Qu’est-ce qu’un test de radiographie – Définition

Les essais non destructifs, NDT, sont un groupe très large d’inspections structurelles ou matérielles et, comme leur nom l’indique, ces inspections ne détruisent pas le matériau/la structure examinés. Le CND joue un rôle essentiel en garantissant que les composants et les systèmes structurels remplissent leur fonction de manière fiable et rentable. Étant donné que le CND ne modifie pas de manière permanente l’article inspecté, il s’agit d’une technique très précieuse qui peut économiser de l’argent et du temps dans l’évaluation du produit, le dépannage et la recherche. Les techniciens et ingénieurs CND définissent et mettent en œuvre des tests qui localisent et caractérisent les conditions matérielles et les défauts qui pourraient autrement provoquer des accidents graves tels que des avions qui s’écrasent, des réacteurs qui tombent en panne, des trains qui déraillent, des pipelines qui éclatent et une variété d’événements troublants.

Ce concept est étendu et connu sous le nom d’évaluation non destructive (END), lorsqu’il est combiné à une évaluation de l’importance de tout défaut trouvé. Cependant, ce sont deux termes souvent utilisés de manière interchangeable. Certaines méthodes d’essai doivent être menées en laboratoire, d’autres peuvent être adaptées pour être utilisées sur le terrain. Plusieurs techniques CND couramment utilisées et leurs caractéristiques sont décrites ci-dessous.

Test de radiographie

Les tests de radiographie (RT) impliquent l’utilisation de rayons gamma ou X pénétrants pour examiner les pièces et les produits à la recherche d’imperfections. C’est l’une des méthodes CND conventionnelles qui est utilisée depuis des décennies et qui est toujours utilisée par des entreprises du monde entier.

• Les rayons X, également appelés rayonnement X, désignent un rayonnement électromagnétique (pas de masse au repos, pas de charge) de hautes énergies. La plupart des rayons X ont une longueur d’onde allant de 0,01 à 10 nanomètres (3×10 ¹⁶ Hz à 3×10 ¹⁹ Hz), correspondant à des énergies comprises entre 100 eV et 100 keV. Les longueurs d’onde des rayons X sont plus courtes que celles des rayons UV et généralement plus longues que celles des rayons gamma. La distinction entre les rayons X et les rayons gamma n’est pas si simple et a changé au cours des dernières décennies. Selon la définition actuellement en vigueur, les rayons X sont émis par des électrons extérieurs au noyau, tandis que les rayons gamma sont émis par le noyau. Les rayons X peuvent être générés par un tube à rayons X, un tube à vide qui utilise une haute tension pour accélérer les électrons libérés par une cathode chaude à une vitesse élevée. En frappant la cible, les électrons accélérés sont brusquement arrêtés et des rayons X et de la chaleur sont générés.
• Les rayons gamma, également appelés rayonnement gamma, désignent un rayonnement électromagnétique (pas de masse au repos, pas de charge) d’une énergie très élevée. Étant donné que les rayons gamma ne sont en substance que des photons de très haute énergie, ils sont très pénétrants et sont donc biologiquement dangereux. Les rayons gamma peuvent parcourir des milliers de pieds dans l’air et peuvent facilement traverser le corps humain. Les rayons gamma sont émis par des noyaux instables lors de leur transition d’un état de haute énergie à un état inférieur connu sous le nom de désintégration gamma. Dans la plupart des sources de laboratoire pratiques, les états nucléaires excités sont créés lors de la désintégration d’un radionucléide parent. Par conséquent, une désintégration gamma accompagne généralement d’autres formes de désintégration, telles que la désintégration alpha ou bêta.

En général, la RT est une méthode d’inspection des matériaux pour les défauts souterrains cachés en utilisant la capacité des rayons X ou des rayons gamma à pénétrer divers matériaux de différentes épaisseurs. L’intensité du rayonnement qui pénètre et traverse le matériau est soit captée par:

• un film sensible aux radiations (Film Radiography)
• un réseau plan de capteurs sensibles aux rayonnements (Radiographie en Temps Réel).

Principe d’opération

La source de rayonnement peut être soit un appareil à rayons X, soit une source radioactive (Ir-192, Co-60 ou, dans de rares cas, Cs-137). Le choix entre les rayons X et le rayonnement gamma dépend de certains facteurs tels que l’épaisseur, le niveau de contraste, etc. Par exemple, les rayons X fonctionnent généralement avec une quantité d’énergie inférieure à celle des rayons gamma. L’épaisseur est un autre paramètre qui influence les résultats. Par exemple, à des épaisseurs supérieures à 50 mm, l’utilisation des rayons gamma augmente de manière significative.

Le rayonnement est dirigé à travers une pièce et sur un film ou un autre support d’imagerie. La radiographie résultante montre les caractéristiques dimensionnelles de la pièce. Tant dans les rayons X que dans le rayonnement gamma, plus le rayonnement traverse le matériau, plus le film devient sombre sur l’image produite et, au contraire, plus le rayon est absorbé par le matériau, plus l’image est claire à ces endroits. Par conséquent, les imperfections possibles sont indiquées lorsque la densité change sur le film de la même manière qu’une radiographie médicale montre des os brisés.

Les tests radiographiques sont couramment utilisés pour la vérification des soudures dans diverses applications industrielles. Dans la fabrication, les soudures sont couramment utilisées pour assembler deux ou plusieurs pièces métalliques. Les effets du soudage sur le matériau entourant la soudure peuvent être préjudiciables – en fonction des matériaux utilisés et de l’apport de chaleur du procédé de soudage utilisé, la ZAT peut être de taille et de résistance variables. Par exemple, le métal de base doit atteindre une certaine température pendant le processus de soudage, doit refroidir à une vitesse spécifique et doit être soudé avec des matériaux compatibles ou le joint peut ne pas être assez solide pour maintenir les pièces ensemble, ou des fissures peuvent se former dans le soudure provoquant sa rupture. Les défauts généralement rencontrés comprennent une pénétration incomplète, une fusion incomplète, un dégagement, une porosité et une fissuration longitudinale. Ces défauts pourraient entraîner la rupture d’une structure ou la rupture d’un pipeline.

Avantages et inconvénients

Avantages:

• Il a très peu de limitations matérielles.
• Détection de défauts internes pour les matériaux épais (ex. pipelines).
• Une préparation minimale ou nulle des pièces n’est requise.
• L’un des principaux avantages de RT est sa capacité de documentation. RT fournit des images de l’objet sous inspection.
• La probabilité d’une mauvaise interprétation des résultats est minimisée puisque chaque image peut être examinée par plusieurs opérateurs.

Désavantages:

• L’impact des rayonnements sur la santé et l’environnement peut être considéré comme l’un des principaux inconvénients des tests radiographiques, car quelques secondes d’exposition aux rayonnements peuvent entraîner des blessures graves.
• Un haut degré de compétence et d’expérience est requis pour l’exposition et l’interprétation.
• La haute tension nécessaire pour créer des rayons X est également dangereuse pour la santé humaine.
• C’est une méthode assez coûteuse.
• Inefficace pour les défauts plans et pour les défauts de surface.

La science des matériaux:

1. Département américain de l’énergie, science des matériaux. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 et 2. Janvier 1993.
2. Département américain de l’énergie, science des matériaux. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 et 2. Janvier 1993.
3. William D. Callister, David G. Rethwisch. Science et génie des matériaux : une introduction 9e édition, Wiley ; 9 édition (4 décembre 2013), ISBN-13 : 978-1118324578.
4. En ligneEberhart, Mark (2003). Pourquoi les choses se cassent : Comprendre le monde par la manière dont il se décompose. Harmonie. ISBN 978-1-4000-4760-4.
5. Gaskell, David R. (1995). Introduction à la thermodynamique des matériaux (4e éd.). Éditions Taylor et Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
6. González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Une introduction à la science des matériaux. Presse universitaire de Princeton. ISBN 978-0-691-07097-1.
7. Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Matériaux: ingénierie, science, traitement et conception (1ère éd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
8. JR Lamarsh, AJ Baratta, Introduction au génie nucléaire, 3e éd., Prentice-Hall, 2001, ISBN : 0-201-82498-1.

Voir ci-dessus :
NDT