HEI controle non destructif 2007 concept meca conception mecanique final

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samaDurée : 2 heuresAvec documents et avec calculatrice.5 mars 2007,HEI 5 CM~CONTROLE NON DESTRUCTIFStéphane BalyLa qualité de rédaction (claire et concise SVP) sera prise en compte.EXERCICE - ULTRASONSOn considère un transducteur d'angle variable constitué d'une lame piézo-électrique fixée sui vant unplan diamétral d'un cylindre en plexiglass (voir figure ci-dessous représentant une coupe de cetransducteur). Ce cylindre tourne en étant parfaitement ajusté dans un trou de la pièceparallélépipédique constituant la deuxième partie du transducteur, elle aussi en plexiglass. Un coup lantpermet une transmission que l'on considéra parfaite. Si on appe ll'alengl e que fait le plan conte nantla lame piézo-électrique avec le plan horizontal (voir figure), déterminer la plage de va riaqutioni de permet de n'engendrer que des ondes transversales dans une pièce en acier. Quel angle fau t-il pendrepour avoir des ondes transversales à 45° toujours dans la même pièce en acier?On donne les valeurs numériques suivantes :Vitesses dans l'acier VL = 5850m/sVT = 3230m/sVitesses dans le plexiglass VL = 2730 m/sVT = 1430 m/sEXERCICE 2On considère une poutre en acier XC45 ayant les dimensions donnéfigures 1. L'alliage considéré ales caractéristiques physiques suivant e:s une perméabilité relative variant très rapidement avec ler6champ magnétique appliqué, et une conductivité électriqu =e6 .10S /m.1–Figure 1On souhaite contrôler de façon non destructive ...
Publié le : mardi 5 juillet 2011
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Durée : 2 heures Avec documents et avec calculatrice.
HEI 5 CM ~ CONTROLE NON DESTRUCTIF Stéphane Baly
La qualité de rédaction (claire et concise SVP) sera prise en compte.
5 mars 2007,
EXERCICE - ULTRASONS On considère un transducteur d'angle variable constitué d'une lame piézo-électrique fixée suivant un plan diamétral d'un cylindre en plexiglass (voir figure ci-dessous représentant une coupe de ce transducteur). Ce cylindre tourne en étant parfaitement ajusté dans un trou de la pièce parallélépipédique constituant la deuxième partie du transducteur, elle aussi en plexiglass. Un couplant permet une transmission que l'on considéra parfaite. Si on appelleal'angle que fait le plan contenant la lame piézo-électrique avec le plan horizontal (voir figure), déterminer la plage de variation deaqui permet de n'engendrer que des ondes transversales dans une pièce en acier. Quel angle faut-il pendre pour avoir des ondes transversales à 45° toujours dans la même pièce en acier?
On donne les valeurs numériques suivantes :
Vitesses dans l'acier
Vitesses dans le plexiglass
VL = 5850m/s VT = 3230m/s VL = 2730 m/s VT = 1430 m/s
EXERCICE 2 On considère une poutre en acier XC45 ayant les dimensions donnéesfigure 1. L'alliage considéré a m les caractéristiques physiques suivantes : une perméabilité relativervariant très rapidement avec le 6 champ magnétique appliqué, et une conductivité électrique6.10S/m. s1
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Figure 1 On souhaite contrôler de façon non destructive les différentes étapes d'élaboration de cette structure, ainsi que sa tenue en service. Pour cela, nous avons à notre disposition les techniques suivantes de contrôle non destructif :
(a) Un poste de radiographie pouvant travailler entre 100 kV et 200 kV et trois films Kodak, dont les abaques caractéristiques et courbes sensitométriques des films sont fourniesfigures 3 etfigure 4. La ±0, 2 lecture des densités s'effectue à l'aide d'un densitomètre de précision.
(b) Un équipement de contrôle par courants de Foucault comportant des sondes BF et MF encerclantes, internes ou de surface.
(c) un dispositif de contrôle par ultrasons avec transducteur droit et deux transducteurs d'angles (45° et 60°).
(d) un dispositif de magnétoscopie : révélateur en suspension, systèmes d'aimantation directe et indirecte.
I. CONTROLE DES PRODUITS LAMINES AVANT ASSEMBLAGE
Les trois plaques composant la poutre sont obtenues par laminage à chaud de lingots d'acier. L'alliage initial contient une quantité non négligeable d'inclusions de sulfure de manganèse MnS, particules molles initialement sphériques qui s'écrasent sous l'effet du laminage et forment des défauts orientés dans le plan des plaques, appelés délaminages. Il est nécessaire, pour des questions de tenue mécanique, que ces défauts aient une longueur inférieure à 1 cm, et une épaisseur inférieure à 0,6 cm.
I.1 - On souhaite tout d'abord utiliser le dispositif de RX mis à notre disposition. On choisit à priori une tension de travail de 180kV et le film Industrex A. Quelle exposition donne une densité de noircissement d=2 sur ce film, si le matériau est vierge de défaut?
I.2 - Quelle variation maximale de densité donnera la présence d'un délaminage ? Cette variation est-elle détectable? Le facteur radiographique équivalent du sulfure de manganèse à 180kV est égal à 0.605.
I.3 - La tension de travail et le film choisis précédemment sont-ils les mieux adaptés pour le contrôle que nous souhaitons réaliser ? justifier pour chacun des paramètres.
I.4 - La méthode des RX est-elle la mieux adaptée à la détection et au dimensionnement de ce type de défauts ? justifier.
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II. CONTROLE DES SOUDURES SUR LES PRODUITS LAMINES
Les trois plaques composant la poutre sont ensuite assemblées par soudure. Le métal d'apport a les mêmes caractéristiques physiques que l'acier de base. L'angle moyenala soudure est de 25°. de L'expérience montre l'existence possible de deux types de défauts au sein de la soudure (figure 2) : des soufflures et un manque de liaison aux interfaces soudure/matériaux de base.
Discuter du choix d'une ou plusieurs méthode(s) de contrôle parmi celles disponibles, permettant de contrôler au mieux les zones soudées de la poutre.
Figure 3 - Abaque d’exposition pour l’acier établi pour le film KODAK Industrex A avec écrans de plomb. Densité 1.5 distance foyer-film 1 m.
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Figure 4 - Courbes caractéristiques des films KODAK Regulix, Industrex A et M développés 5 minutes à 20°C en révélateur radio KODAK LX 24 entretenu.
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