Présentation AFIAP 2012

Techniques END alternatives

Alternating Current Field Measurement

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

julien.leherpeur@apave.com

Tel : 06 73 92 42 42

Direction Technique

APAVE Nord Ouest

Techniques END alternatives

Alternating Current Field Measurement

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.

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Alternating Current Field Measurement

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

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Principe ACFM

Bz

By

Bx

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Niveau de base

Data ACFM sur Défaut

Début de fissure

Fin de fissure

Profondeur max de fissure

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Inspection d’une soudure

Examen ACFM

A

Capteurs Bx - Bz

15 mm

Zone inspectée

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Calculateur

AMIGO

Instrument ACFM

Calculateur

Sonde ACFMTémoin

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Sondes ACFM

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Sonde multivoies

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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

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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

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Inspection Sous Eau

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Appareils à Pression

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Tuyauteries

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Inspection Grues Portuaires

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Parcs d’Attractions

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Bacs de stockage

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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

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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

julien.leherpeur@apave.com Tel : 06 73 92 42 42

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Guided Wave Ultrasonic Testing

( GWUT )( GWUT )

Détection de corrosion sur les tuyauteries

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Sommaire

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

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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.

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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

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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.

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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

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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…)

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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.

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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

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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

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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.

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Focalisation Signal 2D

Permet de positionner l’orientation

des événements

autour du tube

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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

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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

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

Routines automatiques de vérification du système avant acquisitionAutonome sur batterieNon ATEX

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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

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CUI - Corrosion sous Calorifuge

DECALORIFUGEAGE LIMITE0.5 mètres

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CUI - Ligne de Torche

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CUI - Lignes Appontement avec traceurs

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Ligne Appontement Fuel

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Rack de Tuyauterie

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Rack

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Traversée de Mur

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Traversée de Mur Bâtiment

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Traversée de Mur Pare-feu

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Traversée de route usine

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Traversée de Route Ø 30’’

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Entrée en Fourreau

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Lignes peu accessibles

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Lignes Réseau Chaleur en caniveau

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Pipeline en Fouille (GUL)

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Lignes en Radier

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Exemple Data

Soudure

Coude BrideAnomalie

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Exemple de Data corrosion

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Exemple Data Corrosion

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Entrée de mur Pare-feu

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Corrosion sous supports

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Data sur supports simples

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Exemples de Corrosion

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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)

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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)

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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 !

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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

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Rapport Site ( exportable PDF Adobe)

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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

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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 %.

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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.