Le but d'un bon couplant ultrason est:
- Obtenir un bon couplage entre le traducteur et la pièce à contrôler pour une bonne transmission du signal ultrasonore
- Obtenir un bon couplage entre le traducteur et la pièce à contrôler pour une bonne réception du signal ultrasonore
L'énergie ultrasonore est directement affectée par la densité des matériaux, elle ne peut pas se transmettre à travers l'air (faible densité) pour se propager dans un solide (haute densité).
Pour que l’onde ultrasonore soit transmise au palpeur (solide) sur la pièce à contrôler (solide), il est nécessaire de former un « pont » entre le palpeur et la pièce à contrôler. Dans la majorité des cas, le couplant permet de créer ce « pont ».
L'objectif lors de la sélection du bon couplant UT est de faciliter l’énergie transmise entre le palpeur et la pièce à travers le « pont » mais aussi réduire les risques de non transmission du signal, les coûts, les temps d’inspection et de nettoyage, etc.
Dans cette fiche d’informations, nous allons passer en revue cinq questions essentielles pour utiliser le bon couplant. Nous vous fournissons aussi des recommandations pour sélectionner le meilleur couplant ultrasons.
1. Choix du couplant: en fonction des types de pièce à contrôler?
Etat de surface des pièces
Un état de surface rugueux implique l’utilisation d’un couplant qui permettra de « combler les trous d’air » entre le capteur et la pièce à contrôler. Un couplant avec une plus grand viscosité remplira mieux les espaces entre le palpeur et la pièce à contrôler générés par la rugosité de la pièce. Dans ce cas, l’utilisation d’un couplant avec une viscosité plus élevée est à privilégier par rapport à un couplant très fluide.
Cependant, sur des pièces qui présentent des surfaces non rugueuses, un couplant fluide peut être utilisé. Il permettra un meilleur déplacement du capteur par rapport à la pièce.
Type de matériau
La clé en contrôle non destructif, de par sa définition, impose que les matériaux contrôlés doivent rester exactement dans le même état avant et après le contrôle. C'est pourquoi, il est important de choisir le bon couplant qui n’affectera pas les matériaux contrôlés.
Contrairement à certains matériaux non homologués par les spécifications couramment utilisées comme couplant (tels que la graisse haute température, la vaseline, l'huile moteur, etc.), un couplant doit subir des tests pour garantir son utilisation en toute sécurité sur les matériaux.
Certains couplants sont meilleurs que d'autres pour éviter la corrosion. Certains couplants sont plus sûrs à utiliser sur les composites et la fibre de verre, d’autres sont approuvés pour le contrôle sur les alliages aéronautiques. Il faut toujours vous assurer de connaître quel type de couplant est préconisé lors de l’inspection de vos pièces.
Taille
Si la dimension des pièces est relativement grande, il est important d'utiliser un couplant qui s’étale facilement sur la pièce à contrôler pour réduire le temps passé à appliquer le couplant.
Il est aussi important d’utiliser un couplant avec de bonnes caractéristiques de mouillage. Ce qui permettra de rester dans des conditions de couplage parfaites pendant toute l’inspection des grandes zones.
2. Environnement et conditions de test?
Orientation des contrôles
La surface à contrôler est-elle horizontale, verticale ou au-dessus?
Pour le contrôle de pièce sur une surface verticale ou au-dessus, il est important d'utiliser des couplants avec une viscosité élevée, ce qui permet au couplant de mieux rester fixé sur la surface de contrôle.
Température
Pour les contrôles ultrasons sur des pièces à haute température, il est important d'utiliser un couplant spécifique pour ces applications. Un couplant de base n’est pas adapté au contrôle des pièces à haute température. Il faut dans ce cas utiliser un couplant qualifié et homologué pour les hautes températures.
Lors du choix d'un couplant haute température, il faut faire très attention à la valeur pour laquelle le couplant devient inflammable pour éviter tout risque d’accident. Il faut toujours s’assurer d’utiliser un couplant haute température pour lequel la température d’auto-inflammabilité est largement au-dessus de la température de la pièce à contrôler.
Une attention particulière est nécessaire lors de la réalisation de mesures d'épaisseur par ultrasons. L'action du mélange du couplant avec l'isolant peut créer une température d’auto-inflammabilité plus basse. Il est donc conseillé pour ces applications d’être très prudent.
Souvent les mesures d'épaisseur par ultrasons se font dans un environnement clos où des vapeurs ou de la fumée peuvent s'accumuler lorsque le couplant commence à s’évaporer en raison de l'exposition à la chaleur. Cela abaisse le point d’auto-inflammabilité du couplant, vous ne devez donc pas utiliser un couplant dont le taux d’auto-inflammabilité est proche de la température de la pièce contrôlée. Assurez- vous toujours de consulter la fiche technique de sécurité du couplant avant de l’utiliser dans une application à haute température.
Pour les tests par ultrasons à basses températures, un couplant à base d'eau n'est pas toujours le meilleur choix, ils sont plus susceptibles de geler lorsque la température pendant le contrôle baisse ou devient proche de zéro. La bonne option pour travailler à basse température consiste à utiliser un couplant à base de silicone ou de glycol. Cependant, certains couplants à base d'eau peuvent être « mis hors gel » en ajoutant du propylène glycol. Assurez-vous auprès du fabricant du couplant que vous pouvez ajouter au couplant du propylène glycol, ou tout autre matériau.
Une autre considération pour les inspections UT à des températures extrêmes est que la viscosité du couplant augmente à des températures plus basses et diminue à des températures plus élevées. Choisissez donc un couplant qui vous donnera la bonne viscosité en fonction de la température lors de vos inspections.
3. Type de contrôle UT?
Détection et dimensionnement des défauts
Ces types de contrôles par ultrasons ne prennent généralement que quelques minutes et sont généralement confinés à une zone prédéterminée, de sorte qu'une large gamme de couplants est compatible avec ces applications d'inspection UT.
Mesure d'épaisseur
Ce type de contrôle par ultrasons est souvent appliqué pour le contrôle de pipe à haute température, pour le contrôle de coques de bateaux, ponts… il faut donc veiller à ce que le couplant soit résistant au sel. Celui-ci pouvant dégrader la viscosité du couplant.
Contrôle de grandes surfaces
Le contrôle de grandes surfaces nécessite un couplant qui ne se dessèche pas avec le temps. Pour ces applications, vous devez choisir un couplant à base de glycol ou de silicone avec d'excellentes propriétés de protection anti-corrosion à long terme.
Onde de cisaillement
Un couplant à haute viscosité est indispensable pour ces applications.
4. Autorisations / spécifications / homologations nécessaires?
Tout comme les autres types de contrôles non destructifs, de nombreuses spécifications de l'industrie ont des exigences clairement établies pour l’utilisation des couplants. Certaines de ces spécifications sont définies dans les normes API, ASME, BPVC et AWS.
Les couplants utilisés dans les inspections UT pour l'industrie nucléaire doivent respecter de très faibles niveaux de teneur en halogène et en soufre.
Les couplants pour l’aéronautique doivent être testés indépendamment pour garantir qu'ils ne provoquent pas de corrosion, de fissuration sous contrainte,
Il faut vous assurer de prendre en compte la totalité des pièces que vous devez contrôler et assurez-vous de sélectionner un ou plusieurs couplants qui répondent à toutes les spécifications des industriels.
5. Autres exigences / facteurs à prendre en compte?
Volume d'inspection
Si vous inspectez un grand nombre de pièces, il est plus important de sélectionner un couplant facile à appliquer et à retirer que si vous n'inspectez que quelques pièces, car l'application et le retrait peuvent avoir un impact sur le temps global consacré à une inspection UT.
Protection contre la corrosion
Certains couplants ultrasons sont meilleurs que d'autres pour l'inhibition de la corrosion, en particulier sur des périodes plus longues. Il est donc conseillé de s’assurer d'utiliser un couplant qui répond à vos besoins de protection contre la corrosion.
Prix
La clé pour trouver le meilleur couplant pour votre application est d'équilibrer prix et performances. Pour les pièces à contrôler coûteuses, critiques ou de précision, il est essentiel d'utiliser un couplant homologué CND d'un fabricant de confiance.
Réflexions finales à considérer
La modification de tout processus CND doit être soigneusement considérée, il est donc logique de passer quelques minutes à réfléchir à votre situation actuelle avant de commencer à rechercher un nouveau couplant ultrasons.
Quelques questions supplémentaires que vous pouvez vous poser:
- Quel produit utilisez-vous actuellement?
- Qu'aimez-vous dans votre couplant UT actuel?
- Qu'est-ce que vous n'aimez pas dans votre couplant UT actuel?
- Pourquoi cherchez-vous à en changer?
En tenant compte de votre situation actuelle, vous pouvez évaluer si un changement est en cours pour les bonnes raisons et vous serez mieux préparé pour faire le bon choix pour votre entreprise.
Quel que soit le couplant que vous décidez d'utiliser, vous devez avoir confiance en votre CND.