5 faits fascinants sur les tests par courants de Foucault

Éléments à savoir et facteurs à prendre en compte

En tant qu'entreprise qui effectue une quantité importante de travaux avec des métaux spéciaux, Metal Cutting Corporation utilise souvent des tests par courants de Foucault (ECT) pour inspecter les matériaux à la recherche de défauts tels que des fissures ou des vides. Cette méthode utilise l'induction électromagnétique pour détecter et caractériser les défauts à la surface ou sous la surface des matériaux conducteurs, y compris les métaux. En plus de détecter les défauts, la procédure de test par courants de Foucault peut être utilisée pour mesurer l'épaisseur et la conductivité.

Vous trouverez ci-dessous 5 choses intéressantes à savoir sur les tests par courants de Foucault.

Les tests par courants de Foucault sont des tests non destructifs

Les essais par courants de Foucault sont une méthode importante d'essais non destructifs (END) - l'une des techniques utilisées dans la science et l'industrie pour effectuer des inspections et prendre des mesures pour s'assurer que :

• Les composants et systèmes structurels fonctionnent de manière fiable, sûre et rentable
• Les tests eux-mêmes sont effectués d'une manière qui n'endommage pas les pièces ou les matériaux, et n'affecte pas leur utilisation et leur fonction futures

Il existe, en fait, une variété de techniques CND, et de nouvelles sont constamment développées. La méthode la plus élémentaire est un examen visuel, ce qui peut signifier simplement regarder une pièce pour détecter les imperfections de surface visibles ou utiliser des systèmes optiques contrôlés par ordinateur pour détecter et mesurer les caractéristiques d'un composant.

Certaines des technologies utilisées en END sont familières car elles sont également utilisées en médecine, comme la radiographie (RT), qui utilise des rayons gamma ou des rayons X pour rechercher des défauts ou voir des caractéristiques internes. Un autre exemple est le test par ultrasons (UT), qui utilise des ondes sonores à haute fréquence pour détecter les imperfections ou les changements dans les propriétés des matériaux.

Le test par particules magnétiques (MT) utilise un champ magnétique dans un matériau ferromagnétique et un saupoudrage de particules de fer pour produire un indicateur visible des défauts de surface. Les tests de fuite (LT) détectent les fuites dans les pièces sous pression en utilisant diverses méthodes allant des appareils d'écoute électroniques aux manomètres, en passant par les simples tests à la bulle de savon.

Une autre méthode est le test d'émission acoustique (AE), qui trouve des imperfections en détectant des rafales d'énergie acoustique. Nous rencontrons souvent des tests de fuite à l'hélium, qui utilisent le deuxième élément le plus léger pour trouver un chemin de fuite, avec ou sans l'utilisation d'un ressuage (PT), qui utilise un colorant visible ou fluorescent.

Dans les tests par courants de Foucault - la technique CND sur laquelle nous nous concentrons ici chez Metal Cutting - des courants électriques (courants de Foucault) sont générés dans un matériau conducteur en l'exposant à un champ magnétique en expansion et en effondrement. La force de ces courants de Foucault peut être mesurée; des défauts ou des changements dans le matériau provoquent des interruptions dans le flux des courants, nous alertant de problèmes dans le matériau ou la pièce testée.

C'est extrêmement important dans la vie quotidienne

Bien que tout le monde n'ait pas entendu parler des tests par courants de Foucault et des CND, ces méthodes touchent toutes nos vies, peut-être même au quotidien. En effet, ces techniques sont utilisées dans un large éventail d'industries, notamment celles où la défaillance d'un composant peut entraîner des dommages et des pertes dévastateurs.

Par exemple, les tests par courants de Foucault sont utilisés pour inspecter les tubes et autres structures pour des applications telles que les oléoducs et gazoducs, les réacteurs nucléaires, la fabrication de produits chimiques et les réseaux d'eau municipaux. L'équipement portable d'essai par courants de Foucault est utilisé pour les inspections sur site sur le terrain, telles que la recherche de fissures dans les ponts et dans les composants d'avion, des ailes au train d'atterrissage. Cela rend l'ECT, ainsi que d'autres méthodes de test non destructif, d'une importance vitale pour la sécurité publique - jouant un rôle dans la prévention d'événements catastrophiques tels que les ruptures de pipeline, les effondrements de ponts et les accidents d'avion.

Même dans un monde de petites pièces, telles que les composants métalliques que nous produisons ici chez Metal Cutting, les tests par courants de Foucault ont un impact sur la sécurité, de manière moins visible mais toujours d'une importance cruciale. Par exemple, nous utilisons cette méthode pour inspecter les joints verre-métal dans les pièces des lunettes de vision nocturne qui sont finalement utilisées par le personnel militaire, qui peut en avoir besoin longtemps après la fabrication et loin de chez lui.

Il existe différentes sondes pour différents modes

L'équipement de test par courants de Foucault comprend des sondes de test, qui sont disponibles dans une variété de formes, de tailles et de configurations. Ces sondes ont également différents modes de fonctionnement, selon la façon dont les bobines de test sont câblées et comment elles s'interfacent avec l'échantillon de test.

Par exemple, une sonde de mesure absolue utilise une seule bobine pour générer des courants de Foucault, détecter les changements dans le champ de courant et fournir une lecture à partir d'un seul point sur l'échantillon de test. Une sonde différentielle utilise deux bobines pour fournir une base de comparaison pour détecter les défauts, même dans les matériaux qui peuvent avoir des incohérences ; lorsqu'une bobine est sur un défaut et l'autre sur un bon matériau, un signal différentiel est produit. Il existe également des modes de réflexion et de sonde hybride.

Un courant alternatif (CA) traverse la bobine ou les bobines pour créer un champ magnétique en expansion et en effondrement dans et autour de la ou des bobines. Lorsque la sonde est positionnée à côté d'un matériau conducteur - l'échantillon de test - ce champ magnétique changeant est ce qui génère les courants de Foucault dans l'échantillon. Grâce à l'interaction du champ magnétique de la bobine et des courants de Foucault, nous pouvons observer et mesurer les changements de fréquence, d'amplitude, de sensibilité, d'impédance et d'autres caractéristiques qui indiquent la présence d'une fissure, d'un vide ou d'autres défauts dans l'échantillon à tester.

De nombreux facteurs affectent les tests par courants de Foucault

En plus des paramètres tels que la fréquence, l'amplitude, la sensibilité, etc., qui constituent la "recette" des tests par courants de Foucault, il y a d'autres facteurs à prendre en compte - des éléments qui peuvent affecter le flux des courants de Foucault, y compris les propriétés du matériau ou pièce testée. Certains sont bénéfiques tandis que d'autres peuvent nécessiter d'ajuster les paramètres ou d'utiliser d'autres techniques pour compenser les effets.

De toute évidence, la conductivité électrique du matériau testé - ou ce que nous pouvons considérer comme la facilité avec laquelle les électrons circulent dans le matériau - a un effet sur le flux de courants de Foucault qu'il produit, tout comme la perméabilité magnétique. Si la mesure de la perméabilité peut être utile dans le tri des matériaux, cette propriété peut poser des problèmes. Par exemple, le soi-disant "bruit" créé par les changements de perméabilité lors des essais de matériaux ferreux rend difficile l'utilisation d'essais par courants de Foucault sur les soudures en acier au carbone. Cependant, les problèmes peuvent être surmontés en utilisant la saturation magnétique, l'inspection multifréquence ou des arrangements de bobines différentielles.

En parlant de bruit, le bruit ambiant réel est un facteur physique ambiant qui peut avoir un impact sur les tests par courants de Foucault. Cependant, le bruit peut souvent être filtré pour produire un signal plus clair. Lorsqu'un échantillon d'essai est une pièce avec des bords ou des changements brusques de géométrie, il peut y avoir ce qu'on appelle un «effet de bord» sur les courants de Foucault; placer et équilibrer la sonde près du bord et balayer à cette distance peut éviter cet effet. De même, un échantillon avec une géométrie complexe pourrait créer de faux signaux, causés par des changements de géométrie plutôt que par un défaut du matériau lui-même.

Une autre considération importante est le facteur de remplissage de la bobine, qui est utilisé pour déterminer l'espace qu'un tube ou une tige inspecté doit occuper à l'intérieur de la bobine d'inspection. En déterminant la tolérance correcte entre la bobine et l'échantillon de test, vous pouvez vous assurer que l'échantillon pourra se déplacer librement pendant le balayage tout en vous assurant que la bobine est suffisamment proche de l'échantillon pour générer des courants de Foucault et effectuer l'inspection correctement.

La fréquence du courant alternatif traversant une bobine d'essai à courants de Foucault affecte la profondeur de pénétration du champ de courants de Foucault dans un matériau d'essai; avec l'augmentation de la profondeur dans le matériau, l'intensité du flux de courant de Foucault diminue. La profondeur d'une fissure ne peut pas être mesurée avec précision en utilisant des tests par courants de Foucault, et la méthode ne détectera pas non plus les défauts tels que les laminations, qui sont parallèles au flux des courants de Foucault. Cependant, les fissures, l'absence de fusions de soudure et d'autres discontinuités planes perpendiculaires au flux des courants de Foucault seront détectées.

La coupe de métal est qualifiée en ECT

Chez Metal Cutting, nous utilisons fréquemment la procédure de test par courants de Foucault pour inspecter les tiges de tungstène et de molybdène et d'autres pièces métalliques pour détecter des problèmes potentiels tels que des fissures, des piqûres et des fractures. Nous utilisons également l'ECT ​​pour rechercher des défauts de surface dans la tige ronde, le ruban plat et les tubes capillaires utilisés dans les joints verre-métal. (Vous pouvez en savoir plus à ce sujet dans notre blog Problèmes avec le joint verre-métal dans l'électronique .)

Que nous ayons acheté un matériau pour le compte d'un client ou que le client nous ait fourni le matériau à traiter, nous discutons avec le fournisseur ou le client pour savoir quels paramètres ils utilisent sur leur propre équipement de test par courants de Foucault. Cela nous permet de créer notre recette mutuelle et partagée pour une ECT réussie, en ajustant les paramètres selon les besoins, en utilisant des mesures absolues ou différentielles, et en choisissant parmi une gamme de tailles de bobines et d'options d'outillage. Pour faire passer les tiges à travers une bobine ECT, nous prêtons également une attention particulière au facteur de remplissage et utilisons une douille pour positionner la tige de sorte qu'elle soit centrée à l'intérieur mais ne touche jamais la bobine.

De plus, nous recherchons souvent un échantillon de référence comme base de comparaison, en particulier lorsque nous inspectons des défauts internes, qui ne sont pas visibles. Un échantillon de référence nous permet de vérifier si nous sommes susceptibles de trouver les défauts que nous recherchons en utilisant nos paramètres ECT établis. À l'aide d'un échantillon présentant un défaut connu, nous pouvons ajuster les paramètres de notre équipement au besoin pour trouver ce défaut spécifique et vérifié.

Il peut être difficile de trouver un bon échantillon de référence. Après tout, vous ne voulez pas couper un échantillon pour vérifier un défaut interne et ainsi détruire l'échantillon pour toute utilisation future de l'ECT. Cependant, nous pouvons utiliser un échantillon que notre fournisseur ou client considère comme présentant un défaut sous la surface sur la base de ses tests et corroboré par une précédente inspection ECT ayant échoué. Pour les défauts externes, nous pouvons travailler avec un fournisseur ou un client pour tenter de créer un défaut de surface spécifique sur une pièce, puis nous pouvons tous les deux l'utiliser comme échantillon de référence.