Brevet FR2345721A1 — publié le 19771021

La présente invention concerne un procédé permettant de détecter, par voie magnétique, des défauts dans des tubes et consistant à magnétiser les tubes et à explorer leurs surfaces avec un équipement à sonde pour détecter des flux de dispersion magnétiques émanant de zones défectueuses dans la paroi du tube, les signaux de flux de dispersion produits dans l'équipement à sonde étant amenés à deux canaux dont le premier reproduit les signaux de flux de dispersion de défauts internes et de défauts externes à peu près à un même niveau alors que le second canal reproduit les signaux de flux de dispersion de défauts internes et de défauts externes à un niveau modifié, les signaux des deux canaux étant stockés passagèrement.L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus0 Un procédé de ce genre est décrit dans le brevet américain No 3 443 079 dans lequel il s'agit de faire la distinction entre des défauts internes et des défauts externes, c'est-à-dire des défauts situés respectivement sur la surface intérieure et la surface extérieure d'un tube, lors du controle de tubes par le procédé à flux de dispersion magnétique0 Suivant ce brevet il est associé à une sonde à flux de dispersion explorant la surface d'un tube deux canaux de contrôle dont le premier laiese passer intégralement les signaux-de défauts internes et externes, alors que le second comporte un filtre passe-haut et est destiné à supprimer les signaux de défauts internes dans une large mesure en vertu de leur spectre à basse fréquence0 Guette mesure a pour but d'obtenir à partir du premier canal les signaux des défauts internes et externes, et à partir du second canal exclusivement des signaux représentatifs des défauts externes. Dans les deux canaux les signaux sont amenés respectivement à un comparateur qui les compare à une tension de référence réglable. La valeur de la tension de référence correspond dans le premier canal à la hauteur du signal du défaut interne maximal encore admissible et dans le second canal à la hauteur du signal du défaut externe maximal encore admissible0 Si un signal de défaut à l'entrée d'un comparateur dépasse la valeur présélectionnée de la tension de référence, alors il se présente à la sortie de ce comparateur un signal binaire indiquant la présence d'un défaut qui n'est plus admissible. À chacun des deux comparateurs est connectée une mémoire binaire capable de stocker les signaux de défaut passagèrement. Ceci est nécessaire puisque les signaux de flux de dispersion t aux sorties des deux canaux ne se présentent pas simultanément mais de façon décalée dans le temps par suite du filtrage. Aux sorties des mémoires sont connectées deux portes ET de telle sorte qu'il ne se présente à la sortie de la première porte ET un signal binaire que lorsque les mémoires des deux canaux se trouvent à l'état 1, c'est-à-dire lorsqu'elles portent un signal de défaut binaire, et qu1il ne se présente à la sortie de la seconde porte ET un signal binaire que lorsque la mémoire du premier canal se trouve à l'état 1 et celle du second cana à ltétat 0. I1 s'agit ainsi d'obtenir qu'il soit signalé à la sortie de la première porte ET les seuls signaux dus à des défauts externes et à la sortie de la seconde porte ET les seuls signaux dus à des défauts internes. Le dispositif décrit ci-dessus peut certes en principe fonctionner de la manière décrite mais il présente cependant toute une série dtinconvénients sérieux qui ont jusqu'à présent empêché son utilisation pratique et qui seront décrits ci-dessous. Dans le cas des sondes à flux de dispersion de construction simple utilisées d'une manière universelle des signaux dus à des défauts internes sont souvent beaucoup plus faibles que ceux dus à des défauts externes, dans la mesure où les sondes explorent le côté extérieur d'un tube. Cela s'explique simplement par le fait que du côté extérieur d'un tube la densité du flux de dispersion d'un défaut interne est plus faible que celle dun défaut externe. Ce phénomène qui, comme il convient de le noter, est l'une des raisons de l'intérê* qu'il y a à faire la distinction entre des signaux de défauts internes et de défauts externes a pour conséquence, en ce qui concerne le procédé décrit ci-dessus, que même un petit défaut externe, qui ne dépasse pas le seuil réglé sur le deuxième canal pour des défauts externes, risque dans certaines conditions de dépasser le seuil réglé sur le premisr canal pour des défauts internes. De ce fait le signal défaut interne est délivré à tort bien qu'un tel défaut n'existe pas. I1 n'et malheureusement pas possible de séparer de façon idéale le signaux de défauts internes et de défauts externes par le moyen décrit, c'est-à-dire par un filtre passe-haut, puisque les difiérenees entre les spectres de fré quence de ces différents signaux n'atteignent pas les valeurs voulues dans ces conditions.L'utilisation de filtres à flanc très raide peur la suppression des signaux de défauts internes ne se justifie pas non plus puisque dans ce cas les signaux de défauts externes se trouveraient également coupés de manière inadmissible dans leur caractéristique de fréquence. I1 s'en- suit que dans la pratique les signaux de très grands défauts internes peuvent également pénétrer dans le premier canal et risquent de dépasser le seuil réglé pour des défauts externes. Ils simulent ainsi la présence d'un défaut externe. Un autre inconvénient sérieux du procédé décrit réside en ce qutil ne permet pas de faire la distinction entre des défauts internes ou externes petits et grands et que cette distinction ne peut pas non plus être rendue possible par l'aménagement de seuils additionnels. Or la distinction entre des défauts relativement importants et de plus petits défauts présentent précisément un grand intérêt du point de vue économique car elle est indispensable pour pouvoir déterminer si une pièce contrôlée peut encore subir un traitement ultérieur ou doit être mise au rebut. Enfin, il convient encore de noter que le procédé décrit est d'emblée applicable seulement à condition qu'il se produise exclusivement soit des défauts internes soit des défauts externes. Pour le cas où un défaut se trouve à l'intérieur de la paroi du tube sans percer vers l'extérieur ou vers l'intérieur ainsi que dans le cas où des défauts internes et des défauts externes se produisent simultanément, il n'est aucunement possible de les déterminer nettement. Compte tenu des inconvénients cités en ce qui concerne le procédé décrit ci-dessus, le présente invention crée un procédé du genre mentionné plus haut mais qui permet de faire valablement la distinction entre des "défauts internes" et des défauts externes", de classer dans les deux cas les défauts en fonction de leur importance et de déterminer de manière analogique la position d'un défaut dans la paroi du tube, L'in vention concerne en outre un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. La première partie du problème posé est résolue par un procédé caractérisé en ce que la hauteur analogique des signaux des deux canaux est mise en mémoire, en ce que les hauteurs des signaux mis en mémoire sont comparées l'une à l'autre et en ce que le résultat de cette comparaison est utilisé pour déterminer la position que le défaut responsable du flux de dispersion occupe dans la paroi du tube. La deuxième partie du problème posé est résolue par un dispositif caractérisé en ce que les deux équipements de mise en mémoire de signaux sont constitués par des mémoires à valeurs analogiques et en ce que les sorties des deux canaux sont connectées à un comparateur. Les solutions suivant la présente invention offrent des avantages qui dépassent largement le fait d'éviter simplement les inconvénients mentionnés du procédé de la technique antérieure. Au lieu de partir, comme par le passé, lors de la détermination de la position d'un défaut, de défauts internes et externes d'une hauteur de signal déterminée, on utilise à présent pour cette détermination le rapport entre les hauteurs de signal d'un défaut dans les deux canaux conçus différemment0 Ainsi le procédé est valable pour un large domaine de défauts et indépendamment de leur importance. En effet, dans le cas de tubes d'une épaisseur de paroi donnée le rapport numérique entre les hauteurs de signal de défauts obtenues dans les deux canaux est un nombre fixe qui dépend de la position que le défaut responsable du signal de défaut occupe dans la paroi du tube.Si, par exemple, ce rapport numérique est de 1 pour un défaut externe et de 2 pour un défaut interne, alors le seuil d'après lequel un défaut est considéré comme défaut externe ou comme défaut interne doit se situer quelque part entre les deux valeurs numériques 1 et 2. On fixe ainsi la limite qui dans la paroi du tube est déterminante pour faire cette distinction. Suivant la présente invention les tensions non influencées formant signaux de contrôle dans le premier canal sont disponibles pour subir un traitement ultérieur et peuvent être envoyées sur des discriminateurs de tension présentant des tensions de seuil différentes. Etant donné que les hauteurs de signal pour des défauts externes et des défauts internes sont différentes, cela peut se faire séparément pour des défauts externes et des défauts internes. I1 est par conséquent possible de classer les défauts, en fonction des besions, par exemple en défauts externes importants, moyens, petits et d'établir un classement analogue pour les défauts internes. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation illustré aux dessins annexés. La fig. 1 est un schéma de montage d'un dispositif de contrôle suivant l'invention. Les fig, 2, 3 et 4 représentent des variantes d'une partie du schéma de montage. La fig. 1 montre le schéma de montage d'un dispositif de contrôle susceptible d'être utilisé pour déterminer des défauts internes et externes dans des tubes. Le tube à contrôler doit alors être magnétisé de manière connue, par exemple par une culasse magnétique incorporée dans une tête de contrôle rotative et entre les pièces polaires de laquelle est également montée une sonde 1 explorant la surface extérieure du tube en vue de la détection de flux de dispersion. Un pré-amplificateur 3 tournant avec la sonde 1 amplifie les signaux de flux de dispersion induits dans la sonde 1 en présence de défauts dans la paroi du tube. L'amplification doit porter la hauteur du signal à un niveau suffisamment supérieur au niveau de bruit à prévoir dans la ligne de transmission du signal. A partir de la tête de contrôle rotative, les signaux peuvent etre transmis par l'intermédiaire de contacts frotteurs 5. Un diviseur de tension d'entrée 7 sert à régler la sensibilité nécessaire à la résolution d'un problème de contrôle donné. La sortie du diviseur de tension 7 est reliée à deux canaux de contrôle 9 et 71 dont le premier est constitué par un amplificateur 13 et une mémoire à valeurs de crête 15 et le second est constitué par un amplificateur 17, un filtre passe-haut 19, une mémoire à valeurs de crête 21 et un diviseur de tension 23.En l'occurrence, le filtre passe-haut 19 est calibré de façon à faire passer sensiblement le spectre de fréquence du signal de flux de dispersion d'un défaut externe, alors que le signal de flux de dispersion d'un défaut interne se trouve en grande partie supprimé. En principe on peut utiliser dans le canal 11, au lieu du filtre passe-haut, également un filtre passe-bas, ce qui n'était pas possible dans le procédé connu décrit plus haut. Dans ce cas il importe que dans le canal 11 les signaux de défauts internes soient amortis autant que possible différemment par rapport à des défauts externes. Les deux mémoires à valeurs de crête 15 et 21 ont pour mission de retenir pendant un certain temps les valeurs maximales du signal de flux de dispersion qui, en raison du filtre 19, ne se présentent pas simultanément dans les deux canaux 9 et 11, afin de leur permettre d'être comparées l'une à l'autre.Pour effacer les deux mémoires à valeurs de crête 15 et 21 il est prévu sur celles-ci des entrées de mise à zéro 25 et 27 auxquelles peut être appliqué, par l'interne diaire de la ligne 29, un signal de mise à zéro, lorsqu'il doit être mis fin à la durée de mise en mémoire. Le diviseur de tension 23 sert à accorder la hauteur des signaux dans les deux canaux 9 et 11 l'un par rapport à l'autre. Les sorties des deux canaux 9 et 11 sont connectées aux entrées 31 et 33 d'un circuit comparateur 35 dont le mode de fonctionnement est décrit plus en détail par la suite lors de la description de différentes forme de réalisation. Ici il s'agit simplement de décrire d'abord brièvement le fonctionnement du circuit comparateur 35. Lorsqu'il s'applique sur ses entrées 31 et 33 les signaux d'un défaut interne (IF) receuillis respectivement sur les canaux 9 et 11, un signal binaire "O" se présente à la sortie 34 du circuit comparateur 35. Si, par contre, des signaux d'un défaut externe (AF) se présentent sur les deux entrées 31 et 33, on obtient à la sortie 34 un signal binaire "1". la sortie 34 du circuit comparateur 35 est reliée, d'une part, directement à l'une des deux entrées de deux portes ET 37 et 39 et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un organe négateur 41 à l'une des entrées de deux portes ET 43 et 45. Une chaîne de bascules bistables 47 à 53 est connectée à la sortie de la mémoire à valeur de crête 15. En principe, elle peut également être connectée à l'entrée de la mémoire 15 ou à un point quelconque conduisant la tension de signal à partir de la sonde 11 dans la mesure où la hauteur de la tension de signal n'a pas été modifiée par le filtre 19. la hauteur tube seu- ' s de réponse des bascules bistables 47 à 53 est régla- à~e inuivituellement pour chaque bascule bistable.Dans le présent exemple le réglage est tel que la bascule bistable 47 reiagisse à de petits dfauts externes, la bascule bistable 49 à de granas defauts externes, la bascule bistable 51 à de petits défauts internes et la bascule bistable 53 à de grands défauts internes. Les sorties des bascules bistables 47 à 53 sont connectées aux entrées de mise à l'état 1 de mémoires bistables 55 à 61 tannais que leurs entrées de remise à zéro sont reliées à la ligne 29. Les sorties des mémoires 55 à 61 sont chacune reliées à l'une des deux entrées des portes ET 37 à 45.Des lignes de blocage 63 et 65 forment des boucles de retour relient les sorties des mémoires 57, 61 respectivement à des entrées de blocage des mémoires 55, 59 et empêchent les mémoires 55, 59 de rester à l'état 1 lorsque les mémoires 57, 61 se trouvent à l'état 1. Le fait que les signaux de sortie des mémoires 55 à 61 soient associés aux signaux de sortie du circuit comparateur 35 par les portes ET 37 à 45 a pour effet qu'un signal de défaut binaire se présente soit à l'une des sorties 67, 69 des portes ET 37, 39 soit à l'une des sorties 71, 73 des portes ET 43, 45 à savoir à l'une des entrées 67, 69 lorsque le circuit comparateur 35 signale un défaut externe, et à l'une des sorties 71, 73 lorsque ce circuit signale un défaut interne. Par conséquent, aux sorties 67 à 73 on peut recueillir lainformation suivante concernant le classement de défauts d'après leur importance : petit défaut externe (af), grand défaut externe (AF), petit défaut interne (if) ou grand défaut interne (IF). De plus, contrairement au procédé connu décrit plus haut, suivant la présente invention les seuils déterminant aussi bien des défauts internes que des défauts externes peuvent être réglés à volonté. Ci-après sont à présent décrites quelques variantes de circuits comparateurs 35 au moyen desquels les tensions de signal des deux canaux 9 et Il peuvent être comparées. Une possibilité très simple est représentée à la fig. 2. Dans cet exemple le circuit comparateur 35 est constitué simplement par un amplificateur différentiel à facteur d'amplification élevé 75 dont les entrées 31 et 33 sont reliées respectivement aux sorties des canaux 9 et 11, et par une bascule bistabl 77 relie à la sortie de l'amplificateur 75.L'amplificateur 75 est conçu de manière à ne permettre que deux états stables de sa sortie, à savoir celui d'un passage Complet négatif lorsque le signal À à l'entrée 31 est plus petit que le signal B à l'entrée 33, et celui d'un passage complet positif lorsque le signal À à l'entrée 31 est plus grand que le signal B à l'entrée 33. l'a bascule bistable 77 a simplement pour but de transformer ces deux états de commutation de l'amplificateur 75 en signaux "1" et "O", conformes au système, pour les portes ET. Le seuil entre des "défauts externes" et des "défauts internes" se situe donc au niveau où le rapport des amplitudes des signaux appliqués aux entrées 31 et 33 est égal à 1. Comme également déjà mentionné plus haut, pour une épaisseur de paroi donnée du tube, le rapport entre les signaux de sortie du canal 9 et ceux du canal Il dépend, par suite de la modification du signal par le filtre passe-haut 19, de la position d'un défaut dans la paroi du tube. Dans un as typique le rapport de signaux pour un défaut interne est par exemple double de celui pour un défaut externe. Le diviseur de tension 23 est réglé de telle sorte que pour des défauts internes on obtient un rapport des amplitudes de signaux A I et pour des défauts externes un rapport jB On peut donc choisir où se situe l'endroit de la paroi du tube constituant la limite entre des défauts externes et des défauts internes. Dans le circuit comparateur 70 de la fig. 3 le signal A est envoyé par l'lntermédiaire d'urE résistance RI et le signal B, après inversion psrun ampuficateur 79 Fesentant un facteur d'amplification V = -t, par l'intermédiaire d'une résistance R2 sur le point de sommation 81 d'un amplificateur opérationnel 83. A la sortie de l'amplificateur opérationnel est montée une bascule bistable 85 servant å produire des signaux "O" et t conformes au système.L'amplificateur opérationnel 83 fonctionnant sans contre-réaction est commandé de manière à laisser passer le signal complètement dès qu'il existe au point de sommation une faible tension dans un sens, alors que toute tension de sens opposé au point de sommation a aussitôt pour effet de permettre le passage complet inverse. Si les deux résistances RI et R2 sont égales, alors le circuit comparateur 70 fonctionne de la même façon que le circuit comparateur 35 de la fig. 2. Si les résistances RI et R2 sont réglables, alors le diviseur de tension 23 peut être supprimé. Le circuit comparateur 80 de la fig. 4 comporte un générateur de quotient 87 et une bascule bistable 89 reliée à ce dernier. Dans le générateur de quotient 87 peut être établi le quotient des deux signaux d'entrée A et B. La tension de seuil de la bascule bistable 89 peut être réglée sur une valeur quelconque. En cas d'utilisation de ce circuit on peut par exemple régler le diviseur de tension 23 de telle sorte que pour un défaut externe les signaux d'entrée A et B soient égaux. Le quotient À présenté à la sortie du générateur de quotient 87 prend alors pour des défauts quelconques une valeur correspondant à la position de ces défauts dans la paroi du tube. La tension de seuil de la bascule bistable 89 peut ainsi être réglée sur une valeur optimale pour la distinction entre des défauts externes et des défauts internes. REVENDICATIONS 1 - Procédé permettant de détecter par voie magnétique des défauts dans des tubes et consistant à magnétiser les tubes et à explorer leurs surfaces par un équipement à sonde pour déterminer la présence de flux de dispersion magnétiques émanant de zones défectueuses dans la paroi du tube, les signaux de flux de dispersion produits dans l'équipement à sonde étant amenés à deux canaux dont le premier reproduit les signaux de flux de dispersion de défauts internes et de défauts externes sensiblement à un même niveau, alors que le second canal reproduit les signaux de flux de dispersion de défauts internes et de défauts externes à un niveau modifié, et les signaux des deux canaux étant mis en mémoire passagèrement, caractérisé en ce que la hauteur analogique des signaux des deux canaux 9, 11 est mise en mémoire, en ce que les hauteurs des signaux stockés sont comparées entre elles et en ce que le résultat de la comparaison est utilisé pour déterminer la position que le défaut produisant le flux de dispersion occupe dans la paroi du tube. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les hauteurs de signaux dans les deux canaux 9, Il pour un défaut donné occupant une position déterminée, en particulier pour un défaut externe, sont amenées à présenter entre elles un rapport déterminé, par exemple 1, avant que les hauteurs des signaux stockés des deux canaux 9, Il ne soient comparées l'une à l'autre. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, sur la base de la comparaison des signaux stockés des deux canaux 9 et 11 il est formé des signaux binaires inverses pour la distinction entre défauts externes" et "défauts internes". 4 - Dispositif -pour la mise en oeuvre du procédé suivant la. revendication 1, comprenant un équipement de magnétisation pour magnétiser les tubes, un équipement à sonde pour explorer la surface des tubes, un premier canal relié à l'équipement à sonde et comportant un premier équipement de mise en mémoire de signaux, un second canal également connecté à l'équipement à sonde et comportant un filtre laissant passer de préférence un spectre de fréquence déterminé et un second équipement de mise e~ mémoire le signaux relié au filtre, caractérisé en ce c- les deux énuipements de mise en mémoire de signal 15, 21 sont constitués par des mémoires à valeurs analogiques et en ce due les sorties des deux canaux 9, Il sont connectées à un circuit comparateur 35, 70, 80. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins un organe régulateur d'amplitude 23, R1, R2 est intercalé dans l'un des deux ou chacun des deux canaux 9, 11. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé eL ce qui le ircuit comparateur 35 est un amplifixateur différentiel 75 présentant un facteur d'amplification élevé. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le circuit comparateur 70 est un amplificateur-calculateur 83 au point de sommation duquel sont reliées, d'une part, la sortie de l'un 9 des canaux par l'in termédiatre d'une résistance RI et, d'autre part, la sortie de l'autre canal Il par l'intermédiaire d'un amplificateur inverseur 79 et d'une résistance R2. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'équipement comparateur 80 est un générateur de quotient 87. o - Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est monté en aval du générateur de quotient 87 un discriminateur de tension 89.