678
Avantages et inconvénients des techniques de CND/2
-influence de l’état de surface
-util...
Stage National TIV-Version 200679
Application aux bouteilles de plongéeApplication aux bouteilles de plongée
Application a...
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Application aux bouteilles de plongée
les solutions
Techniques de contrôle:
Examen visu...
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ConclusionConclusion
Cette rapide approche des techniques de CND a permis de mettre en é...
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controle non destructif

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Cette rapide approche des techniques de CND a permis de mettre en évidence:
L’aspect complémentaire des différentes techniques en fonction des anomalies recherchées
Le besoin de spécifications de contrôles
L’importance des défauts de référence et des critères d’évaluation
Le caractère indispensable de l’étalonnage du matériel
La nécessite de la qualification des opérateurs de contrôle
La pérennité de l’action TIV est basée sur la Qualité du processus de formation des
Techniciens FFESSM et de leurs prestations au « quotidien »
La pérennité de l’action TIV est basée sur la Qualité du processus de formation des
Techniciens FFESSM et de leurs prestations au « quotidien »

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controle non destructif

  1. 1. Stage National TIV-Version 2006 1 Panorama sur les contrôles non destructifsPanorama sur les contrôles non destructifs FFESSM Commission Technique Nationale Philippe POINBOEUF
  2. 2. Stage National TIV-Version 20062 1) Introduction 2) Objectifs des contrôles non destructifs 2) Principe doctrinal du contrôle 3) Examen visuel 4) Ressuage 5) Magnétoscopie 6) Courants de Foucault 7) Essais hydrauliques 8) Test d ’étanchéité ( hélium) 9) Rayonnements ionisants ( radiographie et gammagraphie) 10) Emission acoustique 11) Les ultrasons ( notions fréquence, mesures épaisseurs…) 12) Tableau de synthèse comparatif 13) L ’application aux bouteilles de plongée 14) Conclusion Philippe POINBOEUF Sommaire
  3. 3. Stage National TIV-Version 20063 Etudes et Spécification de fabrication Un client, une expression de besoin Réalisation du produit Contrôle du produit Conformité ??? Service Contrôle Positionnement du contrôle dans l’entreprise
  4. 4. Stage National TIV-Version 20064 Principe doctrinal du contrôlePrincipe doctrinal du contrôle Produit à contrôler Pourquoi? Choix technique (s) de contrôle Spécification (s) de contrôle Personnel qualifié Matériel étalonné Critères d ’évaluation Qualité Produit Sécurité Fiabilité Coûts... Procès verbal Décision ( acceptation ou rebut) Démarche Qualité Philippe POINBOEUF
  5. 5. Stage National TIV-Version 20065 Les opérateurs de Niveau 1 «  COFREND 1 » ( Techniciens ) Les opérateurs de Niveau 2 «  COFREND 2 » ( Techniciens supérieurs ) Les opérateurs de niveau 3 « COFREND 3 » ( Ingénieurs ) Industrie FFESSM Les TIV Les formateurs de TIV Les Formateurs de Formateurs de TIV Un objectif commun: la Qualité de la prestation et sa rigueur Les acteurs du contrôle: « les contrôleurs »
  6. 6. Stage National TIV-Version 20066 La procédure Le rapport de contrôle L’archivage des documents Les documents de référence
  7. 7. Stage National TIV-Version 20067 Les techniques Contrôle et leur objectifLes techniques Contrôle et leur objectif Destructifs Non destructifs Essais mécaniques Métallographie Visuel, ressuage, vide,radio….. Dégradation du matériau Intégrité du matériau Connaissance des défauts ( localisation, géomètrie...) Souci Qualité,sécurité d ’économie... Philippe
  8. 8. Stage National TIV-Version 20068 Définition du contrôle nonDéfinition du contrôle non destructifdestructif Définition: Méthode de diagnostic de produits, afin de détecter, localiser, dimensionner, caractériser,d ’éventuels défauts dans ceux-ci. Moyens: Utilisation de capteurs dont le fonctionnement est basé sur les principes de la physique ( électromagnétisme, rayonnements,propagation, électricité….) Philippe POINBOEUF
  9. 9. Stage National TIV-Version 20069 L’examen visuel 1/3L’examen visuel 1/3 Tout examen visuel doit être réalisé suivant des prescriptions définies dans un ensemble de documents( procédures, spécifications lesquels doivent comporter à minima les informations suivantes:  Type, forme et dimensions des éléments examinés  Références des documents applicables ( ex:spécification FFESSM)  Caractéristiques du matériel de contrôle  Processus de contrôle: zones d’examen, état de surface….  Critères d’acceptation d’après la spécification de contrôle avec un référentiel ( CODAP,SNCT, RCCM,FFESSM…) Qualification et références du contrôleur Philippe POINBOEUF Définition Technique de contrôle faisant appel essentiellement appel à l’œil humain comme capteur Variantes Assistance de matériel complémentaire ( loupe, miroir, endoscope, fibroscope) Règles
  10. 10. Stage National TIV-Version 200610 Les moyens 1/2 L’ oeil La lampe du TIV Les endoscopes Loupe L’examen visuel 2/3L’examen visuel 2/3
  11. 11. Stage National TIV-Version 200611 Les moyens 2/2 Les fibroscopes L’imagerie associée Caméra Ecran de visualisationExemple: flamme de four L’examen visuel 3/3L’examen visuel 3/3
  12. 12. Stage National TIV-Version 200612 cipe: ction de cavités débouchantes à la surface d’un matériau qui repose sur la acité de certains liquides à pénétrer, puis à ressuer par capillarité, dans ces ontinuités géométriques Notion de liquide avec tension superficielle faible Présence de traceurs colorés Le Ressuage 1/10Le Ressuage 1/10
  13. 13. Stage National TIV-Version 200613 Le Ressuage 2/10Le Ressuage 2/10 Les grandes phases
  14. 14. Stage National TIV-Version 200614 Le Ressuage 3/10Le Ressuage 3/10 5 étapes principales
  15. 15. Stage National TIV-Version 200615 Le Ressuage 4/10Le Ressuage 4/10
  16. 16. Stage National TIV-Version 200616 Le Ressuage 5/10Le Ressuage 5/10
  17. 17. Stage National TIV-Version 200617 Le Ressuage 6/10Le Ressuage 6/10
  18. 18. Stage National TIV-Version 200618 Le Ressuage 6/10Le Ressuage 6/10
  19. 19. Stage National TIV-Version 200619 Le Ressuage 7/10Le Ressuage 7/10
  20. 20. Stage National TIV-Version 200620 Le Ressuage 8/10Le Ressuage 8/10 Ressuage classique
  21. 21. Stage National TIV-Version 200621 Le Ressuage 9/10Le Ressuage 9/10 Ressuage avec éclairage lampe de WOOD
  22. 22. Stage National TIV-Version 200622 Le Ressuage 10/10Le Ressuage 10/10 Ressuage avec éclairage lampe de WOOD
  23. 23. Stage National TIV-Version 200623 La Magnétoscopie 1/4La Magnétoscopie 1/4 Principe: -La zone à contrôler est soumise à un flux magnétique, crée par l’aimant -projection de poudre magnétique, qui se répartit de manière homogène si la pièce est saine -agglomération de poudre dans les zones de défauts Conditions opératoires: - un aimant ou un électro-aimant - des matériaux ferromagnétiques - des défauts proches de la surface ( débouchants ou non)
  24. 24. Stage National TIV-Version 200624 La Magnétoscopie 2/4La Magnétoscopie 2/4 Le principe
  25. 25. Stage National TIV-Version 200625 La Magnétoscopie 3/4La Magnétoscopie 3/4
  26. 26. Stage National TIV-Version 200626 La Magnétoscopie 4/4La Magnétoscopie 4/4 Les limites de la technique
  27. 27. Stage National TIV-Version 200627 Les Courants de FoucaultLes Courants de Foucault Conditions: -Matériaux conducteurs d’électricité -Capteur générant un champ magnétique -Création de courants induits «  courants de Foucault » -Présence de défauts créant une variation d’impédance du capteur
  28. 28. Stage National TIV-Version 200628 Les Courants de FoucaultLes Courants de Foucault Principe
  29. 29. Stage National TIV-Version 200629 Les Courants de FoucaultLes Courants de Foucault
  30. 30. Stage National TIV-Version 200630 Les Courants de FoucaultLes Courants de Foucault Les limites de la technique Fonction de la fréquence
  31. 31. Stage National TIV-Version 200631 Les essais hydrauliques 1/2Les essais hydrauliques 1/2 Opérateurs de contrôle Procédure, protocole Critères Conditions d’acceptation: 1) Pas de fuite 2) Pas de déformation permanente Les moyens: - Eau - Pompe épreuve - Manomètres de contrôle ( pompe, sur la rampe, bouteille) - Flexibles de raccordement - Vannes d’isolement - Vannes de purge - Caisson type « bunker » ( ?) - Moyens visuels de contrôle
  32. 32. Stage National TIV-Version 200632 Les essais hydrauliques 2/2Les essais hydrauliques 2/2
  33. 33. Stage National TIV-Version 200633 Tests étanchéité1/4Tests étanchéité1/4 Principe: Toute perte d’étanchéïté se traduit par une fuite que le contrôleur se doit de détecter, de localiser de quantifier, si possible ( notion de taux de fuite Les moyens utilisés: un gaz utilisé comme traceur et un détecteur Les techniques: La bulle dans l’eau La mousse de savon ( ou le détecteur type « mille-bulles) L’ammoniac Les halogènes L’oxygène-mètre La technique à l’hélium ( la plus courante dans l’industrie)
  34. 34. Stage National TIV-Version 200634 Tests étanchéité 2/4: le test HéliumTests étanchéité 2/4: le test Hélium Principe: La paroi dont on veut contrôler l’étanchéité est soumise à une différence de pression: -du côté de la pression la plus forte se trouve un gaz traceur ( hélium) -du côté de la pression la plus faible, on localise un détecteur capable de déceler dans l’atmosphère de très faibles concentration de gaz Gaz: l’hélium du fait de sa « fluidité »( bonne diffusion ( très sûr en terme de détection) Capteur: un spectromètre de masse calé sur l’hélium
  35. 35. Stage National TIV-Version 200635 Tests étanchéité 3/4: le test HéliumTests étanchéité 3/4: le test Hélium 2 techniques : Méthode sous vide: L’enceinte à tester est mise sous vide avec un groupe de pompage, relié au détecteur. Aspersion ou immersion avec de l’Hélium Méthode sous pression: L’enceinte à tester est mise sous pression d’hélium. Le détecteur He vient renifler la surface de l’enceinte
  36. 36. Stage National TIV-Version 200636 Tests étanchéité 4/4 : le test HéliumTests étanchéité 4/4 : le test Hélium Les matériels
  37. 37. Stage National TIV-Version 200637 Rayonnements ionisants 1/15Rayonnements ionisants 1/15 Principe: Le contrôle interne d’un objet à l’aide rayonnements ionisants, consiste à le faire traverser par un rayonnement ( X ou γ) de très courte longueur d’onde, et à recueillir la variation d’intensité du faisceau ( fonction de l’atténuation dans le matériau), sous forme d’une image sur un récepteur. Les moyens:  un rayonnement primaire dont le choix est fonction du matériau à contrôler  une source de production du rayonnement primaire  un objet avec des caractéristiques et défauts propres((notamment épaisseur et densité)  un rayonnement résiduel dit « secondaire »  un support de sensibilisation ( film, plaque avec convertisseur analogique-numérique)
  38. 38. Stage National TIV-Version 200638 Principe général Rayonnements ionisants 2/15Rayonnements ionisants 2/15
  39. 39. Stage National TIV-Version 200639 Impact de la géométrie et du type d’anomalie Rayonnements ionisants 3/15Rayonnements ionisants 3/15
  40. 40. Stage National TIV-Version 200640 Rayonnements ionisants 4/15Rayonnements ionisants 4/15 La Radiographie Principe: Le rayonnement X est émis par un tube en verre ou en céramique sous un vide poussé comportant, une cathode émettrice d’électrons ( par effet thermo-ionique) et une anti-cathode encastrée dans une anode inclinée, portée à un potentiel électrique Élevé ( 100 à 400 kV). Le champ électrique ainsi crée, permet l’accélération des électrons arrachés à la cathode et qui viennent percuter la « cible », provoquant ainsi la production du rayonnement X ( 0,01 nm < L< 0,18 nm). Il est en principe récupéré au travers une fenêtre latérale
  41. 41. Stage National TIV-Version 200641 Avantage: coupure de la source rapide ( alimentation électrique) Inconvénient: manipulation à risque ( Aptitude CAMARI pour les opérateurs) Rayonnements ionisants 5/15Rayonnements ionisants 5/15
  42. 42. Stage National TIV-Version 200642 Rayonnements ionisants 6/15Rayonnements ionisants 6/15 Les différents tubes X
  43. 43. Stage National TIV-Version 200643 Caractéristiques des rayonnements X Rayonnements ionisants 7/15Rayonnements ionisants 7/15
  44. 44. Stage National TIV-Version 200644 Rayonnements ionisants 8/15Rayonnements ionisants 8/15 On définit un 3ème facteur qui est l’activité de la source radioactive ( « sa puissance nucléaire ») qui correspond au nombre d’atomes se transformant par unité de temps. Elle s’exprime en Becquerel ( anciennement le Curie) :Principe de la Gammagraphie: Certains isotopes d’éléments sont radioactifs, c’est à dire,qu’ils subissent Spontanément une modification de leur structure nucléaire, qui s’accompagne D’une émission de rayonnements ( α, β( électrons) ou γ ( rayonnement des photons) . Ces éléments peuvent être naturels ( comme le radium ou l’uranium) ou artificiels ( cobalt, césium, iridium) et sont caractérisés par leur énergie. L’émission de ce rayonnement décroît de façon exponentielle avec le temps. On définit ainsi la notion de période ( comme en plongée) qui caractérise la demi-vie de l’élément ( temps nécessaire à la désintégration de la moitié des noyaux actifs.
  45. 45. Stage National TIV-Version 200645 Rayonnements ionisants 9/15Rayonnements ionisants 9/15 Les caractéristiques des rayonnemments en gammagraphie
  46. 46. Stage National TIV-Version 200646 Rayonnements ionisants 10/15Rayonnements ionisants 10/15 Le Matériel en gammagraphiel
  47. 47. Stage National TIV-Version 200647 Rayonnements ionisants 11/15Rayonnements ionisants 11/15 Les limites de la méthode Les différences d’absorption: La sensibilité des détecteurs fait que ne seront mis en évidence que les différences d’absorption suffisantes pour l’énergie du rayonnement utilisé. En effet:  il est plus délicat de mettre en évidence une bulle d’air dans un matériau léger ( type caoutchouc que dans l’acier  un défaut plat ( fissure) , ne sera détectable que dans la mesure où il est dans une orientation correcte par rapport à la direction du rayonnement Il est difficile, voire impossible de détecter des défauts mineurs derrière une particule lourde
  48. 48. Stage National TIV-Version 200648 Rayonnements ionisants 12/15Rayonnements ionisants 12/15 Etat de surface: Un état de surface irrégulier ( rugosité de moulage en fonderie par exemple) ne permet pas, ou du moins perturbera considérablement la détection des défauts. En effet leur image sera noyée dans le « bruit de fond » hétérogène du cliché radiographique, d’où la nécessité dans ce cas de préparer la surface par meulage. Les limites de la méthode
  49. 49. Stage National TIV-Version 200649 Exemples Corps de Vanne Rayonnements ionisants 13/15Rayonnements ionisants 13/15
  50. 50. Stage National TIV-Version 200650 Exemples Gammagraphie de bouteille de plongée Rayonnements ionisants 14/15Rayonnements ionisants 14/15
  51. 51. Stage National TIV-Version 200651 Rayonnements ionisants 15/15Rayonnements ionisants 15/15 Limites de la technique
  52. 52. Stage National TIV-Version 200652 L’émission acoustique: principe 1/4L’émission acoustique: principe 1/4 Principe Quand un matériau se déforme, se fissure, sous l’action de contraintes, il génère des ondes élastiques.Ces trains d’ondes se propagent dans le matériau en fonction des ses propriétés acoustiques et de la géométrie de la pièce à Contrôler et parviennent aux différents capteurs installés sur la structure. Les signaux ainsi recueilles et traités par une chaîne de mesure, permettent de:  localiser la zone de dégradation  évaluer son intensité en fonction de la sollicitation mécanique de la structure  suivre son évolution par rapport à un référentiel Avantage: Rapidité de contrôle Possibilité de réaliser les contrôles sans altération du process Domaine d’application Les réservoirs de stockage Les matériaux composites
  53. 53. Stage National TIV-Version 200653 L’émission acoustique 2/4L’émission acoustique 2/4 Exemple:
  54. 54. Stage National TIV-Version 200654 L’émission acoustique 3/4L’émission acoustique 3/4
  55. 55. Stage National TIV-Version 200655 L’émission acoustique 4/4L’émission acoustique 4/4
  56. 56. Stage National TIV-Version 200656 Les ultrasons: la matièreLes ultrasons: la matière Les états de la matière Les gaz: Les molécules sont très éloignées Les liquides: Molécules plus proches, moins Mobiles car elles s’attirent Les solides: Les molécules sont très proches. Ils sont dits cristallisés ( sous forme de réseaux)
  57. 57. Stage National TIV-Version 200657 Les ultrasons: le principeLes ultrasons: le principe Le principe: Transfert d’une onde acoustique, à l’aide d’un capteur, dans un matériau à Contrôler. En fonction des défauts rencontrés dans la structure, une partie de l’énergie est réfléchie vers un capteur récepteur. C’est le principe qui est utilisé en échographie médicale.
  58. 58. Stage National TIV-Version 200658 Les ultrasons:les paramètres 1/2Les ultrasons:les paramètres 1/2 Les différents paramètres d’une onde 1/2 Analogie avec système masse ressort ( en mécanique) LA PERIODE ( T): Le temps qui s’écoule entre 2 passages de la masse, dans le même sens, à un endroit donné ( par exemple pour un maximum d’amplitude) Unité: Seconde LA FREQUENCE: Le nombre de cycle du phénomène par seconde (F= 1/T) Unité: le Hertz ( Hz) Par exemple un événement se reproduisant 1 fois par seconde, a une fréquence de 1 Hz
  59. 59. Stage National TIV-Version 200659 Les ultrasons: les paramètres2/2Les ultrasons: les paramètres2/2 Les différents paramètres d’une onde 2/2 Enregistrement du déplacement La longueur d’onde ( λ) : La distance qui sépare 2 points dans le même état vibratoire Unité: mètre
  60. 60. Stage National TIV-Version 200660 Les ultrasons: les types d’ondesLes ultrasons: les types d’ondes Les différents type d’ondes Ondes longitudinales ( compression): L’oscillation engendre une vibration des particules dont le déplacement élémentaire est parallèle à la direction de propagation Exemple du ressort Dans la matière ( propagation dans tous les milieux) La vitesse de l’onde
  61. 61. Stage National TIV-Version 200661 Les ultrasons: les ondesLes ultrasons: les ondes Les différents type d’ondes Ondes transversales ( cisaillement): L’oscillation engendre une vibration des particules dont le déplacement élémentaire est perpendiculaire à la direction de propagation Exemple du ressor:t Dans la matière ( pas dans les gaz et les liquides) La vitesse de l’onde
  62. 62. Stage National TIV-Version 200662 Les ultrasons: les vitessesLes ultrasons: les vitesses Les vitesses de propagation Les fréquences de travail 1 MHz< F < 15 MHz
  63. 63. Stage National TIV-Version 200663 Les ultrasons: l’impédance acoustiqueLes ultrasons: l’impédance acoustique Définition: Chaque matériau est caractérisé, en ce qui concerne son comportement face aux ondes acoustiques qui s’y propagent, par son impédance acoustique ( Z) Impédance ( Z) = Masse volumique ( ⍴) X Vitesse ( V) Analogie: impédance d’un circuit électrique ( adaptation d’impédance) Conséquence pour le contrôleur: avoir l’adaptation d’impédance acoustique optimale
  64. 64. Stage National TIV-Version 200664 Onde incidente issue du capteur amplitude Ai Onde réfléchie par l’interface amplitude Ar Onde transmise dans le matériau amplitude At Conséquence: Pour un bon couplage acoustique entre un bloc de plongée et le Capteur ( air-acier) , le contrôleur doit interposer un liquide intermédiaire. Dans le cas contraire, seul 1% de l’énergie est transmise dans le matériau Les ultrasons: les interfaces entre 2 matériauxLes ultrasons: les interfaces entre 2 matériaux
  65. 65. Stage National TIV-Version 200665 Les ultrasons: l’atténuation des ondes ( info)Les ultrasons: l’atténuation des ondes ( info)
  66. 66. Stage National TIV-Version 200666 Les ultrasons:les interfaces (applications)Les ultrasons:les interfaces (applications) ondes capteur Bouteille de plongée Exemple industriel
  67. 67. Stage National TIV-Version 200667 Les ultrasons:la piézo-électricitéLes ultrasons:la piézo-électricité
  68. 68. Stage National TIV-Version 200668 Les ultrasons:constitution d’un capteurLes ultrasons:constitution d’un capteur Coupe d’un capteur
  69. 69. Stage National TIV-Version 200669 Un capteur est caractérisé par: son type ( droit, angle…) sa fréquence ( de 1 à 15 MHz)  son diamètre ( qlqes mm à 300 mm) son amortissement Les ultrasons:les caractéristiquesLes ultrasons:les caractéristiques
  70. 70. Stage National TIV-Version 200670 Les ultrasons:la chaîne de contrôleLes ultrasons:la chaîne de contrôle
  71. 71. Stage National TIV-Version 200671 Les ultrasons:la visualisationLes ultrasons:la visualisation
  72. 72. Stage National TIV-Version 200672 Les ultrasons:les matérielsLes ultrasons:les matériels
  73. 73. Stage National TIV-Version 200673 Les ultrasons:le principe de la mesure d’épaisseurLes ultrasons:le principe de la mesure d’épaisseur Principe: Toute discontinuité ou interface se comporte comme un réflecteur vis à vis des ondes acoustiques. De ce fait, connaissant les caractéristiques du matériau et des ondes ( notamment la vitesse de propagation ( V) et les temps de parcours ( t)), il est possible de calculer la distance correspondante, avec la relation: Distance ( mm)= vitesse ( m/s) X temps ( t) Nota: attention la distance correspond à un trajet aller et retour dans le matériau. Ainsi pour accéder à l’épaisseur il faut diviser par un facteur 2 Nécessité d’avoir une référence préalable ( étalonnage notamment- cf TP)
  74. 74. Stage National TIV-Version 200674 Les ultrasons:le principe de la mesure d’épaisseur ( exemple)Les ultrasons:le principe de la mesure d’épaisseur ( exemple)
  75. 75. Stage National TIV-Version 200675 Les ultrasons: domaines d’utilisationLes ultrasons: domaines d’utilisation
  76. 76. Stage National TIV-Version 200676 Les ultrasons: les limites de la techniqueLes ultrasons: les limites de la technique
  77. 77. Stage National TIV-Version 200677 Comparatif des techniques 1/2Comparatif des techniques 1/2 Avantages et inconvénients des techniques de CND/1 -essentiellement sur métaux -faible profondeur -sensible à la température et parasites -pas de contact nécessaire -grande sensibilité -dimensionnement de défauts possible Courants de Foucault -uniquement matériaux ferromagnétiques -pas d’information de profondeur -orientation de magnétisation préférentielle -sensible pour défauts sous-jacents -facile d’emploi -peu de calibration Magnétoscopie -uniquement sur défauts sufaciques -bon état de surface -multiples manipulations -facile d’emploi -rapide et sensible -peu onéreuse Ressuage -difficulté de repérage ( espace - -parfois onéreux ( endoscope) -bonne précision -preuve: photo, enregistrement Examen visuel (assisté) -définition correcte des critères -complémentaire à une autre technique -souplesse de mise en œuvre -peu onéreux Examen visuel ( simple) InconvénientsAvantagesMéthodes Philippe POINBOEUF
  78. 78. Stage National TIV-Version 200678 Avantages et inconvénients des techniques de CND/2 -influence de l’état de surface -utilisation de milieu intermédiaire -importance de l’orientation des défauts -bonne résolution ( dimensionnement et fissuration) -résultats rapides -dimensionnement et localisation -accessible au TIV FFESSM -coût accessible aux Comité Ultrasons -interprétation délicate - coût élevé -technique intéressante pour suivre l’évolution d’une signature dans le temps Emission acoustique -coût élevé -accès aux 2 faces -orientation préférentielle -méthode à risque pour le contrôleur -détection sur épaisseur importante -large gamme de matériaux -traçabilité: film ou vidéo -bonne reproductibilité Rayonnements ionisants -coût élevé-bonne sensibilité ( microfissuration)Test d’étanchéité -risque d’être destructrice -homologation par des professionnels -peu onéreuse -rapide de mise en œuvre -complémentaire avec le visuel Essais hydrauliques InconvénientsAvantagesMéthodes Philippe POINBOEUF Comparatif des techniques 2/2Comparatif des techniques 2/2
  79. 79. Stage National TIV-Version 200679 Application aux bouteilles de plongéeApplication aux bouteilles de plongée Application aux bouteilles de plongée le contexte Matériau: -Acier de type 35 CD 4 -Aluminium éventuellement Caractéristiques géométriques: -épaisseur de quelques mm -surface non plane Défauts recherchés: - Corrosion - Variation d’épaisseur - Fissuration éventuellement Philippe POINBOEUF
  80. 80. Stage National TIV-Version 200680 Application aux bouteilles de plongée les solutions Techniques de contrôle: Examen visuel et endoscopie Ultrasons dans le cadre de la mesure d’épaisseur Plan d’actions  Définition d’une spécification de contrôle ( formalisme)  Définition de critères  Présentation théorique et pratique des méthodes  Plan de formation et suivi ( formateur, formateurs de formateurs) Nota: L’utilisation des ultrasons pour la détection de fissuration ( dans le cadre non professionnel) est trop délicate pour envisager une application aux bouteilles de plongée Philippe POINBOEUF
  81. 81. Stage National TIV-Version 200681 ConclusionConclusion Cette rapide approche des techniques de CND a permis de mettre en évidence:  La complexité de certaines techniques  L’aspect complémentaire des différentes techniques en fonction des anomalies recherchées Le besoin de spécifications de contrôles  L’importance des défauts de référence et des critères d’évaluation Le caractère indispensable de l’étalonnage du matériel La nécessite de la qualification des opérateurs de contrôle La pérennité de l’action TIV est basée sur la Qualité du processus de formation des Techniciens FFESSM et de leurs prestations au « quotidien » formateur TIV en est le principal contributeur et garant

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