Brevet FR2506942A1 — publié le 19821203

La présente invention concerne un procédé pour la détection simultanée de contaminations et de phases ferromagnétiques, ainsi que de lacunes géométriques sur ou dans des matériaux paramagnétiques, de préférence des tubes, au moyen de courants de Foucault. Lors de l'essai par courants de Foucault, on induit à l'aide d'une bobine disposée au voisinage d'un échantillon d'essai électriquement conducteur, des courants de Foucault par des champs alternatifs magnétiques dans ledit échantillon. Dans l'échantillon, il apparait un champ résultant, qui est défini entre autres par la conductivité électrique, la perméabilité magnétique, ainsi que par les lacunes materielles ou les discontinuités existantes. La saisie du champ résultant provient, soit de la mesure directe de l'impédance (d'après la valeur et la phase) de la bobine excitatrice , soit de bobines de mesures appropriées qui peuvent être montées en absolu ou en différentiel. De même, la disposition des bobines excitatrices branchées en pont est usuelle, la tension de mesure résultante étant prélevée dans la branche de zéro. Lors de l'essai de tubes, on utilise des bobines cylindriques disposées de préférence à l'extérieur, ou a l'intérieur, et coaxialement à l'axe du tube. Dans un appareil d'essai a courants de Foucault usuel, le signal d'essai provenant des bobines d'essai est amplifié, redressé en phase, le cas échéant filtré en fréquence et représenté dans le plan dit d'impédance sur un écran en fonction de la valeur et de la phase. On connaît également un régleur de phase, avec lequel la position de phase de référence, et donc la position de phase du signal d'essai représenté peut être modifiée, Des sorties de commande et d'enregistrement comprennent chacune après la réalisation de l'appareil d'essai, des informations sur la valeur et la phase, par exemple les parties imaginaire et réelle du signal d'essai. Pour la suppression des inhomogénéités magnétiques dans les matériaux ferromagnétiques, un champ a courant continu de valeur élevée ( > 1600 A/cm) est souvent superposé au champ alternatif d'excitation. En raison des dimensions imposées, l'application aux essais de tubes se limite à des cas exceptionnels avec bobines extérieures. En vue d'identifier des phases ferromagnétiques de grandes surfaces ( > l cm2) a l'intérieur de tubes non magnétiques, on connaît également un procédé, dans lequel un champ a courant continu, inférieur a 40 A/cm, commandé périodiquement est superposé a l'aide d'une bobine excitatrice disposée a l'intérieur du tube. L'influence périodique ainsi engendrée du signal d'essai rend possible la distinction de phases ferromagnétiques vis-a-vis d'autres inhomogénéités purement géométriques. Les bobines d'essai se distinguent outre leur mode de couplage principalement par leur répartition locale dans la direction de l'essai. Les bobines en montage absolu sont de préférence chargées de la détection de défauts étendus dans l'espace, tandis que les bobines en montage différentiel sont chargées de la détection de défauts limités localement. Par le choix de la fréquence d'essai, on détermine, outre la profondeur de pénétration des courants de Foucault, la différence de phase des indications, par exemple des surfaces extérieure et intérieure des tubes, ainsi que les lacunes géométriques (par exemple les fissures matérielles et les inhomogénéités magnétisables (par exemple des éléments carburés dans des matériaux non magnétiques). L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la détection simultanée des contaminations et de phases ferromagnétiques, ainsi que de lacunes géométriques sur, ou dans un matériau paramagnétique, en particulier des tubes, au moyen de courants de Foucault, grâce auxquels lors d'un essai, par combinaison, rapprochement et modification des techniques d'essai connues en soi, il est possible de détecter simultanément des discontinuités géométriques consécutives et des discontinuités magnétisables, aussi bien de la surface extérieure et intérieure que de la paroi du matériau d'essai, ainsi que leurs différentes extensions dans l'espace. A cette fin, selon l'invention, le procédé pour la détection simultanée de contaminations et de phases ferromagnétiques sur ou dans des matériaux paramagnétiques, en particulier, des tubes, ainsi que des lacunes géométriques non magnétisables, au moyen de courants de Foucault, est caractérisé par a) la décomposition variable selon la longueur et la magnétisation superposée de façon variable à l'aide d'au moins deux systèmes de bobines espacés l'un de l'autre b) le choix de fréquences d'essai adéquates pour la sé paration de phases d'indications géométriques et ferromagnétiques, de manière qu'au moins l'une des dites fréquences d'essai rende possible simultanément une séparation des indications ferromagnétiques pour les surfaces se faisant face et la paroi de i'échan- tillon disposée entre celles-ci tandis qu'une autre fréquence d'essai provoque la séparation pour les in dications géométriques c) le réglage de plusieurs domaines de surveillance de défauts (secteurs de phase dans le plan d'impédance) selon la nature et la position d) et le rapprochement des résultats de a) à c) et l'évaluation de ces derniers selon la nature et la position des indications. De préférence, la magnétisation par courant continu, synchronisée et superposée est limitée à une valeur inf6- rieure à 40 A/cm sur le système de bobines à montage absolu, et la division de signal apparaissant lors de la présence d'une indication ferro-magnétique est détectée et évaluée automatiquement. Avantageusement, en plus du choix des phases, selon c), le domaine des phases total est contrôlé et les résultats selon d) sont rapprochés. De préférence encore, les mesures selon a) à d) sont automatisées. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment, ce dispositif étant caractérisé par trois canaux d'essai, reliés a un bloc de liaison, un canal étant destiné aux défauts géométriques, un canal aux défauts ferromagnétiques de grande surface et un canal aux défauts ferromagnétiques courts, tandis que chacun des trois canaux est relié à un système de bobines d'essai respectif, à savoir un système composé d'une bobine différentielle extérieure avec magnétisation de saturation superposée, un système composé d'une bobine absolue extérieure avec magnétisation synchronisée, superposée, inférieure à 40 A/cm, et un système composé d'une bobine différentielle extérieure sans magnétisation superposée. Gr ce au procédé selon l'invention et au dispositif pour sa mise en oeuvre, il est désormais possible lors d'essai de saisir tous les défauts et de les utiliser pour l'enregistrement, le marquage, le calibrage et la mise en mémoire selon le type et la position des indications. Avantageusement, il est en outre possible de régler, de manière automatisée, tous les paramètres de l'appareil, comn,e par exemple les fréquences d'essai, 'amplification, la position des secteurs de phase, la valeur d'ondulation des secteurs de phase, etc. Sur la figure unique du dessin annexé, on a représenté schématiquement une réalisation possible d'un dispositif selon l'invention. Sur le dessin, on a représenté trois canaux d'essai 1, 2 et 3 reliés aux systemes 4, 5, 6, à bobines d'essai. Le système 4 est composé d'une bobine différentielle extérieure avec une saturation magnétique superposée supérieure à 1600 A/cm. Le système 5 est composé d'une bobine absolue extérieure avec une magnétisation synchonisée, superposée, inférieure à 40 A/cm, tandis que le système 6 est composé d'une bobine différentielle extérieure sans magnétisation superposée. Les canaux d'essai disposent, par des fréquences d'essai réglables a régulation sensible, de trois ou quatre secteurs de phase réglables avec chacun deux seuils d'estimation différents. Les signaux de sortie 7, 8 et 9 incluent la caractéristique correspondante et sont entrés dans l'appareil il en liaison avec les signaux provenant de dispositifs de mesure de longueur correspondants représentés ici schématiquement par la roue de mesure 10. Lors du déroulement d'un essai a l'aide du dispositif précédemment décrit, le matériau d'essai, de préférence un tube, arrive tout d'abord jusqu'au voisinage du système 4 de bobines d'essai. La bobine d'essai employée dans le branchement différentiel détecte de préférence des discontinuités courtes. La magnétisation de saturation superposée, supérieure à 1600 A/cm, affaiblit les indications ferromagnétiques, de manière que soient détectées uniquement les discontinuités géométriques. La fréquence d'essai est choisie dans le canal géométrique 1 relié, de façon qu'une division des phases découle des indications de la surface extérieure, de la surface intérieure et de la paroi de l'échantillon qu'elle soit détectée par les dispositifs d'évaluation de phases, par exemple les secteurs de phases, et qu'elle soit employée pour l'identification du signal d'essai 7, Par la suite, le matériau d'essai atteint le voisinage du système 5 de bobines d'essai. La bobine d'essai em- ployée, en branchement absolu, détecte de préférence des discontinuités élargies dans l'espace.La fréquence d'essai est choisie dans le "canal magnétique 2" relié, de manière qu'une division de phases apparaisse entre les indications ferromagnétiques de la surface extérieure, de la surface intérieure et de la paroi du matériau d'essai ainsi que les indications géométriques, qu'elle soit détectée par les dispositifs d'évaluation de phase correspondants et qu'elle soit employée pour l'identification du signal d'essai 8. Une sécurité additionnélle, lors de la distinction entre les indications géométriques et ferromagnétiques, est procurée par la magnétisation (inférieure à 40 A/cm) à courant continu synchronisé, superposée, et du système 5 de bobines d'essai. Lors d'une indication ferromagnétique de grande surface, il apparaît une division de signal typique, en synchronisation avec la fréquence de la magnétisation, qui, outre l'analyse des phases, est employée pour la distinction des indications ferromagnétiques et géométriques. Enfin, le matériau d'essai atteint le système de bobine 6. La bobine d'essai utilisée détecte de préférence des discontinuités courtes. La fréquence d'essai dans le "canal magnétique 3 relié est réglée comme dans le "canal magnétique" 2 et le signal d'essai correspondant est évalué. Les signaux d'essai 7, 8 et 9 sont confrontés dans le bloc de liaison il automatique aux résultats d'essai concernant - les indications géométriques/indications ferromagné tiques de la surface extérieure, de la surface inté rieure hors de la paroi, - les défauts longs, défauts courts et sont dirigés vers des dispositifs de marquage 12, de tri 14 et de mémo risation 15 correspondants. L'échantillon d'essai passe successivement les systèmes 4, 5 et 6 à bobines d'essai. Les signaux 7 et 8 sortant des canaux d'essai l et 2 doivent en conséquence être retardés avant la liaison finale, jusqu'à ce que l'echan- tillon d'essai, ou le domaine d'indication correspondant de l'échantillon, ait atteint la bobine d'essai 6. Ceci est commandé par un dispositif de mesure d'avance à l'entrée et à la sortie de l'installation d'essai, schématiquement représenté en l'occurrence par une roue de mesure 10. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la détection simultanée de contaminations e de phases ferromagnétiques sur ou dans des matériaux paramagnétiques en particulier des tubes, ainsi que des lacunes géométriques non magnétisables, au moyen de courants de Foucault, caractérisé par a) la décomposition variable selon la longueur et la magnétisation superposée de façon variable à l'aide d'au moins deux systèmes de bobines espacés l'un de -l'autre ; b) le choix de fréquences d'essai adéquates pour la sépa ration de phases d'indications géométriques et ferro magnétiques, de manière qu'au moins l'une desdites fréquences d'essai rende possible simultanément une séparation des indications ferromagnétiques pour les surfaces se faisant face et la paroi de l'échantillon disposée entre celles-ci, tandis qu'une autre fré quence d'essai provoque la séparation pour les indi cations géométriques c) le réglage de plusieurs domaines de surveillance de défauts (secteurs de phase dans le plan d'impédance) selon la nature et la position ; d) et le rapprochement des résultats de a) a c) et l'évaluation de ces derniers selon la nature et la position des indications. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la magnétisation par courant con tinu, synchronisée et superposée, est limitée a une valeur inférieure a 40 A/cm sur le système de bobines a montage absolu, et la division de signal apparaissant lors de la présençe d'une indication ferromagnétique est détectée et évaluée automatiquement. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en plus du choix des phases selon c) le domaine de phases total est contrôlé et les résultats selon d) sont rapprochés. 4. Procédé selon les revendications 1 a 3, caractérisé en ce que les mesures selon a) a d) sont automatisées. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 a 4, caractérisé par trois canaux d'essai (1, 2, 3), reliés à un bloc de liaison (11), le canal (1) étant destiné aux défauts géométriques, le canal (2) aux défauts ferromagnétiques de grande surface et le canal (3) aux défauts ferromagnétiques courts, tandis que chacun des trois canaux (1, 2, 33 est relié à un système de bobines d'essai respectif (4, 5, 6), à savoir un système (4) composé d'une bobine différentielle extérieure avec magnétisation de saturation superposée, un système (5) composé d'une bobine absolue extérieure avec magnétisation synchronisée superposée, inférieure à 40 A/cm, et un système (6) composé d'une bobine différentielle extérieure sans magnétisation superposée.