Les courants de Foucault pulsés (CFP) constituent une technologie d’inspection non destructive évoluée qui permet de découvrir les défauts et la corrosion dans les matériaux ferreux généralement cachés sous des couches de revêtements, d’ignifuges ou d’isolants.

Fonctionnement

Un champ magnétique est généré par un courant électrique dans une bobine de la sonde. Lorsqu’elle est déposée sur un isolant, ignifuge ou revêtement, le champ magnétique pénètre toutes les couches présentes (même une gaine) et se stabilise dans la paroi du composant et le courant électrique dans la bobine de transmission est désactivé. Ceci cause une diminution rapide du champ magnétique. Des courants de Foucault (CF) sont induits dans la paroi du composant. Ces CF se diffusent vers l’intérieur et diminuent d’intensité. Cette diminution d’intensité est monitorée par la sonde CFP et utilise cette information pour déterminer l’épaisseur de la paroi. Plus la paroi est épaisse plus les courants de Foucault prendront longtemps avant de se dissiper complètement.

Les CFP sont donc l’analyse des courants de Foucault transitoires dans un composant conducteur après une violente transition électromagnétique.

Cette technique d’inspection peut être utilisée :

  • Sur des surfaces avec ou sans calorifuge, sur l’aluminium, les gaines d’acier inoxydable et galavanisé, les tavelures et les ignifuges
  • Près de coudes, supports, valves et autres structures métalliques comme les buses et les brides
  • A travers le béton, les revêtements polymères, le treillis métallique et les barres d’armature

Revêtement sur le calorifuge sur un tuyau

Phases CFP

Afin d’être en mesure d’analyser les courants de Foucault transitoires, les courants de Foucault pulsés sont composés de trois phases :

Émission (pulsation)

La sonde injècte un champ magnétique qui pénètre la paroi du composant et s’y stabilise.

Phase 1 des courants de Foucault pulsés : émission (pulsation)

Interruption

La sonde interrompt son émission abruptement et de forts courants de Foucault sont induits dans la paroi du composant.

Phase 2 des courants de Foucault pulsés : coupure

Réception

Le senseur de la sonde mesure le taux de dégradation des courants de Foucault au fur et à mesure qu’ils se répendent dans la paroi du composant.

Phase 3 des courants de Foucault pulsés : réception

Comment les Courants de Foucault pulsés évaluent l’épaisseur

Cette nouvelle génération de CFP adapte la largeur des impulsions à l’épaisseur du composant à inspecter, ce qui assure une pénétration complète du champ magnétique. La technologie offre aussi la possibilité de régler précisément le moment où la sonde « écoute » la dégradation des courants de Foucault, ce qui permet d’isoler la dégradation qui provient de signaux indésirables, comme celui d’une gaine métallique (dans le cas de la corrosion sous calorifuge), et d’éliminer le besoin d’être en contact direct avec la surface inspectée. Contrairement aux courants de Foucault, avec les CFP, le composant inspecté n’est pas constamment stimulée par la sonde. Le « bruit de fond » généré par une sonde CF est donc absent avec les CFP, ce qui permet une plus grande amplification et un signal reçu moins bruité. Ceci rend la technologie parfaite pour détecter le faible signal généré par la corrosion sous calorifuge, par exemple.

Le taux de dégradation des courants de Foucault dans un matériau conducteur sous calorifuge est soumis à une loi de puissance, où une variation relative en voltage résulte en une variation proportionnelle en temps qui produit une diminution rapide dans un graphique utilisant une échelle Log-Lin. Plus tard, lorsque les courants de Foucault atteignent la paroi opposée du composant, le taux de dégradation respècte une distribution logarithmique inversée qui produit une ligne droite dans un graphe avec une échelle Log-Lin.

Courbe de déterioration des courants de Foucault en CFP

Où V est le voltage, t la durée et τ le taux de dégradation. Des parois d’épaisseurs différentes produisent des courbes de dégradation différentes :

Différentes courbes de déterioration des courants de Foucault en fonction de l'épaisseur du composant

Le taux de dégradation est calculé par le logiciel utilisé pour analyser les signaux CFP et le mode de calcul varie de solution en solution. Le Lyft® d’Eddyfi réinvente les courants de Foucault pulsés en calculant le taux de dégradation du signal, ce qui permet des acquisitions plus courtes et immunise la sonde CFP aux variations d’entrefer.

Plus petit défaut détectable en relation avec l’empreinte et la zone de moyennage de la sonde CFP

Les concepts d’empreinte et de zone de moyennage d’une zone CFP sont importants dans la compréhension de ce que les CFP peuvent et ne peuvent pas détecter. L’empreinte est affectée par la dimension de la sonde et sa distance du composant ou de la structure à inspecter (entrefer). L’empreinte est d’une importance vitale dans la détermination de la dimension de la grille d’inspection, l’effet de bord et le plus petit volume ou défaut détectable.

L’empreinte est la largeur mi-hauteur (full width at half maximum (FWHM)) de la réponse détectée par la sonde qui permet un chevauchement du signal de 50 % entre chaque point de la grille d’inspection.

Empreinte et zone de moyennage d'une sonde courants de Foucault pulsés

La zone de moyennage est l’aire que la sonde peut « voir » sur le composant à inspecter. L’épaisseur de la paroi est l’épaisseur moyenne à l’intérieur de la zone de moyennage. Ce faisant, les défauts plus petits que la zone sont sous-dimensionnés. La zone de moyennage du système Lyft est approximativement 1.8 fois la dimension de l’empreinte. Également, le volume du plus petit défaut détectable est 15 % du volume de l’empreinte. Les défauts de diamètres inférieurs peuvent toujours être détecter si on s’assure d’augmenter la profondeur cible afin de maintenir un rapport de 15 % entre le volume minimal et l’empreinte.

Dimensions du plus petit défaut détectable

Le diamètre minimal :

  • Rapport minimal du volume : VolRatio(%) = 15 %
  • Profondeur spécifique du défaut : DefDp(%)

DefDiam = FP × √(VolRatio(%) / DefDp(%))

La profondeur minimale :

  • Rapport minimal du volume : VolRatio(%) = 15 %
  • Diamètre spécifique du défaut : DefDiam

DefDp(%) = (FP / DefDiam)2 × VolRatio(%)

Avantages de la technologie CFP réinventée

Inspections plus rapides

  • Plus rapide que tous les autres systèmes CFP
  • Inspection en mode grille de 2 à 10 fois plus rapide (généralement moins 1 s)
  • Mode d’inspection dynamique (unique à Lyft) : vitesse de la sonde jusqu’à 75 mm/s

Résultats fiables et reproduisibles

  • Moins affectée par les utilisateurs (SmartPULSE™)
  • Moins d’impact dûs aux variations d’entrefer, de chevauchement de gaines, de la présence de courroies
  • Meilleure capacité de détection de petits défauts (mode d’inspection dynamique)
  • Aucun effet causés par les structures au-dessus de la sonde

Plus vaste éventail d’applications

  • Gaines d’acier galvanisé
  • Efficace sur les sous-produits de corrosion (tavelure)
  • Efficace à travers le béton, les revêtements de polymères, grillage fin
  • Coudes
  • Inspection près des buses, brides et supports

Facile à apprendre et à utiliser

  • Cartographie C-scan
  • Interface utilisateur intuitive
  • Flux de travail incorporé
  • Solution complète

Limites actuelles de la technologie CFP réinventée

  • Effet de bord environ une distance d’empreinte près de structures métalliques
  • Pas conçu pour distinguer entre les défauts près et lointains
  • Pas conçu pour détecter les piqûres de petits volumes
  • Sous-dimensionne les défauts plus petits que la zone de moyennage de la sonde
  • Utilisation difficile sur des coudes de tuyaux de diamètres inférieurs à 200 mm