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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2512554A1
Family ID 2015285
Probable Assignee Mannesmann Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE DE DETECTION DES DEFAUTS DES PIECES METALLIQUES,
NOTAMMENT DES PIECES D'ACIER, PAR LES ULTRASONS
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE DETECTION, SUR DES PIECES
METALLIQUES, DE DEFAUTS PARALLELES AUX SURFACES ET PROCHES DE LA
SURFACE INTERNE, A L'AIDE D'ULTRASONS QUI TOMBENT PERPENDICULAIREMENT
AUX SURFACES DE LA PIECE.
UN SIGNAL D'ERREUR 12 DU A UN DEFAUT ET QUI EXCEDE UN NIVEAU
D'INDICATION DONNE FAIT DEBUTER UNE ZONE DE SURVEILLANCE 10 DES
SIGNAUX. L'ECHO 9 PRODUIT PAR LA FACE ARRIERE, QUI TOMBE DANS CETTE
REGION DE SURVEILLANCE, DECLENCHE UNE SIGNALISATION DE DEFAUT
LORSQU'IL EXCEDE UNE HAUTEUR PREDETERMINEE. AVEC CE PROCEDE, IL EST
POSSIBLE D'UTILISER DES INSTALLATIONS DE CONTROLE DEJA EXISTANTES
LORSQU'ON LES COMPLETE PAR UN CIRCUIT DE DIAPHRAGME.
Description
_________________________________________________________________
Procede de detection des defauts des 2 ieces metallicues O notamment
des -pieces d'acier, -par les ultrasons.
La presente invention se rapporte a un procede de detection de
defEauts des pieces metalliques, notamment des pieces en acier par les
ultrasons, en particulier de detection de defauts qui s'etendent
parallelement aux surfaces dans la region proche de la surface
interne, au moyen d'ondes ultrasonores qui tombent perpendiculaire-
ment aux surfaces de la piece Elle concerne egalement un appareil de
contr 8 le aux ultrasons pour la mise en oeuvre de ce procede.
Ainsi qu'il est connu, pour effectuer ce contr 8 le, on met en oeuvre
un procede de reflexion des impulsions dans lequel on surveille a
l'aide d'un diaphragme l'appa- rition d'affichages provenant de la
piece Toutefois, pour cela, la region d'exploration doit etre limitee
a l'epaisseur minimum de la paroi parce qutautrement, en presence
d'epaisseurs de parois egales a l'epaisseur admissible, certains echos
de la face arriere tombent dans le diaphragme et peuvent ainsi simuler
des defauts.
En raison de cette limitation, il n'est pas possible de contr 8 ler la
region de l'epaisseur de la paroi comprise entre l'epaisseur minimum
et l'epaisseur reelle de la pa- roi. Il est egalement connu
d'effectuer le contr 8 le des defauts interieurs par une mesure de
l'epaisseur de paroi effectuee par le procede du temps ecoule Dans ce
cas, les defauts sont indiques sous la forme de manque d'epaisseur de
la paroi Dans ce procede egalement, la region comprise entre
l'epaisseur minimum de la paroi et l'epaisseur reelle de cette paroi
reste incontrolee.
Ces controles peuvent etre elargis jusqu'a l'epais- seur reelle
actuelle de la paroi, par des systemes d'as- servissements
relativement compliques Toutefois, les installations necessaires pour
leur mise en oeuvre sont tres couteuses.
On connatt par ailleurs des detecteurs de sauts qui -2- comparent les
valeurs de mesure de l'epaisseur de paroi qui se succedent au cours de
la mesure de l'epaisseur de paroi et qui signalent, comme defauts
interieurs, les variations brusques ou sauts de valeurs d'une valeur
qui excede une certaine amplitude pouvant etre determinee a
1 'avance.
L'invention a plus particulierement pour but de creer un procede pour
la detection de defauts dans les pieces metalliques, notamment en
acieravec lequel le contr 8 le de la region comprise entre I'epaiseur
minimum et l'epaisseur reelle de la paroi puisse etre realise d'une
facon simple et reproductible a l'aide d'installa- tions de contr 8 le
a doublement deja existantes qui sont completees par l'appareil a
ultrasons suivant l'inven- tion.
Suivant l'invention, ce probleme est resolu par un procede de
detection de defauts des pieces metalliques notamment des pieces
acier, en particulier de defauts qui s'etendent parallelement aux
surfaces dans la region proche de la surface interne, a l'aide d'ondes
ultra- sonores qui tombent perpendiculairement aux surfaces de la
piece, ce procede etant caracterise en ce qu'un signal de defaut
resultant d'un defaut excedant un seuilpredetel- mine, fait debuter
une region de surveillance des signaux et en ce que l'echo de face
arriere qui se presente et qui tombe dans la region de surveillance
des defauts declenche une alarme de defaut si cet echo excede une
hauteur predeterminee.
L'invention permet aussi d'apporter d'une facon simple la preuve de
defauts par manque de matiere qui s'etendent parallelement a la
surface, qui se trouvent dans le voisinage de la surface interne, la
mise en oeuvre du procede impliquant l'utilisation d'appareils connus
en soi agences d'une facon appropriee.
Grace au procede selon l'invention, la fiabilite du controle aux
ultrasons peut ainsi etre augmenteesans qu'il soit necessaire
d'utiliser des appareils compliques.
12554
L'invention a encore pour objet un appareil a ultra- sons equipe d'un
circuit de diaphragme pour la mise en oeuvre de ce procede,caracterise
en ce que: a) le circuit de diaphragme comprend deux cirixts a seaiil
re- glables dont les entrees sont connectees l'une a l'autre de sorte
que les signaux electriques des deux circuits a seuil qui
correspondent aux signaux ultrasonores peu- vent ftre evalues
simultanement; b) la sortie du premier circuit a seuil est connec- tee
a l'entree d'un premier circuit ET a la deuxieme entree duquel est
connecte un circuit de temporisation declenche par le declencheur de
l'appareil a ultrasons et reglable; - c) la sortie du deuxieme circuit
a seuil est connec- tee a un deuxieme circuit ET a la deuxieme entree
duquel est connecte un deuxieme circuit de temporisation dont l'entree
de declenchement est connectee a la sortie du premier circuit ET.
Suivant une autre caracteristique de l'inventions la sortie du circuit
ET est connectee a l'entree d'exci- tation d'une bascule et en ce que
la sortie de cette bascule est connectee a l'entree de declenchement
du cir- cuit de temporisation.
Un mode de realisation de l'invention sera a present decrit en regard
des dessins annexes et d'un schema-blocs qui illustre le mode d'action
de l'appareil a ultrasons suivant l'invention.
Sur ces dessins: la figure 1 est une representation schematique du
controle aux ultrasons en presence de differentes epais- seurs de
parois et d'un petit defaut; la figure 2 est une representation
schematique de l'image apparaissant sur l'ecran de controle aux
ultrasons qui correspond a la position A de la tete de controle de la
figure 1; la figure 3 est une representation schematique de l'image
apparaissant sur l'ecran de contr 8 le aux ultrasons _ 4- qui
correspond a la position B de la tete de contr 8 le de la figure 1; la
figure 4 est une representation schematique de l'image apparaissant
sur l'ecran de controle aux ultra- sons qui correspond a la position C
de la tete de con- trole de la figure 1; la figure 5 est une
representation schematique d'un appareil de controle aux ultrasons;et
la figure 6 represente le circuit de diaphragme suivant l'invention.
Comme on l'a represente sur la figure 1, la piece 1 a controler est
exploree par la tete de controle 2 Dans cette operation, le son
penetre dans la piece 1 a travers la surface 3 de cette piece et il
est reflechi sur la surface opposee 4 La position A montre le contr 8
le d'une region depourvue de defauts et possedant une epaisseur de
paroi superieure a l'epaisseur minimum de paroi 5.
La position B montre le contr 8 le d'une region ne comportant pas de
defauts interieurs et possedant une epaisseur egale a l'epaisseur
minimum de, paroi 5 La position C illustre le controle d'une region
comportant un defaut 6 dans la region comprise entre l'epaisseur
minimum 5 et la surface 4.
La figure 2 est le-reflectogramme correspondant a la position A de la
figure 1 La surface 3 produit ici l'echo d'entree 7 Apres cet echo, un
diaphragme 8 sur- veille d'une facon connue la region qui s'etend
jusqu'a l'epaisseur minimum de paroi 5 L'echo de face arriere 9 ainsi
que sa repetition 11 sont produits par la surface 4 Suivant
l'invention, on forme le diaphragme 10 d'apres l'echo 9,quie W
epremier aecho qui suit l'echo de penetration 7.
La figure 3 montre le reflectogramme correspondant a la position B de
la figure 1 En raison de la plus faible epaisseur de paroi, on obtient
ici une image com- primee dans le sens de'l'axe des temps
comparativement a la figure 2.
Dans le cas represente sur la figure 4, un echo 12 resultant du defaut
6 se presente comme premier echo a la suite de l'echo d'entree 7 et
fait ainsi debuter le -5 diaphragme 10 L'echo 9 de la face arriere
tombe dans ce diaphragme 10 et, s'il excede un seuil non represente,
il declenche une signalisation de defaut.
Sur la figure 5, on a represente schematiquement un appareil a
ultrasons avec lequel le procede decrit ci- dessus peut etre mis en
oeuvre On a represente en 21 un declencheur qui commande l'emetteur 22
pour le declenche- ment d'impulsions electriques d'emission qui, a
leur tour, parviennent a la tete de controle 23 de sorte que cette
tete produit des impulsions ultrasonores qui sont couplees dans la
piece 24 et reflechies par des defauts 25, Les impulsions ultrasonores
reflechies sont transformees en impulsions electriques dans la tete de
controle 23 et elles atteignent l'amplificateur 26 puis, d'une part,
elles apparaissent sur un appareil de visualisation 27 et, d'autre
part, elles sont acheminees a un afficheur de signaux de defauts 29
par l'intermediaire du circuit de diaphragme 28.
Le circuit de diaphragme 28 suivant l'invention est represente a la
figure 6 Il est essentiellement compose de deux circuits a seuil 81 et
82 dont chacun a son tour est compose d'un comparateur 811, 821 et
d'un generateur de seuil 812 ou 822 Les sorties des circuits a seuil
sont connectees chacune a une entree d'un circuit ET 83, 84
respectivement.
A l'autre entree de chacun de ces circuits ET est connecte un circuit
de temporisation 85 ou 86 Avec ces circuits de temporisation, on peut
regler individuelle- ment les fenetres de temps Les deux circuits de
tempo- risation 85, 86 sont declenchables Le circuit de tempo-
risation 85 est declenche par le declencheur 21 (voir figure 5) et le
circuit de temporisation 86 est declenche par le signal de sortie du
circuit ET 83 Une bascule RS est de preference intercalee entre le
circuit ET 83 et l'entree de declenchement du circuit de temporisation
86.
L'entree de remise a zero de cette bascule est egalement connectee au
declencheur 21.
12554
_ 6 _ Dans la suite, on decrira brievement le mode dtaction du circuit
de diaphragme de la figure 6.
L'impulsion provenant du declencheur 21 marque le debut d'un cycle de
contr 8 le et determine de cette facon le declenchement du circuit de
temporisation 85 ainsi que l'effacement de la bascule 87.
La periode temps est reglee de maniere a correspondre a toute la plage
de variation de l'epaisseur de paroi a contr 8 ler Si, maintenant, le
signal echo parvenant au circuit a seuil 81 excede la valeur seuil qui
a ete fixee par le generateur de seuil 812 et que ce signal se trouve
dans la periode qui a ete prealablement reglee au moyen du circuit de
temporisation 85, la bascule 87 est excitee et le circuit de
temporisation 86 est alors declenche de sorte que la fenetre de temps
s'ouvre apres ecoulement d'une difference de temps prealablement
reglee Cette difference de temps est de preference choisie de maniere
a correspondre approximativement a la largeur de l'echo de face
arriere La duree pendant laquelle le circuit de temporisation 86 est
ouvert devrait ici egalement corres- pondre a la plage maximum de
fluctuation de l'epaisseur
-de paroi.
Si la matiere a controler ne presente pas de defauts qui excedent le
seuil qui a ete fixe au moyen du genera- teur de seuil 812, l'echo de
face arriere declenche seu- lement une excitation de la bascule 87
Dans ce cas, le circuit de temporisation 86 ne s'ouvre donc qu'apres
l'ap- parition de l'echo de la face arriere de sorte qu'il ne se
presente pas de signaux a la sortie de circuit ET 84.
Au contraire, si le signal d'echo d'un defaut excede le seuil du
circuit a seuil 81, la bascule 87 declenche le circuit de
temporisation 86 avant meme l'apparition de l'echo de face arriere et,
lors de l'apparition de cet echo et si celui-ci excede le seuil fixe a
l'avance par le generateur de seuil 822, il declenche un signal de de-
faut. 7- Ainsi qu'il ressort de l'expose donne ci-dessus, la bascule
87 n'a essentiellement pour fonction que d'empecher un declenchement
multiple du circuit de tem- porisation 86 place en aval dans les
limites d'un cycle de controle. Il est egalement concevable d'utiliser
le procede dans le cas de pieces non metalliques.
12554
_ 8 _
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Procede de detection de defauts des pieces me-talliques notamment
des pieces acier, en particulier de defauts qui s'etendent
parallelement aux surfaces dans la region proche de la surface
interne, a l'aide d'ondes ultrasonores qui tombent perpendiculairement
aux surfaces de la piece, ce procede etant caracterise en ce qu'un
signal de defaut resultant d'un defaut excedant un seuil predetermine,
fait debuter une region de surveillance des signaux et en ce que
l'echo de face arriere qui se presente et qui tombe dans la region de
surveillance des defauts declenche une alarme de defaut si cet echo
excedeune hauteur predeterminee.
2. Appareil a ultrasons equipe d'un circuit de diaphragme pour la mise
en oeuvre du procede suivant la revendication 1, caracterise en ce
que:a) le circuit de diaphragme ( 28) comprend deux cir-cuits a seuil
reglables ( 81,82) dont les entrees sontconnectees l'une a l'autre de
sorte que les signaux elec-tric des deux circuits a seuil ( 81, 82)
qui corres-pondent aux signaux ultrasonores peuvent etre evalues
simultanement; b) la sortie du premier circuit a seuil ( 81) est
connectee a l'entree d'un premier circuit ET ( 83),a ladeuxieme entree
duquel est connecte un circuit de tem-porisation ( 85) declenche par
le declencheur ( 21) de l'appareil a ultrasons et reglable; c) la
sortie du deuxieme circuit a seuil ( 82) est connectee a un deuxieme
circuit ET ( 84),a la deuxiemeentree duquel est connecte un deuxieme
circuit de tem-porisation ( 86) dont l'entree de declenchement est
connec-tee a la sortie du premier circuit ET ( 83).
3. Appareil a ultrasons suivant la revendication 29 caracterise en ce
que la sortie du circuit ET ( 83) est connectee a l'entree
d'excitation d'une bascule RS ( 87)et en ce que la sortie Q de cette
bascule ( 87) est con-nectee a l'entree de declenchement du circuit de
tempo-risation ( 86).
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