Notes d’application
Questions générales sur les sondes
Q : Quelle est la différence entre les sondes Olympus provenant des gammes de produits Panametrics-NDT et Harisonic?
R : Il s’agit d’anciennes gammes de produits toujours offertes par Olympus. La plupart de ces sondes portent dorénavant le nom de la marque Olympus. Il existe un important chevauchement fonctionnel entre elles. En règle générale, les sondes Harisonic sont proposées uniquement si aucune autre sonde d’Olympus ne peut convenir. Contactez un représentant pour en savoir plus.
Q : Quelles sont les différences entre les sondes Accuscan®, Videoscan® et Centrascan® d’Olympus?
R : En bref, les sondes Accuscan (S) sont des unités à bande étroite optimisées pour la pénétration, les sondes Videoscan sont des unités à large bande optimisées pour la résolution axiale et près de la surface, et les sondes Centrascan intègrent des éléments composites offrant une large bande et une grande sensibilité. Pour en savoir plus, consultez la page 4 du catalogue des sondes à ultrasons conventionnels.
Q : Quel est la longueur du champ proche, le diamètre du faisceau, l’angle de divergence, etc., de ma sonde?
R : Les formules pour le calcul de tous les paramètres de faisceau couramment utilisés sont indiquées dans la section des notes techniques qui se trouve à la fin du catalogue des sondes à ultrasons conventionnels.
Q : Quelle est la température de fonctionnement maximale des sondes standards d’Olympus?
R : Pour toutes les sondes de contact et d’immersion, la température de fonctionnement maximale recommandée est d’environ 50 °C. Les composants internes de la sonde sont joints et durcis à la température ambiante ou proche de celle-ci; ils conservent leur intégrité à la température ambiante. Des températures élevées peuvent entraîner une expansion plus ou moins rapide des composants internes. En raison de sa variabilité, cette expansion thermique peut avoir raison de la résistance des joints de collage internes des pièces et provoquer une défaillance désastreuse. Endommagées par une chaleur excessive, les sondes deviennent inutilisables ou présentent une perte de sensibilité extrême; elles ne sont pas réparables. Pour les inspections effectuées à des températures supérieures à 50 °C, il faut utiliser une sonde à ligne à retard ou une sonde à émission-réception séparées conçue spécialement conçue pour les applications d’inspection à température élevée. Pour en savoir plus, consultez le catalogue.
Q : Quelle est la tension d’excitation maximale qui peut être appliquée aux sondes d’Olympus?
R : En mode pic et onde carrée, les sondes de faible fréquence (moins de 10 MHz) peuvent généralement être excitées à 400–475 V, tandis qu’à une fréquence de 10 MHz, la tension doit se limiter à 300 V. Dans les systèmes à impulsions sonores et à ondes continues, la tension et le cycle de fonctionnement doivent être réduits pour éviter de faire surchauffer la sonde. Consultez la section des notes techniques du catalogue pour des renseignements détaillés, y compris la formule utilisée pour calculer la tension et le cycle de fonctionnement maximaux dans certains cas particuliers.
Q : Est-ce qu’Olympus peut étalonner ma sonde?
R : Les sondes piézoélectriques convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique, et inversement. Les sondes d’Olympus ne peuvent pas être étalonnées au moyen de réglages. Cependant, nous en documentons la performance par rapport aux exigences de la norme ASTM E1065 et à nos caractéristiques techniques de fabrication. Les tests qui peuvent être effectués sont décrits à la page 7 du catalogue de sondes.
Q : Est-ce qu’Olympus fabrique des sondes pour le secteur médical?
R : Les sondes industrielles d’Olympus sont conçues pour être utilisées dans le cadre d’applications industrielles, comme la recherche de défauts, la mesure d’épaisseur et l’étude sur les propriétés des matériaux. Elles ne sont pas vendues pour les applications de diagnostic médical. Cependant, nous les vendons occasionnellement à des chercheurs biomédicaux qui effectuent divers travaux de recherche intéressants.
Q : Olympus offre-t-elle des sondes à haute puissance pour les applications de nettoyage industriel, d’homogénéisation, de cavitation, de soudage par ultrasons, etc.?
R : Non. Généralement, ces applications nécessitent des niveaux de puissance bien supérieurs à ceux utilisés dans le cadre du contrôle non destructif par ultrasons. Par définition, le contrôle non destructif sert à inspecter des matériaux et des structures sans les altérer. Ainsi, toutes les sondes conçues pour les applications de contrôle non destructif n’offrent que de très faibles niveaux de puissance. Pour la plupart de nos sondes standards, nous recommandons une puissance nominale moyenne maximale de 0,125 watt. Des processus comme le nettoyage et la cavitation nécessitent des niveaux de puissance de l’ordre de dizaines, voire de centaines de watts. Cela n’entre pas dans le cadre de nos activités de contrôle non destructif.
Q : Les sondes d’Olympus peuvent-elles servir dans le cadre d’inspections effectuées dans l’air, sans contact avec la pièce inspectée?
R : Non, nos sondes standards ne permettent pas d’effectuer ce type d’inspection. Les niveaux de puissance et les fréquences utilisées pour les applications de contrôle non destructif par ultrasons ne sont pas optimaux pour la transmission du son dans l’air. Les applications d’inspection par ultrasons effectuées dans l’air et sans contact avec la pièce inspectée requièrent généralement des fréquences inférieures à 50 kHz.
Foire aux questions sur les sondes de contact
Q : Quelles sont les dimensions du boîtier?
R : Cette information se trouve dans les plans dimensionnels de chaque type de sonde apparaissant dans le catalogue.
Q : De quel matériau est faite la surface d’usure?
R : La composition précise de la plupart des matériaux utilisés pour la fabrication de nos sondes constitue un renseignement commercial confidentiel. Le matériau gris est un carbure et le matériau rose est une céramique. Les deux sont extrêmement durs et résistants, en plus d’offrir une bonne durabilité et d’excellentes propriétés de couplage acoustiques.
Q : De quel matériau est fait le boîtier?
R : Les boîtiers de toutes les sondes de contact d’Olympus sont faits d’acier inoxydable 303 résistant à la corrosion.
Q : Est-il possible de se procurer des sondes de contact dont les configurations de connecteur sont différentes de celles indiquées dans le catalogue?
R : Les sondes offertes dans le catalogue sont équipées de configuration de connecteurs standards. D’autres configurations sont possibles moyennant des frais supplémentaires.
Foire aux questions sur les sondes à émission-réception séparées
Q : Pourquoi utiliser une sonde à émission-réception séparées pour les mesures de la corrosion ou d’amincissement de la paroi? Pourquoi ne pas utiliser une sonde de contact?
R : Depuis longtemps, les sondes à émission-réception séparées constituent la norme recommandée par l’industrie pour ce qui a trait à la mesure de l’épaisseur résiduelle des parois dans le cadre d’applications de contrôle de la corrosion. Ce type de sonde génère les ondes avec l’un des éléments et les récupère avec l’autre. Comme ces éléments sont inclinés vers l’intérieur l’un par rapport à l’autre (« angle de toit »), les faisceaux d’émission et de réception se croisent sous la surface inspectée. Cette configuration crée un effet de pseudo-focalisation qui augmente la sensibilité lors de l’inspection de parois de fond rugueuses et piquées.
Q : Ces sondes peuvent-elles être utilisées pour les applications d’inspection à haute température? Si oui, quelle est la température maximale de fonctionnement recommandée?
R : Oui, elles peuvent être utilisées pour les applications d’inspection à haute température. Les plages de température particulières à chaque type de sondes sont indiquées dans les pages de produits correspondantes. La température de fonctionnement la plus élevée est d’environ 500 °C (sondes D790). Cependant, ces plages de température sont établies en prenant en compte que le contact de la sonde avec la pièce sera bref, en particulier à son extrémité supérieure, qu’un couplant à haute température approprié sera utilisé et qu’un temps de refroidissement adéquat sera respecté entre la prise des mesures.
Q : Quelle est la profondeur réelle du parcours ultrasonore pour les sondes à émission-réception séparées?
R : De nombreux facteurs influencent les performances des sondes à émission-réception séparées : le type de matériau, l’état de la paroi du fond, la structure du grain du matériau, le type de mesureur ou d’appareil de recherche de défauts utilisé, l’épaisseur du matériau, la géométrie de la pièce et la température. Les plages d’épaisseurs typiques des sondes à émission-réception séparées conçues pour les mesures d’épaisseur et le contrôle de la corrosion sont indiquées dans les pages des produits.
Q : Comment faut-il aligner la sonde à émission-réception séparée sur le diamètre extérieur et intérieur d’un tuyau?
R : Le moyen le plus efficace d’aligner correctement la sonde pour les inspections sur des tuyaux de diamètres extérieurs courants consiste à orienter la ligne centrale perpendiculairement à l’axe central du tuyau, comme l’illustre la figure ci-dessous. Cette orientation offre le couplage le plus efficace.
Pour effectuer une inspection à partir du diamètre intérieur, l’orientation de la ligne centrale doit être pivotée de 90 ° par rapport à cette position. De plus, afin de garantir une surface de contact maximale, il peut être nécessaire d’utiliser une sonde courbe.
Foire aux questions sur les sondes à ligne à retard
Q : Quelle est l’option incluse à l’achat sonde à ligne à retard ou à face protégée?
R : Toutes les sondes à ligne à retard remplaçable standard, à l’exception de celles utilisées pour l’inspection des soudures par points, sont livrées avec une ligne à retard standard en polystyrène, comme le montrent les illustrations du catalogue. Si des sondes à lignes à retard conçues pour le couplage à haute température ou à sec sont nécessaires, elles doivent être commandées séparément. Pour les sondes utilisées pour l’inspection de soudures par point, sélectionnez une ligne à retard de la taille requise dans la liste des sondes conçues pour cette application. Les numéros de pièces associés aux sondes à face protégées n’incluent pas la ligne à retard, la membrane ou l’embout. Ces pièces doivent être commandées séparément.
Q : Les sondes à lignes à retard peuvent-elles être courbées?
R : Généralement, oui. Communiquez avec un représentant pour connaître les caractéristiques relatives à la géométrie.
Q : Les sondes à face protégée peuvent-elles être utilisées pour des applications d’inspection à haute température?
R : Oui, lorsqu’elles sont utilisées avec une ligne à retard à haute température et un couplant appropriés. Consultez le catalogue pour connaître les numéros de pièce.
Foire aux questions sur les sondes et les sabots d'angle
Q : Quelle est la distance d’approche des sabots d’Olympus? Autrement dit, la distance entre le point de sortie du faisceau et l’extrémité du sabot.
R : Reportez-vous aux dessins mécaniques du catalogue pour connaître les dimensions précises.
Q : Les sabots d’Olympus peuvent-ils être courbés?
R : Oui, toutefois, il existe des limites de courbure maximales et minimales pour chaque type de sabot, selon son angle et sa taille. En général, les diamètres extérieurs de nos sabots correspondent aux dimensions des tailles nominales de tuyaux. Contactez un représentant pour en savoir plus.
Q : Quelles sont les caractéristiques techniques du filetage des sabots vissables?
R : Diamètre de 0,5 po – 11/16 po – 24-UNEF-2A
Diamètre de 0,375 – 9/16 po – 24-UNEF-2A
Diamètre de 0,25 po – 3/8 po – 32-UNEF-2A
Q : Olympus peut-elle fabriquer des sabots d’angles non standards adaptés à l’acier ou à d’autres matériaux?
R : Oui. Le client doit préciser l’angle de réfraction souhaité, la vitesse de propagation du matériau à inspecter et tout autre facteur important pour réussir son inspection. Veuillez noter que, dans certains cas, ils seront fabriqués sans garantie de performance. De plus, des frais supplémentaires s’appliqueront et/ou il faudra commander une quantité minimale de pièces.
Q : Olympus offre-t-elle des sabots à 35° et à 80°?
R : Les sabots à angles de réfraction très élevés ou très faibles posent d’importants problèmes relatifs à l’application de la loi de Snell. En général, ils seront fabriqués sans garantie de performance. Pour créer des ondes transversales réfractées à 35°, l’angle d’incidence doit être à proximité du premier angle critique, lequel constitue une zone d’annulation où aucun signal utilisable ne provient des ondes longitudinales ou transversales. Il peut en résulter de très faibles signaux. Également, les ondes longitudinales à angle élevé (plage moyenne de 70°) associées à des sabots d’ondes transversales réfractées à 35° peuvent provoquer des interférences lors de certaines inspections. Dans le cas des très grands angles, nous savons par expérience que l’angle maximal que peuvent atteindre les ondes transversales réfractées est d’environ 75° et les sabots seront cotés en conséquence. Les ondes de surface (90°) peuvent constituer une solution de remplacement dans certains cas.
Foire aux questions sur les sondes à ondes transversales d'incidence normale
Q : Je ne reçois aucun signal de retour. Pourquoi? Pourtant, la sonde est bien couplée à la pièce à inspecter.
R : Pour garantir un bon couplage à la pièce lorsqu’on utilise une sonde à ondes transversales, il faut utiliser un couplant à haute viscosité, comme le SWC-2 d’Olympus. Comme il est liquide, le couplant ordinaire ne fonctionne pas. Par nature, le liquide ne résiste pas à la tension de cisaillement. Ainsi, les liquides à faible viscosité, comme les couplants liquides prévus pour les applications par ultrasons conventionnels, ne transmettront pas les ondes transversales. De plus, comme l’atténuation des ondes transversales est généralement extrêmement élevée dans les matériaux souples, par exemple le caoutchouc et les plastiques mous, il est possible qu’aucun signal de cisaillement ne soit utilisable, même avec un couplant approprié. Généralement, les ondes transversales voyagent bien dans les plastiques durs selon les niveaux de fréquence utilisés pour les inspections par ultrasons; toutefois, il faut choisir minutieusement le type de sonde et la configuration de l’appareil.
Q : Comment le couplant visqueux doit-il être utilisé?
R : Pour des résultats optimaux, il faut utiliser une couche de couplant très mince et appliquer une pression ferme sur la sonde. Olympus suggère de verser une très petite quantité de couplant SWC-2 sur la surface de la sonde et de l’étaler ensuite en une couche mince à l’aide d’une lame de rasoir ou d’une règle. Il faut ensuite appuyer la sonde sur la pièce à inspecter et exprimer le couplant en faisant pivoter la sonde.
Q : Quelle est la direction de la polarisation?
R : La polarisation des ondes transversales correspond en théorie à celle du connecteur à angle droit des boîtiers standards de type RM (Microdot droit) et RB (BNC droit) Les sondes à ondes transversales dotées de connecteurs Microdot ou BNC droits ont sur leur boîtier une ligne gravée indiquant l’axe de polarisation.
Q : Je reçois un important signal d’ondes longitudinales provenant de ma sonde à ondes transversales d’incidence normale. Pourquoi?
R : Deux explications sont possibles. Voici la première : tous les éléments des sondes à ondes transversales d’incidence normale génèrent également une certaine énergie sous-jacente d’ondes longitudinales. Typiquement, ce signal d’ondes longitudinales est inférieur d’au moins 30 dB au signal d’ondes transversales. Cependant, dans les matériaux à très forte atténuation d’ondes transversales et à faible atténuation d’ondes longitudinales (comme dans les plastiques mous), ou dans les cas où des couplants non visqueux sont utilisés, le signal d’ondes transversales peut être fortement atténué alors qu’une certaine quantité d’énergie d’ondes longitudinales persiste et demeure visible dans le A-scan. Voici la deuxième : les éléments de la sonde peuvent avoir été endommagés par des tensions d’excitation trop élevées. Les sondes à ondes transversales doivent être excitées par une tension d’excitation la plus faible possible, de préférence 100 volts. Si, au fil du temps, une trop forte tension est appliquée sur l’élément, celui-ci peut se repolariser en mode longitudinal. En raison de l’épaisseur de l’élément, les fréquences élevées sont particulièrement susceptibles de provoquer cette repolarisation. Une fois que ce phénomène s’est produit, la sonde se convertit irrémédiablement en sonde à ondes longitudinales. Cela peut se produire si des tensions de 300 V à 400 V sont appliquées à long terme.
Foire aux questions sur les sondes d'immersion
Q : Quelle est la différence entre les focalisations de type « flat plate « (FPF), « point target » (PTF) et « optical limit » (OLF)?
R : Pour des renseignements détaillés à ce sujet, consultez la section des notes techniques du catalogue. À moins que le client n’exige autre chose, la focalisation PTF est celle qui est incluse par défaut dans nos sondes.
Q : Pendant combien de temps ces sondes peuvent-elles demeurer immergées?
R : Pour maximiser la durée de vie des sondes d’immersion, nous recommandons un temps d’immersion de 8 heures suivie d’un temps de séchage de 16 heures. Avec le temps, la surface d’usure ou les lentilles en époxy des sondes d’immersion peuvent finir par absorber l’eau. Cela peut provoquer la formation de cloques à l’avant de la sonde, lesquelles peuvent réduire la performance et causer des défaillances prématurées. Comme la couche d’époxy des sondes à fréquences élevées (10–20 MHz) est plus mince, cela les rend plus vulnérables aux dommages résultant d’une immersion prolongée. Les sondes à basse fréquence ont des surfaces d’usure plus épaisses, ce qui augmente leur robustesse.
Q : À quelle profondeur les sondes d’immersion standards peuvent-elles être immergées?
R : Généralement, la profondeur considérée comme sécuritaire pour les sondes d’immersion et les câbles étanches est d’environ neuf mètres. Certains de nos clients ont modifié nos sondes d’immersion standards et nos câbles étanches pour permettre de prolonger le temps d’immersion. Une façon de faire courante consiste à enduire de graisse ou de silicone la zone filetée du connecteur où l’eau est susceptible de s’infiltrer et d’enrouler ensuite du ruban adhésif imperméable autour. Cependant, il s’agit d’une simple suggestion pour laquelle Olympus ne garantit pas les résultats.
Q : Est-il possible d’utiliser d’autres types de couplants que l’eau?
R : Olympus garantit la performance des sondes uniquement lorsque le couplant utilisé est de l’eau, comme le recommandent les normes de l’industrie. Certains clients disent avoir utilisé avec succès d’autres types de couplants liquides; toutefois, si vous le faites, il faut prendre en compte le risque d’endommagement de la lentille d’époxy. De plus, la plupart des autres types de couplants, comme l’huile, les émulsions à l’huile ou l’alcool, présentent une atténuation nettement plus élevée que celle de l’eau, ce qui influence la performance de la sonde. Ils peuvent aussi causer des dommages permanents à la lentille par suite d’une exposition prolongée.
Q : Quelle est la température de fonctionnement maximale des sondes d’immersion d’Olympus?
R : Olympus recommande que la température de l’eau d’immersion n’excède pas 50 °C. Des températures plus élevées peuvent causer des dommages permanents.
Q : Quelle est la puissance de sortie maximale ou la pression acoustique qui peut être obtenue avec les sondes?
R : Nous ne disposons pas de cette information. Comme il ne s’agit pas d’un paramètre obligatoire dans le cadre des applications de mesure d’épaisseur et de recherche de défauts par ultrasons qui sont au cœur de nos activités, nous ne précisons ni ne mesurons ce paramètre. Pour donner un ordre de grandeur, la puissance d’entrée maximale recommandée pour nos sondes est de 125 milliwatts et la sortie d’énergie doit toujours être inférieure à celle de l’entrée.