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EXAMEN ULTRASONORE TOFD

Contrôle de Connaissances

Cocher les cases prévues Plusieurs réponses possibles

Nom : ........................................................................................................................ Prénom : ................................................................................................................... Entreprise : ............................................................................................................... Qualification(s) COFREND (ou autres) :................................................................... Date : ........................................................................................................................

NOTE ……….. / 20

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CONNAISSANCES GÉNÉRALES DE LA MÉTHODE TOFD (5 QUESTIONS) 1- La technique d’examen TOFD est basée sur :

a) b) c) d)

L’acquisition d’images de type CScan L’analyse de la variation d’amplitude de l’onde latérale La mesure de l’amplitude des signaux diffractés La comparaison des temps de vol des signaux ultrasonores

   

2- Les principaux avantages d’un examen ultrasonore par technique TOFD sont :

a) b) c) d)

La sensibilité de détection La rapidité d’exécution La grande précision de localisation dans tous les plans de la zone surveillée La traçabilité des contrôles

   

3- Le dispositif ci-dessous :

a) b) c) d)

Est communément appelé TOFD  Est parfois désigné sous le nom Tandem Face à Face  Génère des échos de diffraction en extrémités de réflecteurs plans  Permet l’inspection du volume soudé d’un assemblage bout à bout en un seul passage quelque soit son épaisseur 

4- L’oOnde Latérale est :

a) b) c) d)

Un lobe basse fréquence du faisceau ultrasonore principal Une onde longitudinale Une onde de surface à propagation latérale Une onde sub-surfacique de type Creeping Wave

   

5- Les principaux inconvénients d’un examen ultrasonore par technique TOFD sont :

a) b) c) d)

La grande sensibilité de détection Faible sensibilité à l’orientation des réflecteurs Mise en œuvre limitée aux tôles et aux assemblages soudés bout à bout La non visualisation des échos de réflexion

   

Sous-Total….../ 5

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CONNAISSANCES THÉORIQUES DE LA MÉTHODE TOFD (5 QUESTIONS) 6- A partir des données de la figure ci-dessous, quelle(s) formule(s) mathématique donne la profondeur Z du sommet du défaut plan, en fonction de  :

EP  2S  T1  T2  T3  C  

: Epaisseur du composant (m) : Ecart des points d’émergence (m) : Différence de Temps de vol entre l’onde diffractée en sommet de réflecteur et l’onde latérale (s) : Différence de Temps de vol entre l’onde diffractée en pied de réflecteur et l’onde latérale (s) : Différence de Temps de vol entre l’écho de fond et l’onde latérale (s) : Célérité ultrasonore des ondes longitudinales dans le milieu (m/s) : Angle de réfraction du couple TOFD (°)

1  C  T1 2  (2C  T 2  2S ) 2 1  C  T 1 2  (2C  T1 2S ) b) Z  2 1  C  T 3 2  (2C  T 3  2S )  1 c) Z  2 2 d) Z  T 1  cos( )

a) Z 

 

 C  T 2 2  (2C  T 2  2S )

 

7- Application numérique. En utilisant la formule précédente, calculer la valeur de la profondeur Z du sommet du réflecteur, en prenant pour valeurs numériques :

2S  : 57 mm T3  : 5,18 µs a) b) c) d)

Z=0,43 mm Z=11,5 mm a=19,4 mm a=13,7 mm

EP : 20 mm C : 5920 m/s

T1 : 0,75 µs  : 55°

T2 : 1,08 µs

   

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8- L’analyse fréquentielle d’un signal ultrasonore TOFD peut permettre :

a) b) c) d)

De déterminer la surface équivalente d’un réflecteur D’aider à la caractérisation du caractère Volumique / Non volumique d’un réflecteur De déterminer le taux de micro porosités d’un matériau De confirmer le caractère débouchant d’un réflecteur

   

9- L’onde latérale est :

a) b) c) d)

Une onde de surface de célérité 0,9 COT (COT : Célérité des ondes transversales) Une onde de fréquence inférieure à la fréquence nominale du dispositif TOFD Une onde de compression Une onde rampante

   

10- Est-il possible d’utiliser un dispositif TOFD pour le contrôle des matériaux à gros grains  ?

a) b) c) d)

Oui, en corrigeant le gain de contrôle  Oui, en baissant la fréquence de façon à minimiser l’amplitude des échos de rétrodiffusion  Non  Oui, à condition de ne rechercher que des défauts de hauteur significative débouchant côté face de sondage  Sous-Total….../ 5

CAPACITÉS ET LIMITES DE PERFORMANCES DE LA MÉTHODE TOFD (5 QUESTIONS) 11- Quelle configuration d’examen permet de détecter un défaut plan de hauteur 0,36 mm débouchant en paroi opposée à la surface de sondage d’une tôle en inox 316L de 70 mm d’épaisseur.

a) b) c) d)

Un couple TOFD 4 Mhz – Angle : 55° – EPE : 200 mm Un couple TOFD 8 Mhz – Angle : 45° – EPE : 140 mm Aucune – La profondeur du défaut recherché est trop importante Aucune – La hauteur minimale d’un défaut détectable par TOFD est de 0,5 mm

   

12- L’erreur de calcul de profondeur de défaut par méthode TOFD peut être provoquée par  :

a) b) c) d)

Les variations d’épaisseur de couplant pour un mauvais état de surface Les variations de vitesse pour un matériau non isotrope L’imprécision de mesure des temps de vol des ondes diffractées Les trois réponses précédentes

   

13- Si on réduit la profondeur de croisement des faisceaux d’un couple TOFD :

a) b) c) d)

La zone morte en surface est réduite La plage de contrôle en profondeur est réduite On augmente la différence de temps de vol entre l’onde latérale et le fond Le pouvoir de détection de défauts proches de la surface est accru

   

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14- Calculer le nombre minimum de passages TOFD nécessaire pour détecter un défaut plan de hauteur 1 mm débouchant en paroi interne d’un assemblage soudé. La zone surveillée comprend le volume soudé et la ZAT sur 10 mm de part et d’autre des bords de chanfrein.

   

Dispositif TOFD : Angle : 55° - Fréquence : 7,5 MHz Epaisseur du composant : 36 mm Largeur du cordon de soudure interne : 20 mm Pas de recouvrement entre passages : 5 mm

a) b) c) d)

1 Passage (Croisement aux 2/3 de la profondeur) 5 Passages (Croisement au 2/3 de la profondeur) 4 Passages (Croisement au Fond) 2 passages (Croisement aux 1/3 de la profondeur et au Fond)

   

15- On dispose d’un couple de traducteur TOFD mais on ne dispose d’aucun bloc étalon. Peut-on réaliser un contrôle de niveau C suivant les prescriptions de la CEN-TS 14751.

a) b) c) d)

Non Oui, il suffit d’amplifier le signal de l’écho de fond de 18 à 30 dB Oui, si on observe une onde latérale avec une amplitude de 40 à 80 Oui, si le bruit de fond est inférieur à 10%

   

Sous-Total….../ 5

TRADUCTEURS & APPAREILLAGE (5 QUESTIONS) 16- Suivant les prescriptions de la CEN-TS 14751, pour le contrôle d’une soudure de 20 mm d’épaisseur, quel(s) dispositif(s) TOFD vaut-il mieux employer  ?

a) b) c) d)

Un dispositif TOFD Un dispositif TOFD Un dispositif TOFD Un dispositif TOFD

F : 10 MHz F : 7,5 MHz F : 10 MHz F : 7.5 MHz

 : 60°  : 55°  : 60°  : 55°

EPE : 69 mm EPE : 38 mm EPE : 46 mm EPE : 57 mm

   

17- Pour le contrôle des fortes épaisseurs supérieures à 100 mm, quel dispositif TOFD vaut-il mieux employer ?

a) b) c) d)

Un dispositif TOFD Un dispositif TOFD Un dispositif TOFD Un dispositif TOFD

F : 15 MHz F : 7.5 MHz F : 4 MHz F : 2 MHz

 : 60°  : 55°  : 45°  : 35°

   

18- Lors d’un contrôle par méthode TOFD, le préamplificateur  doit être placé préférentiellement  :

a) b) c) d)

Au plus prés de l’appareil ultrasonore - Sur l’émetteur Au plus prés du dispositif TOFD – Sur la sonde émettrice Au plus prés de l’appareil ultrasonore - Sur le récepteur Au plus prés du dispositif TOFD – Sur la sonde réceptrice

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19- L’appareillage utilisé doit permettre le traitement des signaux bruts suivant un type de représentation particulier :

a) b) c) d)

AScan BScan CScan DScan

   

20- Si on veut réaliser un contrôle par méthode TOFD de la totalité du volume soudé d’un assemblage en minimisant le nombre de passages, il vaut mieux  :

a) b) c) d)

Sélectionner des traducteurs focalisés pour augmenter l’énergie réfractée Sélectionner des traducteurs dont la dimension verticale de l’élément piézo est faible Sélectionner des sondes fortement amorties Les 3 réponses précédentes

   

Sous-Total….../ 5

INTERPRÉTATION DE L’IMAGERIE BSCAN TOFD (6 QUESTIONS) 21- Observez attentivement la figure ci-dessous. Que pouvez-vous constater ?

a) b) c) d)

Surface de sondage en peinture Cordon de soudure interne non arasé Inclusions ponctuelles Les 3 propositions ci-dessus

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22- Observez attentivement la figure ci-dessous. Que pouvez-vous constater ?

a) b) c) d)

Cordon de soudure interne non arasé Présence de fissures transversales débouchant côté paroi de sondage Nombreuses inclusions ponctuelles Les 3 propositions ci-dessus

   

23- Observez attentivement la figure ci-dessous. Que représente l’indication détectée ?

a) b) c) d)

Un changement local de structure cristalline du matériau 4 manques de pénétration en racine Une fissure intergranulaire débouchant en paroi interne Une zone de rechargement après réparation

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24- Observez attentivement la figure ci-dessous. Que pouvez-vous constater ?

a) b) c) d)

2 composantes d’une ligne d’inclusions 2 composantes d’un chapelet de manques de fusion non débouchant De nombreux manques de fusion ponctuels non débouchant Cordon de soudure interne non arasé

   

25- Observez attentivement la figure ci-dessous. Que pouvez-vous constater ?

a) b) c) d)

Un changement local de structure cristalline du matériau 2 fissures transgranulaires débouchant en paroi interne 2 fissures intergranulaires débouchant en paroi interne Cordon de soudure interne non arasé

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26- Observez attentivement la figure ci-dessous. Que représente l’indication 1 ?

a) b) c) d)

Un défaut débouchant côté paroi de sondage Un artefact ultrasonore Un décalage de l’onde latérale lié à une variation locale de la célérité ultrasonore du matériau Un décalage de l’onde latérale lié à une surépaisseur de la lame d’eau

   

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CODES ET NORMES (4 QUESTIONS) 27- Quelle norme Européenne traite de la mise en œuvre de la méthode TOFD ?

a) b) c) d)

Code CASE 22235-9 DIN V ENV 583-6 ASME VIII CEN/TS 14751

   

28- Quel document traite des critères d’acceptation des défauts ?

a) b) c) d)

Code CASE 22235-9 NF EN 15617 ASME VIII CEN/TS 14751

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29- Utiliser le tableau ci-dessous tiré du code CASE 22235-9 pour évaluer si le défaut suivant est acceptable en regard de cette norme. Epaisseur t du composant : 120 mm.

Manque de fusion proche de la paroi interne - On a mesuré 2a = 6 mm et l = 16 mm.

a) b)

Acceptable Inacceptable

 

30- Utiliser le tableau ci-dessous tiré de la NF EN 15617 pour évaluer si le défaut suivant est acceptable en regard de cette norme. Epaisseur t du composant : 37 mm.

Manque de fusion proche de la paroi interne - On a mesuré h = 0.6 mm et l = 30 mm. c) Acceptable d) Inacceptable

  Sous-Total….../4