Techniques END alternatives Alternating Current Field ... · Instruments fabriqués par TSC...
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Présentation AFIAP 2012
Techniques END alternatives
Alternating Current Field Measurement
( ACFM )( ACFM )Mesure du champ d’un courant Alternatif
Tel : 06 73 92 42 42
Direction Technique
APAVE Nord Ouest
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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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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
[email protected] Tel : 06 73 92 42 42
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Techniques END alternatives
Techniques END alternatives
Guided Wave Ultrasonic Testing
( GWUT )( GWUT )
Détection de corrosion sur les tuyauteries
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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
Focalisation Signal 2D
Permet de positionner l’orientation
des événements
autour du tube
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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
CUI - Corrosion sous Calorifuge
DECALORIFUGEAGE LIMITE0.5 mètres
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Techniques END alternatives
CUI - Ligne de Torche
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Techniques END alternatives
CUI - Lignes Appontement avec traceurs
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Techniques END alternatives
Ligne Appontement Fuel
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Techniques END alternatives
Rack de Tuyauterie
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Techniques END alternatives
Rack
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Techniques END alternatives
Traversée de Mur
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Techniques END alternatives
Traversée de Mur Bâtiment
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Techniques END alternatives
Traversée de Mur Pare-feu
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Techniques END alternatives
Traversée de route usine
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Techniques END alternatives
Traversée de Route Ø 30’’
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Techniques END alternatives
Entrée en Fourreau
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Techniques END alternatives
Lignes peu accessibles
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Techniques END alternatives
Lignes Réseau Chaleur en caniveau
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Techniques END alternatives
Pipeline en Fouille (GUL)
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Techniques END alternatives
Lignes en Radier
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Techniques END alternatives
Exemple Data
Soudure
Coude BrideAnomalie
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Techniques END alternatives
Exemple de Data corrosion
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Techniques END alternatives
Exemple Data Corrosion
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Techniques END alternatives
Entrée de mur Pare-feu
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Techniques END alternatives
Corrosion sous supports
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Techniques END alternatives
Data sur supports simples
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Techniques END alternatives
Exemples de Corrosion
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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
Rapport Site ( exportable PDF Adobe)
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Techniques END alternatives
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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Techniques END alternatives
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.