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Présentation AFIAP 2012

Techniques END alternatives

Alternating Current Field Measurement

( ACFM )( ACFM )Mesure du champ d’un courant Alternatif

[email protected]

Tel : 06 73 92 42 42

Direction Technique

APAVE Nord Ouest



ACFM

� Technique de Contrôle Non Destructif de type électromagnétique.

� Développée à l’origine pour l’Offshore (1990).� Développée à l’origine pour l’Offshore (1990).

� Théorie University College London (UCL)

� Instruments fabriqués par TSC Inspection Systems,Milton Keynes.UK.

� Procédé introduit en France en1992.



ACFM

� Détection de fissure ou rupture de surface au niveau des soudures

� Détection de défauts sous-jacents

� Applicable à tous les matériaux ferromagnétiques

� Dimensionne la Longueur du défaut

� Estime la Profondeur du défaut

� Inspection au travers d’un revêtement

� Pas de préparation de la surface


Principe ACFM

Bz

By

Bx


Niveau de base

Data ACFM sur Défaut

Début de fissure

Fin de fissure

Profondeur max de fissure


Inspection d’une soudure

Examen ACFM

A

Capteurs Bx - Bz

15 mm

Zone inspectée


Calculateur

AMIGO

Instrument ACFM

Calculateur

Sonde ACFMTémoin


Sondes ACFM


Sonde multivoies


Avantages de l’ACFM

� Méthode sans contact avec la surface

� Pas de décapage de la peinture

� Pas d’étalonnage

� Déplacement des sondes à distance

� Accés aux zones d’examen par cordistes

� 5 fois plus rapide que la magnétoscopie


ACFM versus Magnétoscopie

� Sensibilité équivalente

� Elimine les fausses indications

� Pas d’utilisation de produits dangereux

� Dimensionne la Profondeur du défaut

� Données enregistrées, auditables

� Plus économique


Inspection Sous Eau


Appareils à Pression


Tuyauteries


Inspection Grues Portuaires


Parcs d’Attractions


Bacs de stockage


Limitations

� Investissement matériel de coût élevé

� Opérateur devant posséder un haut niveau de formation et des connaissances en informatique

� Signaux complexes selon certaines géométries ( effets de bord, fissures ramifiées )

� Modèle mathématique de calcul de la profondeur limité aux aciers ferritiques


Conclusions

� Détection de fissure de surface sur tout matériau ferromagnétiques

� Pas d’exigence de préparation de surface

� Inspection au travers de revêtement� Inspection au travers de revêtement

� Mesure Longueur + Profondeur du défaut

� Enregistrement des données

� Réduction du coût global du contrôle

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Guided Wave Ultrasonic Testing

( GWUT )( GWUT )

Détection de corrosion sur les tuyauteries


Sommaire

►Motivation de l’innovation►Approche technique des ondes guidées GWUT► Instrumentation – Analyse des données►Cas industriels►Performances, Limites►Certification des opérateurs►Conclusions


Motivation

► Il est important d’assurer le suivi des tuyauteries vis à vis du risque de fuite ou de rupture.

►La surveillance nécessite aussi d’inspecter les tuyauteries calorifugées, enterrées et difficiles tuyauteries calorifugées, enterrées et difficiles d’accès pour la détection de la corrosion.

►La méthode avancée des Ondes Guidées Ultrasonores contribue maintenant comme outil END(Essai Non Destructif) au suivi de l’intégrité des tuyauteries et canalisations.


Problèmes de corrosion tuyauteries

� Corrosion généralisée � Corrosion Localisée� Corrosion sous calorifuge (CUI)� Corrosion érosion� Corrosion des lignes enterrées� Corrosion au niveau des supports,

des entrées dans les fourreaux, murs, béton…

� Intérêt des programmes d’inspection (RBI) � Importance de l’inspection des zones non visibles et non

accessibles par des techniques conventionnelles


Problèmes d’inspection

� Les mesures Ultrasons par points nécessitantun accès direct donnent une informationprécise mais limitée à un seul endroit sansconnaitre les zones avoisinantes.

� Les parties de tubes partiellement enterrées ouen fourreaux rencontrées pour les traverséesde route ne sont pas accessibles et doncinvisibles directement.

� L’enlèvement du calorifuge et la mise en placedes accès sont plus coûteux que les contrôles.


Profil de la zone de contrôle

contrôle conventionnel >> mesure locale

Palpeur US OL

Ici = OK

Corrosion non détectée

AnneauOndes Guidées

Ondes Guidées = contrôle global sur une longueur étendue


Inspection par Ondes Guidées

� Un anneau multi capteurs est enroulé autour du tube� Des ultrasons basse fréquence sont générés dans toute la

circonférence le long du tube � Les ondes se propagent dans le volume du métal� Des réflexions ultrasonores sont produites dans le tube

(comme les supports, soudures et corrosions…)


La méthode GWUT®

� Est principalement un système de scrutation rapidepar mesure de variation de la section d’un tube surune longueur de plusieurs mètres pour la recherchede corrosion du métal.

� L’épaisseur résiduelle n’est pas mesurée, les anomalies une fois détectées et localisées doivent faire l’objet d’une analyse complémentaire par une autre méthode pour déterminer les dimensions exactes des défauts.


Réflexions des ondes guidées

� Les réflexions symétriques indiquent le changement de section

Onde incidence ( symétric)

Tube Onde réfléchie

(symétric)

Tube Onde transmise

(symétric)

Ondes réfléchies

(symmetric &t non-symmetric)

Tube Ondes transmises

(symmetric &t non-symmetric)

� Les conversions d’ondes indiquent l’orientation et l’étendue circonférentielle du changement de section


Type Ondes Guidées

� Les modes d’ondes guidées sont symétriques (mode de Torsion ) et non-symétriques (mode dit Flexural ou de flexion)

� Utilisation de Basses Fréquences <100 kHz

� Mode de Torsion n’est pas affecté par les liquides


Application Pratique sur Site

Examen par scrutation d’une grande longueur de tuyauterie à partir d’un seul point ou un anneau

capteurs est installé autour du tube.


Focalisation Signal 2D

Permet de positionner l’orientation

des événements

autour du tube


Anneaux Type Rigide

►Anneau spécifique par Ø / DN

►Disponible pour tubes 3’’ > 8’’►Eléments piézo -électrique ►Eléments piézo -électrique ►4 ’’ 32 éléments►Utilisable température max 120°C►Montage par collier bride►Couplage sec mécanique►Espacement requis 150 mm


Anneaux Type Souple

►Anneau pour tubes Ø 6’’ à 36’’ et >►Utilisable température max 70°C►Eléments piézo-électrique►Montage par crochets ►Couplage pneumatique ►Couplage pneumatique ►Mode Longitudinal – Torsional►6’’ 20 modules /40 éléments►20’’ 40 modules /80 éléments►Combinaisons possibles►Espacement requis 70 mm


Instrument WPSS� Instrument : Wavemaker G3™Pipe Screening System� Fabricant : Guided Ultrasonics Ltd- UK

Routines automatiques de vérification du système avant acquisitionAutonome sur batterieNon ATEX


Longueurs ExaminéesConditions

(Limites déterminées par ratio signal/bruit fond)Longueur inspectée en mètres

chaque direction ( X 2 )

Dépend des composants de la ligne (brides, revêtements, coudes, supports, supports soudés, réductions, piquages…)

arrêt a la bride, 1 seul coudeentre 6 - 8 soudures

2 – 3 supports soudés

Longue tuyauterie, simple, peu de supports, faible corrosion (cas idéal peu commun)

50 – 100 m

Tuyauterie peu corrodée 20 – 50 m

Tuyauterie ancienne (cas type) 15 – 30 m >> Av 20m

Tuyauterie fortement oxydée, corrodée, dépôts épais 5 – 10 m

Tuyauterie enterrée avec revêtement de bitume souple et dur, sol humide

5 – 15 mFaible à Forte atténuation

Tuyauterie revêtue de béton 1 – 2 mTrès importante atténuation

Productivité du contrôle (en moyenne par jour) 7 -10 scan >> env 150 - 250 ml


CUI - Corrosion sous Calorifuge

DECALORIFUGEAGE LIMITE0.5 mètres


CUI - Ligne de Torche


CUI - Lignes Appontement avec traceurs


Ligne Appontement Fuel


Rack de Tuyauterie


Rack


Traversée de Mur


Traversée de Mur Bâtiment


Traversée de Mur Pare-feu


Traversée de route usine


Traversée de Route Ø 30’’


Entrée en Fourreau


Lignes peu accessibles


Lignes Réseau Chaleur en caniveau


Pipeline en Fouille (GUL)


Lignes en Radier


Exemple Data

Soudure

Coude BrideAnomalie


Exemple de Data corrosion


Exemple Data Corrosion


Entrée de mur Pare-feu


Corrosion sous supports


Data sur supports simples


Exemples de Corrosion


Influence des composants

� Les réflexions des soudures sont utilisées pour étalonner l’amplitude du signal (DAC~ 25% CSC)

� Les coudes selon le rayon de courbure produisent une conversion de mode entre les soudures. Il est usuel de limiter le parcours à un seul coude pour l’analyse du limiter le parcours à un seul coude pour l’analyse du signal.

� Les supports soudés donnent de larges réflexions complexes de mode symetric et non-symetric. L’interprétation est difficile et doit être déterminée souvent par comparaison avec l’aide de l’affichage C-scan (Enrolled-display)


Evaluation

� Rappel: L’épaisseur et l’épaisseur résiduelle ne sont pas mesurées directement par le système de détection

� La classification des signaux de corrosion est annoncée de niveau: non notable , mineure, moyenne ou sévère (50% ép.)niveau: non notable , mineure, moyenne ou sévère (50% ép.)

� La classification est jugée en % ECL - dB par rapport aux courbes DAC, fonction du ratio des symétries, l’amplitude et de la forme des échos

� Courbe d’appel choisie de 5 à 10 % ECL (7.5% typique)


Expérience de Terrain (REX)

� Avoir une longueur minimum de partie droite > 6 m. � Parcours limité à 1 seul coude à la fois.� Limite de parcours sur longueur contenant 2-4 supports

soudés.� Atténuation du signal pour tubes très oxydés et corrodé.� Atténuation du signal pour tubes très oxydés et corrodé.� Atténuation du signal importante par les revêtements

bitumeux.� Choisir des lignes ne comportant pas beaucoup de coudes,

piquages et comportant des soudures.� Espace entre tubes jointifs parfois insuffisant pour la mise en

place anneau.� 1 seule acquisition n’examine pas tout le tracé isométrique !


Perte de Section (ECL %)

Internal Corrosion/ErosionInternal Corrosion/ErosionCORROSION INTERNE

Le système est sensible aux variations de la section du tube (+/-) exprimé en CSC_ ECL %

External CorrosionExternal CorrosionEXTERNE

Localisé / Sévère

Distributionautourdu tube

Répartition circonférentielleet perte de l’épaisseur


Rapport Site ( exportable PDF Adobe)


Formation opérateurs

� Technique très dépendante de la compétence opérateur

� Stage spécifique du fabricant GUL selon un format approchant mais non EN 473approchant mais non EN 473

� Expérience de terrain indispensable� Enregistrement automatique et suivi des travaux de

l’opérateur par clé électronique


Bénéfice des Ondes Guidées

o Une réduction des coûts d’accès aux tuyauteries pour réaliser les contrôles.

o De limiter la dépose et repose du calorifuge ou des revêtements à l’exception de la zone pour la mise en place des capteursplace des capteurs

o La possibilité d’examiner des parties inaccessibles comme les tuyauteries en fourreau, partiellement enterrées ( traversée route) et aériennes.

o Assure un examen rapide a 100% de la totalité du volume de métal du tube par rapport aux méthodes ponctuelles UT & RT couvrant en fait un très faible %.


Conclusions

� GWUT™ est une méthode avancée END proposée par lesservices IAPM du Groupe Apave depuis 2007.

� Offre la possibilité d’inspecter rapidement de grandeslongueurs de tuyauteries et celles inaccessibles à partir d’unseul point limitant les coûts de préparation .

� La technique permet la détection de la corrosion, une� La technique permet la détection de la corrosion, uneclassification de niveau mais sans pouvoir la mesurerprécisément (épaisseur et profil ).

� Performances et limites sont à prendre en compte selon laconfiguration des tuyauteries.

� Travaux de développement et de recherche sont en cours pourd’autres applications et pour améliorer les performances et lespossibilités de dimensionnement.

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