Les jauge d'épaisseur à ultrasons (mesureurs d'épaisseur à ultrasons, contrôleurs d'épaisseur à ultrasons, jauges UT, etc.) mesurent l'épaisseur de paroi de matériaux tels que l'acier, le plastique et autres grâce à la technologie ultrasonore. Les jauges d'épaisseur à ultrasons sont idéales pour mesurer les effets de la corrosion ou de l'érosion sur les réservoirs, les tuyauteries ou toute structure dont l'accès est limité à un seul côté. Les modèles à échos multiples traversant la peinture (UTG M) mesurent l'épaisseur de métal d'une structure peinte sans qu'il soit nécessaire d'éliminer le revêtement.
Les techniques de mesure d'épaisseur par ultrasons sont utilisées pour mesurer une large gamme de substrats et d'applications concernant la perte d'épaisseur de matériau due à la corrosion ou à l'érosion. Les jauges d'épaisseur à ultrasons sont conçues pour mesurer l'épaisseur de substrats métalliques (fonte, acier et aluminium) et non métalliques (céramiques, plastiques et verre), ainsi que de tout autre conducteur d'ondes ultrasonores pourvu qu'il présente des surfaces supérieure et inférieure relativement parallèles.
Une jauge d'épaisseur à ultrasons facilite l'inspection rapide de l'épaisseur de grandes structures métalliques à de petits intervalles de mesure, fournissant ainsi une cartographie d'épaisseur très détaillée d'une surface balayée. Lorsque l'accès n'est possible que depuis un seul côté du substrat, la mesure d'épaisseur de paroi par ultrasons constitue la méthode la plus efficace pour surveiller les effets de l'érosion ou de la corrosion, et s'avère essentielle tant pour l'assurance qualité que pour le contrôle qualité.
Les sondes de corrosion mesurent l'épaisseur de paroi de matériaux tels que l'acier, le plastique, etc. Les jauges d'épaisseur à ultrasons sont idéales pour mesurer les effets de la corrosion ou de l'érosion sur les réservoirs, les conduites ou toute structure où l'accès est limité à un seul côté.
PosiTector UTG C
Corrosion avec sonde à câble
PosiTector UTG CA
Corrosion avec sonde monobloc
PosiTector UTG CX
Corrosion avec sonde Xtreme
Le mesureur d'épaisseur à ultrasons est doté d'une fonction de mesure à travers la peinture permettant de mesurer rapidement et avec précision l'épaisseur de métal d'une structure peinte sans avoir à retirer le revêtement. Idéal également pour la mesure de matériaux sablés et d'autres applications nécessitant une face d'usure plus résistante.
Sondes d'épaisseur à ultrasons à basse fréquence pour mesurer l'épaisseur de paroi de matériaux atténuateurs tels que la fonte grise/ductile, l'aluminium moulé et le zinc moulé.
Les épaisseurs à ultrasons de précision sont conçues pour des mesures à haute résolution et des matériaux minces, notamment les métaux et les plastiques. Le mode échos multiples automatique garantit une précision optimale sur les métaux minces.
L'érosion est le processus par lequel un revêtement protecteur ou un substrat est usé par la friction résultant d'une interaction mécanique répétitive. Les causes typiques de l'érosion comprennent la cavitation, l'impact de particules liquides ou solides et le mouvement relatif contre des surfaces solides ou des fluides en contact.
La corrosion est le processus par lequel un substrat et ses propriétés sont endommagés ou altérés par une action ou un changement chimique. Dans les métaux, la détérioration attribuée à la corrosion est le plus souvent causée par un processus d'oxydation.
L'utilisation de méthodes de contrôle non destructif permet de minimiser les risques pour la sécurité, de garantir la conformité aux normes et de réduire la fréquence des réparations majeures (et par conséquent les coûts). À titre d'exemple, les applications maritimes présentent un risque important de défaillance catastrophique du substrat due à une corrosion ou une érosion non détectée. Cependant, les coûts associés aux dommages par corrosion ou érosion peuvent être plus insidieux. Prenons le cas d'une pale d'hélice ayant subi une usure ou des dommages. L'impact probable est une diminution du rendement de l'hélice, se traduisant directement par une baisse de puissance et une augmentation de la turbulence (vibration). Cela entraîne une diminution de la vitesse maximale et une augmentation de la consommation de carburant. De plus, la cavitation provoquée par l'hélice endommagée crée un environnement environnant encore plus destructeur pour l'hélice elle-même.
Pour plus d'informations sur les essais d'épaisseur par ultrasons, lisez notre article « Mesure des effets de l'érosion et de la corrosion » ici.
À l'aide de jauges d'épaisseur à ultrasons, il est possible d'effectuer une mesure précise de l'épaisseur de paroi résiduelle d'un substrat sur des tuyaux, des récipients sous pression, des réservoirs de stockage, des chaudières ou d'autres équipements sujets à l'érosion ou à la corrosion.
Bien que de nombreuses industries soient touchées par l'érosion et la corrosion, l'atmosphère marine constitue l'un des environnements corrosifs les plus agressifs. Les vitesses de corrosion sont influencées par plusieurs facteurs, notamment l'eau de mer, l'humidité, le vent, la température, les polluants atmosphériques et les organismes biologiques. L'érosion est également fréquente dans les applications marines en raison de l'abrasion causée par l'impact de l'eau et des particules contaminantes, de l'impact dynamique dû à la turbulence des liquides à grande vitesse, ainsi que de la cavitation provoquée par les ondes de pression générées par les bulles d'air. L'érosion n'affecte pas seulement le substrat lui-même, elle peut aussi endommager les revêtements de protection, augmentant ainsi le risque de corrosion du substrat. Navires, marinas, pipelines, structures offshore et usines de dessalement sont autant d'installations exposées à divers degrés d'érosion et de corrosion marines.
La jauge d'épaisseur à ultrasons PosiTector UTG C (Corrosion) à écho simple utilise un transducteur à double élément, un trajet en « V » focalisé et une compensation du trajet en V pour mesurer avec précision l'épaisseur des métaux présentant une forte corrosion ou des piqûres. La sonde à écho simple UTG C ne néglige pas l'épaisseur du revêtement extérieur : pour une précision de mesure optimale, il peut être nécessaire d'éliminer tout revêtement présent au point de mesure.
La sonde de la jauge d'épaisseur à ultrasons PosiTector UTG M (Multi-écho) utilise un transducteur à élément unique pour mesurer avec précision l'épaisseur métallique d'une structure neuve ou légèrement corrodée tout en s'affranchissant de l'épaisseur des revêtements de protection. Le faisceau ultrasonore se propage en ligne droite jusqu'à la paroi arrière du matériau à 90° par rapport à la surface. Lorsque trois échos de paroi arrière consécutifs sont détectés, la sonde effectue un calcul temporel afin de soustraire l'épaisseur du revêtement de la lecture de la jauge.
La sonde PosiTector UTG P (Précision) utilise un transducteur à ligne à retard à élément unique pour mesurer avec précision l'épaisseur des matériaux minces, y compris les plastiques et les métaux. Elle bascule automatiquement entre les modes écho simple et écho multiple selon le matériau et l'épaisseur.
Le tableau ci-dessous indique les vitesses ultrasonores en ondes longitudinales de certains matériaux couramment mesurés par les jauges d'épaisseur à ultrasons. Les vitesses spécifiques des matériaux peuvent varier en raison de la température, de la composition, de la structure cristalline et d'autres facteurs. Pour une précision optimale, vérifiez la vitesse sur un échantillon d'épaisseur connue.
Sélectionnez dans une liste de vitesses de matériaux préprogrammées courantes ou saisissez la vôtre en toute simplicité.
PosiTector UTG émet une impulsion ultrasonore dans le matériau à mesurer. Cette impulsion traverse le matériau vers l'autre face. Lorsqu'elle rencontre une interface telle que l'air (paroi arrière) ou un autre matériau, l'impulsion est réfléchie vers la sonde. Le temps requis pour que l'impulsion se propage à travers le matériau est mesuré par la jauge d'épaisseur à ultrasons, représentée par t1 et t2 ci-dessous.
Les sondes PosiTector UTG C à écho simple sont dotées d'un transducteur à double élément avec compensation automatique du trajet en V. L'épaisseur est déterminée en mesurant t1 (non revêtu) ou t2 (revêtu), en la divisant par deux, puis en la multipliant par la vitesse du son dans ce matériau (acier). Voir la Figure 1.
Figure 1
Pour les matériaux non revêtus, t1 est directement lié à l'épaisseur du matériau. Lorsqu'un matériau est revêtu, le temps de propagation augmente et est représenté ci-dessus par t2.
Les revêtements tels que la peinture présentent une vitesse du son inférieure à celle du métal. Par conséquent, la technique à écho simple produit un résultat d'épaisseur supérieur à l'épaisseur combinée réelle du revêtement et du métal. Le résultat inclura une valeur d'épaisseur de peinture significativement plus élevée et inconnue. Il ne s'agit donc pas simplement de mesurer l'épaisseur de la peinture pour la soustraire du résultat de la mesure à écho simple.
Les sondes d'épaisseur à ultrasons PosiTector UTG M et UTG P en mode écho multiple déterminent l'épaisseur en mesurant le temps écoulé entre au moins trois échos de paroi arrière consécutifs.
Figure 2
Sur la figure 2 ci-dessus, le mode à échos multiples mesure uniquement le temps écoulé entre les échos. Que l'acier soit revêtu ou non, tous les intervalles de temps entre les échos sont identiques. En mode à échos multiples, le mesureur d'épaisseur détermine l'épaisseur en mesurant t1 + t2 + t3, en divisant le tout par six, puis en multipliant par la vitesse du son propre à ce matériau. Le calcul d'épaisseur effectué par l'instrument constitue ainsi une mesure précise de la seule épaisseur d'acier, en faisant abstraction de l'épaisseur du revêtement.
La vitesse du son s'exprime en pouces par microseconde ou en mètres par seconde. Elle varie selon les matériaux. Par exemple, le son se propage plus rapidement dans l'acier (~0,233 in/µs) que dans le plastique (~0,086 in/µs).
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