Application
Utilisation du contrôle non destructif pour évaluer l’intégrité du collage de matériaux d’impédance acoustique faible et élevée, comme le plastique, la fibre de verre, le caoutchouc ou l’époxy collé à du métal, du verre ou de la céramique.
Parmi les applications spécifiques de cette évaluation, on trouve le collage de composites de carbone/fibre/résine sur un substrat d’acier, le collage de doublures en plastique dans les canalisations et les réservoirs métalliques, les revêtements en plastique sur le verre, les revêtements en caoutchouc des rouleaux métalliques et les revêtements d’époxy sur les pièces métalliques. Cette technique a aussi été utilisée sur des coussinets métalliques sur lesquels du métal mou à faible impédance, comme de l’alliage de Babbitt, est collé sur un métal dur à impédance élevée (acier ou laiton).
Problème
La technique la plus courante d’utilisation des ultrasons pour évaluer l’intégrité d’un collage ou d’une soudure consiste à examiner l’amplitude du signal réfléchi de l’interface entre deux matériaux. Cette méthode fonctionne bien quand deux matériaux joints possèdent des impédances acoustiques similaires, comme métal sur métal ou plastique sur plastique. Toutefois, quand les deux matériaux collés possèdent des impédances acoustiques très différentes, comme plastique sur métal, le changement d’amplitude entre les bons et les mauvais échos est moins évident. Dans ces cas, la différence la plus visible entre les zones collées et décollées est le changement de phase de l’écho à partir de la limite lorsque le collage est inspecté du côté à faible impédance.
Équipement
Ce type d’inspection peut être effectuée avec tout appareil à ultrasons possédant un affichage RF non redressé de la forme d’onde, comme les appareils de recherche de défauts EPOCH® 650 et EPOCH 6LT. Sélectionnez le type de sonde et la fréquence en fonction de votre application, mais nous vous recommandons fortement d’utiliser des sondes large bande.
Procédure
Aussi bien la phase (ou la polarité) que l’amplitude du signal réfléchi à la limite entre deux matériaux sont déterminées par l’impédance acoustique relative des deux matériaux. La phase ou la polarité de l’écho de la limite entre les matériaux inversée quand l’ordre des impédances acoustiques relatives est inversée (de faible à élevée ou d’élevée à faible).
L’inspection doit être effectuée à partir du côté de faible impédance du collage. Aussi, il est important de noter que cette évaluation identifie la présence ou l’absence d’un collage acoustique, mais elle ne permet pas de connaître la solidité du collage.
Les figures 1 et 2 illustrent des échos provenant d’une limite plastique/air et plastique/métal respectivement, montrant l’inversion de phase. Ces figures ont été créées à l’aide d’un appareil de recherche de défauts EPOCH et d’une sonde de contact large bande V109 de 5 MHz.
La figure 1 montre l’écho provenant du côté opposé d’une pièce plate en Plexiglas d’une épaisseur de 5 mm tel qu’interprété par une sonde de contact large bande de 5 MHz utilisée avec un appareil de recherche de défauts EPOCH 650 configuré en mode RF. Dans ce cas-ci, l’énergie sonore est réfléchie à partir d’une limité située entre un matériau d’une impédance relativement élevée (plastique) et un matériau d’une impédance très faible (air). Avec cette configuration, l’écho provenant de cette limite entre impédance élevée et faible est montré comme un écho de polarité négative.
Écho provenant d’une pièce non collée en Plexiglas | Écho provenant d’une pièce en Plexiglas collée à de l’aluminium |
Note
La polarité de l’écho affiché est arbitraire selon le traitement du signal dans l’appareil. S’il est vrai que les appareils de recherche de défauts et les émetteurs-récepteurs Olympus génèrent des images du type illustré ici, l’équipement provenant d’autres fabricants peut afficher des signaux opposés. Vous pouvez déterminer ce facteur à l’aide d’un bloc étalon. Le principe de base de l’inversion de phase entre les zones d’impédance élevée et faible s’applique dans tous les cas.
