Conçus pour satisfaire aux exigences de l’indice IP66 et éprouvés sur le terrain, nos appareils de recherche de défauts robustes de la série NORTEC™ 600 peuvent résister à des conditions difficiles. Mais plus tôt cette année, l’un d’eux a subi le test ultime d’utilisation sur le terrain. En effet, des astronautes ont utilisé un de nos appareils d’inspection par courants de Foucault pour inspecter les fissures de la Station spatiale internationale (SSI), et aller dans l’espace est sans doute le test environnemental le plus extrême qui soit pour ces appareils.
Trouver et réparer une fuite d’air sur la Station spatiale
La SSI comporte de nombreux compartiments et composants sous pression qui sont reliés et scellés au niveau des joints. Un taux de fuite d’air nominal acceptable a été établi et est surveillé par les contrôleurs de vol de la SSI. Lorsqu’une légère augmentation du taux de fuite nominal de la SSI a été détectée, une enquête a été lancée. Bien que l’augmentation n’était pas considérée comme dangereuse pour les personnes à bord, elle pouvait avoir des répercussions à long terme sur les besoins en air comprimé. Et puisque l’air comprimé doit être transporté dans une fusée lancée depuis la Terre, il est assurément préférable d’en perdre le moins possible.
La source de la fuite a été identifiée comme étant une petite fissure dans la chambre de transfert du module de service Zvezda. Ce module de service contient les éléments essentiels au fonctionnement de la station spatiale :
- Espaces d’habitation
- Équipement de vie
- Distribution d’énergie électrique
- Systèmes de traitement de données
- Circuits de commandes de vol
- Systèmes de propulsion
- Système de communication
Sur les récipients sous pression, des fissures peuvent apparaître à de nombreux endroits. Dans la plupart des cas, les fissures se forment aux endroits où l’effort imposé par la charge est le plus élevé, comme les arêtes vives, les transitions entre les parties épaisses et les parties minces, et les zones où une réparation a été effectuée.
La méthode classique de réparation des fissures de cette nature nécessite un marquage très précis des extrémités des fissures. L’appareil portable à double fréquence NORTEC 600D d’Olympus et une sonde en forme de crayon ont été utilisés, car ils pouvaient fournir la précision requise pour déterminer l’emplacement des extrémités des fissures. La NASA a pu certifier l’équipement pour le lancement et pour l’utilisation sur la SSI. Son fonctionnement simple a été relativement facile à apprendre pour l’équipage de la SSI.
Appareil de recherche de défauts par courants de Foucault NORTEC (à gauche) et
sonde à tige courbée servant à la détection de fissures de surface (à droite)
Principes de fonctionnement de l’inspection par courants de Foucault
L’inspection par courants de Foucault utilise l’induction électromagnétique pour générer un champ magnétique oscillant dans les matériaux conducteurs. Par exemple, lorsqu’une sonde à courants de Foucault est placée à proximité d’une pièce métallique, des flux circulaires d’électrons appelés « courants de Foucault » commencent à se déplacer dans le matériau comme de l’eau tourbillonnante dans un courant.
Ces courants de Foucault circulant dans la pièce inspectée génèrent à leur tour leur propre champ magnétique, qui interagit par induction mutuelle avec la bobine se trouvant dans la sonde et son champ. Les changements d’épaisseur du métal ou les défauts, comme les fissures près de la surface, interrompent ou modifient l’amplitude et la distribution des courants de Foucault et le champ magnétique qui en résulte, ce qui fait varier l’impédance électrique dans la bobine. Les appareils à courants de Foucault tracent dans un graphique les changements dans l’amplitude de l’impédance et l’angle de phase, et ce graphique peut être utilisé par un opérateur qualifié pour identifier les changements dans la pièce.
Détection des extrémités des fissures à l’aide de sondes de surface haute fréquence à courants de Foucault
Les sondes à courants de Foucault normalement utilisées pour la détection de fissures de surface, également connues sous le nom de « sondes haute fréquence à courants de Foucault », comportent une petite bobine qui peut être blindée ou non. Elles peuvent avoir quatre configurations différentes : sondes absolues en pont, sondes absolues en réflexion, sondes différentielles en pont ou sondes différentielles en réflexion.
Pour répondre aux exigences physiques, il existe de nombreux types de sondes de surface, en versions droites et en angle. Elles peuvent aussi être munies de tiges flexibles ajustables à différentes formes. Les sondes de surface peuvent être conçues avec la sensibilité requise pour détecter de petites extrémités de fissures. La taille de la bobine est choisie pour obtenir une bonne détection de la longueur, de la profondeur et de la largeur de la fissure ciblée.
Trous d’épingle de 0,5 mm dans un étalon (à gauche) et résultats d’amplitude du signal pour un trou d’épingle obtenus avec une sonde ayant une configuration de bobinage absolu en pont (à droite)
Regardez ce tutoriel vidéo pour apprendre à configurer les paramètres du NORTEC 600 pour la détection de fissures en surface et sous la surface.
Conformité aux normes de la NASA en matière de probabilité de détection
Pour confirmer que la probabilité de détection était conforme aux exigences de la NASA, une analyse de cette probabilité devait être effectuée. Pour ce faire, on a balayé un étalon de référence plusieurs fois en utilisant toujours les mêmes paramètres d’inspection, et les résultats ont été enregistrés à des fins d’analyse.
| Nombre de mesures |
Nombre de résultats positifs
(défaut détecté) |
Nombre de résultats négatifs
(défaut manqué) |
|---|---|---|
| 29 | 29 | 0 |
| 46 | 45 | 1 |
| 61 | 59 | 2 |
La probabilité de manquer un défaut (p dans l’équation ci-dessous) est calculée à l’aide de la formule mentionnée dans la norme utilisée, comme cette équation ISO :
où n est le nombre d’inspections (défauts détectés et défauts manqués), d le nombre de défauts manqués et F le quantile de la distribution F. Lorsque l’appareil de recherche de défauts NORTEC 600D a été testé, il a démontré la probabilité de détection requise de 90 % des défauts ciblés, avec un niveau de confiance de 95 %.
Avantages de l’appareil de recherche de défauts NORTEC 600 en aérospatiale
Voici d’autres caractéristiques intéressantes de l’appareil NORTEC 600 qui en font un outil efficace pour les applications du secteur de l’aérospatiale :
- Conçu pour satisfaire aux exigences liées à l’indice de protection IP66
- Conforme à la norme EN-15548 pour les inspections de soudure
- Alimenté par batterie avec une longue autonomie allant jusqu’à 10 heures
- Écran VGA lumineux de 14,5 cm (5,7 po)
- Option plein écran pour tous les modes d’affichage
- Filtres améliorés pour le mode utilisant un scanner rotatif
- Interface intuitive avec menu de sélection d’applications offrant des paramètres prédéfinis
- Page de configuration affichant tous les paramètres
- Capacité de fréquence de 10 Hz à 12 MHz
- Circuit d’équilibrage interne automatique (pour connecteur BNC)
- Jusqu’à deux lectures en temps réel
- Mixage automatique véritable
- Capacité de stockage de 500 fichiers (programmes et données)
- Prévisualisation des fichiers sur l’appareil
- Configurations de plusieurs alarmes
Si vous êtes curieux d’en savoir plus sur l’appareil de recherche de défauts à courants de Foucault utilisé par les astronautes, téléchargez la brochure ou contactez Olympus pour planifier une démonstration.
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