Contrôle de tôles fortes par ultra-sons à l'aide de palpeurs agissant sur une seule face. 1re partie : contrôle de tôles fortes par ultra-sons suivant la méthode par échos étude, construction et résultats opératoires obtenus à l'aide d'une installation d'exploration à une seule table rapport final

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communauté européenne du charbon et de l'acier la commission recherche technique « acier » contrôle de tôles fortes par ultra-sons à Faide de palpeurs agissant sur une seule face 1" partie : contrôle de tôles fortes par ultra-sons suivant la méthode par échos étude, construction et résultats opératoires obtenus à l'aide d'une installation d'exploration à une seule table 1973 eur 5087 d,e,f (lre partie) communauté européenne du charbon et de l'acier la commission recherche technique « acier » contrôle de tôles fortes par ultra-sons à l'aide de palpeurs agissant sur une seule face 1re partie : contrôle de tôles fortes par ultra-sons suivant la méthode par échos étude, construction et résultats opératoires obtenus à l'aide d'une installation d'exploration à une seule table (1er programme collectif-convention n° 6210-21/070) rapport final 1973 eur 5087 W (1re partie) AVERTISSEMENT La Commission des Communautés européennes n'est pas responsable de l'emploi qui sera fait des informations contenues dans le présent ouvrage. THYSSEN NIEDERRHEIN AG - Hütten- und Walzwerk STRANSKI - INSTITUT FÜR METALLURGIE Contrôle de tôles fortes par ultrasons à l'aide de palpeurs agissant sur une seule face Tome I du rapport définitif Contrôle de tôles fortes par ultrasons suivant la méthode par échos Etude, construction et résultats opératoires obtenus à l'aide d'une installation d'exploration à une seule table Responsables : Smit, Paassen, Dr.
Publié le : vendredi 9 mars 2012
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communauté européenne du charbon et de l'acier
la commission
recherche technique « acier »
contrôle de tôles fortes par ultra-sons
à Faide de palpeurs agissant sur une seule face
1" partie : contrôle de tôles fortes par ultra-sons suivant la méthode par échos
étude, construction et résultats opératoires obtenus à l'aide d'une installation d'exploration
à une seule table
1973 eur 5087 d,e,f
(lre partie) communauté européenne du charbon et de l'acier
la commission
recherche technique « acier »
contrôle de tôles fortes par ultra-sons
à l'aide de palpeurs agissant sur une seule face
1re partie : contrôle de tôles fortes par ultra-sons suivant la méthode par échos
étude, construction et résultats opératoires obtenus à l'aide d'une installation d'exploration
à une seule table
(1er programme collectif-convention n° 6210-21/070)
rapport final
1973 eur 5087 W
(1re partie) AVERTISSEMENT
La Commission des Communautés
européennes n'est pas responsable de
l'emploi qui sera fait des informations
contenues dans le présent ouvrage. THYSSEN NIEDERRHEIN AG - Hütten- und Walzwerk
STRANSKI - INSTITUT FÜR METALLURGIE
Contrôle de tôles fortes par ultrasons à l'aide
de palpeurs agissant sur une seule face
Tome I du rapport définitif
Contrôle de tôles fortes par ultrasons suivant la méthode par échos
Etude, construction et résultats opératoires obtenus à l'aide
d'une installation d'exploration à une seule table
Responsables : Smit, Paassen, Dr. Holler
Synthèse ;
Le présent rapport décrit une installation d'exploration ultraso­
nore à une seule table pour tôles fortes d'épaisseurs de 10 à 100 mm,
fonctionnant suivant la méthode par échos utilisant des palpeurs
SE (à émetteur et récepteur séparés). L'installation est implantée
à l'extérieur de la ligne de production. Pendant le processus d'ex­
ploration, la tôle immobile est explorée par un système de sondage,
comprenant h palpeurs. L'exploration porte sur les rives et les
faces.
La commande du dispositif d'exploration ainsi que la saisie des
informations y afférentes et leur traitement pour en faire un procès-
verbal de contrôle (présentation C) sont assumés par un ordinateur
électronique.
En couplant l'ultrason à un film d'eau courante, on peut contrôler
des tôles présentant des températures allant jusqu'à 300°C à rai­
son d'une vitesse d'exploration de 1,25 m/s.
Les résultats opératoires seront discutés. Les recommandations
porteront sur quelques améliorations et modifications, en particu-- 2
lier en ce qui concerne le traitement de l'information et la con­
ception des palpeurs à monture.
La mise au point de l'installation de contrôle peut être dans
l'ensemble considérée comme un succès. 1. Introduction
Les premiers travaux de recherche et de développement en matière de
contrôle de tôles fortes par ultrasons, en particulier dans le
but de réaliser des installations automatiques de contrôle de
tôles fortes, ont commencé à Thyssen Niederrhein, Oberhausen, à
la fin de la décennie 1950. Après avoir par ses propres moyens
opéré des essais de mise en oeuvre de procédés d'exploration par
rayonnement avec couplage direct de palpeurs, la société a aussi
testé le procédé d'exploration par rayonnement déjà appliqué dans
une installation de contrôle par ultrasons mise sur le marché,
avec couplage sur des projections libres d'eau. Les résultats de
ces recherches ont fait conclure que le procédé par rayonnement
ne pouvait pas répondre aux critères formulés par nous et qui
seront plus amplement exposés ci-après.
Il fallait dès lors commencer par des considérations et des expé­
rimentations en vue de la mise au point de nouvelles techniques
ou de la modification des techniques existantes.
Ces travaux préparatoires furent dès le début conçus dans l'esprit
d'une mise en application générale en vue de la réalisation d'au­
tres installations.
En matière de procédés la variante était la méthode par échos qui,
certes à première vue semble techniquement plus compliquée et plus
onéreuse, mais qui se présente en principe plus favorablement en
valeur relative, lorsqu'on la compare à la radioscopie,)
Il sera question ci-après de l'étude, de la construction et des
résultats opératoires portant sur l'installation de contrôle à
une seule table mise en service au cours de l'année I968 et fonc­
tionnant suivant la méthode par échos à proximité du train duo à
tôles forteso 2. Pro bléma t i gu e
A la base de la conception de l'installation de contrôle à une
table, on avait posé les critères fondamentaux ci-après, parfois
sévères, en vue de contrôle automatique des tôles fortes :
On exigeait du contrôle une absolue fiabilité et reproductibilitéo
Pour des raisons de temps et de coût, il ne pouvait être question
d'un contrôle complémentaire par voie manuelle des tôles éliminées
comme déficientes. Ce critère n'avait pas été jusque là rempli
par la technique des installations ultrasonores.
La technique de contrôle doit pleinement répondre aux critères,
inhérents à la qualité des tôles, dans les conditions rencontrées
à l'endroit même de son utilisation, à savoir à l'entrée de la
ligne de dressage. L'état de surface des tôles n'est pas toujours
à cet endroit propice au contrôle par ultrasons ; il existe des
tôles présentant de la calamine décollée ou en partie adhérente
mais aussi de la calamine de recuit ; certaines tôles ne sont pas
dressées ou sont tout au plus dressées à chaud ; elles présentent
des températures atteignant jusqu'à kOO°G.
Le contrôle doit être parfaitement adapté aux conditions de récep­
tion, suivant ce qui est par exemple précisé dans les conditions
de livraison en vigueur en sidérurgie pour les tôles fortes (SEL).
Il s'ensuit qu'il faut pouvoir disposer de données en ce qui con­
cerne le nombre, l'importance et la localisation des emplacements
défectueux. Il faut par ailleurs opérer un contrôle des rives en
plus du contrôle des surfaces.
La sensibilité de la détection ne doit pas être fonction de l'épais­
seur de la tôle. Le seuil de sensibilité doit être abaissé au point
de permettre de détecter avec certitude des défauts de la catégorie
2 2
3 des conditions SEL ci-dessus (défaut - limite : 10 mm ). 5 -
Le processus de contrôle, son dépouillement et son enregistrement
doivent s'opérer automatiquement. L'enregistrement doit être exé­
cuté sous la forme d'une représentation C à l'échelle.
L'opération de contrôle doit absolument permettre d'accomplir l'en­
semble du processus de contrôle d'une tôle dans une durée d'environ
12 minutes. Cette durée comprend l'amenée et l'évacuation de la
tôle, la préparation de l'opération de contrôle ainsi que le con­
trôle lui-même et son enregistrement. Pour des épaisseurs de tôles
variant de 10 à 100 mm, pour des longueurs de 16 m maximum et des
largeurs de k m maximum, on a pris comme base une surfaee moyenne
de tôle d'environ 20 m2.
3. Généralités concernant l'implantation et le fonctionnement de
1'installation.
L'installation se trouve près du train à rouleaux. Les tôles sont
amenées à l'aide d'une grue sur le banc d'essai et y sont posées
sur une grille et dressées. Pendant le processus de contrôle,
la tôle restera dans cette position d'attente.
Comme le schématise la figure 1, la tôle est sous-tendue par une
traverse mobile sur rails dans le sens longitudinal de la tôle,
laquelle traverse guide un chariot de contrôle également mobile.
Celui-ci comporte k palpeurs, qui descendent à l'aide de cylindres
à air comprimé pour opérer l'exploration de la tôle. Le palpage
programmé de la tôle s'opère suivant le schéma repris à la figure 1,
d'abord les rives, puis la surface. Cette dernière exploration
s'opère linéairement dans le sens longitudinal de la tôle par
trame de 100 mm.
La commande des processus d'exploration sur cette grande "table
XY" ainsi que la saisie de l'information de contrôle et son trai­
tement jusqu'à sa sortie sous la forme d'une présentation C chiffrée
sont assumés par une calculatrice électronique« - 6 -
Le fonctionnement de l'ensemble de l'installation est expliqué
à la lumière du schéma opératoire de la fig. 2.
L'entrée des données relatives aux tôles nécessaires pour la com­
mande et le traitement des informations, à savoir l'épaisseur, la
largeur et la longueur ainsi que les caractéristiques des tôles
s'opère à l'aide d'une lectrice de cartes perforées, figurant en
haut à droite sur le schéma. Les données sont simultanément trans­
mises à l'imprimante lors de la prise en charge par la calculatrice
Sur la traverse et le chariot de contrôle se trouvent des traceurs
de piste, qui fournissent les coordonnées pour l'enregistrement
avec localisation précise, les signaux de commande déterminant le
positionnement de la direction longitudinale et transversale ainsi
que les signaux de déclenchement pour la consultation des informa­
tions ultrasonores.
Le parcours des rives s'opère à l'aide de sondes de rives fonction­
nant sans contact, associant le principe des sondes hydrauliques
et des sondes à courants de Foucault. L'exploration le long de
rives non cisaillées et sur la surface le long de lignes equidis­
tantes s'opère à l'aide d'un programme d'informatiqueo
Le contrôle ultrasonore s'exécute suivant la méthode par échos
à émetteur et récepteur séparés (procédé SE). Par le fait de la
vaste plage d'épaisseur des tôles s'échelonnant de 10 à 100 mm,
il faut recourir à deux palpeurs SE présentant des sensibilités
différentes de pénétration, le point d'inversion devant être sé­
lectionné de manière à donner la sensibilité la plus constante
possible dans la plage d'épaisseur sus-indiquée.
Pour réduire de moitié la durée de contrôle, on utilise deux com­
binaisons de palpeurs contiguës. Elles sont implantées à une dis­
tance de 130 mm. Lors du contrôle, on obtient donc deux pistes ;
elles ont une largeur de 10 mm environ. Ces deux pistes de contrôle
fusionnent lors du traitement de l'information pour ne plus faire
qu'une seule piste d'enregistrement.

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