Brevet FR2423780A1 — publié le 19791116

La présente invention concerne une sonde d'épreuve à courants de Foucalît, pour la recherche de séparations et d'occlusions par défauts dans des matériaux métalliques, composée de deux bobines disposées l'une å c8té de l'autre et parcourues par du courant alternatif à haute fréquence. Par des séparations, il-faut entendre très généralement des fissures, des trous et autres lacunes analogues. Il s'agit donc lb d'un procédé d'essai de matériaux non destructif, par exemple selon la demande de brevet allemand n- P 27 46 568.5. Les bobines de la sonde sont habituellement noyées dans un corps en matière plastique et déplacées le long de la surface de la pièce par un dispositif de guidage adapté à ladite surface. On aesure en ime temps, et visualise, la variation de l'impédance desdites bobines dans l'appareil d'exploitation. Il est par exem- ple usuel de représenter ces valeurs de résistance en coordonnées rectangulaires sur l'écran rémanent d'un tube à rayons cathodiques, l'écart en abscisse correspondant à la partie réelle, et l'écart en ordonnée à la partie imaginaire, de la réaction de résistance de la pièce sur les bobines de la sonde.Après étalonnage approprié sur des éprouvettes ectées de défauts connus, ce procédé de visualisation permet aussi, par exemple dans l'épreuve de tubes d'échangeur thermique, de tirer des conclusions sur des indications de perturbations et de défauts repérés de façon distincte comte extérieurs ou intérieurs avec indication de leur profondeur.Les principes de base de la méthode en question sont exposez dans les revues "Materialprüng", vol. 18, 1976, n' loupages 376-379, "NaterialprUfung", vol. 20, 1978, ne 2,pages 57-62et "VGB KRAFTWERK TECHNIKw 57, n' 8, 1977, pages 540-545, si bien qu'il n'est pas nécessaire de s'étendre davantage sur le suet. Les sondes d'épreuve à courants de Foucault proposées jus qui présent, avec ou sans pré-aimantation, se prêtent au centrale des aciers, aussi bien austénitiques que ferritiques, tels qu'on les utilise notamment dans la technique des centrales nucléaires. Bien que les résultants d'examen aient été tout à fait satisfaisants, la recherche d'une sécurité aussi complète que possible des maté- riaux utilisés imposait la poursuite du perfectionnement de ces méthodes d'épreuve et en particulier leur extension à des surfaces munies de rainures ou de filetages, dans le fond desquels des amorces de fissure peuvent avoir des conséquences tardives très graves. Ce problème est résolu selon l'invention par une sonde d'd- preuve caractérisée par le fait que ses bobines ont leurs plans de section transversale parallèles entre eux et sont disposées perpendiculairement à la surface de pièce à éprouver, en sorte que seule une partie de leur champ magnétique soit immédiatement voisine de ladite surface et parallèle à celle-ci. Une telle sonde peut se composer de deux bobines disposées parallèlement et coaxialement entre elles, avec leur axe imagi- naire parallèle à la surface de la pièce. Dans une réalisation particulière de ce genre, les bobines ont une section transversale seri-circulaire et sont utilisées en particulier pour le contrb- le de la paroi intérieure de tubes. La sonde peut aussi se composer de deux bobines dont les surfaces de section transversale se trouvent l'une à côté de l'autre dans un plan imaginaire perpendiculaire à la surface de la pièce et être alors utilisée pour le contrôle du fond d'entailles régulières de cette dernière telles que des rainures ou des filetages. L'invention sera mieux comprise à laide de la description détaillée de trois modes de réalisation pris con-e exemples non limitatifs et illustrés schématiquement par le dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en coupe axiale des deux bobines circulaires parallèles d'une première sonde dans un corps de guidage sur surface plane ; - les figures 2 et 3 représentent, en coupe axiale partielle et en coupe transversale, les deux bobines semi-circulaires pa allèles d'une deuxième sonde dans un corps de guidage à l'intérieur d'un tube ;; - les figures 4et 5 représentent, en coupe transversale et en coupe axiale, les deux bobines circulaires de mime plan de section transversale d'une troisième sonde dans un corps de guidage à l'intérieur d'un filetage. Avant d'exposer le principe de la structure de ces sondes, il convient d'insister toutefois encore sur le fait que la haute fréquence du courant alternatif est habituellement prise entre 1 et 600 kHz et que l'effet de peau, qui se manifeste très fortement aux fréquences élevées, limite ainsi la profondeur de défaut détectable dans la pièce. La sonde d'épreuve à courants de Foucault selon la figure 1 se compose de deux bobines 3 et 4 disposées parallèleaent entre elles et noyées dans un corps en matière plastique 9. Les jonctions de ces bobines 3 et 4sont amenées, vers l'extérieur, à l'appareil d'exploitation, à travers un cible à trois conducteurs et une prise mile appropriée 34. Ce type de sonde convient au contrôle de surfaces de pièce planes 1. Le fait important est que seule une partie du champ alternatif magnétique de la sonde suive son cours à proximité immédiate de la surface de pièce 1.La section transversale des bobines 3 et 4 est généralement circulaire avec un diamètre par exemple égal à 10 mm, la section d'enroulement elle-même ayant la forre approximative d'un carré de I à 2 mm de côté. La distance entre les deux bobines est du même ordre de grandeur que leur diamètre. La sonde selon les figures 2 et 3 est particulièrement adaptée au contrôle de la paroi intérieure de tubes 2. Ses bobines 6 et 7 sont noyées elles aussi dans un corps en matière plastique 8, qui assure leur guidage dans le tube à contrôler 2. Leur section transversale, semi-circulaire,est visible sur la figure 3. On remarque aussi que seule une partie de leurs lignes ue champ magné- tique pass3Xauvoisinge de la paroi du tube. Les figures 3 et 4 représentent, quant à elles, une sonde propre au contrôle d'entailles telles que des rainures ou des creux de filetage. En section transversale, les deux bobines 3 et 4 sont ici placées l'une à côté de l'autre, dans un plan imaginaire qui est perpendiculaire à la surface 5 de la pièce. On a représenté sur la figure 5 la section transversale de la pièce avec une amorce de fissure 51 au fond du filetage. Comme on le sait, il se présente àussi dans le procédé d'é- preuve par courants de Foucault un bruit de fond parasite qui peut occasionnellement nuire à la perception des défauts. La structure de sonde selon l'invention permet justement de déterminer par des essais facilement réalisables la fréquence de mesure à laquelle peut s'obtenir un niveau de bruit aussi faible que possible. Les dimensions des bobines se choisissent d'après les objets à contrôler. Pour une profondeur par exemple égale à 5 Mm u filetage, le diamètre des bobines placées l'une à côté de l'autre selon la figure 4 est de l'ordre de 4 à 5 mm, tandis que leur distance mutuelle est voisine de 2 mi, et leur section d'enroulement pro purement dite est également faible dans une mesure correspondante. Ces dimensions ne constituent cependant pas des limites inférieu res : elles sont à considérer seulement comme des valeurs indicatives de principe. En ce qui concerne l'influence de la fréquence de mesure, indépendamment de la réduction du niveau de bruit, il faut insister sur le fait que, comme on l'a déjà indiqué, la profondeur de défaut discernable diminue quand cette fréquence augmente. D'un autre côté, une fréquence croissante rend les dd- fauts plus perceptibles, car la distorsion de la courbe de mesure augmente sur le tube à rayons cathodiques. R EV E N DI CAT IONS 1.- Sonde d'épreuve à courants de Foucault, pour la recherche de séparations et d'occlusions par défauts dans des matériaux métalliques, composée de deux bobines disposées l'une à côté de l'autre et parcourues par du courant alternatif à haute fréquence et caractérisée par le fait que ces bobines ont leurs plans de section transversale parallèles entre eux et sont disposées perpendiculairement à la surface de pièce à éprouver, en sorte que seule une partie de leur champ magnétique soit immédiatement voisine de ladite surface et parallèle à celle-ci. 2.- Sonde d'épreuve à eournts de Foucault selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle se compose de deux bobines disposées parallèlement et coaxialement entre elles, avec leur axe imaginaire parallèle à la surface de la pièce. 3.- Sonde d'épreuve à courants de Foucault selon la revendication 2 caractérisée par le fait que les bobines ont une section transversale semi-circulaire et sont utilisées -en particulier pour le contrble de la paroi intérieure de tubes. 4.- Sonde d'épreuve à courants de Foucault selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle se compose de deux bobines dont les surfaces de section transversale se trouvent l'une à côté de l'autre dans un plan imaginaire perpendiculaire å la surface de la pièce. 5.- Utilisation d'une sonde d'épreuve à courants de Foucault selon la revendication 4 pour le contrôle du fond d'entailles de pièce régulières telles que des rainures ou des filetages.