Transcript HYDROSTYLE

MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
MEC-761
Essais mécaniques et contrôle non destructif
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Courants de Foucault
Courants étudiés par le physicien français Léon
Foucault, apparaissant dans la masse de tout matériau
conducteur en mouvement dans un champ magnétique,
ou dans tout matériau conducteur placé dans un champ
magnétique variable.
Les lignes de ces courants sont fermées
sur elles-mêmes : on parle de boucles
de courants. Les courants de Foucault
s’expliquent par le phénomène d’induction électromagnétique.
En anglais, on parle d’ «eddy current ».
J.B. Léon Foucault (1819-1868)
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 2
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Introduction
• Méthode de contrôle qui consiste à provoquer, grâce à un
champ magnétique variable, la circulation d'un courant
électrique à la surface d'un matériau conducteur.
• Ces courants de surface, appelés courants de Foucault,
décrivent des boucles concentriques autour de l'élément
inducteur (la sonde).
• Toutes variations affectant l'efficacité de l'induction électromagnétique ou la circulation des courants de surface entraînent
une variation de l’impédance apparente de la sonde.
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 3
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Principes physiques
Induction électromagnétique
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Flux magnétique
 t  
FMM N
  I t 


:
Flux magnétique (Wb)
FMM: Force magnétomotrice (At)
:
Réluctance du circuit
magnétique (At/Wb)
N:
Nombre de tours du solénoïde
I:
Courant en ampères (A)
Le passage d’un courant dans un solénoïde produit un flux magnétique
proportionnel
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 5
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Loi de Faraday
d  t 
E t   N
dt
E: Tension induite en volts (V)
N: Nombre de spires
: Flux magnétique en webers (Wb)
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 6
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Inductance
 t  
N
 I t 

d  t 
E t   N
dt


d I t 
 E t   L
dt


: Flux magnétique (Wb)
N:
Â:
I:
E:
L:
Nombre de tours de fil
Réluctance du circuit magnétique (At/Wb)
Courant électrique (A)
Différence de potentiel (V)
Inductance (H)
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
N2
où L 

I(t)
E(t)
Page 7
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Inductance mutuelle
E2 t   M
d I1 t 
dt
M: Inductance mutuelle (H)
Dépend de N1, N2 et du couplage
magnétique entre les deux bobines
Lorsque le flux produit par une bobine est partiellement intercepté par une
deuxième bobine, une tension apparaît à ses bornes
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 8
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Flux secondaire
Lorsqu'un courant circule dans la deuxième bobine, ce
courant produit son propre flux magnétique qui est
partiellement intercepté par la première bobine.
Selon la loi de Lenz, le sens de ce courant fait en sorte
que le flux secondaire s'oppose au flux primaire.
Heinrich Lenz (1804-1865)

  primaire  secondaire
net

 
E1  L
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.


d I1
d I2
M
dt
dt
Page 9
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Principes physiques
Impédance électrique des sondes
à courants de Foucault
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Génération des courants
À l’intérieur de la sonde, se trouve un solénoïde.
Lorsque ce solénoïde est parcouru par un courant
alternatif, il génère un flux primaire alternatif.
Lorsqu’un matériau conducteur est exposé à une
portion de ce flux magnétique alternatif, des
gradients de potentiel y sont induits. L'amplitude
de ces gradients est directement proportionnelle à
l'intensité du flux intercepté.
Ces gradients provoquent la circulation de charges
électriques (des courants électriques) à la surface
du conducteur. L'intensité de ces courants est
affectée par la résistivité électrique du matériau.
Ces courants sont, en fait, des courants de
Foucault.
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
I1
J2
J2: densité de courant (A/m2)
Page 11
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Tension induite dans la sonde
En circulant, les courants de Foucault
produisent leur propre flux magnétique (flux
secondaire).
I1
Selon la loi de Lenz, le flux secondaire
s’oppose au flux primaire.
La tension induite dans la sonde est
proportionnelle à l'intensité du flux net passant
au travers de la bobine de cette sonde.
E t   N
J2
d net t 
dt
où net t   primaire t   secondaire t 
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 12
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Impédance de la sonde
• L’impédance d’une charge est la mesure de son opposition au
passage d’un courant alternatif
• Est exprimée en ohms (symbole )
• De façon générale, l’impédance d’une charge est définie par:
I
E
Z
I
Z
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
E
Z: Impédance en ohms (Ω)
E: Tension aux bornes en volts (V)
I: Courant en ampères (A)
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 13
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Résistance
Loi d' ohm :
E t   R  I t 
Donc
ZR 
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
Courant en phase avec
la tension
E
R
I
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 14
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Inductance
Tension en avance de
90° sur le courant
E t   L
d I t 
dt
Si
I t   I m sint ,
ZL 
E t 
I t 
 L  X L
alors E t   L  I m  sint  90
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 15
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Impédance équivalente
si I t   I m sint ,
E t   R  I m  sint   X L  I m  sint  90

 X 
 R 2  X L2  I m  sin t  tan 1  L  
 R 

Z 
E t 
I t 
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
 R 2  X L2
Tension en avance sur le
courant d'un angle
X 
  tan 1  L 
 R 
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 16
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Composantes en quadrature
Z
XL
R
Z  R 2  X L2
 XL 

 R 
  tan 1 
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 17
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Impédance d'une sonde
Quand une sonde est loin de tout matériau conducteur,
elle se comporte comme une simple inductance.
I1
N
L   net
I1
J2
Quand une sonde est à proximité
d'un matériau conducteur,
• le flux secondaire réduit le flux net et donc la
réactance inductive de la sonde
• La circulation des courants de Foucault entraîne
des pertes Joule dans la pièce inspectée. Ces
pertes sont représentées par l'apparition d'une
composante résistive (Réq) dans l'impédance
équivalente de la sonde
PJoule    2  J 22 dV  Réq  I12
V
où  2  1  2
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 18
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Plan d'impédance complexe
=0
• Aucun courant de Foucault
• net = 0 (L = L0)
• Aucune perte de Joule (Réq = 0)
=¥
• secondaire = primaire
• net = 0 (L = 0)
• Aucune perte de Joule (Réq = 0)
0<<¥
• secondaire croît avec l'accroissement de
  net décroît
• L décroît avec l'accroissement de 
• Réq  PJoule I12
* Matériau non magnétique et couplage de 100%
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 19
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Principes physiques
Effet pelliculaire
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Effet pelliculaire (Effet de peau)
Phénomène de concentration des courants de Foucault à la
surface du conducteur inspecté.
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 21
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Profondeur de pénétration
Flux magnétique
0.2
0.4
Profondeur z 
(0.37)
0.8
1.0
Densité des
courants J  z  J 0
J  z   J 0  e  z   sint  z  
1.0
où  
J:
:
:
:
f:
Densité de courant (A/m2)
Profondeur de pénétration standard (m)
Perméabilité magnétique (H/m)
Conductivité électrique (·m)-1
Fréquence (Hz)
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
0.6
MEC761 - Martin Viens, prof.
1
  f
Page 22
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Pénétration standard
(Skin Depth)
Haute fréquence
Grande perméabilité
Faible résistivité
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
Profondeur
Profondeur
Pénétration
standard
Basse fréquence
Faible perméabilité
Grande résistivité
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 23
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Pénétration standard

Métal
r
% IACS
x 106 (·m)-1
Cuivre
100
58.1
Al 6061-T6
42
Al 7075-T6
 (mm)
10 kHz
100 kHz
1 MHz
1
0.66
0.21
0.066
24.4
1
1.02
0.32
0.102
32
18.6
1
1.17
0.37
0.117
Nickel
19.8
11.5
600
0.060
0.019
0.006
Fer
17.8
10.4
5000
0.022
0.007
0.002
Plomb
7.8
4.53
1
2.36
0.75
0.236
SS304
2.5
1.45
1.02
4.14
1.31
0.414
Ti-6Al-4V
1.0
0.58
1
6.61
2.09
0.661
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 24
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Pénétration standard (mm)
Pénétration standard
1
1
log    log f  log    
2
2
10
100
1k
10 k
100 k
1M
10 M
Fréquence (Hz)
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 25
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Profondeur z 
Retard de phase
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
J  z   J 0  e  z   sin t  z  
z
  z   , radians

 180 
1 radian  

  
MEC761 - Martin Viens, prof.

Page 26
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Résumé
• Courants en boucles concentriques
fermées
• Circulent dans un plan perpendiculaire
à l’axe principal de la bobine
(± parallèle à la surface de la pièce)
• Se concentrent à la surface de la pièce
(effet pelliculaire). La profondeur de
pénétration est déterminée par la
fréquence du courant de même que
par la conductivité et la perméabilité
du matériau.
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 27
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Applications
Détection et mesures
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Applications diverses
• Portique de détection dans les aéroports
• Détecteur de métaux utilisé, entre autre, dans le
déminage
• Four à induction
• Moteur électrique à champ tournant
• Système de freinage électrique
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 29
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Applications
• Mesure de la conductivité électrique et de la perméabilité magnétique d'un matériau
►
►
►
►
Identification d'un alliage
Évaluation d'un traitement thermique
Détection de surchauffes locales
Évaluation d'un traitement superficiel
• Mesure de l'épaisseur d'une paroi mince (< 3)
► Détection et évaluation de surface corrodée
• Mesure de l'épaisseur d'un revêtement non conducteur
• Détection et caractérisation de fissures
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 30
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Conductivité
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 31
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Système de mesure
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 32
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Traitement d’alliages
Le traitement thermique d’alliages métalliques ou le travail à froid
de ces mêmes alliages permet d’obtenir des gains en résistance et
en dureté. L’intensité d’un tel traitement peut être vérifiée par
courants de Foucault.
Recuit: les éléments d’alliage forment des
précipités grossiers, en dehors de la solution
solide. Bonne conductivité.
0
Trempe: les éléments d’alliage en solution
dans
la
matrice
distorsionnent
la
microstructure et y introduisent des
contraintes. Conductivité réduite.
T861
Travail à froid: la déformation plastique de
l’alliage s’accompagne de dislocations qui
réduisent la conductivité de l’alliage.
T42
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 33
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Perméabilité magnétique
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 34
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Applications
• Mesure de la conductivité électrique et de la perméabilité magnétique d'un matériau
►
►
►
►
Identification d'un alliage
Évaluation d'un traitement thermique
Détection de surchauffes locales
Évaluation d'un traitement superficiel
• Mesure de l'épaisseur d'une paroi mince (< 3)
► Détection et évaluation de surface corrodée
• Mesure de l'épaisseur d'un revêtement non conducteur
• Détection et caractérisation de fissures
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 35
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Amincissement d'une paroi
Flux
magnétique
Pièce
inspectée
Courants de
Foucault
• Plus la pièce inspectée est mince, plus la conduction y est
difficile
 réduction de l'intensité des courants de
Foucault
• Cette réduction des courants de Foucault réduit le flux
secondaire et, par le fait même, affecte l'impédance de la
sonde
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 36
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Applications en aéronautique
Évaluation des pertes de matériel en service
Érosion d'une pale
Corrosion exfoliante
(desquamation)
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 37
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Autres domaines
Évaluation des pertes de matériel en service
Corrosion et érosion de la tubulure dans les
centrales nucléaires et les usines pétrochimiques
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 38
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Système de mesure
Signaux produits
par divers
niveaux de
corrosion
Tube endommagé
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Sonde
Page 39
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Applications
• Mesure de la conductivité électrique et de la perméabilité magnétique d'un matériau
►
►
►
►
Identification d'un alliage
Évaluation d'un traitement thermique
Détection de surchauffes locales
Évaluation d'un traitement superficiel
• Mesure de l'épaisseur d'une paroi mince (< 3)
► Détection et évaluation de surface corrodée
• Mesure de l'épaisseur d'un revêtement non conducteur
• Détection et caractérisation de fissures
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 40
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Distance de retrait
Affecte l'intensité du flux magnétique intercepté par la pièce
Retrait
NDT Resource Center
* Matériau non magnétique
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 41
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Revêtements non conducteurs
Revêtement
non conducteurs
Substrat
conducteur
Courants de
Foucault
• Plus le revêtement est épais, plus faible est l'intensité des
courants de Foucault
• Cette réduction des courants de Foucault réduit le flux
secondaire et, par le fait même, affecte l'impédance de la sonde
• Cette méthode de mesure permet des précisions de l'ordre de
± 10 μm (< 0.001")
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 42
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Épaisseur d'une peinture
Épaisseur de
peinture croissante
8 différentes épaisseurs de peinture sur un panneau d'aluminium
(fuselage d'un avion).
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 43
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Système de mesure
Affichage cristaux
liquides
Port Infrarouge
Positector (DeFelsko)
Port série
Sonde à pression
constante, n’égratigne
pas la surface
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 44
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Autres causes de retrait
•
•
•
•
Surface rugueuse ou irrégulière
Sonde manipulée incorrectement
Pression inégale sur la sonde
Contamination de surface
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 45
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Applications
• Mesure de la conductivité électrique et de la perméabilité magnétique d'un matériau
►
►
►
►
Identification d'un alliage
Évaluation d'un traitement thermique
Détection de surchauffes locales
Évaluation d'un traitement superficiel
• Mesure de l'épaisseur d'une paroi mince (< 3)
► Détection et évaluation de surface corrodée
• Mesure de l'épaisseur d'un revêtement non conducteur
• Détection et caractérisation de fissures
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 46
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Effet d’un défaut
Flux magnétique
principal
Flux magnétique
secondaire
Défaut
Courants de Foucault
• Obstacle au passage des courants de Foucault
• Diminution de l’intensité des courants
• Impact sur l’impédance électrique de la sonde
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 47
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Type et orientation du défaut
Sonde de surface
Spécimen
Porosité
Distance de la
surface
Fissure
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 48
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Orientation d’une fissure
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 49
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Variation d'impédance
NDT Resource Center
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 50
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Type de fissure
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 51
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Sonde en réflexion
Un solénoïde est utilisé pour générer les courants de
Foucault alors qu’un second détecte le flux net.
• Aussi appelé configuration "driver/pickup".
• Le solénoïde d’excitation, de grand diamètre, est conçu pour
produire un flux intense et uniforme.
• Le solénoïde de détection, beaucoup plus petit en diamètre,
permet une résolution plus fine et une sensibilité plus
élevée.
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 52
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Temps
Réactance
Impédance
Sonde absolue
Résistance
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 53
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Temps
Réactance
Impédance
Sonde différentielle
Résistance
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 54
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Sonde différentielle
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 55
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Comparaison
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 56
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Effet de bord
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 57
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Inspection manuelle
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 58
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Dispositif de guidage
Disque de turbine à
pied en sapin
Inspection du talon
d'une roue d'avion
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 59
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Sonde rotative
Affichage en cascade des signaux
obtenus
 Chaque
ligne
horizontale
représente une rotation de la
sonde
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 60
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Équipement
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Systèmes portatifs
Affichage des variations de
l'impédance complexe de la
sonde sur un écran à cristaux
liquides
GE Locator 2s
Zetec MIZ-21B
Nortec 2000D
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 62
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Systèmes portatifs
Possibilité de branchement avec
des équipements tels un ordinateur
ou une imprimante
•
•
Stockage de l'information
Traitement et analyse des
résultats
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 63
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Systèmes automatisés
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 64
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Manuel vs Automatisation
Automatisation
Manuel
• Non portatif
• Portatif
• Dispendieux
• Peu coûteux
• Indépendant de l'opérateur
• Dépend de
l'opérateur
• Balayage de surfaces complexes
• Programmation des trajectoires de balayage requise
l'habilité
• Restreint au balayage
surfaces simples
de
de
• Plus grande sensibilité
• Plus grande fiabilité
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 65
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Sondes de surface
Balayage manuel
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 66
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Sondes pour trous d'assemblage
• Sondes dont le diamètre externe s'adapte (de façon limitée) au
diamètre interne du trou
• Utilisées pour la détection de fissures de fatigue
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 67
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Sondes encerclantes
•
•
Bobines qui encerclent la pièce à inspecter
Utilisées sur des barres et des tiges cylindriques de même que sur des
tubes
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 68
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Sonde miniaturisée
Accès à des surfaces
confinées
sonde
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 69
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Sondes utilisées chez P&WC
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 70
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Sélection d'une sonde
• Type (absolue/différentielle, simple/double)
• Géométrie (de surface, encerclante, interne pour trous et tubes,
…)
• Dimension (plus le diamètre est grand, meilleure est la
pénétration mais plus faible est la résolution + problèmes de
stabilité sur surfaces courbes)
• Fréquence nominale (affecte la pénétration et la sensibilité de la
sonde). Possibilité de multi-fréquences
• Interface avec le système (connecteur, adaptation d'impédance,
…)
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 71
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Échantillons de référence
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 72
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Avantages
• Sensible à de petites fissures ou autres petits défauts
• Détecte les défauts de surface et près de la surface
• L'inspection donne des résultats immédiat (peu ou pas de
préparation)
• Équipement portatif (avec quelques limitations)
• Permet, en plus de la détection de défauts, d'évaluer
l'épaisseur, la conductivité électrique et la perméabilité
magnétique d'un matériau
• Possibilité d'effectuer des mesures sans contact
• Possibilité d'inspecter des surfaces difficilement accessibles
(trous filetés ou non, tubes, …)
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 73
MEC-761 Essais mécaniques et contrôle non destructif
04 – Courants de Foucault (ET)
Limitations
• Restreint aux matériaux conducteurs
• Les surfaces doivent être accessibles à la sonde
• Requiert une plus grande habilité/expérience de l'opérateur
(mesure et interprétation des résultats)
• Le fini de surface (rugosité) peut affecter les résultats de mesure
• Des échantillons de référence doivent être utilisés pour
étalonner le système
• La profondeur de pénétration est limitée
• Certains défauts sont difficilement détectables (délaminations
parallèles à la surface, …)
Département de génie mécanique
Programme de baccalauréat
Le génie pour l'industrie
MEC761 - Martin Viens, prof.
Page 74