UT - TOFD - Généralités

DESCRIPTION DE LA TECHNIQUE

 Les contrôles TOFDT (Time Of Flight Diffraction Technique) sont couramment utilisés en CND. Ils mettent en jeu deux capteurs ultrasonores générant des faisceaux dans des directions opposées : un pour l’émission et l’autre pour la réception. Cette technique permet de dimensionner des défauts de type fissure en exploitant le ou les échos de diffraction par les extrémités de la fissure. Les signaux reçus sont alors multiples : onde latérale, échos de diffraction des bords hauts et bas, et échos de géométrie (exemple : fond de la pièce). Les images ci-dessous schématisent le principe de la technique TOFDT et montrent un exemple d’échos typiques mesurés expérimentalement.

 

 

DÉFINITIONS

 

PCS

La distance séparant les deux capteurs est nommée le PCS (Probe Center Space). En immersion, le PCS correspond à la distance entre chacun des points d’impact du faisceau sur la pièce. Pour les configurations au contact, il s’agit de la distance entre les points d’émergence du faisceau dans la pièce.

 

 

La valeur du PCS influe sur la position du point de croisement des faisceaux ultrasonores dans la pièce. Plus le PCS est grand, plus la profondeur du point de croisement est importante.

 

 

Une variation du PCS s’accompagne également d’une variation de l’angle d’attaque (d’incidence) du faisceau ultrasonore par rapport à la normale au défaut.

 

Point de croisement

L’axe théorique des ondes longitudinales réfractées dans la pièce par le capteur en émission croise celui du capteur en réception en un point que l’on nommera dans la suite « point de croisement des axes L ». Ce point ainsi que la « profondeur du point de croisement des axes L » associée sont illustrés sur la figure ci-dessous :

 

 

On définit de la même façon le point de croisement des axes théoriques des ondes transversales réfractées dans la pièce par « point de croisement des axes T ».

 

Angles de réfraction et angles d’incidence sur les bords haut et bas du défaut

On nomme « angle de réfraction sur le bord haut/bas » du défaut l’angle de réfraction du rayon partant du point d’impact du capteur émetteur/récepteur et atteignant le bord haut/bas du défaut. A partir de ces angles sont définis les angles d’incidence sur les bords haut et bas du défaut. Ces angles sont souvent utilisés en TOFDT et représentés sur la figure ci-dessous :

 

 

Temps de vol

Le temps de vol correspond au temps que mettent les ultrasons pour aller du capteur émetteur au capteur récepteur. Dans cette étude, les temps de vol sont déterminés à partir des temps de vol absolus mesurés au maximum du signal redressé, comme indiqué sur la figure suivante. Le temps initial correspond au moment où les ultrasons sont émis par la pastille piézo-électrique émettrice. Les temps de vol expérimentaux et simulés prennent en compte le temps de propagation des ondes dans le sabot, nommé « retard palpeur ».

 

 

Phase des échos sur les bords haut et bas du défaut

Les échos de diffraction des bords haut et bas d’une entaille sont généralement en opposition de phase. Ce comportement est reproduit en simulation. Nous le mettrons en évidence lors des comparaisons réalisées.

 

 

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