La radiographie numérique présente de nombreux avantages par rapport à la radiographie sur film, et a été utilisée pour réduire substantiellement les temps de cycles de contrôle, tout en produisant souvent une qualité d’image supérieure.
Toutefois, dans le cas de pièces de géométries complexes, nécessitant des acquisitions radiographiques au travers de plusieurs parois, l’ensemble des caractéristiques et potentielles anomalies des pièces sont projetées et superposées sur un seul plan, ce qui peut rendre l’interprétation des clichés et l’acceptation des produits très compliquées.
Aujourd’hui, les produits sont conçus et dessinés en 3D. Des analyses par éléments finis peuvent être effectuées sur ces modèles 3D. Les analyses dimensionnelles du produit sont également définies à partir de leur modèle 3D. Mais l’exploitation de la 3D s’arrête généralement là. Pour l’inspection radiographique, on demande aux ingénieurs de convertir ces informations 3D en critère d’acceptation 2D. Plusieurs clichés 2D sont souvent nécessaires pour tenter de comprendre les dimensions des indications dans au moins deux directions. Les multiples vues radiographiques dans des plans différents permettent aussi une meilleure compréhension de la position des indications. Malgré tout, et même avec ces vues statiques additionnelles, l’interprétation reste délicate. Il est difficile sur ces images superposées, de positionner l’indication sur un plan plutôt qu’un autre.
Aujourd’hui, les progrès de la tomographie à rayons X permettent, pour certains produits, la réalisation de scans très rapides. Ces scans tomographiques donnent rapidement une vue 3D de toutes les indications, et leurs positions dans la pièce.
Dans le cadre de systèmes de reconnaissance automatique de défauts (ou de systèmes d’aide à la décision), des traitements logiciels automatiques peuvent être appliqués sur ces jeux de données 3D, ainsi que de vrais critères d’acceptation 3D. Pour une interprétation manuelle, la tomographie fournit non seulement une évaluation plus complète, mais permet également une interprétation plus simple et plus rapide.
Application : Évaluation d’une soudure par radiographie numérique (DR) & tomographie (CT)
Soudures circulaires sur tube en titane
- Diamètre : 0.50” (approx. 13mm)
- Paroi : 0.0275” (approx. 0.7mm)
Exigences en radiographie numérique
- En général, 2-3 clichés radiographiques (elliptiques vs superposés)
- IQI 2-1T, typiquement
Setup
- Détecteur plan Varian 2520DX – taille de pixel de 127um et scintillateur CSI
- Imageur en mode custom pleine résolution, acquisitions à 23 images par seconde
- Tube à rayons X microfoyer: 150 kV
- Grandissement géométrique : x10
Soudure tube Titane : 3 clichés radiographiques
Porosités dans la soudure allant de ~40 microns à ~200 microns (0.0015” à 0.008”)
Soudure tube Titane : 2 vues en coupes tomographiques (CT)
La tomographie de produits de forme cylindrique permet d’obtenir par traitement d’image des vues “déroulées”, comme si le tube avait été physiquement coupé puis déroulé. Ce traitement d’image est particulièrement adapté à l’analyse d’un cordon de soudure circulaire.
- Les données et indications peuvent ensuite être visualisées, sur toute l’épaisseur de la soudure, en une seule vue. Cela permet une interprétation rapide.
- La vue déroulée, à gauche, montre que l’ensemble des porosités sont situées au niveau du bord de la soudure.
- Ce type de vue en “coupe épaisse” est également applicable à la vue haut – bas, où plusieurs coupes sont combinées pour fournir une image à très haut contraste de toute la largeur de la soudure.
- La vue ci-dessous permet d’observer que la majorité des porosités sont situées sur un cercle passant à mi-épaisseur de la soudure/tube. Une porosité très petite est à proximité de la surface extérieure, et deux autres sont près de la surface intérieure de la soudure.
Soudure tube Titane – Vue en coupe du volume tomographique
Soudure tube Titane – vue surfacique
Comparaison de différentes techniques de scan tomographique
Scan de 10 minutes : Les porosités sont clairement visibles (de 40 à 200 µm de diamètre).
Scan de 32 secondes : Toutes les porosités sont visibles jusqu’à 40 µm de diamètre.
Scan de 16 secondes : Les porosités jusqu’à 50µm de diamètre sont visibles. Ces indications sont légèrement allongées, et leurs bords moins bien définis.
Conclusions
La radiographie numérique et la tomographie à rayons X fournissent la qualité d’image nécessaire à la détection de toutes les indications de porosité, toutefois, la qualité de l’information fournie par la tomographie est nettement meilleure.
- La tomographie a fourni une information beaucoup plus riche sur la taille et la position des indications
- L’application de critères d’acception 2D est bien plus aisée avec la tomographie, et celle-ci permet l’application de critère d’acceptation 3D.
- Les temps d’acquisition de la radiographie numérique et la tomographie peuvent être comparable pour un certain nombre d’applications.
- Les temps d’évaluation « manuelle » de tomographies peuvent être inférieurs à ceux de radiographies numériques, lorsque plusieurs indications pertinentes sont présentes.