Méthodologie d'utilisation des diagrammes AVG dans le contrôle par ultrasons.
Pour un spécialiste du contrôle non destructif, un diagramme AVG (Amplitude — Distance — Diamètre) est l'outil principal pour passer des valeurs d'amplitude à une évaluation dimensionnelle d'un défaut.
Signification physique et structure du diagramme
Un diagramme AVG est une famille de courbes montrant la variation de l'amplitude du signal d'écho en fonction de la profondeur pour des réflecteurs d'un diamètre donné (trous à fond plat). Dans les axes de coordonnées :
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Axe des abscisses (X) — profondeur du réflecteur (mm) depuis la surface d'entrée de l'onde ultrasonore ;
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Axe des ordonnées (Y) — amplitude du signal, en unités relatives ou en décibels.
Chaque courbe du champ du diagramme est une fonction A = f(H) pour un diamètre de réflecteur fixe (1 mm, 2 mm, 3 mm, etc.).
Le diagramme est initialement calculé pour des conditions strictement définies — fréquence de fonctionnement, diamètre de l'élément piézoélectrique, angle d'incidence et propriétés acoustiques du matériau (vitesse du son, atténuation). Tout changement de ces paramètres nécessite de reconstruire le diagramme.
Application prévue
En pratique, le diagramme AVG est utilisé dans deux modes :
Détermination de la taille équivalente du défaut
À partir de la profondeur d'occurrence et de l'amplitude mesurée, nous trouvons un point sur le champ du diagramme. L'intersection avec la courbe la plus proche donne le diamètre du réflecteur à fond plat qui produirait un signal d'amplitude identique dans les mêmes conditions. Ce n'est pas la taille réelle du défaut, mais un équivalent calculé.
Réglage de la sensibilité de l'appareil
Le diagramme permet de définir les niveaux de recherche, de rejet et de référence sans produire en série des spécimens avec des trous à fond plat. Il suffit d'avoir un ou deux spécimens pour rattacher les diagrammes AVG à un point (il est même possible d'utiliser un simple signal de fond), et tous les autres niveaux peuvent ensuite être obtenus automatiquement.
Domaine d'applicabilité et limitations
La méthode donne des résultats fiables uniquement pour les défauts dont le plan de réflexion est perpendiculaire à l'axe acoustique du transducteur.
Il s'agit des trous à fond plat, des disques et des zones plates de délaminage.
Pour les défauts d'autre morphologie :
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fissures d'orientation arbitraire ;
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réflecteurs d'angle ;
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inclusions étendues de forme irrégulière ;
le diagramme AVG donne une taille équivalente délibérément sous-estimée, car le coefficient de réflexion réel est inférieur à celui d'un trou à fond plat de même surface. Dans ces cas, une vérification supplémentaire est nécessaire par la méthode d'ombre, la méthode écho-miroir ou le dimensionnement de défauts TOFD.
Facteurs critiques affectant la fiabilité
Atténuation ultrasonore
Les matériaux réels ont un coefficient d'atténuation qui dépend de la structure et de la fréquence. Le diagramme AVG doit être construit en tenant compte de l'atténuation pour la nuance spécifique d'acier ou d'alliage. Sinon, à grandes profondeurs, l'erreur peut atteindre 6–12 dB.
Contact acoustique et rugosité de surface
Par défaut, la valeur de l'atténuation de l'onde ultrasonore lors du passage du transducteur dans l'objet testé à travers le milieu de contact est fixée à A2=0 dB. En réalité, des pertes supplémentaires peuvent survenir en raison de la rugosité de la surface, d'un mauvais ajustement du transducteur à la surface et des propriétés du milieu de contact. Celles-ci peuvent être prises en compte en augmentant la valeur de A2. Habituellement, elle se situe dans la plage de 0 à 5 dB.
Liaison à un transducteur spécifique
Le diagramme AVG est rigidement lié à :
- • la fréquence du transducteur
- • le diamètre de la pastille piézoélectrique ;
- • l'angle d'incidence (pour les palpeurs à angle) ;
- • les paramètres du sabot (pour les palpeurs à angle)
La modification de l'un de ces paramètres modifie l'apparence des diagrammes AVG
Caractéristiques d'interprétation pour les défauts complexes
Le diamètre de réflecteur équivalent obtenu à partir de l'AVG est une grandeur conventionnelle.
Pour les fissures, en particulier celles à faible ouverture, les dimensions géométriques réelles peuvent être 2 à 3 fois plus grandes que le diamètre équivalent. Par conséquent, les rapports d'inspection doivent nécessairement indiquer que la mesure a été effectuée par la méthode d'écho avec évaluation basée sur l'AVG.
Le diagramme AVG permet de standardiser le contrôle par ultrasons et de le rendre reproductible indépendamment de l'opérateur. Cependant, ce n'est pas un dispositif de mesure universel — c'est un outil de comparaison avec une référence.
Un spécialiste compétent l'utilise en combinaison avec d'autres méthodes, se souvient toujours de ses limitations et effectue les tests avec une vérification obligatoire sur des spécimens standard.