Brevet FR3134453A1 — publié le 20231013

L’invention concerne un dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) de conduites tubulaires (2) par ultrasons comportant : - un bâti (100) comprenant des éléments de support (120, 130) aptes à supporter une dite conduite (2) ; - une tête de mesure (200) montée mobile à coulissement de manière motorisée vis-à-vis dudit bâti le long de la paroi tubulaire et comprenant un corps annulaire (210) apte à venir entourer cette paroi, la tête de mesure comportant en outre au moins un appareil de mesure monté mobile à coulissement sur ledit corps annulaire, chaque dit appareil comprenant une sonde à ultrasons apte à mesurer l’épaisseur de ladite paroi tubulaire au niveau d’une zone de mesure se trouvant à son contact, ainsi qu’un injecteur équipé d’une buse apte à éjecter un fluide couplant sur ladite paroi tubulaire au niveau de chaque dite zone de mesure avant sa mise en contact avec ladite sonde. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur de conduites tubulaires par ultrasons La présente invention concerne d’une manière générale la problématique de la mesure de l’épaisseur de conduites tubulaires destinées au transport de fluides. Les conduites tubulaires métalliques constitutives des pipelines de certains installations industrielles ont tendance à se corroder et/ou à s’éroder au niveau de leur surface interne du fait à la circulation en continu de liquides ou de gaz à l’intérieur de ces dernières durant de longues périodes de temps. Cette perte de matière due à la corrosion et/ou l’érosion entraine une réduction de l’épaisseur de la paroi tubulaire de ces conduites pouvant générer à terme des fuites ponctuelles de fluide et/ou leur détérioration. Afin de garantir l’intégrité de ces conduites, la réglementation impose de procéder régulièrement à des inspections au cours desquelles leur épaisseur doit être mesurée en de nombreux points de contrôle. Ces mesures régulières qui permettent notamment de déterminer précisément leur amincissement et d’estimer leur durée de vie restante, doivent être réalisées par des méthodes non destructives afin de ne pas endommager les conduites. On utilise ainsi généralement des sondes à ultrasons opérées manuellement par un ou plusieurs opérateurs. Les ultrasons sont des ondes mécaniques qui se propagent dans les milieux élastiques. Lorsque ces ondes rencontrent une interface entre deux milieux de natures différentes, il y a réflexion de tout ou partie de l’onde incidente. Une telle sonde à ultrasons comprend un émetteur ultrasonique couplé à un récepteur ultrasonique. L’émetteur émet une onde ultrasonore à partir de la face externe accessible de la paroi tubulaire de la conduite qui se réfléchit partiellement sur sa face interne de sorte à revenir impacter le récepteur. L’épaisseur de la paroi tubulaire peut alors être déterminée en multipliant la vitesse de propagation connue de l’onde ultrasonore dans la matière (celle-ci étant par exemple de l’ordre de 5920 m/s dans l’acier) par le délai séparant l’émission de cette onde de la réception de son écho réfléchi. Malheureusement, les ondes ultrasonores émises pour réaliser ces mesures d’épaisseur sont très sensibles à la présence de lames d’air intercalées entre la sonde et la face externe de la paroi de la conduite. Outre les effets d’atténuation, l’air présente une impédance acoustique très différente de celle de la plaque d’usure de la sonde et du matériau constitutif de la conduite inspectée, de sorte que la présence ne serait-ce que d’une très fine lame d’air entre la sonde et la face externe de la paroi de la conduite peut empêcher la transmission efficace de l’énergie sonore de l’onde émise dans la paroi de cette conduite. C’est pourquoi il est indispensable d’apposer sur la zone de mesure, préalablement à au positionnement de la sonde, un fluide de couplage permettant d’éviter la présence de telles lames d’air intercalées, de sorte à optimiser la transmission de l’énergie sonore de l’onde ultrasonore entre la sonde et la paroi tubulaire de la conduite. Ces fluides de couplage se présentent généralement sous la forme de liquides, de gels ou de pâtes non toxiques et moyennement visqueux. Cette multiplicité d’opérations manuelles à répéter par l’opérateur pour chaque mesure d’épaisseur à réaliser sur une conduite rend ces phases de contrôle particulièrement consommatrices en temps et donc couteuses. La présente invention vise donc à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un dispositif automatisé de mesure d’épaisseur de conduites tubulaires par ultrasons caractérisé en ce qu’il comporte : - un bâti comprenant des éléments de support aptes à supporter une dite conduite ; - une tête de mesure montée mobile à coulissement de manière motorisée vis-à-vis dudit bâti le long de la paroi tubulaire de ladite conduite et comprenant un corps annulaire apte à venir entourer ladite paroi tubulaire, cette tête de mesure comportant en outre au moins un appareil de mesure monté mobile à coulissement sur ledit corps annulaire, chaque dit appareil de mesure comprenant une sonde à ultrasons apte à mesurer l’épaisseur de ladite paroi tubulaire au niveau d’une zone de mesure se trouvant à son contact, ainsi qu’un injecteur équipé d’une buse apte à éjecter un fluide couplant sur ladite paroi tubulaire au niveau de chaque dite zone de mesure avant sa mise en contact avec ladite sonde. Le dispositif selon l’invention permet ainsi de mesurer de manière automatisée et avec une grande fiabilité l’épaisseur de la paroi tubulaire d’une conduite en de nombreuses zones réparties sur la longueur de cette paroi. Selon des caractéristiques préférées dudit dispositif automatisé de mesure d’épaisseur selon l’invention : - ladite tête de mesure comporte plusieurs dits appareils de mesure agencés sur ledit corps annulaire en étant répartis angulairement de manière régulière autour de l’axe de ce corps ; - ladite tête de mesure comporte deux premiers dits appareils de mesure alignés selon un premier axe de coulissement ; - lesdits deux premiers appareils de mesure sont agencés de sorte que leurs sondes soient alignées suivant un premier axe vertical traversant l’axe dudit corps annulaire, et de sorte que leurs injecteurs soient également alignés suivant un second axe vertical décalé d’un écartement prédéterminé vis-à-vis de ce premier axe vertical ; - ladite tête de mesure comporte deux seconds dits appareils de mesure alignés selon un second axe de coulissement ; - lesdits deux seconds appareils de mesure sont agencés de sorte que leurs sondes soient alignées suivant un premier axe horizontal traversant l’axe dudit corps annulaire, et de sorte que leurs injecteurs soient également alignés suivant un second axe horizontal décalé d’un écartement prédéterminé vis-à-vis de ce premier axe horizontal ; - ladite tête de mesure est également montée mobile à coulissement de manière motorisée selon des directions transversale et verticale ; - ledit dispositif comporte des capteurs de distance aptes chacun à mesurer la distance le séparant de ladite paroi tubulaire de la conduite de sorte à permettre de réaliser le centrage de cette paroi tubulaire sur l’axe dudit corps annulaire ; - lesdits capteurs de distance sont agencés sur ledit corps annulaire en étant répartis angulairement de manière régulière autour de l’axe de ce corps ; et/ou - ledit dispositif comporte des moyens de mesure de la longueur de ladite paroi tubulaire de la conduite. L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d’un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : représente une vue en perspective de trois quart d’un dispositif automatisé selon l’invention de mesure d’épaisseur de conduites tubulaires par ultrasons ; est un agrandissement sous un autre angle d’une partie du dispositif de la ; représente une vue en perspective de la tête de mesure du dispositif de la ; est une vue en perspective de l’un des appareils de mesure que comporte la tête de mesure de la ; et représente une vue en perspective sous un autre angle de l’appareil de mesure de la . Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) de conduites tubulaires (2) par ultrasons caractérisé en ce qu’il comporte : - un bâti (100) comprenant des éléments de support (120, 130) aptes à supporter une dite conduite (2) ; - une tête de mesure (200) montée mobile à coulissement de manière motorisée vis-à-vis dudit bâti (100) le long de la paroi tubulaire (3) de ladite conduite (2) et comprenant un corps annulaire (210) apte à venir entourer ladite paroi tubulaire (3), cette tête de mesure (200) comportant en outre au moins un appareil de mesure (230, 231, 232, 233) monté mobile à coulissement sur ledit corps annulaire (210), chaque dit appareil de mesure (230, 231, 232, 233) comprenant une sonde à ultrasons (235) apte à mesurer l’épaisseur de ladite paroi tubulaire (3) au niveau d’une zone de mesure se trouvant à son contact, ainsi qu’un injecteur (237) équipé d’une buse (237A) apte à éjecter un fluide couplant sur ladite paroi tubulaire (3) au niveau de chaque dite zone de mesure avant sa mise en contact avec ladite sonde (235). Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tête de mesure (200) comporte plusieurs dits appareils de mesure (230, 231, 232, 233) agencés sur ledit corps annulaire (210) en étant répartis angulairement de manière régulière autour de l’axe de ce corps (210). Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tête de mesure (200) comporte deux premiers dits appareils de mesure (230, 231) alignés selon un premier axe de coulissement. Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits deux premiers appareils de mesure (230, 231) sont agencés de sorte que leurs sondes (235) soient alignées suivant un premier axe vertical (V 1 ) traversant l’axe (A) dudit corps annulaire (210), et de sorte que leurs injecteurs (237) soient également alignés suivant un second axe vertical (V 2 ) décalé d’un écartement prédéterminé (e) vis-à-vis de ce premier axe vertical (V 1 ). Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) selon l’une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite tête de mesure (200) comporte deux seconds dits appareils de mesure (232, 233) alignés selon un second axe de coulissement. Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits deux seconds appareils de mesure (232, 233) sont agencés de sorte que leurs sondes (235) soient alignées suivant un premier axe horizontal (H 1 ) traversant l’axe (A) dudit corps annulaire (210), et de sorte que leurs injecteurs (237) soient également alignés suivant un second axe horizontal (H 2 ) décalé d’un écartement prédéterminé (e) vis-à-vis de ce premier axe horizontal (H 1 ). Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite tête de mesure (200) est également montée mobile à coulissement de manière motorisée selon des directions transversale et verticale. Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte des capteurs de distance (250, 251, 252) aptes chacun à mesurer la distance le séparant de ladite paroi tubulaire (3) de la conduite (2) de sorte à permettre de réaliser le centrage de cette paroi tubulaire (3) sur l’axe dudit corps annulaire (210). Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits capteurs de distance (250, 251, 252) sont agencés sur ledit corps annulaire (210) en étant répartis angulairement de manière régulière autour de l’axe de ce corps. Dispositif automatisé de mesure d’épaisseur (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de mesure (140) de la longueur de ladite paroi tubulaire (3) de la conduite (2).