Application Note

Caractérisation des signaux UT longue portée : guide d'analyse de la morphologie A-scan et des réflecteurs structurels

L'interprétation précise des données en contrôle ultrasonore longue portée (LRUT) repose sur la distinction entre les réflexions structurelles et les défauts localisés. Bien que cette technologie permette un contrôle rapide de vastes réseaux de tuyauterie, la présence d'éléments tels que les soudures, les supports, les purges et les réducteurs crée un environnement de signal complexe. Cette note d'application sert de référence diagnostique pour identifier ces caractéristiques courantes sur le terrain en fonction de la morphologie de leur signal A-Scan, de leur % CSC (variation de section transversale) et de la symétrie du signal.

Figure 1 : Inspection LRUT

1. Brides ou extrémités de tronçons

Les brides et les extrémités de tronçons sont des éléments axisymétriques qui marquent la fin du signal A-Scan, car ils entraînent une variation de section transversale (CSC) de 100 %. Ces éléments produisent généralement des signaux supérieurs à 100 % de la courbe DAC et se caractérisent par un écho principal large suivi de multiples réverbérations associées.

Bien que les brides ne soient pas courantes sur le terrain, on les trouve généralement à proximité des stations de vannes ou au niveau des raccordements aux réservoirs, sphères et autres appareils sous pression.

Figure 2 : Bride identifiée sur le signal A-Scan

2. Soudures

Les soudures sont des éléments axisymétriques représentant une variation de section transversale (CSC) nominale de 22 %. En LRUT, les soudures sont principalement utilisées pour ajuster les courbes DAC ; une soudure de haute qualité doit s'aligner étroitement sur le niveau DAC de 22 %. Sur le signal A-Scan, une soudure est représentée par un écho étroit d'amplitude moyenne.

Élément fréquent sur le terrain, présent sur presque tous les raccordements de tronçons de tuyauterie, les soudures servent de point de référence critique pour estimer la gravité des défauts en garantissant un alignement précis des courbes DAC.

Figure 3 : Soudures identifiées sur le signal A-Scan

3. Coudes et virages

Les coudes et virages sont couramment rencontrés sur le terrain sous divers angles, généralement 90° et 45°. Bien qu'une évaluation soit parfois possible après un coude à 90°, elle est généralement impossible après un coude à 45°. Par conséquent, il est d'usage de terminer l'analyse A-Scan à l'emplacement d'un coude.

Les coudes comportent généralement deux ou trois soudures, selon le diamètre, qui génèrent des échos sur le signal A-Scan. Le premier écho présente une amplitude moyenne de 22 % CSC, tandis que le second a une faible amplitude, inférieure à 22 % CSC.

Figure 4 : Signaux de coude identifiés sur le signal A-Scan

4. Branchements : tés, dérivations en Y

Dans les branchements, les ondes ultrasonores se propagent dans deux directions différentes et plusieurs échos apparaissent sur le signal A-Scan. Ces échos ont une amplitude moyenne — similaire aux soudures — à 25 % CSC. La première partie est axisymétrique et la seconde est non axisymétrique. Ces éléments se trouvent généralement dans les déviations de la ligne principale. Cet élément marque généralement la fin du signal A-Scan.

Figure 5 : Branches et direction UT

5. Supports

Les supports sont des éléments très courants sur le terrain et constituent des points d'inspection critiques, car ils sont des zones typiques de corrosion et sont souvent inaccessibles pour une évaluation directe par les méthodes traditionnelles.

Pour la corrosion sous support de tuyauterie (CUPS), la technique MRUT SH — disponible avec la plateforme d'inspection VOLTA 2 — est la méthode recommandée. L'application MRUT SIZING , également disponible avec VOLTA, est une méthode quantitative permettant d'estimer l'épaisseur restante de la paroi.

Il existe plusieurs types de supports de tuyauterie. Les plus courants sont :

  • Supports simples : Ces éléments présentent un très faible changement de section transversale (% CSC) et n'apparaissent généralement pas sur l'A-scan, surtout s'ils sont causés par un frottement de surface ou de l'usure. Si des signaux apparaissent, ils peuvent indiquer une corrosion ou des rayures dues aux goupilles de centrage lors de la dilatation et de la contraction thermiques, nécessitant une vérification supplémentaire. Ces éléments n'influencent pas la longueur globale du signal A-scan.
Figure 6 : Support simple
  • Supports soudés : Il n'y a pas de % CSC fixe, car cela dépend de la configuration spécifique. Ces éléments présentent généralement des échos traînants sur l'A-scan. En raison d'une forte atténuation, les ultrasons ne traversent généralement que deux supports.
Figure 7 : Support soudé identifié sur l'A-scan
  • Supports bridés : Ils présentent un comportement similaire aux soudures. Le % CSC dépend de la force de serrage ou de la manière dont la bride est fixée. Bien qu'ils se comportent comme des soudures, ces éléments ne doivent pas être utilisés pour ajuster les courbes DAC.
Figure 8 : Supports bridés identifiés sur l'A-scan

6. Purges et évents

On les trouve généralement aux extrémités des tuyaux ou dans les zones où l'accumulation de pression est une préoccupation. Les purges sont installées sur les systèmes de tuyauterie transportant des liquides, tandis que les évents sont utilisés pour les conduites de gaz. Sur l'A-scan, ils apparaissent sous forme d'échos étroits avec une amplitude allant jusqu'à 15-20 %. Le % CSC varie en fonction du rapport entre la taille nominale du tuyau et le diamètre de la purge ou de l'évent. Cette caractéristique non axisymétrique n'affecte pas la longueur de l'A-scan.

Figure 9 : Évent sur une tuyauterie

7. Réducteurs et élargisseurs

Ces caractéristiques sont peu courantes sur le terrain. Elles se manifestent sur l'A-scan par des échos étroits de moyenne amplitude, avec un % CSC typique de 23 %. La symétrie du signal dépend de la configuration du réducteur : concentrique ou excentrique. Les réducteurs concentriques se comportent de manière similaire aux soudures, tandis que les réducteurs excentriques peuvent présenter des caractéristiques proches de celles des coudes. Sur le plan fonctionnel, les réducteurs sont identiques aux élargisseurs, mais fonctionnent dans le sens inverse de l'écoulement.

Comme les changements de diamètre génèrent un bruit important, le signal peut généralement traverser ces éléments. Lorsque ces caractéristiques sont présentes, la plage (longueur) de l'A-scan doit être définie manuellement par l'opérateur.