Brevet FR2453408A1 — publié le 19801031

De nombreuses industries métallurgiques utilisent la radiographie comme moyens de contrôle de certaines opérations de fabrication ou d'assemblage de pieces metalliques (contrôle de soudures d'assemblages de tôles par exemple). Pour ces industries, il est particulièrement intéressant de pouvoir exécuter rapidement ces contrôles.En particulier, dans le domaine de la construction navale- ou les soudures -assemblant les tôles utilisées dans la fabrieation des coques de navires peuvent atteindre de grandes longueurs, le contrôle de ces soudures, qui étaient jusqu 'a présent réalisé par prélèvement, doit, pour satisfaire, aux normes actuelles de sécurité, être effectué sur la totalité de ces soudure-s-. -De tels eontrôles, réalisés par les moyens connus demandent beaucoup de temps.A titre indicatif,.si l'épaisseur des tôles assemblées est de 20 mm par exemple, un appareil a rayons X cpnventionnel de 300 kV exige un temps de pose de 1 minute environ si la distanee separant la source de rayons X du film sensible est de un mètre Compte-tenu du temps de positionnement du film sensibIe entre deux prises de vue successives, cet appareil de radiographie conventionnelpermet de contrôler une vingtaine de mettes de soudure par jour, le champ contrôlé par chaque prise -de vue étant de 40 cm environ. La présente invention a pour objet une installation de radiographie industrielle permettant z la fois de réduire le temps de prise de vue et le temps de positionnement du film sensible pour eette prise de vue. Suivant- l'invention, une installation de radiographie industrielle d'assemblage de pièces métalliques présentant une surface à génératrices rectilignes, cette installation comprenant un appareil de radiographie a rayons -X, un dispositif d'enregistrement au moyen dfun film sensible, des moyens de support de ces pièces métalliques, est caractérisé en ce quelle comporte des chemins de roulement amovibles, destinés a être fixés sur les pièces métalliques de part et autre de la zone a contrôler, des moyens permettant de placer l'ensemble formé par l'appareil de radiographie et le dispositif d'enregistrement a l'une des extrémités des chemins de roulement, et des moyens permettant de déplacer sur ces chemins de roulement, simultanément et à même vitesse, l'appareil de radiotherapie et le dispositif d'enregistrement. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaitront à l'aide de la description ci-après et des dessins qui l'accompagnent et sur lesquels La figure 1 représente une installation de radiographie industrielle suivant l'invention. -Les figures 2, 3 et 4 montrent des détails de réalisation de l'installation de radiographie industrielle représentée en figure 1. Les figures 5 et 6 représentent des moyens de fixation des rails utilisés dans l'installation de la figure 1. La figure 7 représenteun exemple de réalisation d'un appareil de radiographie à rayons X utilisé dans l'installation de la figure 1. L'installation de radiographie industrielle suivant l'invention,montrée en figure 9, peut être utilisée pour le contrle de soudures S12, S23, S34 ... réunissant, comme le montre eette figure 1, des plaques de tôle î P1, X et le dispositif d'enregistrement 2, dtune part, suivant un-axe yy parallèle aux cordons de soudure S12, S23, S34 ... et, d'autre part, suivant un axe xx perpendiculaire à l'axe yy. Un bloe-support 5 destiné à porter, au repos, l'ensemble irradiateur enregistreur 1,2-, permet le déplacement de cet ensemble irradiateur-enregistreur 1,2 suivant l'axe xx. La figure 2 représente de façon plus détaillé le dispositif 3 de déplacements de l'ensemble irradiateur-enregistreur 1,2. Ce dispositif 3 de déplacements comprend - un moteur 10 placé dans un boitier 9 solidaire de l'appareil d'irradiation 1 et entrainant une roue Il qui s'engage dans une crémaillère 12, au moins deux paires de roulettes 13, 14 et 15, 16 (non visibles) disposées respeetivement de part et d'autre de l'appareil d'irradiation 1 et destiné à suivre deux chemins de roulement constitués par exemple par une paire de rails 17, 18 placés sur la face supérieure des tôles P1 et P2 dont on désire contrôler la soudure Si2 qui les assemble, l'un des rails 17 étant associé à la crémaillère 12.Le dispositif de déplacements comprendégalement, dans l'exemple représenté en figure -2, deux rails 19, 20 placés sur la face inférieure de la tôle P1,- en vis-à-vis des rails 17, 18 et destinés à guider le déplacement du dispositif d'enregistrement 2 le long de la soudure S12 Le déplacement du dispositif d'enregistrement 2 peut être obtenu par des moyens analogues à ceux entrainant l'appareil dtirradia- tion 1 > à savoir un moteur 21 entrainant un pignon 22 qui vient s'engager dans une crémaillère 23 portée par le rail 20. Des moyens permettent d'assurer des déplacements identiques et syn chronisés de l'appareil d'irradiation 1 et du dispositif d'enregistrement 2. Le dispositif d'enregistrement 2, montré en figure 2 à titre d'exemple non limitatif, comporte un boitier 24 contenant une cassette 25 débitrice dans laquelle est placé un film sensible 26 et une cassette 27 réceptrice recevant le film 26 exposé. Ce film 26 est entrainé par un système d'entrainement conventionnel (non représenté) permettant de faire défiler ce film 26 dans le champ d'irradiation. Des blindages 28, 29 sont prévus pour protéger le film sensible 26 au cours du fonctionnement de l'appareil d'irradiation 1. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation du dispositif d'enregistrement 2 de l'installation de radiographie suivant l'invention. Des cassettes débitrice et réceptrice 45 et 46, formées de tubes cylindriques en plomb, formant blindages contre les rayons X, sont placées dans un boitier 47 fermé, à sa partie supérieure, par une plaque 48 de blindage munie d'une ouverture 49;dans laquelle peut s'engager un rail 50 muni d'une crémaillère 51,solidaire de la plaque1. Un moteur 52 entraîne un pignon 53 coopérant avec la crémaillère 51 pour assurer le déplacement de l'ensemble du boitier 47 le long du rail 50. La figure 4 montre de façon plus détaillée le dispositif de déplacement sur l'axe xx de l'ensemble irradiateur - enregistreur 1,2. Ce dispositif de déplacement comporte une plaque 30, sur la face supérieure de laquelle sont fixés des tronçons 31, 32- de rails parallèles, (seul le rail 31 est visible sur la figure 4) de section identique à celle des rails 17, 18 fixés sur les tôles P1, P2 ... La face inférieure de la plaque 30 repose sur un chariot 34, parallélépipèdique, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 35 par exemple. La plaque 30 est munie à l'une de ses extrémités d'une crémaillère 36 dans laquelle vient s'engager un pignon 37 solidaire du chariot 34. A la partie inférieure de ce chariot 34 sont placées des roues 38 et 39 dont les axes 40, 41, sont parallèles aux rails 31, 32.Un moteur 42 est couplé aux roues 38, 39 au moyen des axes 40, 41. Ces roues 38, 39 sont destinées à se déplacer sur des chemins de roulement 43, 44 rectilignes, ménagés à la partie supérieure du bloc-support 5. Les figures 5 et 6 représentent des moyens de fixation des rails utilisés dans l'installation suivant l'invention. Les rails 17, 18 et 19, 20 peuvent être fixés respectivement sur les faces supérieure et inférieure des tôles P1, P2 ... soit par des moyens magnétiques, des électroaimants e1, e2 par exemple, comme montré en figure 5, soit par des moyens pneumatiques, ces rails 17, 18 et 19, 20 comportant, au moins sur une portion de leur longueur, une enceinte W à vide primaire (figure 6). L'appareil d'irradiation 1 à rayons X, de forme compacte, comporte dans l'exemple de réalisation montré en figure 7, un accélérateur linéaire A de particules (des électrons par exemple), comprenant une source 53 d'électrons, une structure linéaire accélératrice 54 comportant une succession de cavités résonnantes, un magnétron 55 délivrant un signal microonde destiné à être injecté dans la structure accélératrice 54 au moyen d'un guide d'ondes 56 muni d'un isolateur microonde 57, un système de déviation magnétique 58 du faisceau issu de la structure accélératrice 54, des lentilles magnétiques 59 de focalisation du faisceau d'électrons, un collimateur 60 de ce faisceau, enfin une cible 61 en tungstène destinée à être bombardée par le faisceau d'électrons accélérés.Dans l'exemple de réalisation de l'appareil d'irradiation 1 montré en figure 7, l'accélérateur A d'électrons fonctionne en ondes stationnaires. Un modulateur (non représenté), placé à l'extérieur de l'appareil d'irradiation 1, permet d'alimenter à la fois le magnétron 55 et l'accélérateur A linéaire de particules. En fonctionnement, 11 ensemble irradiateur-enregistreur 1, 2 est déplacé suivant l'axe xx (figure 1) de façon à se trouver en vis-à-vis de la soudure S12 à contrôler par exemple, les tronçons de rails 31, 32, solidaires du chariot 34 venant se placer dans le prolongement des- rails 17 et 18 placés de-.chaque côté de la soudure S12 (figure 2)-. Les moteurs 10, 21 de déplacements de l'appareil d'irradiation 1 et de l'enregistreur 2 suivant l'axe yy sont alors mis en fonctionnement, ainsI que ltappareil d'irradiation 1 et le système de déroulement du film sensible 26.Lorsque le déplacement de l'ensemble d'irradiateur-enregistreur 1, 2 correspond à la longueur de la soudure S12 à contrôlera les moteurs 10, 21 s'arrêtent, les phases des alimentations de ces moteurs 10, 21 s'inversent, et l'ensemble irradiateur-enregistreur 1, 2 revient à son point de départavec une vitesse plus grande qu'à l'aller. Il subit alors une translation suivant l'axe xx, de façon à venir placer l'ensemble de radiographie devant l'autre cordon de soudure S23 à contrôler. A titre indicatif, des électrons accélérés à 2,5 MeV permettent, avec l'installation de radiographie industrielle suivant l'invention, de radiographier en une heure une vingtaine de mètres environ de soudures réunissant des tôles P1 P2... de 2 cm d'épaisseur. Dans les exemples de réalisation que nous venons de décrire les films sensibles 26 peuvent être exposés aux rayons X soit séquentiellement,soit de façon continue. Dans le premier cas, la cible 61 à rayons X est suffisamment éloignée de la soudure pour que l'on ait un champ de prise de vue relativement important. Dans autre cas,l'appareil d'irradiation 1 et le dispositif d'enregistrement 2 qui lui est associé se déplaçant de façon continue le long au cordon de soudure, la cible 61 à rayons X-doit être placée aussi près que possible de la soudure à contrôler. En effet, si le temps d'exposition du film sensible aux rayons X est t, l'ensemble irradiateur-enregistreur 1, 2- ne doit pas se déplacer, pendant ce temps t, de plus de un quart du diamètre de la tache focale forme par le faisceau d'électrons sur la ei-b-le, afin d'obtenir une prise de vue de netteté satisfaisante.En fonctionnement, si l'on admet que la tache focale est de 1 mm,l'-ensemble irradiateur-enregistreur 1 > 2 ne doit donc pas se déplacer de plus de 0,25 mm pendant le temps t, ce qui correspond à une vitesse de 1 cm/s Si ce temps t est de 20-mm/s par exemple. Dans ce cas de réalisation, la cible 61 doit donc être très proche du cordon de soudure à contrôler de façon obtenir un débit de dose de valeur importante. En effet, si l'appareil délivre un débit de dose de 250 Pads/mn à 1 mètre, à 10 cm il fournira 15 000 Bads/mn. Pour impressionner un film sensible d'usage habituel, il faut environ 3 Rads pour une densité de noircissement de film de 2,7. Si l'on suppose que les tôles P1, P2, P3 ... sont en acier de 2 cm d'épaisseur par exemple, ces tôles provoquent une atténuation du faisceau d'irradiation de 3 dB environ. Il ne reste donc à la sortie des tôles P1, P2 8 000 Rads/mn par exemple.Comme il faut 3 Rads pour impressionner~ le film sensible 26, le temps d'exposition sera de 22 5 ms environ. Cet exemple de réalisation de contrôle continu de fabrication présente de nombreux avantages à savoir : un gain de temps, une protection aisée contre les rayonnements de fuites. En effet, la base du collimateur de l'appareil d'irradiation 1 doit être plasée très près de la soudure à contrôler et l'ouverture du collimateur est faible. Dans ce cas, le faisceau de photons est presque ponctuel, contrairement au cas où l'appareil d'irradiation 1 fonctionne séquentiellement et où l'ouverture du faisceau doit être grande, et donc la cible 61 éloignée des tôles P1, P2 ... pour permettre de couvrir une surface relativement grande. De plus, du fait de la faible ouverture du faisceau dans le cas de fonctionnement continu, aucun probleme d'homogénéité de dose ne se pose. REZNDICATICNS I 1. Installation de radiographie industrielle pour le contrôle d'assemblage de pièces métalliques présentant une surface i génératrices yy rectilignes, cette installation comprenant un appareil de radiographie à rayons X, un dispositif d'enregistrement au moyen d'un film sensible, des moyens de support de ces pièces métalliques, caractérîséeen ce qu'elle comporte des chemins de roulement amovibles, destinés à être fixées sur les pièces métalliques de part et d'autre de la zone à contrôler, des moyens permettant de placer l'ensemble formé par l'appareil de radiographie et le dispositif d'enregistrement à l'une des extrémités des chemins de roulement, et des moyens permettant de déplacer sur ces chemins de roulement, simultanément et blême vitesse, l'appareil de radiographie et le dispositif d'enregistrement. 2. Installation de radiographie industrielle suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble irradiateurenregistreur (1, 2) est porté par un chariot (34) pouvant se déplacer suivant un axe xx au moyen d'un moteur (42) couplé à deux paires de roues (38, 39), et en ce que l'ensemble irradiateur enregistreur (1, 2) peut se déplacer par rapport au chariot (34) immobilisé, suivant un axe yy coincidant avec l'une des génératrices. 3. Installation de radiographie industrielle suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le chariot (34) est porté par un bloc-support (5) muni de deux chemins de roulements rectilignes, parallèles à l'axe xx, perpendiculaire aux génératrices yy, et sur lequel le chariot (34) peut se déplacer. 4. Installation de radiographie industrielle suivant la revendication 1, destinée au contrôle de soudures (S12, S23, S34) réunissant des tôles (P1, P2,P3 ...) d'acier, caractérisée en ce que les moyens de déplacements de l'ensemble irradiateur-enregistreur (1, 2) comportent deux paires de rails (17, 18 ; 19, 20) amovibles disposées respectivement de part et d'autre d'une des soudures à contrôler, des moyens permettant de fixer ces rails (17, 18 ; 19, 20) sur les tôles (P1, P2, P3...) dans une position prédéterminée. 5. Installation de radiographie industrielle suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les rails (17, 18 ; 19, 20) sont fixés sur les tôles (P1, P2, P3 ...) au moyen de systèmes électro-magnétiques. 6. Installation de radiographie industrielle suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les rails (17, 18 ; 19 > 20) sont fixés sur les tôles (P1, P2 P3 ..) au moyen de systè- mes pneumatiques. 7. Installation de radiographie industrielle suivant l'une quelconque des revendications i à 6, caractérisée en ce que l'ensemble irradiateur-enregistreur (1,2) fonctionne de façon séquentielle. 8. Installation de radiographie industrielle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'ensemble irradiateur-enregistreur (1,2) fonctionne de façon continue.