Quelles méthodes de contrôle non destructif doivent être utilisées pour les défauts internes dans les pièces moulées des turbines à aubes

Pièces moulées de turbine à pales sont des composants essentiels des équipements critiques de traitement des fluides tels que les pompes, les compresseurs et les turbomachines. Leur qualité interne détermine directement les performances hydrauliques, l’efficacité opérationnelle et la durée de vie de l’équipement. Les turbines sont sujettes à divers défauts internes au cours du processus de coulée, tels que le retrait, la porosité, les trous de gaz, les inclusions de scories et les fissures internes. Ces défauts peuvent agir comme des points de concentration de contraintes sous des charges statiques ou dynamiques, entraînant des dommages par fatigue, voire une défaillance catastrophique. Par conséquent, une évaluation complète et précise de ces défauts internes à l’aide de techniques avancées de tests non destructifs (CND) est cruciale pour garantir la haute fiabilité des pièces moulées des turbines à aubes.

Tests radiographiques (RT)

Principes et applications

Les tests radiographiques (RT) sont l'une des méthodes les plus classiques et les plus fiables pour détecter les défauts internes dans les pièces moulées des turbines à aubes. Il utilise des rayons gamma ou des rayons X pour pénétrer dans le moulage. Les différences d'atténuation de l'intensité du rayonnement sont enregistrées sur un film ou sur un détecteur numérique, formant ainsi une image.

Détection des défauts cibles : RT est très sensible aux défauts volumétriques tels que les cavités de retrait, la porosité, les pores, les inclusions de scories et les grandes fissures internes.

Caractéristiques techniques : Les images sont intuitives et démontrent la forme, la taille et l'emplacement spatial des défauts. Pour les roues fermées aux formes complexes, RT peut pénétrer dans les zones épaisses du moyeu et des pales, offrant ainsi une vue complète de la qualité interne.

Limites et défis : les contours complexes des pales nécessitent une géométrie de transillumination précise pour garantir que le faisceau est parallèle aux éventuels défauts planaires (tels que les fissures dans les pales à paroi mince). De plus, l'épaisseur des turbines varie considérablement, ce qui nécessite des techniques d'exposition à épaisseur variable ou plusieurs films avec des doses d'exposition variables pour couvrir l'intégralité de la pièce moulée.

Tests par ultrasons (UT)

Principes et applications

Les tests par ultrasons (UT) utilisent les propriétés de propagation, de réflexion et de réfraction des ultrasons à haute fréquence dans les pièces moulées pour détecter et localiser les défauts.

Détection des défauts cibles : UT est très efficace pour les défauts planaires (tels que les fissures internes et le manque de fusion) et les défauts volumétriques (tels que les grandes cavités de retrait). Il offre des avantages par rapport au RT pour détecter les fissures internes.

Caractéristiques techniques : Il offre une profondeur de pénétration élevée et une précision de positionnement élevée, permettant une détermination rapide de la profondeur et de la taille des défauts. Ceci est particulièrement important pour l’inspection de pièces moulées épaisses de turbine.

Limites et défis : La structure à gros grains des pièces moulées de la turbine à pales provoque une diffusion des ondes acoustiques, réduisant ainsi le rapport signal/bruit. La géométrie complexe et les profils de surface incurvés des pales et du moyeu rendent le couplage des sondes difficile et susceptible de générer de faux signaux de réflexion, nécessitant des opérateurs expérimentés pour une interprétation précise. La technologie de test par ultrasons Phased Array (PAUT) peut être utilisée pour surmonter les défis liés aux géométries complexes en contrôlant électroniquement la direction et la focalisation du faisceau acoustique, améliorant ainsi l'efficacité et la précision de l'inspection.

Tests par courants de Foucault (ET)

Principes et applications

Les tests par courants de Foucault (ET) sont basés sur le principe de l'induction électromagnétique et sont principalement utilisés pour détecter les défauts de surface et proches de la surface, mais peuvent également être utilisés pour détecter des défauts internes dans des applications spécifiques.

Défauts cibles : Les tests par courants de Foucault sont principalement utilisés dans les END des pièces moulées de turbines pour détecter les fissures près de la surface et évaluer l'uniformité des matériaux.

Caractéristiques techniques : Vitesse d’inspection rapide, pas besoin de couplant et adaptée à la numérisation automatisée.

Limites et défis : La profondeur de pénétration limitée le rend inadapté à la détection de défauts volumétriques tels que les cavités de retrait ou la porosité en profondeur dans la roue. Il est principalement utilisé en complément de la détection des fissures de surface (souvent en conjonction avec des tests de particules magnétiques ou de ressuage) ou pour une inspection rapide de matériaux conducteurs (tels que les pièces moulées de turbine en acier inoxydable).