ISO 16811:2012

Non-destructive testing - Ultrasonic testing - Sensitivity and range setting

ISO 16811:2012 specifies the general rules for setting the timebase range and sensitivity (i.e. gain adjustment) of a manually operated ultrasonic flaw detector with A-scan display in order that reproducible measurements may be made of the location and echo height of a reflector. ISO 16811:2012 is applicable to techniques employing a single contact probe with either a single or twin transducers, but excludes the immersion technique and techniques employing more than one probe.

Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Réglage de la sensibilité et de la base de temps

L'ISO 16811:2012 spécifie les règles générales de réglage de l'échelle de la base de temps et de la sensibilité (c'est-à-dire la commande de gain) d'un détecteur de défaut ultrasonore à commande manuelle et à représentation de type A afin de pouvoir effectuer des mesurages reproductibles de la localisation et de la hauteur d'écho du réflecteur. L'ISO 16811:2012 s'applique aux techniques qui utilisent un traducteur à contact simple avec transducteur unique ou à émetteur et récepteur séparés, mais exclut la technique en immersion et les techniques utilisant plus d'un traducteur.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 22-Mar-2012
• ICS: 19.100 - Non-destructive testing
• Technical Committee: ISO/TC 135/SC 3 - Ultrasonic testing
• Drafting Committee: ISO/TC 135/SC 3 - Ultrasonic testing
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 05-Mar-2025
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revised: ISO 16811:2025 - Non-destructive testing - Ultrasonic testing - Sensitivity and range setting
• Effective Date: 14-Jan-2023

Overview

ISO 16811:2012 - "Non‑destructive testing - Ultrasonic testing - Sensitivity and range setting" defines general rules for setting the timebase range and sensitivity (gain) of a manually operated ultrasonic flaw detector with A‑scan display. The goal is reproducible measurement of reflector location and echo height using single contact probes (single or twin transducers). The standard excludes immersion techniques and multi‑probe methods.

Key topics and technical requirements

• Scope and applicability
  • Applies to contact single‑probe ultrasonic testing (straight and angle beam) with A‑scan displays.
  • Excludes immersion technique and techniques using more than one probe.
• Probe index and beam angle
  • Procedures for determination of probe index and beam angle for flat and contoured probes, including mechanical and reference‑block techniques.
• Timebase (range) setting
  • Rules for setting timebase for straight‑beam and angle‑beam probes, multiple reflector and reference‑block techniques, and alternative settings for curved surfaces.
• Sensitivity setting and echo height evaluation
  • Methods for evaluating echo amplitude and setting gain: Distance Amplitude Curve (DAC) and Distance Gain Size (DGS) techniques.
  • Consideration of impingement angle and preparation/use of reference blocks and DAC/DGS diagrams.
• Probe contouring and geometry categories
  • Defines five categories of test objects (plane, uniaxially curved, multi‑curved, circular solid, complex shapes).
  • Rules for probe shoe contouring to ensure uniform contact and constant beam angle; includes quantitative condition for convex surfaces: D_obj < 10 · l_ps (longitudinal) or D_obj < 10 · w_ps (transverse).
• Transfer correction
  • Methods to correct for coupling/transfer effects (fixed path length, comparative techniques) and compensations for local variations.
• Annexes
  • Normative annexes provide quantities/symbols, reference block requirements, sound‑path/impingement calculations for curved objects; informative annexes include DGS diagrams and transfer correction determination.

Practical applications

• Standardizes setup for reliable ultrasonic inspection of:
  • Plates, sheets, tubes, rods/bars, dished ends, nozzles and other complex components.
• Used where consistent measurement of reflector position and echo amplitude is required: weld inspection, fabrication QA, in‑service inspection and NDT calibration.
• Helps reduce variability between operators and instruments by defining reference blocks, procedures and correction methods.

Who should use this standard

• NDT technicians and inspectors, ultrasonic equipment manufacturers, calibration laboratories, quality assurance engineers, and organizations developing inspection procedures.

Related standards

• ISO 16810 (Ultrasonic general principles), ISO 16823, ISO 16826, ISO 16827, ISO 16828, and normative references ISO 2400, ISO 7963, EN 12668‑3.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16811
First edition
2012-04-01
Non-destructive testing — Ultrasonic
testing — Sensitivity and range setting
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Réglage de la
sensibilité et de la base de temps

Reference number
©
ISO 2012
©  ISO 2012
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E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 General.1
3.1 Quantities and symbols.1
3.2 Test objects, reference blocks and reference reflectors.1
3.3 Categories of test objects.1
3.4 Contouring of probes.2
3.4.1 Longitudinally curved probes .3
3.4.2 Transversely curved probes.3
3.4.3 Concave scanning surface.4
4 Determination of probe index and beam angle .4
4.1 General.4
4.2 Flat probes.4
4.2.1 Calibration block technique .4
4.2.2 Reference block technique.4
4.3 Probes curved longitudinally .4
4.3.1 Mechanical determination.4
4.3.2 Reference Block Technique .6
4.4 Probes curved transversely .6
4.4.1 Mechanical determination.6
4.4.2 Reference block technique.7
4.5 Probes curved in two directions.8
4.6 Probes for use on materials other than non-alloy steel .9
5 Time base setting .9
5.1 General.9
5.2 Reference blocks and reference reflectors.9
5.3 Straight beam probes.10
5.3.1 Single reflector technique.10
5.3.2 Multiple reflector technique.10
5.4 Angle beam probes .10
5.4.1 Radius technique.10
5.4.2 Straight beam probe technique .10
5.4.3 Reference block technique.10
5.4.4 Contoured probes.10
5.5 Alternative range settings for angle beam probes .11
5.5.1 Flat surfaces.11
5.5.2 Curved surfaces.11
6 Sensitivity setting and echo height evaluation .13
6.1 General.13
6.2 Angle of impingement.13
6.3 Distance Amplitude Curve (DAC) technique .13
6.3.1 Reference blocks.13
6.3.2 Preparation of a Distance Amplitude Curve .14
6.3.3 Evaluation of signals using a Distance Amplitude Curve.15
6.3.4 Evaluation of signals using a reference height.15
6.4 Distance Gain Size (DGS) technique .16
6.4.1 General.16
6.4.2 Reference blocks.18
6.4.3 Use of DGS diagrams.18
6.4.4 Restrictions on use of the DGS technique due to geometry .20
6.5 Transfer correction.20
6.5.1 General.20
6.5.2 Fixed path length technique .20
6.5.3 Comparative technique.21
6.5.4 Compensation for local variations in transfer correction .22
Annex A (normative) Quantities and symbols .23
Annex B (normative) Reference blocks and reference reflectors .26
Annex C (normative) Determination of sound path distance and impingement angle in
concentrically curved objects .29
C.1 Impingement angle.29
C.2 Sound path when scanning from the outer (convex) surface: .29
C.2.1 Full skip.30
C.2.2 Half skip.30
C.3 Soundpath when scanning from the inner (concave) surface:.31
C.3.1 Full skip.31
C.3.2 Half skip.32
Annex D (informative) General DGS diagram.33
D.1 Distance.33
D.2 Gain.33
D.3 Size.34
Annex E (informative) Determination of contact transfer correction factors.35
E.1 General.35
E.2 Measurement.35
E.3 Evaluation.35
Bibliography .38

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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 16811 was prepared by Technical Committee ISO/TC 135, Non-destructive testing, Subcommittee SC 3,
Ultrasonic testing.
Introduction
This International Standard is based on EN 583-2:2001, Non-destructive testing — Ultrasonic examination —
Part 2: Sensitivity and range setting.
The following International Standards are linked.
ISO 16810, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General principles
ISO 16811, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and range setting
ISO 16823, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Transmission technique
ISO 16826, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Examination for discontinuities perpendicular to
the surface
ISO 16827, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Characterization and sizing of discontinuities
ISO 16828, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Time-of-flight diffraction technique as a method for
detection and sizing of discontinuities

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16811:2012(E)

Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and
range setting
1 Scope
This International Standard specifies the general rules for setting the timebase range and sensitivity
(i. e. gain adjustment) of a manually operated ultrasonic flaw detector with A-scan display in order that
reproducible measurements may be made of the location and echo height of a reflector.
It is applicable to techniques employing a single contact probe with either a single or twin transducers, but
excludes the immersion technique and techniques employing more than one probe.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 2400, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Specification for calibration block No. 1
ISO 7963, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Specification for calibration block No. 2
EN 12668-3, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic examination
equipment — Part 3: Combined equipment
3 General
3.1 Quantities and symbols
A full list of the quantities and symbols used throughout this International Standard is given in Annex A.
3.2 Test objects, reference blocks and reference reflectors
Requirements for geometrical features of test objects, reference blocks and reference reflectors in general are
contained in Annex B.
3.3 Categories of test objects
The requirements for range and sensitivity setting will depend on the geometrical form of the test object. Five
categories of test objects are defined in Table 1.

Table 1 — Categories of test objects
Class Feature Section in x-direction section in y-direction
1 Plane parallel surfaces
(e. g. plate/sheet)
2 Parallel, uniaxially curved
surfaces (e. g. tubes)
3 Parallel surfaces curved in
more than one direction
(e. g. dished ends)
4 Solid material of circular
cross section (e. g. rods
and bars)
5 Complex shapes (e. g.
nozzles, sockets)
3.4 Contouring of probes
Contouring of the probe shoe, for geometry categories 2 to 5, may be necessary to avoid probe rocking, i.e. to
ensure good, uniform, acoustic contact and a constant beam angle in the test object. Contouring is only
possible with probes having a hard plastic stand-off (normally twin-transducer straight beam probes or angle
beam probes with wedges).
The following conditions for the different geometric categories exist (see Table 1 and Figure 1):
⎯ category 1: No probe contouring necessary for scanning in either x- or y-direction;
⎯ categories 2 and 4: scanning in x-direction: Probe face longitudinally curved, scanning in y-direction:
Probe face transversely curved;
⎯ categories 3 and 5: scanning in either x- or y-direction: Probe face longitudinally and transversely curved.
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The use of contoured probes necessitates setting the range and sensitivity on reference blocks contoured
similar to the test object, or the application of mathematical correction factors.
When using equations (1) or (2), problems due to low energy transmission or beam misalignment are avoided.
3.4.1 Longitudinally curved probes
3.4.1.1 Convex scanning surface
For scanning on convex surfaces the probe face shall be contoured when the diameter of the test object, D ,
obj
is below ten times the length of the probe shoe, l , (see Figure 1):
ps
D < 10l (1)
obj ps
3.4.1.2 Concave scanning surface
On a concave scanning surface the probe face shall always be contoured, unless adequate coupling can be
achieved due to very large radii of curvature.
3.4.2 Transversely curved probes
3.4.2.1 Convex scanning surface
For scanning on convex surfaces the probe face shall be contoured when the diameter of the test object, D ,
obj
is below ten times the width of the probe shoe, w , (see Figure 1):
ps
D < 10w (2)
obj ps
Key
1 Transversely curved
2 Longitudinally curved
Figure 1 — Length, l , and width, w , of probe shoe in direction of curvature of the test object
ps ps
3.4.2.2 Concave scanning surface
On a concave scanning surface the probe face shall always be contoured, unless adequate coupling can be
achieved due to very large radii of curvature
3.4.3 Concave scanning surface
The probe face shall fulfil the requirements of 3.4.1 and 3.4.2.
4 Determination of probe index and beam angle
4.1 General
For straight beam probes there is no requirement to measure probe index and beam angle as it is assumed
that the probe index is in the centre of the probe face and the angle of refraction is zero degrees.
When using angle probes, these parameters shall be measured in order that the position of a reflector in the
test object can be determined in relation to the probe position. The techniques and reference blocks employed
depend on the contouring of the probe face.
Measured beam angles depend on the sound velocity of the reference block used. If the block is not made of
non-alloy steel its velocity shall be determined and recorded.
4.2 Flat probes
4.2.1 Calibration block technique
Probe index and beam angle shall be determined using Calibration Block No. 1 or Calibration Block No. 2
according to the specifications given in ISO 2400 or ISO 7963 respectively, depending on the size of the
probe.
4.2.2 Reference block technique
An alternative technique using a reference block containing at least 3 side-drilled holes as given in EN 12668-
3 may be used.
4.3 Probes curved longitudinally
4.3.1 Mechanical determination
Before contouring the probe face, the probe index and beam angle shall be measured as described in 4.2.1.
The incident angle at the probe face (α ) shall be calculated from the measured beam angle (α) and a line,
d
originating from the probe index and parallel to the incident beam, shall be marked on the side of the probe,
as shown in Figure 2.
The incident angle is given by equation 3:
⎛c ⎞
d
α = arcsin⎜ sinα⎟ (3)
d
⎜ ⎟
c
⎝ t ⎠
where
c is the longitudinal wave velocity in the probe wedge (normally 2730 m/s for acrylic glass)
d
c is the transverse wave velocity in the test object (3255 m/s ± 15 m/s for non-alloy steel).
t
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After contouring, the probe index will have moved along the marked line, and its new position can be
measured by mechanical means directly on the probe housing, as shown in Figure 2.
The beam angle shall be determined by maximizing the echo from a side-drilled hole satisfying the conditions
given in annex B. The beam angle may then be measured directly on the test object, on the reference block,
or on a scale drawing. See Figure 3.
Alternatively, the beam angle may be determined by calculation on the basis of the sound path length
measured on the reference block by mechanical means, using equation (4). This may be accomplished
together with the range setting as described in 5.4.4.
2 2
⎧ ⎫
[()D / 2 + s − t + sD + tD ]
⎪ SDH SDH Obj⎪
α= arccos (4)
⎨ ⎬
D[]s+()D / 2
Obj SDH
⎪ ⎪
⎩ ⎭
The symbols used in this equation are illustrated in Figure 3.
The radius of curvature of the surface used for the calibration shall be within ± 10 % of that of the test object.

Key
1 Marked line for index shift
2 Index point after contouring
3 Index point before contouring
Figure 2 — Determination of index shift for longitudinally curved probes
Figure 3 — Determination of beam angle α for a longitudinally contoured probe
4.3.2 Reference Block Technique
This is similar to that referenced in 4.2.2, except that the test block shall have a radius of curvature
within ± 10% of that of the test object.
4.4 Probes curved transversely
4.4.1 Mechanical determination
Before contouring the probe face the probe index and beam angle shall be measured as described in 4.2.
After contouring, either
i) a line representing the incident beam, originating from the probe index, shall be marked on the
side of the probe. The new position of the probe index shall be measured on the side of the
probe as shown in Figure 4;
ii) the shift in probe index position (Δx) shall be calculated using equation 5:
Δx= g tan (α ) (5)
d
The symbols in this equation are illustrated in Figure 4.
For acrylic glass wedges (c =2730 m/s) and non-alloy steel test objects (c =3255 m/s) the shift in the probe
d t
index position (Δx), for the three most commonly used beam angles, shall be read from Figure 5 in relation to
the depth of contouring (g).
The beam angle should not change during contouring.
However, if it is not known, or there is any variation in the depth of contouring along the length of the probe, it
shall be measured on a suitably contoured reference block using a side drilled hole satisfying the conditions
given in Annex B. The beam angle shall be determined by:
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iii) drawing a straight line between the hole and the probe index on a scale drawing; or
iv) calculation using, for example, equation (6) for the setup illustrated in Figure 6.
⎡ A'+ x− q⎤
α= arctan
⎢ ⎥
t
⎣ ⎦
Key
1 Marked line for index shift
2 Index point after contouring
3 Index point before contouring
Figure 4 — Determination of index shift for transversely curved probes
4.4.2 Reference block technique
This technique is similar to that referenced in 4.2.2 except that the test block shall be curved transversely in
relation to the probe, and shall have a radius of curvature not exceeding 10 % greater, or 30 % lower, than
that of the test object.
Figure 5 — Probe index shift, Δx, for delay paths in acrylic glass

Figure 6 — Determination of beam angle using a side-drilled hole
4.5 Probes curved in two directions
Unless the need for multiaxial curving of the probe face can be avoided, e. g. by use of smaller probes, the
procedures specified in 4.2, 4.3 and 4.4 shall be followed as appropriate.
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4.6 Probes for use on materials other than non-alloy steel
If the sound velocity in the material under test is markedly different from that in non-alloy steel, the position of
the probe index and the beam angle will be significantly changed. The use of the radii on Calibration Block
No. 1 or Calibration Block No. 2 may lead to confusing results.
If the sound velocity is known, the beam angle can be calculated as follows:
⎛ ⎞
c
t
α = arcsin⎜ sin α ⎟ (7)
t
⎜ r⎟
c
⎝ r ⎠
where
α is the beam angle in a non-alloy steel reference block;
r
α is the beam angle in the test object;
t
c is the transverse wave velocity in the test object;
t
c is the transverse wave velocity in the non-alloy steel reference block (3255 m/s ± 15 m/s).
r
If the sound velocity is not known, the beam angle can be determined using an echo from a side-drilled hole in
a sample of the material, as illustrated in Figure 6, or as described in 4.3.1 or in 4.4.1, as appropriate.
5 Time base setting
5.1 General
For all tests using the pulse echo technique, the timebase of the ultrasonic instrument shall be set to indicate,
on the screen, the sound propagation time, or, more usually, some parameters directly related to it. Such
parameters may be the sound path length of a reflector, its depth below the test surface, its projection
distance, or its reduced L , projection distance, see Figure 7. Unless otherwise noted, the procedures
a
described below refer to setting the timebase in terms of the sound path length (an echo travels this path
twice).
Timebase setting shall be carried out with two reference echoes having a known time or distance interval
between them. Depending on the intended calibration, the respective sound paths, depths, projection
distances, or reduced projection distances shall be known.
This technique ensures that correction is automatically made for the sound propagation time through the delay
block (e. g. probe wedge). Only in the case of equipment employing an electronically calibrated timebase is
one echo sufficient, provided the sound velocity of the reference block is known.
The distance between the reference echoes shall be as large as practicable within the timebase range. The
left-hand rising edge of each echo shall be set, using the timebase shift and expansion controls, to correspond
to a predetermined position along the horizontal screen graticule.
Where appropriate calibration shall comprise a check signal, which shall not coincide with either one of the
setting signals, but shall appear at the calculated screen position.
5.2 Reference blocks and reference reflectors
For the examination of ferritic steels the use of Calibration block No. 1 or Calibration block No. 2 as specified
in ISO 2400 and ISO 7963, respectively, is recommended. If a reference block or the test object itself is used
for calibration, faces opposite to the test surface or appropriate reflectors at different known sound path
lengths may be used as applicable.
Reference blocks shall either have a sound velocity within ± 5% of that of the test object, or correction for the
velocity difference shall be made.
5.3 Straight beam probes
5.3.1 Single reflector technique
This requires a reference block having a thickness not greater than the timebase range to be set. Suitable
back wall echoes may be obtained from the 25 mm or 100 mm thickness of Calibration Block No. 1, or the
12,5 mm thickness of Calibration Block No. 2.
Alternative reference blocks, having parallel or concentric surfaces, known thickness, and the same sound
velocity as the test object, may also be used.
5.3.2 Multiple reflector technique
This requires a reference block (or separate blocks) having two reflectors (e. g. side-drilled holes) at different
known sound path lengths.
The probe shall be repeatedly repositioned to maximize the echo from each reflector; the position of the echo
of the nearest reflector shall be adjusted using the shift (or zero) control and that of the echo of the other
reflector using the expansion (or distance) control until an accurate timebase setting is achieved.
5.4 Angle beam probes
5.4.1 Radius technique
Range setting can be performed using the radii reflectors of Calibration Block No. 1 or Calibration Block No. 2,
as described in ISO 2400 or ISO 7963 respectively.
5.4.2 Straight beam probe technique
For transverse wave probes the range setting can be carried out using a longitudinal straight beam probe on
the 91 mm thickness of Calibration Block No. 1 (described in ISO 2400), corresponding to a sound path length
of 50 mm for transverse waves in steel.
To complete the range setting it is necessary to obtain an echo, with the probe to be used for examination,
from a suitable reflector at a known sound path distance, and using the zero shift control only, to position this
echo at the correct location along the timebase.
5.4.3 Reference block technique
This is similar in principle to that described in 5.3.2 for straight beam probes.
However to achieve adequate accuracy it is necessary to mark the beam index points on the surface of the
block at which each echo is first maximized, and then mechanically measure the distance between these
marks and the corresponding reflectors. For all subsequent timebase adjustments, the probe shall be
repositioned on these marks.
5.4.4 Contoured probes
Range setting shall first be performed using a probe with a flat face, as described above.
The contoured probe shall then be positioned on a suitable contoured reference block having at least one
reflector at a known sound path length. The position of the echo from this reflector is adjusted to the correct
position along the timebase using only the shift control.
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5.5 Alternative range settings for angle beam probes
5.5.1 Flat surfaces
Instead of setting in terms of sound path length, the timebase may be set to indicate directly the depth of a
reflector below the test surface, or its distance in front of the probe, see Figure 7.
Therefore, having selected the timebase in terms of depth or projection distance, the echoes from the
reference block, at known sound path lengths, are set along the timebase at the positions corresponding to
the equivalent depths, or projection distances, which may be determined as follows:
For a flat plate they may be determined for a given beam angle, either from a scale drawing, or from the
following equations:
⎯ depth (t):
t = s cos α (8)
t
⎯ projection distance (a):
a = s sin α (9)
t
⎯ shortened projection distance (a'):
a' = (s sin α ) -– x (10)
t
5.5.2 Curved surfaces
Whilst the same principles of range setting described in 5.5.1 still apply, the timebase is not linear with respect
to depth or projection distance.
A non-linear graticule scale may be constructed by taking measurements at a number of positions on a scale
drawing of the sound path, or by calculation using suitable equations. The sound path distance to the opposite
surface of a concentrically curved object may be determined using the equations given in Annex C.
Alternatively, the graticule intervals may be determined on the basis of the maximized echoes from a series of
reflectors in a curved reference block, the intermediate values being obtained by interpolation. See Figure 8.

Key
1 Reflector
2 Index point
Figure 7 — Definitions for setting of the timebase in terms of e. g. reduced projection distance

Figure 8 — Example of screen graticule for location of reflectors with a time base set in terms of
α = 100 mm)
reduced projection distance and depth (Here:    = 51°, s
t
max
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6 Sensitivity setting and echo height evaluation
6.1 General
After the timebase has been calibrated, the sensitivity (or gain adjustment) of the ultrasonic equipment shall
be set using one of the following techniques:
2) Single Reflector technique
A single reference reflector e.g. a back wall, or a notch, may be used when evaluating echoes
occurring within the same range of sound path distance.
3) Distance Amplitude Curve (DAC)-technique
This technique uses the echo heights from a series of identical reflectors (e.g. side-drilled holes or
flat-bottom holes) at different sound path lengths in suitable reference blocks (see 6.3).
4) Distance Gain Size (DGS)-technique
This technique uses a series of theoretically derived curves relating the sound path length, the
equipment gain, and the size of a disk-shaped reflector perpendicular to the beam axis (see 6.4).
Techniques 2 and 3 attempt to compensate for the change in the echo height from a reflector with increasing
sound path distance. However, for all three techniques, a transfer correction shall be applied, where
necessary, to compensate for any coupling losses and differences in material attenuation (see 6.5).
Using ideal reflectors of simple shape, e. g. side-drilled holes or flat bottom holes, for sizing of natural
discontinuities will not give the true size but only an equivalent value. The true size of the real discontinuity
may be much larger than this equivalent value.
6.2 Angle of impingement
When using angle probes on curved test objects in conjunction with indirect scanning (i. e. after the ½ skip
position), the incident angle at the back wall, i. e. the angle of impingement, should be considered. In the case
of cylindrical components scanned from the outer surface, the incident angle at the inner surface may be very
much larger than the beam angle. Conversely, when scanning from the inner surface the incident angle at the
outer surface may be very much smaller than the beam angle (see Annex C).
For transverse wave probes, the beam angle shall be chosen to avoid impingement angles outside the range
35° to 70°, because in that case severe loss in sound energy will occur due to mode conversion. Moreover,
additional echoes from other wave modes may disturb echo evaluation.
A technique for determining the impingement angle at the inner and outer surfaces of a cylinder is described
in Annex C together with methods of calculating the sound path distance to the opposite surface.
6.3 Distance Amplitude Curve (DAC) technique
6.3.1 Reference blocks
A DAC reference block is required having a series of reflectors at different sound path distances over the
timebase range to be used for the test. Details of the spacing and minimum size of block and reflectors are
given in Annex B.
The specifications given in Annex B apply for category 1 objects, and, where appropriate, for category 2 to
category 5 test objects.
It should be noted that there are minimum sound path lengths below which signals cannot be satisfactorily
evaluated due to e. g. dead zone effects or near field interference.
The DAC reference block shall be either:
1) a general purpose block of uniform low attenuation and specified surface finish, and having a
thickness within ± 10% of the test object; or
2) a block of the same acoustic properties, surface finish, shape and curvature as the test object.
In the case of type 1), correction for any differences in attenuation, curvature and coupling losses may be
necessary before the Distance Amplitude Curve can be directly applied.
6.3.2 Preparation of a Distance Amplitude Curve
The distance amplitude curve shall be either shown directly on the screen of the instrument, or plotted on a
separate graph, as described below. This may be supported by electronic means. When using equipment with
Time Controlled Gain, TCG, (also known as 'Swept Gain'), gain will be controlled such that the DAC will
become a straight horizontal line.
6.3.2.1 Plotting on screen
The timebase is first calibrated to accommodate the maximum sound path length to be used, and the gain is
adjusted so that the echoes from the series of reflectors fall within 20 % and 80 % of full screen height (FSH).
In the case of angle probes, the reflectors may be used in either the 0 to ½ skip, or ½ to 1 skip positions.
The position of the tip of each maximized echo, at a constant gain setting, is then marked on the screen, and
the Distance Amplitude Curve drawn through the points.
If the difference in height between the largest and smallest echoes exceeds the range 20 % to 80 % FSH, the
line shall be split, and separate curves plotted at different gain settings (see Figure 9). The difference in gain
between the two curves shall be recorded on the screen.
The gain setting used for plotting the DAC may be referenced to the echo from some other reflector, e. g. in
the case of flat probes to either the 100 mm radius quadrant, or the 3 mm diameter hole in Calibration Block
No. 1. This will enable the gain to be reset, in future, without the use of the reference block.

Figure 9 — Screen of ultrasonic instrument showing a split Distance Amplitude Curve (DAC)
14 © ISO 2012 – All rights reserved

6.3.2.2 Plotting on a separate graph
The general procedure is similar to technique 6.3.2.1 except that the maximized echo from each reflector is
adjusted to the same height (generally 80 % FSH) and the gain setting noted and plotted against the sound
path length on a separate graph.
6.3.2.3 Transfer correction
After determining transfer differences using the data obtained under 6.5, the Distance Amplitude Curve, as
produced to 6.3.2.1 and 6.3.2.2, shall be corrected accordingly.
This may be achieved by either:
1) correcting the DAC during its preparation;
2) drawing a second, corrected, DAC;
3) applying appropriate correction values in the evaluation process.
While techniques 1 and 2 may be preferable if a sound path dependent attenuation correction is needed,
technique 3 may be more suitable in cases where allowance is required only for a constant transfer correction.
6.3.3 Evaluation of signals using a Distance Amplitude Curve
6.3.3.1 Setting the test sensitivity
The test sensitivity shall be set by maximizing the echo from one of the reference reflectors in the DAC
reference block and adjusting the gain to bring the peak of the echo up to the DAC.
The gain shall then be increased by the transfer correction at the appropriate sound path length, if it has not
been incorporated in the DAC itself (methods 1 and 2 in 6.3.2.3).
Alternatively, if the gain setting for the Distance Amplitude Curve has been referenced to another reflector, this
may be used instead, using the appropriate gain correction.
The gain is then increased (or decreased) prior to scanning by the value specified in the relevant standard or
procedure.
6.3.3.2 Measurement of echo height
The height of any echo which requires to be evaluated is adjusted using the calibrated gain control, to bring it
to the DAC, and recorded in terms of the increase or decrease in gain setting compared to the original value
at which the DAC was plotted. If not already incorporated in the DAC, appropriate values for transfer
correction shall be added if necessary.
Evaluation of the resulting echo height difference is as follows:
Where the gain setting has required to be increased from the original value by x dB, the echo height is
assigned a value (reference level – x) dB. Where the gain setting has required to be decreased from the
original value by y dB, the echo height is assigned a value (reference level + y) dB.
6.3.4 Evaluation of signals using a reference height
In this method the discontinuity echo is compared to the echo from a reference reflector having the same or
larger sound path length. The two signals are set to equal screen height (i. e. the reference height), using gain
settings V and V , respectively. The reference height shall be within 40 % and 90 % FSH. The echo height
u r
∆ H
difference, , shall then be calculated using equation 11:
u
∆ H = V - V (11)
u r u
6.4 Distance Gain Size (DGS) technique
6.4.1 General
The DGS technique uses the theoretically derived distance amplitude curves of disk-shaped reflectors to
evaluate the echo height of unknown reflectors.
In the general DGS diagram, distance and reflector size are normalized. Therefore, it is independent of
probe (element) size and frequency. It shows distance as multiples of the near field length N of the
eff
probe, and reflector sizes as multiples of the probe element diameter D (see Figure 10 and Annex D).
eff
From this general DGS diagram special DGS diagrams, for common types of probes, are derived for steel
which allow the direct reading of equivalent reflector size without calculation (see Figure 11).
The echo height from a reflector is recorded in terms of either:
i) the number of dB above or below the DGS curve for a specified reflector diameter, or
ii) the diameter of a disk-shaped reflector that would give the same echo height under ideal
conditions and at the same sound path distance (equivalent disN).
16 © ISO 2012 – All rights reserved

Key
A normalized distance
V gain in dB
G normalized reflector size
Figure 10 — General DGS Diagram

Key
S reflector distance
V gain in dB
D reflector diameter
f
Figure 11 — Specific DGS Diagram for an angle beam probe on steel
6.4.2 Reference blocks
When using the DGS technique for setting the test sensitivity, or recording echo height, an applicable
reference block, as specified in Annex B, shall be employed. This is in order to relate the gain values shown in
the DGS diagram to the echo height from a suitable reference reflector. The test block may possibly be used
as the reference block.
Reference blocks for angle probes shall be large enough to permit the through-transmission measurements to
be made necessary for determining transfer loss. All test surfaces of the reference blocks shall have the same
finish.
Concave cylindrical surfaces (e. g. the quadrants of Calibration Block No. 1 and Calibration Block No. 2 as
specified in ISO 2400 or in ISO 7963) shall be employed for the calibration of sensitivity by the DGS method,
only if the probe specific correction factor, ΔV , for these blocks is known. This is in o
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16811
Première édition
2012-04-01
Essais non destructifs — Contrôle par
ultrasons — Réglage de la sensibilité et
de la base de temps
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and range
setting
Numéro de référence
©
ISO 2012
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Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité
membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Version française parue en 2013
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Généralités.1
3.1 Grandeurs et symboles.1
3.2 Pièces à examiner, blocs de référence et réflecteurs de référence .1
3.3 Catégories des pièces à examiner.1
3.4 Mise en forme des traducteurs .2
3.4.1 Traducteurs à courbure longitudinale.3
3.4.2 Traducteurs à courbure transversale.3
3.4.3 Surface de balayage concave .4
4 Détermination du point d'émergence et de l'angle de faisceau .4
4.1 Généralités.4
4.2 Traducteurs plats.4
4.2.1 Technique utilisant un bloc d'étalonnage.4
4.2.2 Technique utilisant un bloc de référence .4
4.3 Traducteurs à courbure longitudinale.4
4.3.1 Détermination mécanique .4
4.3.2 Technique utilisant un bloc de référence .6
4.4 Traducteurs à courbure transversale.6
4.4.1 Détermination mécanique .6
4.4.2 Technique utilisant un bloc de référence .7
4.5 Traducteurs à courbure bidirectionnelle .8
4.6 Traducteurs à utiliser avec des matériaux autres que l'acier non allié .9
5 Réglage de la base de temps .9
5.1 Généralités.9
5.2 Blocs de référence et réflecteurs de référence .10
5.3 Traducteurs droits.10
5.3.1 Technique du réflecteur simple .10
5.3.2 Technique à réflecteurs multiples .10
5.4 Traducteurs de faisceau d'angle.10
5.4.1 Technique des quarts de rond .10
5.4.2 Technique utilisant un traducteur droit .10
5.4.3 Technique utilisant un bloc de référence .10
5.4.4 Traducteurs de forme.11
5.5 Autres réglages de la base de temps pour les traducteurs de faisceau d'angle.11
5.5.1 Surfaces planes.11
5.5.2 Surfaces courbes.11
6 Réglage de la sensibilité et évaluation de la hauteur d'écho .13
6.1 Généralités.13
6.2 Angle de réflexion en demi-bond.13
6.3 Technique de la courbe «amplitude/distance» (CAD) .13
6.3.1 Blocs de référence .13
6.3.2 Préparation d'une courbe «amplitude/distance» .14
6.3.3 Évaluation des signaux utilisant une courbe «amplitude/distance» .15
6.3.4 Évaluation des signaux utilisant la hauteur de référence.15
6.4 Technique des diamètres de réflectivité (méthode AVG).16
6.4.1 Généralités.16
6.4.2 Blocs de référence .17
6.4.3 Utilisation des diagrammes de réflectivité .18
iii
6.4.4 Restrictions d'utilisation de la technique de réflectivité pour des raisons géométriques .19
6.5 Correction de transfert.19
6.5.1 Généralités.19
6.5.2 Technique du trajet fixe .20
6.5.3 Technique comparative.20
6.5.4 Compensation des variations locales de la correction de transfert .21
Annexe A (normative) Grandeurs et symboles.22
Annexe B (normative) Blocs de référence et réflecteurs de référence .24
Annexe C (normative) Détermination du trajet ultrasonore et de l'angle de réflexion en demi-bond
des pièces courbes concentriques.27
C.1 Angle de réflexion en demi-bond.27
C.2 Trajet ultrasonore avec balayage à partir de la surface extérieure (convexe) .27
C.2.1 Bond complet.28
C.2.2 Demi-bond .28
C.3 Trajet ultrasonore avec balayage à partir de la surface interne (concave) .29
C.3.1 Bond complet.29
C.3.2 Demi-bond .30
Annexe D (informative) Diagramme général de réflectivité .31
D.1 Distance.31
D.2 Gain.31
D.3 Dimensions.32
Annexe E (informative) Détermination des facteurs de correction de transfert par contact .33
E.1 Généralités.33
E.2 Mesurage.33
E.3 Évaluation.33
Bibliographie .36

iv
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 16811 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 135, Essais non destructifs, sous-comité SC 3,
Essais aux ultrasons.
v
Introduction
La présente Norme internationale est basée sur l'EN 583-2:2001, Essais non destructifs — Contrôle
ultrasonore — Partie 2: Réglage de la sensibilité et de la base de temps.
Les Normes internationales suivantes sont liées.
ISO 16810, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Principes généraux
ISO 16811, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Réglage de la sensibilité et de la base de temps
ISO 16823, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Technique par transmission
ISO 16826, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Contrôle des discontinuités perpendiculaires à
la surface
ISO 16827, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Caractérisation et dimensionnement des
discontinuités
ISO 16828, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Technique de diffraction du temps de vol
(TOFD) utilisée comme méthode de détection et de dimensionnement des discontinuités
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 16811:2012(F)

Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Réglage de
la sensibilité et de la base de temps
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les règles générales de réglage de l'échelle de la base de temps et
de la sensibilité (c'est-à-dire la commande de gain) d'un détecteur de défaut ultrasonore à commande
manuelle et à représentation de type A afin de pouvoir effectuer des mesurages reproductibles de la
localisation et de la hauteur d'écho du réflecteur.
Elle s'applique aux techniques qui utilisent un traducteur à contact simple avec transducteur unique ou à
émetteur et récepteur séparés, mais exclut la technique en immersion et les techniques utilisant plus d'un
traducteur.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 2400, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Spécifications relatives au bloc d'étalonnage n° 1
ISO 7963, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Spécifications relatives au bloc d'étalonnage n° 2
EN 12668-3, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons — Partie 3: Équipement complet
3 Généralités
3.1 Grandeurs et symboles
Une liste complète des grandeurs et symboles utilisés dans la présente Norme internationale est donnée à
l'Annexe A.
3.2 Pièces à examiner, blocs de référence et réflecteurs de référence
L'Annexe B contient les exigences relatives aux caractéristiques géométriques des pièces à examiner, des
blocs de référence et des réflecteurs de référence en général.
3.3 Catégories des pièces à examiner
Les exigencess relatives au réglage de l'échelle et de la sensibilité dépendent de la forme géométrique de la
pièce à examiner. Cinq catégories de pièces à examiner sont définies dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Catégories des pièces à examiner
Catégorie Caractéristique Section selon la direction x Section selon la direction y
1 Surfaces parallèles planes
(plaque/tôle, par exemple)
2 Surfaces parallèles à courbure
uniaxiale (tubes, par exemple)
3 Surfaces parallèles à
courbures multidirectionnelles
(extrémités incurvées,
par exemple)
4 Matériau plein à section
circulaire (tiges et barres,
par exemple)
5 Formes complexes
(tuyères/tubulures,
par exemple)
3.4 Mise en forme des traducteurs
La mise en forme du sabot, pour les catégories géométriques 2 à 5, peut être nécessaire afin d'éviter
l'oscillation du traducteur, c'est-à-dire pour assurer un contact acoustique correct et uniforme, et un angle de
faisceau constant sur la pièce à examiner. La mise en forme n'est possible qu'avec des traducteurs constitués
d'une semelle en plastique rigide (habituellement des traducteurs droits à émetteur et récepteur séparés ou
des traducteurs de faisceau d'angle avec sabots).
Les conditions suivantes sont applicables aux différentes catégories géométriques (voir Tableau 1 et Figure 1):
⎯ catégorie 1: aucune mise en forme du traducteur n'est nécessaire pour le balayage dans la direction x ou y;
⎯ catégories 2 et 4: balayage dans la direction x: face du traducteur à courbure longitudinale, balayage
dans la direction y: face du traducteur à courbure transversale;
⎯ catégories 3 et 5: balayage dans la direction x ou y: face du traducteur à courbure longitudinale ou
transversale.
L'utilisation de traducteurs de forme nécessite le réglage de la base de temps et de la sensibilité sur des blocs
de référence de forme similaire à celle de la pièce à examiner, ou l'application de facteurs de correction
mathématiques.
Les problèmes dus à une faible transmission d'énergie ou un mauvais alignement de faisceau sont évités en
utilisant les formules (1) ou (2).
3.4.1 Traducteurs à courbure longitudinale
3.4.1.1 Surface de balayage convexe
Pour le balayage des surfaces convexes, la face du traducteur doit être mise en forme lorsque le diamètre de
la pièce à examiner, D , est inférieur à dix fois la longueur du sabot, l (voir Figure 1):
obj ps
D < 10l (1)
obj ps
3.4.1.2 Surface de balayage concave
Pour le balayage des surfaces concaves, la face du traducteur doit toujours être mise en forme, à moins qu'un
couplage approprié puisse être réalisé en raison des très grands rayons de courbure.
3.4.2 Traducteurs à courbure transversale
3.4.2.1 Surface de balayage convexe
Pour le balayage des surfaces convexes, la face du traducteur doit être mise en forme lorsque le diamètre de
la pièce à examiner, D , est inférieur à dix fois la largeur du sabot, w , (voir Figure 1):
obj ps
D < 10w (2)
obj ps
Légende
1 courbure transversale
2 courbure longitudinale
Figure 1 — Longueur, l , et largeur, w , du sabot dans le sens de courbure de la pièce à examiner
ps ps
3.4.2.2 Surface de balayage concave
Pour le balayage des surfaces concaves, la face du traducteur doit toujours être mise en forme, à moins qu'un
couplage approprié puisse être réalisé en raison des très grands rayons de courbure.
3.4.3 Surface de balayage concave
La face du traducteur doit satisfaire aux exigences des 3.4.1 et 3.4.2.
4 Détermination du point d'émergence et de l'angle de faisceau
4.1 Généralités
Il n'existe pas d'exigence relative à la mesure du point d’émergence et de l’angle du faisceau pour les
traducteurs droits dans la mesure où le point d'émergence est supposé être au centre de la face du traducteur
et que l'angle de réfraction est de zéro degré.
Avec les traducteurs d'angle, ces paramètres doivent être mesurés afin de pouvoir déterminer la position d'un
réflecteur sur la pièce à examiner par rapport à la position du traducteur. Les techniques et les blocs de
référence utilisés dépendent de la mise en forme de la face du traducteur.
Les angles de faisceau mesurés dépendent de la vitesse de propagation de l'onde ultrasonore du bloc de
référence utilisé. Si le bloc n'est pas en acier non allié, sa vitesse doit être déterminée et enregistrée.
4.2 Traducteurs plats
4.2.1 Technique utilisant un bloc d'étalonnage
Le point d'émergence et l'angle du faisceau doivent être déterminés en utilisant le bloc d'étalonnage n° 1 ou 2
conformément aux spécifications respectives de l'ISO 2400 ou l'ISO 7963, en fonction des dimensions du
traducteur.
4.2.2 Technique utilisant un bloc de référence
Une autre technique utilisant un bloc de référence comportant au moins 3 trous percés latéralement tel que
décrit dans l’EN 12668-3, peut être utilisée.
4.3 Traducteurs à courbure longitudinale
4.3.1 Détermination mécanique
Avant de mettre en forme la face du traducteur, le point d'émergence et l'angle du faisceau doivent être
mesurés tel que décrit en 4.2.1.
L'angle d'incidence à la surface du traducteur (α ) doit être calculé à partir de l'angle de faisceau mesuré (α) et
d
la droite, ayant pour origine le point d'émergence et parallèle au faisceau incident, doit être repérée sur le côté
du traducteur, tel que représenté sur la Figure 2.
L'angle d'incidence est donné par l'équation 3:
⎛ c ⎞
d
⎜ ⎟
α = arcsin sinα (3)
d
⎜ ⎟
c
t
⎝ ⎠
où
c est la vitesse d'onde longitudinale dans le sabot du traducteur (normalement 2 730 m/s pour le verre
d
acrylique);
c est la vitesse d'onde transversale dans la pièce à examiner (3 255 m/s ± 15 m/s pour un acier non allié).
t
Après la mise en forme, le point d'émergence se déplace le long de la droite repère, et sa nouvelle position
peut être mesurée mécaniquement, directement sur le boîtier du traducteur, tel que représenté sur la Figure 2.
L'angle du faisceau doit être déterminé en maximisant l'écho d'un trou percé latéralement satisfaisant aux
conditions données dans l'Annexe B. L'angle du faisceau peut ensuite être mesuré directement sur la pièce à
examiner, le bloc de référence, ou sur un dessin à l'échelle (voir Figure 3).
L'angle du faisceau peut également être déterminé par calcul sur la base du trajet ultrasonore mesuré
mécaniquement sur le bloc de référence, en utilisant l'Équation (4). Ce calcul peut être combiné avec le
réglage de la base de temps, tel que décrit en 5.4.4.
⎧ ⎫
2 2 2
[](D / 2) + s − t + sD + tD
⎪ SDH SDH Obj ⎪
α = arccos (4)
⎨ ⎬
D[]s + (D / 2)
Obj SDH
⎪ ⎪
⎩ ⎭
Les symboles utilisés dans cette équation sont illustrés à la Figure 3.
Le rayon de courbure de la surface utilisée pour l'étalonnage doit être à ± 10 % près celui de la pièce à
examiner.
Légende
1 droite repère de déplacement du point d'émergence
2 point d'émergence après mise en forme
3 point d'émergence avant mise en forme
Figure 2 — Détermination du déplacement du point d'émergence des traducteurs à courbure
longitudinale
Figure 3 — Détermination de l'angle de faisceau α pour les traducteurs à courbure longitudinale
4.3.2 Technique utilisant un bloc de référence
Cette technique est similaire à celle de 4.2.2, sauf que le bloc d'essai doit avoir un rayon de courbure
équivalent à ± 10 % près à celui de la pièce à examiner.
4.4 Traducteurs à courbure transversale
4.4.1 Détermination mécanique
Avant de mettre en forme la face du traducteur, le point d'émergence et l'angle du faisceau doivent être
mesurés tel que décrit en 4.2.
Après la mise en forme:
i) une ligne représentant le faisceau incident, ayant pour origine le point d'émergence, doit être
marquée sur le côté du traducteur. La nouvelle position du point d'émergence doit être mesurée
sur le côté du traducteur tel que représenté sur la Figure 4 ou;
ii) le déplacement du point d'émergence (∆x) doit être calculé en utilisant l'équation (5):
∆x = g tan (α ) (5)
d
Les symboles utilisés dans cette équation sont illustrés à la Figure 4.
Pour les sabots en verre acrylique (c = 2 730 m/s) et les pièces à examiner en acier non allié (c = 3 255 m/s),
d t
le déplacement du point d'émergence (∆x), pour les trois angles de faisceau les plus couramment utilisés, doit
être lu sur la Figure 5 en fonction de la profondeur de la mise en forme (g).
Il convient que l'angle de faisceau ne varie pas au cours de la mise en forme.
Cependant, lorsqu'il n'est pas connu ou que la profondeur de la mise en forme varie sur la longueur du
traducteur, il doit être mesuré sur un bloc de référence correctement mis en forme en utilisant un trou percé
latéralement satisfaisant aux conditions spécifiées dans l'Annexe B. L'angle de faisceau doit être déterminé:
iii) par le tracé d'une droite entre le trou et le point d'émergence sur un dessin à l'échelle; ou
iv) par le calcul en utilisant, par exemple, l'équation (6) pour la configuration illustrée sur la Figure 6.
⎡ A'+x − q⎤
α = arctan
⎢ ⎥
t
⎣ ⎦
Légende
1 droite repère de déplacement du point d'émergence
2 point d'émergence après mise en forme
3 point d'émergence avant mise en forme
Figure 4 — Détermination du déplacement du point d'émergence des traducteurs à courbure
transversale
4.4.2 Technique utilisant un bloc de référence
Cette technique est similaire à celle de 4.2.2, sauf que le bloc d'essai doit présenter une courbure
transversale par rapport au traducteur, et son rayon de courbure ne doit pas dépasser celui de la pièce à
examiner de plus de 10 % ou lui être inférieur de plus de 30 %.
Figure 5 — Déplacement du point d'émergence, ∆x, pour les lignes de retard dans le verre acrylique

Figure 6 — Détermination du faisceau d'angle en utilisant un trou percé latéralement
4.5 Traducteurs à courbure bidirectionnelle
Les modes opératoires spécifiés en 4.2, 4.3 et 4.4 doivent être appliqués selon le cas, à moins que la
nécessité d'une courbure multiaxiale de la face du traducteur puisse être évitée, par exemple en utilisant des
traducteurs plus petits.
4.6 Traducteurs à utiliser avec des matériaux autres que l'acier non allié
Lorsque la vitesse de propagation de l'onde ultrasonore dans le matériau soumis à l'essai est sensiblement
différente de celle de l'acier non allié, la position du point d'émergence et l'angle du faisceau varient de
manière significative. L'utilisation des quarts de rond sur le bloc d'étalonnage n° 1 ou 2 peut conduire à des
résultats confus.
Lorsque la vitesse de propagation de l'onde ultrasonore est connue, l'angle du faisceau peut être calculé
comme suit:
⎛ ⎞
c
t
α = arcsin⎜ sin α⎟ (7)
t r
⎜ ⎟
c
⎝ r ⎠
où
α est l'angle de faisceau du bloc de référence en acier non allié;
r
α est l'angle de faisceau de la pièce à examiner;
t
c est la vitesse d'onde transversale dans la pièce à examiner;
t
c est la vitesse d'onde transversale dans le bloc de référence en acier non allié (3 255 m/s ± 15 m/s).
r
Si la vitesse de propagation de l'onde ultrasonore n'est pas connue, l'angle de faisceau peut être déterminé
en utilisant l'écho d'une génératrice de trou percé latéralement dans un échantillon du matériau, tel que
représenté sur la Figure 6 ou tel que décrit au 4.3.1 ou 4.4.1, selon le cas.
5 Réglage de la base de temps
5.1 Généralités
Pour tous les essais utilisant la technique de contrôle par réflexion, la base de temps de l'appareil ultrasonore
doit être réglée de manière à indiquer, sur l'écran, le temps de propagation de l'onde ultrasonore ou, plus
généralement, certains paramètres directement associés. Ces paramètres peuvent être le trajet ultrasonore
d'un réflecteur, sa profondeur par rapport à la surface à contrôler, sa distance de projection, ou sa distance de
projection réduite (voir Figure 7). Sauf indication contraire, les modes opératoires décrits ci-dessous se
rapportent au réglage de la base de temps en termes de trajet ultrasonore (un écho effectue deux fois ce trajet).
Le réglage de la base de temps doit être effectué avec deux échos de référence dont l'intervalle de temps ou
la distance entre eux est connu. Selon l'étalonnage concerné, les trajets ultrasonores, les profondeurs, les
distances de projection ou les distances de projection réduites respectifs doivent être connus.
Cette technique garantit que la correction s'effectue automatiquement pour le temps de propagation des
ultrasons dans le bloc de retard (sabot de traducteur, par exemple). Un seul écho suffit dans le cas
d’appareils utilisant une base de temps à étalonnage électronique, à condition que la vitesse de propagation
de l'onde ultrasonore dans le bloc de référence soit connue.
La distance entre les échos de référence doit être aussi importante que possible sur l'échelle de la base de
temps. Le bord ascendant gauche de chaque écho doit être réglé, en utilisant les commandes de décalage de
la base de temps et de profondeur, pour correspondre à une position prédéterminée le long de la graduation
horizontale de l'écran.
Si approprié, l'étalonnage doit comporter un signal de contrôle qui ne doit pas coïncider avec l'un des signaux
de réglage, mais doit apparaître à la position d’écran calculée.
5.2 Blocs de référence et réflecteurs de référence
Pour l'examen des aciers ferritiques, l'utilisation du bloc d'étalonnage n° 1 ou 2, tel que spécifié
respectivement dans l'ISO 2400 et l'ISO 7963, est recommandée. Si un bloc de référence ou la pièce à
examiner elle-même est utilisée pour l'étalonnage, les faces opposées à la surface de contrôle ou des
réflecteurs appropriés ayant des trajets ultrasonores différents et connus, peuvent être utilisés, selon le cas.
La vitesse de propagation de l'onde ultrasonore des blocs de référence doit correspondre à celle de la pièce à
examiner à ± 5 %, ou une correction pour la différence de vitesse doit être effectuée.
5.3 Traducteurs droits
5.3.1 Technique du réflecteur simple
Cette technique nécessite un bloc de référence d'épaisseur non supérieure à l'échelle de la base de temps à
régler. Les échos de fond appropriés peuvent être obtenus à partir de l'épaisseur 25 mm ou 100 mm du bloc
d'étalonnage n° 1, ou de l'épaisseur 12,5 mm du bloc d'étalonnage n° 2.
D'autres blocs de référence à surfaces parallèles ou concentriques, d'épaisseur connue et dont la vitesse de
propagation de l'onde ultrasonore est identique à la pièce à examiner, peuvent également être utilisés.
5.3.2 Technique à réflecteurs multiples
Cette technique nécessite un bloc de référence (ou des blocs séparés) ayant deux réflecteurs (trous percés
latéralement, par exemple) dont les différents trajets ultrasonores sont connus.
Le traducteur doit être constamment repositionné pour maximiser l'écho de chaque réflecteur; la position de
l’écho du réflecteur le plus proche doit être réglée à l'aide de la commande de décalage (ou de zéro), et celle
de l’écho de l’autre réflecteur à l'aide de la commande de profondeur (ou de distance), jusqu'à ce qu'un
réglage précis de la base de temps soit obtenu.
5.4 Traducteurs de faisceau d'angle
5.4.1 Technique des quarts de rond
Le réglage de la base de temps peut être effectué en utilisant les réflecteurs en quart de rond du bloc
d'étalonnage n° 1 ou 2, tel que respectivement décrit dans l'ISO 2400 ou l'ISO 7963.
5.4.2 Technique utilisant un traducteur droit
Avec les traducteurs d'ondes transversales, le réglage de la base de temps peut être effectué en utilisant un
traducteur droit longitudinal sur l'épaisseur 91 mm du bloc d'étalonnage n° 1 (décrit dans l'ISO 2400),
correspondant à un trajet ultrasonore de 50 mm pour les ondes transversales dans l'acier.
Pour compléter le réglage de la base de temps, il est nécessaire d'obtenir un écho, avec le traducteur à
utiliser pour l'examen, à partir d'un réflecteur approprié ayant un trajet ultrasonore connu, et en utilisant
uniquement la commande de décalage du zéro, pour positionner cet écho à la place correcte le long de la
base de temps.
5.4.3 Technique utilisant un bloc de référence
Le principe de cette technique est similaire à celui décrit en 5.3.2 pour les traducteurs droits.
Cependant, pour obtenir la précision appropriée, il est nécessaire de marquer les points d'émergence sur la
surface du bloc au niveau desquels chaque écho est d'abord maximisé, puis de mesurer mécaniquement la
distance entre ces marques et les réflecteurs correspondants. Pour tous les autres réglages de la base de
temps ultérieurs, le traducteur doit être repositionné sur ces marques.
5.4.4 Traducteurs de forme
Le réglage de la base de temps doit d'abord être effectué en utilisant un traducteur à face plane, tel que décrit
ci-dessus.
Le traducteur de forme doit ensuite être positionné sur un bloc de référence de forme appropriée ayant au
moins un réflecteur à trajet ultrasonore connu. La position de l'écho de ce réflecteur est réglée à la position
correcte le long de la base de temps en utilisant uniquement la commande de décalage.
5.5 Autres réglages de la base de temps pour les traducteurs de faisceau d'angle
5.5.1 Surfaces planes
Au lieu d'un réglage en termes de trajet ultrasonore, la base de temps peut être réglée pour indiquer
directement la profondeur d'un réflecteur sous la surface de contrôle, ou sa distance à l'avant du traducteur
(voir Figure 7).
Par conséquent, la base de temps ayant été choisie en termes de profondeur ou de distance de projection,
les échos du bloc de référence dont les trajets ultrasonores sont connus, sont réglés le long de la base de
temps aux positions correspondant aux profondeurs équivalentes, ou aux distances de projection, qui peuvent
être déterminées comme suit:
dans le cas d'une plaque plane, elles peuvent être déterminées pour un angle de faisceau donné, à partir d'un
dessin à l'échelle, ou à partir des formules suivantes:
⎯ profondeur (t):
t = s cos α (8)
t
⎯ distance de projection (a):
a = s sin α (9)
t
⎯ distance de projection raccourcie (a'):
a' = (s sin α ) – x (10)
t
5.5.2 Surfaces courbes
Bien que les principes de réglage de la base de temps décrits en 5.5.1 s'appliquent toujours, l'échelle de la
base de temps n'est pas linéaire par rapport à la profondeur ou à la distance de projection.
Une échelle de graduation non linéaire peut être établie en effectuant des mesurages en plusieurs positions
sur un dessin à l'échelle du trajet ultrasonore, ou par calcul en utilisant des formules appropriées. Le trajet
ultrasonore par rapport à la surface opposée d'une pièce à courbure concentrique peut être déterminé en
utilisant les formules données à l'Annexe C.
Les intervalles de graduation peuvent également être déterminés sur la base des échos maximisés à partir
d'une série de réflecteurs dans un bloc de référence courbe, les valeurs intermédiaires étant obtenues par
interpolation (voir Figure 8).
Légende
1 réflecteur
2 point d'émergence
Figure 7 — Définitions relatives au réglage de l'échelle de la base de temps en termes, par exemple, de
distance de projection réduite

Figure 8 — Exemple de graduation d'écran pour la localisation de réflecteurs dont l'échelle de la base de
temps est réglée en termes de distance de projection réduite et de profondeur (ici: α = 51°, s = 100 mm)
t max
6 Réglage de la sensibilité et évaluation de la hauteur d'écho
6.1 Généralités
Après étalonnage de la base de temps, la sensibilité (ou la commande de gain) de l'appareil de contrôle par
ultrasons doit être réglée en utilisant l'une des techniques suivantes:
2) technique du réflecteur simple:
un seul réflecteur de référence (un fond ou une encoche, par exemple) peut être utilisé pour évaluer
les échos se produisant dans la même gamme de trajet ultrasonore;
3) technique de la courbe «amplitude/distance» (CAD):
cette technique utilise les hauteurs d'écho d'une série de réflecteurs identiques (trous percés
latéralement ou trous à fond plat, par exemple) à trajets ultrasonores différents dans des blocs de
référence appropriés (voir 6.3);
4) technique des diamètres de réflectivité (méthode AVG):
cette technique utilise une série de courbes théoriques associant le trajet ultrasonore, le gain d'instrument
et les dimensions d'un réflecteur en forme de disque perpendiculaire à l'axe du faisceau (voir 6.4).
Les techniques 2) et 3) tentent de compenser la modification de la hauteur d'écho d'un réflecteur en fonction
de l'allongement du trajet ultrasonore. Cependant, pour ces trois techniques, une correction de transfert doit
être appliquée, si nécessaire, pour compenser les pertes de couplage et les différences d’atténuation du
matériau (voir 6.5).
L'utilisation de réflecteurs parfaits de forme simple (trous percés latéralement ou trous à fond plat, par
exemple) pour dimensionner les discontinuités naturelles ne donne pas les dimensions réelles de la
discontinuité mais uniquement une valeur équivalente. Les dimensions réelles des vraies discontinuités
peuvent être plus importantes que cette valeur équivalente.
6.2 Angle de réflexion en demi-bond
Lors de l'utilisation de traducteurs d'angle sur des pièces courbes en relation avec le balayage indirect (c'est-à-dire
après la position de demi-bond), il convient de tenir compte de l'angle d'incidence sur le fond, c'est-à-dire de
l'angle de réflexion en demi-bond. Dans le cas de composantS cylindriques balayés de la surface externe,
l'angle d'incidence de la surface interne peut être nettement plus grand que l'angle de faisceau. Inversement,
avec un balayage à partir de la surface interne, l'angle d'incidence de la surface externe peut être nettement
plus petit que l'angle de faisceau (voir Annexe C).
Pour les traducteurs à ondes transversales, l'angle de faisceau doit être choisi de manière à éviter les angles
de réflexion en demi-bond en dehors de l'échelle 35° à 70° car dans ce cas, une importante perte d'énergie
acoustique se produira en raison de la conversion de mode. En outre, les autres échos provenant d'autres
modes d'ondes peuvent perturber l'évaluation de l'écho.
Une technique de détermination de l'angle de réflexion en demi-bond au niveau des surfaces interne et
externe d'un cylindre est décrite à l'Annexe C, ainsi que les méthodes de calcul du trajet ultrasonore vers la
surface opposée.
6.3 Technique de la courbe «amplitude/distance» (CAD)
6.3.1 Blocs de référence
Un bloc de référence CAD, ayant une série de réflecteurs avec différents trajets ultrasonores sur l'échelle de
la base de temps à utiliser pour l'essai, est nécessaire. Les détails relatifs à l'espacement et aux dimensions
minimales du bloc et des réflecteurs sont donnés à l'Annexe B.
Les spécifications données à l'Annexe B s'appliquent aux pièces de catégorie 1 et, le cas échéant, aux pièces
des catégories 2 à 5.
Il convient de noter qu'il existe des trajets ultrasonores minimaux en dessous desquels les signaux ne
peuvent être évalués de manière satisfaisante en raison, par exemple, des effets de zone morte ou de
l'interférence du champ proche.
Le bloc de référence CAD doit être:
1) un bloc à usage général, de faible atténuation uniforme et d'état de surface spécifié, dont l'épaisseur
est équivalente à ± 10 % à celle de la pièce à examiner; ou
2) un bloc de propriétés acoustiques, d'état de surface, de forme et de courbure identiques à ceux de la
pièce à examiner.
Dans le cas du type 1), il peut être nécessaire de corriger l'atténuation, la courbure et les pertes de couplage
avant de pouvoir directement appliquer la courbe «amplitude/distance».
6.3.2 Préparation d'une courbe «amplitude/distance»
La courbe «amplitude/distance» doit être directement affichée sur l'écran de l'instrument, ou tracée sur un
graphe séparé, tel que décrit ci-dessous. Cette opération peut s'effectuer de manière électronique. Si les
appareils utilisés sont à gain variable en temps (TCG, également appelé «gain avec balayage»), ce gain sera
contrôlé de manière à ce que la CAD devienne une ligne droite horizontale.
6.3.2.1 Traçage à l'écran
L'échelle de la base de temps est d'abord étalonnée pour s'adapter au trajet ultrasonore maximal, et le gain
est réglé de sorte que les échos provenant de la série de réflecteurs se situent entre 20 % et 80 % de la
hauteur totale d'écran (HTE). Dans le cas des traducteurs d'angle, les réflecteurs peuvent être utilisés dans
les positions de bond de 0 à ½ ou de ½ à 1.
La position du sommet de chaque écho maximisé, à un réglage de gain constant, est ensuite marquée sur
l'écran, et la courbe «amplitude/distance» tracée entre les points.
Si la différence de hauteur entre les échos maximum et minimum est en dehors des 20 % à 80 % de la hauteur
totale d'écran (HTE), la ligne doit être divisée et des courbes séparées doivent être tracées avec différents
réglages de gain (voir Figure 9). La différence de gain entre les deux courbes doit être enregistrée sur l'écran.
Le réglage de gain utilisé pour tracer la courbe CAD peut faire référence à l'écho d'un autre réflecteur, par
exemple dans le cas de traducteurs plats d'un quart de rond de rayon de 100 mm, ou d'un trou de 3 mm de
diamètre dans le bloc d'étalonnage n° 1. Cette technique permettra de procéder à un futur réglage du gain,
sans utiliser le bloc de référence.

Figure 9 — Écran de l'appareil de contrôle par ultrasons indiquant une courbe «amplitude/distance»
(CAD) divisée
6.3.2.2 Traçage sur graphe séparé
Le mode opératoire général est similaire à celui de la technique de 6.3.2.1, sauf que l'écho maximisé de
chaque réflecteur est réglé à la même hauteur (généralement 80 % de HTE) et que le réglage du gain est
noté et tracé par rapport au trajet ultrasonore sur un graphe séparé.
6.3.2.3 Correction de transfert
Après détermination des différences de transfert en utilisant les données obtenues au 6.5, la courbe
«amplitude/distance» produite conformément à 6.3.2.1 et 6.3.2.2 doit être corrigée en conséquence.
Cette opération peut s'effectuer:
1) en corrigeant la CAD en préparation;
2) en traçant une seconde CAD corrigée; ou
3) en appliquant des valeurs de correction appropriées dans le procédé d'évaluation.
Tandis que les techniques 1 et 2 peuvent être préférables lorsqu'une correction d'atténuation dépendant du
trajet ultrasonore est nécessaire, la technique 3 peut davantage convenir dans les cas où la tolérance est
uniquement requise pour une
...