Trouvez les réponses aux questions fréquemment posées sur le contrôle par ultrasons.
1. Qu’est-ce que le contrôle non destructif par ultrasons ?
Le contrôle non destructif par ultrasons, aussi appelé « CND par ultrasons » ou simplement « contrôle UT », est une méthode de caractérisation de l’épaisseur ou de la structure interne d’une pièce à l’aide d’ondes sonores à haute fréquence. Les fréquences utilisées pour le contrôle par ultrasons sont plusieurs fois supérieures à la limite de l’audition humaine, le plus souvent entre 500 kHz et 20 MHz.
2. Comment fonctionne le contrôle par ultrasons ?
Très directionnelles, les ondes sonores à haute fréquence traversent un milieu (par exemple, une pièce en acier ou en plastique) jusqu’à ce qu’elles frappent la limite avec un autre milieu (par exemple, l’air), point auquel elles retournent vers leur source. En analysant ces réflexions, il est possible de mesurer l’épaisseur d’une pièce ou de trouver des fissures ou des défauts internes cachés.
3. Quels types de matériaux peuvent être analysés ?
Dans les applications industrielles, le contrôle par ultrasons est largement utilisé sur les métaux, les plastiques, les composites et les céramiques. Les seuls matériaux techniques courants qui ne sont pas adaptés aux contrôles par ultrasons à l’aide d’équipements classiques sont le bois et les produits du papier. La technologie à ultrasons est également largement utilisée dans le secteur biomédical pour l’imagerie de diagnostic et la recherche.
4. Quels sont les avantages du contrôle non destructif par ultrasons ?
Le contrôle par ultrasons est complètement non destructif. Nul besoin de découper ou de sectionner la pièce inspectée, ou de la soumettre à des produits chimiques nocifs. Avec les appareils à ultrasons, l’accès à un seul côté de la pièce est suffisant, contrairement aux outils mécaniques de mesure de l’épaisseur, comme les pieds à coulisse et les micromètres. De plus, il n’existe aucun risque pour la santé associé au contrôle par ultrasons, comme c’est le cas pour la technique par radiographie, par exemple.
Si la configuration de l’inspection est correctement effectuée, les résultats obtenus sont fiables et fortement reproductibles.
5. Quelles sont les limites potentielles du contrôle non destructif par ultrasons ?
La recherche de défauts par ultrasons doit être effectuée par un inspecteur formé capable de configurer l’analyse à partir d’étalons de référence adaptés et d’interpréter correctement les résultats, et l’inspection de certaines formes complexes peut être compliquée. De plus, les mesureurs d’épaisseur par ultrasons doivent être étalonnés en fonction du matériau à mesurer, et les applications nécessitant la mesure de matériaux de grande diversité acoustique peuvent nécessiter de nombreux réglages. Enfin, les mesureurs d’épaisseur par ultrasons sont plus coûteux que les appareils de mesure mécaniques.
6. Qu’est-ce qu’une sonde à ultrasons ?
Une sonde à ultrasons convertit une forme d’énergie en une autre. En l’occurrence, elle convertit l’énergie électrique en vibrations mécaniques (ondes sonores) et les ondes sonores en énergie électrique. Généralement, il s’agit de petits appareils à main offrant une gamme étendue de fréquences et dont le design est adapté à des besoins d’analyse précis.
7. Qu’est-ce qu’un mesureur d’épaisseur par ultrasons ?
Un mesureur d’épaisseur par ultrasons est un appareil qui émet des impulsions acoustiques dans une pièce pour mesurer avec une grande précision l’intervalle de temps écoulé jusqu’à la réception des échos. Programmé en fonction de la vitesse de propagation du son dans le matériau à inspecter, le mesureur utilise cette vitesse et l’intervalle de temps mesuré pour calculer l’épaisseur selon la formule simple suivante : [distance] = [vitesse] × [temps].
8. Quel est le niveau de précision de la mesure d’épaisseur par ultrasons ?
Dans des conditions optimales, les mesureurs à ultrasons du commerce peuvent atteindre un niveau de précision aussi élevé que ±0,001 mm (0,00004 po), et généralement de ±0,025 mm (0,001 po) ou plus dans les matériaux industriels les plus courants. Les facteurs ayant une incidence sur la précision incluent l’uniformité de la vitesse de propagation des ondes sonores dans le matériau à inspecter, le degré de diffusion ou d’absorption du son, l’état de la surface, ainsi que la précision et la minutie avec lesquelles l’appareil a été étalonné pour l’application.
9. Quelles sont les applications typiques des mesureurs d’épaisseur par ultrasons ?
L’une des applications les plus fréquentes de ces appareils à ultrasons est la mesure de l’épaisseur résiduelle de la paroi des tubes et des réservoirs corrodés. On peut effectuer des mesures rapidement et facilement sans avoir à accéder à l’intérieur du tube ou du réservoir ou à le vider. D’autres applications importantes incluent la mesure de l’épaisseur des composants suivants : bouteilles et autres contenants en plastique moulé, aubes de turbine et autres pièces de précision usinées ou moulées, tubes médicaux de faible diamètre, pneus, courroies de convoyeur en caoutchouc, coques de bateau en fibre de verre, et même, lentilles de contact.
10. Qu’est-ce qu’un appareil de recherche de défauts par ultrasons ?
Lorsqu’elles traversent un matériau, les ondes acoustiques se réfléchissent de façon prévisible sur les défauts qu’elles croisent, comme les fissures et les vides. L’appareil de recherche de défauts par ultrasons génère des signaux ultrasonores qu’il traite pour créer un affichage de forme d’onde qu’un inspecteur formé utilise pour identifier les défauts cachés dans une pièce inspectée. L’inspecteur détermine le profil de réflexion caractéristique d’une bonne pièce, puis recherche des modifications de ce profil de réflexion qui pourraient indiquer la présence de défauts.
11. Quels défauts les appareils de recherche de défauts par ultrasons peuvent-ils détecter ?
Une grande variété de fissures, de vides, de décollements, d’inclusions et de défauts similaires ayant une incidence sur l’intégrité structurelle peuvent être détectés et mesurés à l’aide de ces appareils. La taille minimale d’un défaut détectable pour une application donnée dépend du type de matériau inspecté et du type de défaut recherché.
12. Quelles sont les applications typiques des appareils de recherche de défauts par ultrasons ?
Les appareils de recherche de défauts par ultrasons sont largement utilisés pour les applications critiques de sécurité et de contrôle qualité (inspection de soudures structurelles, poutres en acier, pipelines et réservoirs, moteurs et structures d’aéronefs, châssis d’automobile, voies ferrées, turbines de puissance et autres équipements lourds, coques de navires, pièces en fonte) et pour bien d’autres applications importantes encore.
13. Existe-t-il d’autres types d’appareils ?
Les systèmes d’imagerie à ultrasons sont utilisés pour produire des images extrêmement détaillées semblables à des images à rayons X, pour cartographier la structure interne d’une pièce à l’aide d’ondes sonores. La technologie par ultrasons multiéléments développée à l’origine pour l’imagerie médicale diagnostique est utilisée dans l’industrie pour créer des images de coupes transversales. De grands systèmes d’inspection sont utilisés par l’industrie aérospatiale et les fournisseurs du secteur de la métallurgie pour détecter des défauts cachés à la fois dans les matières premières et les pièces finies. Des émetteurs/récepteurs à ultrasons et des analyseurs de signaux sont utilisés dans de nombreuses applications de recherche sur les matériaux.
