Brevet FR2651040A1 — publié le 19910222

one a courants de Foucault pour le contrôle de profilés creux en matière ferromagnétique. L'invention concerne une nouvelle sonde à courants de Foucault pour la recherche de défauts et la mesure d'épaisseur par l'intérieur ou l'extérieur de produits tubulaires de formes diverses (tubes et profilés creux, ovales, carrés, rectangulaires, cannelés..) et en matériaux magnétiques. La technique des courants de Foucault est couramment utilisée pour le contrôle des tubes conducteurs et non magnétiques. La fréquence d'examen est choisie afin d'obtenir un déphasage de 900 entre les signaux de défauts internes et les signaux de défauts externes. A cette fréquence la profondeur de pénétration des courants de Foucault est proche de l'épaisseur de la pièce. A partir de leur signal, les défauts rencontrés dans une pièce sont quantifiés et positionnés en profondeur. D'autre part cette technique de contrôle permet un suivi de l'épaisseur du produit. Le contrôle de produits tubulaires en matériau conducteur et magnétique est beaucoup plus délicat. En effet, de par les valeurs élevées de perméabilité magnétique, les courants de Foucault ne pénètrent pas ces matériaux, rendant la détection de défauts dans ces produits et la mesure d'épaisseur très difficile. Par ailleurs, les variations de perméabilité magnétique du produit génèrent des signaux qui peuvent être interprétés comme des défauts. Dans le cas spécifique du contrôle par l'extérieur des produits tubulaires, ces problèmes sont résolus en utilisant des unités de saturation magnétique. Ces unités lourdes et encombrantes ne peuvent être utilisées qu'en poste fixe et à l'extérieur des produits. Pour ces raisons, le contrôle n'est effectué qu'en cours de fabrication. On connait le brevet NO 2247726 qui a décrit en son temps un procédé pour le contrôle par l'intérieur de produits tubulaires, mais ce procédé ne s'applique qu'à des produits tubulaires très minces ou peu ferromagnétique (champ magnétique trop faible pour saturer) et la force à appliquer à la sonde pour la faire translater (phénomène de collage magnétique) est trop importante pour que le contrôle soit possible. La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle par courants de Foucault intégrant'la sonde de mesure et l'unité de saturation magnétique dans un volume de petites dimensions. Ces sondes permettent le contrôle par l'intérieur de produits creux, magnétiques, d'un diamètre intérieur minimum de 8 mm et d'épaisseur de 0 à 3 mm. Ces sondes répondent de manière safaisante aux impératifs de contrôle - détection des défauts en profondeur - déphasage des signaux de défauts en fonction de leur profondeur - maniabilité et portabilité du dispositif - variation de perméabilité réduite à zéro - mesure d'épaisseur Ces sondes peuvent être utilisées par exemple pour le contrôle par l'intérieur des tubes montés sur différents échangeurs (condenseurs, réfrigérants,...) ou par l'extérieur sur tubes démontés en vue d'une expertise Aucun effort particulier n'est nécessaire pour faire translater la sonde. L'invention consiste à saturer magnétiquement la zone du produit en regard de la (ou les) bobine d'examen grâce à un champ magnétique unciforme, symétrique par rapport à la bobine. Ce champ est créé par un (ou des) aimant(s) de faible dimension à haute remanence magnétique, polarisé dans la direction de l'axe du produit. Le (ou les) aimant(s) sont en Neodyme Fer bore ou tout autre type de performance au moins égale. Suivant une particularité de l'invention, la (ou les) bobine(s) d'examen peut travailler en mode absolu, différen. tiel, simple fonction ou double fonction. Suivant une autre particularité de l'invention, il est possible pour affiner l'uniformité et la symétrie du champ magnétique de saturation, -d'utiliser de part et d'autre de (ou des) l'aimant des pièces en matériau à perméabilité magnétique élevé. Suivant une autre particularité de l'invention, il est possible de placer I' (ou les) aimant sous la (ou les) bobine d'examen et de part et d'autre de cette (ou ces) bobine. Suivant une autre particularité de l'invention, la (ou les) bobine d'examen peut être circonférentielle et de forme adaptée à la forme du produit, ou ponctuelle et d'axe perpendiculaire à l'axe du produit. Des formes d'exécution de l'invention sont représentées sur les dessins et sont décrites ci-dessous à l'aide de ces figures. La figure 1 est une vue en coupe d'une sonde circonférentielle pour le contrôle d'un tube par l'intérieur, deux enroulements de mesure (1 et 2), bobinés sur un corps isolant (3) sont disposés symétriquement par rapport à un axe (4) perpendiculaire à l'axe de révolution (5) du tube. Les bobinages sont reliés par le connecteur (6) et un câble de liaison, au générateur à courants de Foucauit. Le câble de liaison est introduit dans un tireur pousseur qui assure la translation de la sonde à l'intérieur du tube (7). La translation est facilitée par la forme du nez de sonde (8). Un aimant (9) est disposé sous les deux bobines de telle sorte que l'axe de symétrie des bobines. (4) soit un axe de symétrie de l'aimant. L'aimant permet de saturer magnétiquement la zone du matériau en regard des bobines. La direction d'aimantation de l'aimant est parallèle à l'axe longitudinal (5) du tube. Cette direction d'aimantation empêche la sonde d'adhérer au produit (champ magnétique transversal faible par rapport au champ magnétique longitudinal). Deux flasques (10 et 11) en matériau de perméabilité magnétique élevée sont placés aux 2 pôles de l'aimant et permettent d'augmenter l'uniformité du champ magnétique en regard des bobines (réluctance faible du circuit magnétique)-. Ces flasques peuvent être percés en leur centre. La figure 2 est une vue en coupe d'une sonde circonférentielle avec plusieurs aimants constituant le circuit de saturation magnétique. Les aimants (12 13 et 14) sont montés en série de manière à ce que leurs faces en contact s'attirent et sont aimantées dans la direction parallèle à l'axe longitudinal du produit. Ils sont placés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie (4) des bobines (15 et 16). La figure 3 représente une vue en coupe d'une sonde à bobinages d'examen circonférentiels (17 et 18) dans laquelle, l'unité de saturation est composée de plusieurs aimants (19 20 21) montés comme sur la figure 2. Ces aimants sont calculés au maximum de leur diamètre afin d'obtenir un champ magnétique le plus élevé possible (distance produit-aimant la plus faible possible). La figure 4 représente une vue en coupe d'une sonde interne à bobinages ponctuels pour le contrôle de tube par l'intérieur. Deux enroulements de mesure (22 et 23) bobinés sur un cylindre en ferrite sont montés de manière à créer un champ de direction perpendiculaire à l'axe du produit et symétriquement par rapport à un axe (4) perpendiculaire à l'axe du produit. Deux aimants (24 et 25) disposés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie des enroulements (4), sont montés en série de manière à ce que les faces en regard l'une de 1 'autre, s'attirent. Deux flasques (26 et 27) de perméabilité magnétique élevée disposés sur les faces extérieures de l'unité de saturation formée par les 2 aimants, referment les lignes due champ et en améliorent l'uniformité. L'aimantation de l'ensemble est de direction parallèle à l'axe du produit à contrôler. La sonde est entrainée en rotation autour de son axe longitudinal et permet un contrôle sur tout le périmètre du produit. La figure 5 représente une vue en coupe de la même sonde avec une unité de saturation étudiée pour un maximum de champ magnétisant. Les aimants (28 29 30) sont montés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie (4) de la bobine (31). Deux flasques en matériau de perméabilité magnétique élevée peuvent être disposés comme sur la figure 4. Pour des vitesses de rotation élevées de la sonde autour de son axe longitudinal, il est possible de placer l'unité de saturation sur roulements à billes. La figure 6 représente une vue en coupe d'une sonde circonférentielle pour le contrôle d'un tube par l'extérieur. Les bobines circonférentielles d'examen (32 et 33) sont placées symétriquement par rapport à un axe (4) perpendiculaire à l'axe principal du produit à contrôler (34). Un aimant (35) est placé symétriquement par rapport à l'axe de symétrie des bobines. Sa direction d'aimantation est parallèle à l'axe principal du produit. REVENDICATIONS 1) Sonde à courants de Foucault pour la détection de défauts et la mesure d'épaisseur par l'intérieur ou l'extérieur de tubes et profilés creux, en matériaux paramagnétiques et ferromagnétiques, par saturation magnétique locale, caractérisée en ce qu'elle comprend - Un ou plusieurs bobinages de mesure (1 et 2) - Un corps de sonde (3) adapté aux différentes configurations géométriques des surfaces d'examen pour permettre le contrôle par déplacement réciproque du bobinage par rapport au produit à contrôler. - Un ou plusieurs aimants en Neodyme-Fer bore (NdFeB) ou tout autre aimant de performances au moins équivalentes, de direction d'aimantation parallèle à l'axe longitudinal (5) du produit à contrôler et disposés de manière à ce que l'axe de symétrie (4) du (ou des) bobinage soit également un axe de symétrie de (ou des) aimant. 2) Sonde selon la revendication 1 caractérisée en ce qu' elle comprend - Un ou plusieurs bobinages (17 et 32) dont la surface. extérieure et/ou intérieure épouse la forme de la surface d'examen pour le contrôle à l'intérieur ou llextérieur du produit par translation de la sonde ou du produit. 3) Sonde selon la revendication 1 caractérisée en ce qu' elle comprend - 1 ou plusieurs bobinages (31), créant un champ magnétique de direction perpendiculaire à l'axe longitudinal du produit, pour le contrôle externe ou interne par rotation, de la-sonde ou du produit autour de leur axe principal (5). 4) Sonde selon l'une quelconque des revendications précèdentes caractérisée en ce qu'elle comprend - Un ensemble de plusieurs aimants (28 29 30) montés en série Nord Sud Nord Sud ..., en contact ou séparés l'un par rapport à l'autre, de direction d'aimantation parallèle à l'axe longitudinal du produit à contrôler, et disposé de manière à ce que l'axe de symétrie (4) du (ou des) bobinage(s) correspond à l'axe de symétrie de l'ensemble d'aimants. 5) Sonde selon l'une quelconque des revendications précèdentes, caractérisée en ce qu'elle comprend - Deux flasques (26 et 27) pleins ou creux, en matériaux à haute perméabilité magnétique, disposés sur les deux pôles extérieurs de l'aimant ou de l'ensemble des aimants.