ISO 16828-2012 Non-destructive testing - Ultrasonic testing - Time-of-flight diffraction technique as a method for detection and sizing of discontinuities《无损检测 .pdf

1、 Numro de rfrence ISO 16828:2012(F) ISO 2012NORME INTERNATIONALE ISO 16828 Premire dition 2012-04-01Essais non destructifs Contrle par ultrasons Technique de diffraction du temps de vol (TOFD) utilise comme mthode de dtection et de dimensionnement des discontinuits Non-destructive testing Ultrasonic

2、 testing Time-of-flight diffraction technique as a method for detection and sizing of discontinuities ISO 16828:2012(F) DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2012 Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque fo

3、rme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie, laffichage sur linternet ou sur un Intranet, sans autorisation crite pralable. Les demandes dautorisation peuvent tre adresses lISO ladresse ci-aprs ou au comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyrig

4、ht office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Version franaise parue en 2013 Publi en Suisse ii ISO 2012 Tous droits rservsISO 16828:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos v Introduction vi

5、1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives . 1 3 Termes, dfinitions, symboles et abrviations 2 3.1 Termes et dfinitions 2 3.2 Abrviations . 2 3.3 Symboles 3 4 Gnralits . 4 4.1 Principe de la technique . 4 4.2 Exigences relatives ltat de surface et au couplant 5 4.3 Types de matriaux et de procds

6、 5 5 Qualification du personnel . 5 6 Exigences relatives lquipement . 5 6.1 quipement ultrasonore et reprsentation . 5 6.2 Traducteurs ultrasonores . 6 6.3 Mcanismes de balayage 7 7 Mode opratoire de rglage de lquipement . 8 7.1 Gnralits . 8 7.2 Choix et cartement des traducteurs 9 7.2.1 Choix des

7、traducteurs . 9 7.2.2 cartement des traducteurs . 9 7.3 Rglage de la fentre temporelle . 9 7.4 Rglage de la sensibilit . 10 7.5 Rglage de la rsolution de balayage . 10 7.6 Rglage de la vitesse de balayage 10 7.7 Vrification des performances du systme 10 8 Interprtation et analyse des donnes 10 8.1 A

8、nalyse de base des discontinuits 10 8.1.1 Gnralits . 10 8.1.2 Caractrisation des discontinuits 11 8.1.3 Estimation de la position dune discontinuit 11 8.1.4 Estimation de la longueur dune discontinuit 12 8.1.5 Estimation de la profondeur et de la hauteur dune discontinuit . 12 8.2 Analyse dtaille de

9、s discontinuits . 13 8.2.1 Gnralits . 13 8.2.2 Balayages supplmentaires . 13 8.2.3 Algorithmes supplmentaires 14 9 Dtection et dimensionnement pour les pices gomtrie complexe 15 10 Limites de la technique . 15 10.1 Gnralits . 15 10.2 Prcision et rsolution 15 10.2.1 Gnralits . 15 10.2.2 Erreurs de po

10、sition latrale 15 10.2.3 Erreurs de mesurage du temps . 16 10.2.4 Erreurs sur la vitesse de propagation de londe ultrasonore . 16 10.2.5 Erreurs de distance entre les centres des traducteurs . 16 10.2.6 Rsolution spatiale 16 10.3 Zones mortes . 17 ISO 16828:2012(F) iv ISO 2012 Tous droits rservs11 E

11、xamen TOFD sans enregistrement de donnes .17 12 Mode opratoire dessai 17 13 Rapport dessai 17 Annexe A (normative) Blocs de rfrence 18 Bibliographie .19 ISO 16828:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs vAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganism

12、es nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales e

13、t non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directive

14、s ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins

15、 des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur e

16、xistence. LISO 16828 a t labore par le comit technique ISO/TC 135, Essais non destructifs, sous-comit SC 3, Essais aux ultrasons. ISO 16828:2012(F) vi ISO 2012 Tous droits rservsIntroduction La prsente Norme internationale est fonde sur lEN 583-6:2008, Essais non destructifs Contrle ultrasonore Part

17、ie 6: Technique de diffraction du temps de vol utilise comme mthode de dtection et de dimensionnement des discontinuits. Les Normes internationales suivantes sont lies. ISO 16810, Essais non destructifs Contrle par ultrasons Principes gnraux ISO 16811, Essais non destructifs Contrle par ultrasons Rg

18、lage de la sensibilit et de la base de temps ISO 16823, Essais non destructifs Contrle par ultrasons Technique par transmission ISO 16826, Essais non destructifs Contrle par ultrasons Contrle des discontinuits perpendiculaires la surface ISO 16827, Essais non destructifs Contrle par ultrasons Caract

19、risation et dimensionnement des discontinuits ISO 16828, Essais non destructifs Contrle par ultrasons Technique de diffraction du temps de vol (TOFD) utilise comme mthode de dtection et de dimensionnement des discontinuits NORME INTERNATIONALE ISO 16828:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs 1Essais no

20、n destructifs Contrle par ultrasons Technique de diffraction du temps de vol (TOFD) utilise comme mthode de dtection et de dimensionnement des discontinuits 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale dfinit les principes gnraux pour lapplication de la technique de diffraction du temps de

21、 vol (TOFD) pour la dtection et le dimensionnement des discontinuits dans les composants en acier au carbone faiblement alli. Elle peut galement tre employe pour dautres types de matriaux, condition que lapplication de la technique TOFD tienne compte de la gomtrie, des proprits acoustiques des matri

22、aux et de la sensibilit de lexamen. Bien quelle soit applicable, en termes gnriques, aux discontinuits des matriaux et applications couvertes par lISO 16810, elle contient des rfrences aux applications sur les soudures. Cette approche a t choisie pour des raisons de clart en termes de position des t

23、raducteurs ultrasonores et de direction de balayage. Sauf indications contraires dans les documents de rfrence, les exigences minimales de la prsente Norme internationale sont applicables. Sauf dispositions contraires explicites, la prsente Norme internationale sapplique aux classes de produits suiv

24、antes, telles que dfinies dans lISO 16811: classe 1: sans restriction; classes 2 et 3: les restrictions spcifies sappliquent. NOTE 1 Voir lArticle 9. Lexamen des produits de classes 4 et 5 requiert des modes opratoires particuliers, qui sont galement traits. NOTE 2 Voir lArticle 9. NOTE 3 Les techni

25、ques dutilisation de la mthode TOFD pour lexamen des soudures sont dcrites dans lISO 10863. NOTE 4 Les critres dacceptation associs sont donns dans lISO 15626. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule

26、ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 9712, Essais non destructifs Qualification et certification du personnel END Principes gnraux ISO 16810, Essais non destructifs Contrle par ultrasons Prin

27、cipes gnraux ISO 16811, Essais non destructifs Contrle par ultrasons Rglage de la sensibilit et de la base de temps EN 12668-1, Essais non destructifs Caractrisation et vrification de lappareillage de contrle par ultrasons Partie 1: Appareils EN 12668-2, Essais non destructifs Caractrisation et vrif

28、ication de lappareillage de contrle par ultrasons Partie 2: Traducteurs EN 12668-3, Essais non destructifs Caractrisation et vrification de lappareillage de contrle par ultrasons Partie 3: quipement complet ISO 16828:2012(F) 2 ISO 2012 Tous droits rservs3 Termes, dfinitions, symboles et abrviations

29、3.1 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1.1 zone morte sous la surface de balayage zone dans laquelle les signaux peuvent ne pas tre mis en vidence en raison de lcho dinterface (onde latrale) 3.1.2 zone morte induite par lcho de

30、fond zone morte dans laquelle les signaux peuvent ne pas tre mis en vidence en raison de lcho de fond 3.1.3 reprsentation de type A visualisation de lamplitude du signal ultrasonore en fonction du temps 3.1.4 reprsentation de type B visualisation du temps de vol du signal ultrasonore en fonction du

31、dplacement du traducteur 3.1.5 balayage non parallle balayage perpendiculaire la direction du faisceau ultrasonore (voir Figure 4) 3.1.6 balayage parallle balayage parallle la direction du faisceau ultrasonore (voir Figure 5) 3.2 Abrviations TOFD (Time of Flight Diffraction): Diffraction du temps de

32、 vol ISO 16828:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs 33.3 Symboles Figure 1 Dfinition des coordonnes x coordonne parallle la surface de balayage et une ligne de rfrence prdtermine. En cas de contrle de soudures, il convient que cette ligne de rfrence concide avec la soudure. Lorigine des axes peut tre

33、 dfinie selon la mthode la plus adapte la pice examiner (voir Figure 1); x longueur de la discontinuit; y coordonne parallle la surface de balayage et perpendiculaire la ligne de rfrence prdtermine (voir Figure 1); y erreur de mesurage de la position latrale; z coordonne perpendiculaire la surface d

34、e balayage (voir Figure 1); z hauteur de la discontinuit; d profondeur du bord de la discontinuit sous la surface de balayage; d erreur de mesurage de la profondeur; D ds zone morte sous la surface de balayage; D dw zone morte induite par lcho de fond; c vitesse de propagation de londe ultrasonore;

35、c erreur sur la vitesse de propagation de londe ultrasonore; R rsolution spatiale; t temps de vol de lmetteur au rcepteur; t diffrence de temps de vol entre londe latrale et un second signal ultrasonore; t erreur de mesurage du temps de vol; t d temps de vol une profondeur d; t p dure de limpulsion

36、ultrasonore mesure 10 % de lamplitude crte; t w temps de vol de lcho de fond; s moiti de la distance entre les points dmergence des deux traducteurs ultrasonores; s erreur de mesurage de la moiti de lcartement entre les traducteurs; W paisseur de paroi. ISO 16828:2012(F) 4 ISO 2012 Tous droits rserv

37、s4 Gnralits 4.1 Principe de la technique La technique TOFD repose sur linteraction dondes ultrasonores avec les bords des discontinuits. Cette interaction provoque lmission dondes diffractes omnidirectionnelles. La dtection des ondes diffractes permet dtablir la prsence dune discontinuit. Le temps d

38、e vol des signaux enregistrs est une mesure de la hauteur de la discontinuit, ce qui permet de la dimensionner. Les dimensions de la discontinuit sont toujours dtermines par le temps de vol des signaux diffracts. Lamplitude du signal nest pas utilise pour le dimensionnement. Lgende 1 metteur d Disco

39、ntinuit 2 Rcepteur e Bord infrieur a Onde latrale f cho de fond b Bord suprieur Figure 2 Configuration TOFD type La configuration type pour la technique TOFD se compose dun metteur et dun rcepteur ultrasonores spars (voir Figure 2). En rgle gnrale, des traducteurs ondes de compression et faisceau de

40、 grande ouverture sont utiliss car la diffraction des ondes ultrasonores dpend trs faiblement de lorientation du bord de la discontinuit. Ceci permet dexaminer un certain volume en un seul balayage. Toutefois, des restrictions sappliquent la dimension du volume pouvant tre examin au cours dun seul b

41、alayage (voir 7.2). Le premier signal reu par le rcepteur aprs mission dune impulsion ultrasonore est gnralement londe latrale qui se propage juste sous la surface de la pice examiner. En labsence de discontinuit, le second signal reu par le rcepteur est lcho de fond. Ces deux signaux servent gnrale

42、ment de rfrence. Si la conversion de mode nest pas prise en compte, tout signal gnr par des discontinuits du matriau devrait apparatre entre londe latrale et lcho de fond car ces deux lments correspondent respectivement aux trajets le plus court et le plus long entre lmetteur et le rcepteur. Pour le

43、s mmes raisons, le signal diffract gnr par le bord suprieur dune discontinuit est situ en amont du signal gnr par le bord infrieur de la discontinuit. La Figure 3 prsente un schma type de ces indications (reprsentation de type A). La diffrence entre les temps de vol des deux signaux diffracts permet

44、 de dduire la hauteur de la discontinuit (voir 8.1.5). Il faut noter linversion de phase entre londe latrale et lcho de fond, ainsi quentre les chos des bords suprieur et infrieur de la discontinuit. Lorsque les deux surfaces de la pice examiner sont accessibles et que la pice prsente des discontinu

45、its sur toute son paisseur, le fait de balayer les deux surfaces amliore la prcision gnrale, en particulier pour les discontinuits situes prs des surfaces. ISO 16828:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs 5Lgende X Amplitude b Bord suprieur Y Temps c Bord infrieur a Onde latrale d cho de fond Figure 3

46、Schma dune reprsentation de type A dune discontinuit interne 4.2 Exigences relatives ltat de surface et au couplant Il faut sassurer que ltat de surface rpond au moins aux exigences de lISO 16810. Dans la mesure o les signaux diffracts peuvent tre de faible amplitude, la dgradation de la qualit du s

47、ignal due un mauvais tat de surface risque dinfluencer fortement la fiabilit de lexamen. Diffrents milieux de couplage peuvent tre utiliss mais leur type doit tre compatible avec les matriaux contrler, par exemple de leau pouvant contenir un additif (agent mouillant, antigel, anticorrosion), une pte de contact, de lhuile, de la graisse, une pte de cellulose base deau, etc. Les caractristiques du milieu de couplage doivent rester