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Technique de diffraction du temps de vol (TOFD)

1970
  • Maurice G. Silk
Technicien effectuant un test de diffraction du temps de vol sur un joint de soudure dans un laboratoire.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La diffraction par temps de vol (TOFD) est une technique de haute précision. ultrasonique technique de détection et de dimensionnement des défauts. Elle utilise des sondes émettrices et réceptrices séparées. Au lieu de mesurer l'amplitude d'une forte réflexion sur la face d'un défaut, le TOFD mesure le temps d'arrivée des ondes beaucoup plus faibles diffractées par les pointes supérieure et inférieure du défaut, ce qui permet une mesure précise de la taille à travers la paroi.

La méthode TOFD représente une avancée significative par rapport aux techniques ultrasonores conventionnelles basées sur l'amplitude. Elle repose sur le phénomène physique suivant : lorsqu'une onde ultrasonore frappe l'arête vive d'une discontinuité, comme l'extrémité supérieure ou inférieure d'une fissure, cette extrémité agit comme une source secondaire, diffusant le son dans toutes les directions. Cette énergie rayonnée est appelée onde diffractée.

Dans une installation TOFD typique, une sonde émettrice envoie un large faisceau d'ultrasons dans le matériau, et une sonde réceptrice, placée à une distance fixe sur la même surface, écoute les signaux. Le premier signal à arriver au récepteur est l'"onde latérale", qui se propage juste sous la surface directement à partir de l'émetteur. Si un défaut est présent, de faibles signaux diffractés provenant de ses extrémités supérieure et inférieure arriveront plus tard. La différence de temps entre l'arrivée de l'onde latérale et des signaux diffractés est mesurée avec précision.

En utilisant une géométrie simple et la vitesse connue du son dans le matériau, les données du temps de vol peuvent être converties en mesures très précises de la profondeur du défaut et de la hauteur de la paroi. L'un des principaux avantages du TOFD est que sa précision de dimensionnement est largement indépendante de l'orientation du défaut et de l'amplitude du signal, ce qui permet de surmonter les principales limitations des méthodes à écho pulsé. Cela en fait l'une des techniques les plus fiables pour le dimensionnement des défauts planaires critiques tels que les fissures et l'absence de fusion.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Science des matériaux

Taper

Méthode d'essai

Perturbation

Substantiel

Usage

Créneau/spécialité

Précurseurs

  • compréhension fondamentale des phénomènes de diffraction des ondes issus de la physique classique
  • le développement des tests par ultrasons à impulsions-échos
  • la disponibilité de circuits de synchronisation électroniques de haute précision et de traitement du signal numérique
  • un besoin reconnu dans l'industrie de méthodes de dimensionnement des défauts plus fiables que celles basées sur l'amplitude du signal

Applications

  • inspection critique des soudures dans la fabrication de réacteurs nucléaires et sous pression
  • surveillance de la croissance des fissures en service dans les composants de production d'énergie
  • inspection des soudures circonférentielles des pipelines pour l'industrie pétrolière et gazière
  • contrôle de la qualité de fabrication des composants à haute intégrité
  • évaluation de l'intégrité structurelle aérospatiale

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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En rapport avec : TOFD, diffraction du temps de vol, CND, dimensionnement des fissures, détection des défauts, inspection des soudures, diffraction, essais ultrasoniques, essais non destructifs, intégrité structurelle.

Contexte historique

Technique de diffraction du temps de vol (TOFD)

1962
1964
1970
1970
1970
1970
1972
1960
1963
1965-12-21
1970
1970
1970
1970
1974

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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