TD CND [PDF]

Zitiervorschau

TD Controles Non Destructifs Exercice 1 : Détection défaut Ultrason On souhaite identifier un défaut dans une pièce en acier de 40 cm de long et 10 cm de large. Le palpeur US a été placé à 4 positions : A, B, C et D comme le montre la figure 1. Les A-Scan obtenus sont représentés sur la figure 2. Les différents temps sont donnés dans le tableau suivant : ΔtA

35µs

ΔtB

11µs

Δt’B

35µs

ΔtC

110µs

Δt’C

140µs

AtD

140µs

1) Sachant que cL=5700m.s-1 dans cette acier, déterminez la position du défaut.

Figure 1 – Positions du palpeur

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igure 1 – Positions du palpeur

Figure 2 – A-scans obtenus

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Exercice 2 : Mesure de caractéristiques matériaux par ultrasons Sur une pièce étalon en acier d’épaisseur 100 mm, on mesure des échos à 5 divisions d’écart en ondes longitudinales. On conserve le même réglage de base de temps et, pour cette même distance dans un échantillon d’étain, les échos sont séparés de 8,8 divisions, toujours en ondes longitudinales. 2) Sachant que cL=5850 m.s-1 dans l’acier de la cale étalon, déterminez cL dans l’étain. En changeant la base de temps, on observe dans la pièce en étain, un défaut qui provoque des échos distants de 7,4 divisions. En conservant cette nouvelle base de temps, une distance de 50 mm dans l’acier donne des échos distants de 6 divisions. 3) Trouvez la position du défaut par rapport à la surface de la pièce en étain. D’autre part, en ondes transversales, une épaisseur de 100 mm d’acier donne des échos distants de 5 divisions alors que pour 100 mm dans l’étain les échos sont distants de 8,7 divisions. 4) Sachant que CT=2920 m.s-1 dans l’acier, déterminez CT dans l’étain. 5) Sa masse volumique étant de 7200 kg.m-3, en déduire le module d’Young et le coefficient de Poisson de l’étain.

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Exercice 3 : Mesure d’épaisseur par courant de Foucault On veut réaliser une mesure d’épaisseur de peinture sur des pièces en aluminium au moyen des courants de Foucault. Pour ce faire, on réalise un étalonnage sur un bloc d’aluminium, en principe de même nature que la pièce, recouvert d’un dégradé de couche de peinture allant de 10 à 1 couche. L’épaisseur des 10 couches de peinture est de 300µm. On considère que les couches sont d’égale épaisseur. La mesure est effectuée avec une sonde de 2MHz en mode polaire, c’est-à-dire que l’on mesure la valeur de la partie réelle et de la partie imaginaire du signal. L’équilibrage du pont d’impédance est réalisé dans l’air. Les mesures sont les suivantes : Nombre de couche

Epaisseur (µm)

Partie réelle (Ω)

Partie imaginaire (Ω)

10

-0,4

0,5

9

-1,8

2,2

8

-3,9

4,8

7

-7,4

9,2

6

-11

13,5

5

-15,2

18,7

4

-20,3

25

3

-26,4

32,6

2

-32,6

40,1

1

-39,7

49,1

Module (Ω)

Phase (°)

On relève, avec la même sonde et le même équilibrage, en production, un module M de 20,5 Ω et une phase de 126,5°. 1) Tracez une courbe des variations du module en fonction de l’épaisseur de la peinture. 2) Quelle est l’épaisseur de peinture sur la pièce ? 3) La pièce est-elle de la même nature que l’étalon ? Pourquoi ? L’erreur introduite est-elle importante ?

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Exercice 4 : Contrôle de soudure par ultrason L’objectif est de contrôler des soudures pour des pièces en aluminium. On réalise l’étalonnage d’un transducteur d’angle à 60° en ondes transversales sur un bloc étalon en acier du type K2. Lors de cet étalonnage, on trouve un retard palpeur « 𝑡𝑟 » de 6,7 𝜇𝑠 pour une célérité de 3250 𝑚. 𝑠 −1 . On en profite pour contrôler la distance de 13 𝑚𝑚 d’émergence du faisceau par rapport à l’extrémité du capteur « 𝑒 ». Afin de faciliter les mesures, l’axe de la base de temps est directement gradué en 𝑚𝑚. Par ailleurs, on a mesuré la célérité longitudinale dans l’aluminium à 6300 𝑚. 𝑠 −1. On règle la base de temps pour la célérité transversale de l’aluminium et on contrôle des soudures sur des pièces en aluminium de 15 𝑚𝑚 d’épaisseur. On met en évidence un écho correspondant à un défaut à 57 𝑚𝑚. 1) Déterminez la valeur de la célérité transversale dans l’aluminium (on prendra 𝜐 = 0,3) 2) Déterminez la position du défaut (distance projetée sur la surface « 𝑑 » et profondeur « 𝑧 »)

Exercice 5 : Palpeur d’anges US (Exercice de Fabrice Sincère) Pour un angle d’incidence suffisamment petit, on observe un phénomène de double réfraction : il se forme dans l’acier une onde longitudinale ainsi qu’une onde transversale. Pour obtenir dans l’acier que l’onde transversale, on peut supprimer l’onde longitudinale par réflexion totale. 1) Quelle condition sur l’angle d’incidence i pour avoir réflexion totale pour les ondes longitudinales ? 2) Calculer i pour que l’angle de réfraction des ondes transversales soit de 70°. Avec : CLacier = 5900 m.s-1, CTacier = 3200 m.s-1 et CLplexiglas= 2700 m.s-1.

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