ISO 10863:2020
(Main)Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of time-of-flight diffraction technique (TOFD)
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of time-of-flight diffraction technique (TOFD)
This document specifies the application of the time-of-flight diffraction (TOFD) technique to the semi- or fully automated ultrasonic testing of fusion-welded joints in metallic materials of minimum thickness 6 mm. It applies to full penetration welded joints of simple geometry in plates, pipes, and vessels, where both the weld and the parent material are low-alloyed carbon steel. Where specified and appropriate, TOFD can also be used on other types of materials that exhibit low ultrasonic attenuation (especially that due to scatter). Where material-dependent ultrasonic parameters are specified in this document, they are based on steels having a sound velocity of (5 920 ± 50) m/s for longitudinal waves and (3 255 ± 30) m/s for transverse waves. It is necessary to take this fact into account when testing materials with a different velocity. This document makes reference to ISO 16828 and provides guidance on the specific capabilities and limitations of TOFD for the detection, location, sizing and characterization of discontinuities in fusion-welded joints. TOFD can be used as a stand-alone method or in combination with other non-destructive testing (NDT) methods or techniques, for manufacturing inspection, and for in-service inspection. This document specifies four testing levels (A, B, C, D) in accordance with ISO 17635 and corresponding to an increasing level of testing reliability. Guidance on the selection of testing levels is provided. This document permits assessment of TOFD indications for acceptance purposes. This assessment is based on the evaluation of transmitted, reflected and diffracted ultrasonic signals within a generated TOFD image. This document does not include acceptance levels for discontinuities.
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Utilisation de la technique de diffraction des temps de vol (TOFD)
Le présent document spécifie l'application de la technique de diffraction des temps de vol (méthode TOFD, time-of-flight diffraction) pour le contrôle par ultrasons semi-automatique ou entièrement automatique des assemblages soudés par fusion de matériaux métalliques d'épaisseur minimale de 6 mm. Cette technique s'applique aux joints soudés à pleine pénétration de géométrie simple sur plaques, aux tubes et aux récipients, dans lesquels le métal de base et le métal fondu sont tous les deux constitués d'acier au carbone faiblement allié. Dans le cas où son utilisation est spécifiée et qu'elle s'avère appropriée, la méthode TOFD peut également être utilisée sur d'autres types de matériaux qui présentent une atténuation ultrasonore faible (spécialement celle due à la dispersion). Lorsque les paramètres ultrasonores dépendant du matériau sont spécifiés dans le présent document, ils sont basés sur les aciers qui présentent une vitesse de propagation sonore de (5 920 ± 50) m/s pour les ondes longitudinales et de (3 255 ± 30) m/s pour les ondes transversales. Il est nécessaire de prendre cela en compte lors du contrôle de matériaux ayant des vitesses de propagation différentes. Le présent document fait référence à l'ISO 16828 et fournit des lignes directrices sur les possibilités et les limitations spécifiques de la méthode TOFD pour la détection, la localisation, le dimensionnement et la caractérisation des discontinuités dans les joints soudés par fusion. La méthode TOFD peut être utilisée de manière autonome ou en combinaison avec d'autres méthodes ou techniques d'essais non destructifs (END), pour le contrôle de fabrication et pour le contrôle en cours de service. Le présent document spécifie quatre niveaux d'examen (A, B, C, D) conformément à l'ISO 17635, correspondant à des niveaux croissants de fiabilité de contrôle. Des lignes directrices relatives au choix des niveaux d'examen sont données. Le présent document permet l'évaluation des indications TOFD à des fins d'acceptation. Cette évaluation est basée sur l'appréciation des signaux ultrasonores transmis, réfléchis ou diffractés dans une image produite par la méthode TOFD. Le présent document ne comporte pas de niveaux d'acceptation pour les discontinuités.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10863
Second edition
2020-05
Non-destructive testing of welds —
Ultrasonic testing — Use of time-of-
flight diffraction technique (TOFD)
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons
— Utilisation de la technique de diffraction des temps de vol (TOFD)
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 General remarks on the capabilities of the technique . 2
5 Testing levels . 3
6 Information required prior to testing . 4
6.1 Items to be defined by specification . 4
6.2 Specific information required by the operator before testing . 4
6.3 Written test instruction or procedure . 4
7 Requirements for test personnel and test equipment . 5
7.1 Personnel qualifications . 5
7.2 Test equipment . 5
7.2.1 Ultrasonic instrument . 5
7.2.2 Ultrasonic probes . 5
7.2.3 Scanning mechanisms . 5
8 Preparation for testing . 5
8.1 Volume to be tested . 5
8.2 Setup of probes . 6
8.3 Scan increment setting . 7
8.4 Geometry considerations . 7
8.5 Preparation of scanning surfaces . 7
8.6 Temperature . 8
8.7 Couplant . 8
8.8 Provision of datum points . 8
9 Testing of base material . 8
10 Range and sensitivity settings . 8
10.1 Settings . 8
10.1.1 General. 8
10.1.2 Time window . 8
10.1.3 Time-to-depth conversion . 8
10.1.4 Sensitivity settings . 9
10.2 Checking of the settings . 9
10.3 Reference blocks . 9
10.3.1 General. 9
10.3.2 Material . 9
10.3.3 Dimensions and shape .10
10.3.4 Reference reflectors .10
11 Weld testing .10
12 Interpretation and analysis of TOFD images .11
12.1 General .11
12.2 Assessing the quality of the TOFD image .11
12.3 Identification of relevant TOFD indications .11
12.4 Classification of relevant TOFD indications .11
12.4.1 General.11
12.4.2 TOFD indications from surface-breaking discontinuities .12
12.4.3 TOFD indications from embedded discontinuities .12
12.4.4 Unclassified TOFD indications .13
12.5 Determination of location .13
12.6 Definition and determination of length and height .13
12.6.1 General.13
12.6.2 Determination of length .14
12.6.3 Determination of height .16
12.7 Evaluation against acceptance criteria .17
13 Test report .17
Annex A (informative) Reference blocks .19
Annex B (informative) Examples of TOFD scans .24
Bibliography .37
iv © ISO 2020 – All rights reserved
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 44, Welding and allied processes,
Subcommittee SC 5, Testing and inspection of welds.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10863:2011), which has been technically
revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— the whole document has been updated to the state of the art; ISO 22232 series has been taken into
account;
— Clause 3 has been updated;
— Figure 1 to Figure 6 have been added;
— Figure B.1 to Figure B.18 have been updated.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
Official interpretations of ISO/TC 44 documents, where they exist, are available from this page: https://
committee .iso .org/ sites/ tc44/ home/ interpretation .html.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10863:2020(E)
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing —
Use of time-of-flight diffraction technique (TOFD)
1 Scope
This document specifies the application of the time-of-flight diffraction (TOFD) technique to the
semi- or fully automated ultrasonic testing of fusion-welded joints in metallic materials of minimum
thickness 6 mm.
It applies to full penetration welded joints of simple geometry in plates, pipes, and vessels, where both
the weld and the parent material are low-alloyed carbon steel. Where specified and appropriate, TOFD
can also be used on other types of materials that exhibit low ultrasonic attenuation (especially that due
to scatter).
Where material-dependent ultrasonic parameters are specified in this document, they are based on
steels having a sound velocity of (5 920 ± 50) m/s for longitudinal waves and (3 255 ± 30) m/s for
transverse waves. It is necessary to take this fact into account when testing materials with a different
velocity.
This document makes reference to ISO 16828 and provides guidance on the specific capabilities and
limitations of TOFD for the detection, location, sizing and characterization of discontinuities in fusion-
welded joints. TOFD can be used as a stand-alone method or in combination with other non-destructive
testing (NDT) methods or techniques, for manufacturing inspection, and for in-service inspection.
This document specifies four testing levels (A, B, C, D) in accordance with ISO 17635 and corresponding
to an increasing level of testing reliability. Guidance on the selection of testing levels is provided.
This document permits assessment of TOFD indications for acceptance purposes. This assessment is
based on the evaluation of transmitted, reflected and diffracted ultrasonic signals within a generated
TOFD image.
This document does not include acceptance levels for discontinuities.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 5577, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Vocabulary
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 16828, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Time-of-flight diffraction technique as a
method for detection and sizing of discontinuities
ISO 17640, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques, testing levels, and
assessment
1)
ISO 22232-1 , Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic test equipment —
Part 1: Instruments
1) Under preparation. (Preparation at the time of publication: ISO/FDIS 22232-1.)
2)
ISO 22232-2 , Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic test equipment —
Part 2: Probes
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
time-of-flight diffraction image
TOFD image
two-dimensional image, constructed by collecting adjacent A-scans while moving the time-of-flight
diffraction setup (3.3)
Note 1 to entry: The signal amplitude of the A-scans is typically represented by grey-scale values.
3.2
time-of-flight diffraction indication
TOFD indication
pattern or disturbance in the time-of-flight diffraction image (3.1) which can need further evaluation
3.3
time-of-flight diffraction setup
TOFD setup
probe arrangement defined by probe characteristics (e.g. frequency, probe element size, beam angle,
wave mode) and probe centre separation (3.6)
3.4
beam intersection point
point of intersection of the two main beam axes
3.5
lateral wave
longitudinal wave traveling the shortest path from transmitter probe to receiver probe
3.6
probe centre separation
PCS
distance between the index points of the two probes
Note 1 to entry: The PCS for two probes located on a curved surface is the straight-line, geometric separation
between the two probe index points and not the distance measured along the surface.
3.7
offset scan
scan parallel to the weld axis, where the beam intersection point (3.4) is not on the centreline of the weld
4 General remarks on the capabilities of the technique
General principles of the TOFD technique are described in ISO 16828. For the testing of fusion-welded
joints, some specific capabilities and limitations of the technique shall be considered.
2) Under preparation. (Preparation at the time of publication: ISO/DIS 22232-2.)
2 © ISO 2020 – All rights reserved
The TOFD technique is an ultrasonic image-generating technique, which offers the capability of
detection, location, and sizing. To a certain extent, characterization of discontinuities in the weld
material as well as in the adjacent parent material is also possible.
Compared with purely reflection-based techniques, the TOFD technique, which is based on diffraction
as well as reflection, is less sensitive to the orientation of the discontinuity. Discontinuities oriented
perpendicular to the surface, and at intermediate angles of tilt, are detectable as well as discontinuities
in the weld fusion faces.
In certain circumstances (e.g. thickness, weld preparation, scope of testing) more than one single TOFD
setup is required.
A typical TOFD image is linear in time (vertical axis) and probe movement (horizontal axis). Because of
the V-configuration of the ultrasound paths, the location of a possible discontinuity is then non-linear.
TOFD testing shall be carried out in a correct and consistent way, such that valid images are generated
which can be evaluated correctly, e.g. coupling losses and data acquisition errors shall be avoided,
see 12.2.
The interpretation of TOFD images requires skilled and experienced operators. Some typical TOFD
images of discontinuities in fusion-welded joints are provided in Annex B.
There is a reduced capability for the detection of discontinuities close to or connected with the scanning
surface or with the opposite surface. This shall be considered especially for crack-sensitive steels or
at in-service inspections. In cases where full coverage of these zones is required, additional measures
shall be taken, e.g. TOFD can be accompanied by other NDT methods or techniques.
Diffracted signals from weld discontinuities can have small amplitude responses. The grain scatter
effect from coarse-grained material can hinder the detection and evaluation of such responses. This
shall be taken into account whenever testing such material.
5 Testing levels
This document specifies four testing levels (A, B, C and D, see Table 1). From testing level A to testing
level C an increasing reliability is achieved.
Table 1 — Testing levels
Reference block for Reference block for
Written
Testing level TOFD setup setup verification sensitivity settings Offset scan
test procedure
(see 8.2) (see 10.1.4)
A As in Table 2 No No No This document
B As in Table 2 No Yes No This document
C As in Table 2 Yes Yes a Yes
As defined by
D Yes Yes a Yes
specification
a
The necessity, number and position of offset scans shall be determined.
If the specified acceptance level requires detection of a certain discontinuity size at both surfaces or
one surface of the weld (see Clause 4), this can necessitate the use of techniques or methods outside the
scope of this document.
For manufacturing inspections (see also ISO 17635), all testing levels are applicable. Level A is only
applicable for wall thicknesses up to 50 mm. For in-service inspections, only testing level D shall be
applied.
6 Information required prior to testing
6.1 Items to be defined by specification
Information on the following items is required:
a) purpose and extent of TOFD testing (see Clause 5 and Clause 8);
b) testing levels (see Clause 5), e.g.:
1) whether a written test procedure is required,
2) whether reference blocks are required;
c) specification of reference blocks, if required (see 10.3);
d) manufacturing or operation stage at which the testing is to be carried out;
e) requirements for: temperature, access and surface conditions (see Clause 8);
f) reporting requirements (see Clause 13);
g) acceptance criteria;
h) personnel qualifications (see 7.1).
6.2 Specific information required by the operator before testing
Before any testing of a welded joint can begin, the operator shall have access to all the information as
specified in 6.1 together with the following additional information:
a) written test instruction or procedure (see 6.3), if required;
b) type(s) of parent material and product form (i.e. cast, forged, rolled);
c) joint preparation and dimensions;
d) welding procedure or relevant information on the welding process;
e) time of testing relative to any post-weld heat treatment;
f) result of any parent metal testing carried out prior to and/or after welding;
g) discontinuity type and morphology to be detected.
6.3 Written test instruction or procedure
For testing levels A and B, this document satisfies the need for a written test procedure.
For testing levels C and D, or where the techniques described in this document are not applicable to the
welded joint to be tested, a specific written test procedure shall be used.
When data collection is performed by personnel qualified to Level 1 according to ISO 9712, a written test
instruction shall be prepared. The written test instruction shall contain as a minimum the information
listed in Clause 13.
4 © ISO 2020 – All rights reserved
7 Requirements for test personnel and test equipment
7.1 Personnel qualifications
In addition to a general knowledge of ultrasonic weld testing, all personnel shall be competent in
the TOFD technique. Documented evidence of their competence (level of training and experience) is
required.
Preparation of written test instructions, final off-line analysis of data, and acceptance of the report shall
be performed by personnel qualified as a minimum to Level 2 in accordance with ISO 9712 or equivalent
in ultrasonic testing in the relevant industrial sector. In accordance with a written instruction and
under the supervision of Level 2 or Level 3 personnel, equipment setup, data acquisition, data storage,
and report preparation can be performed by personnel qualified to a minimum of Level 1 in accordance
with ISO 9712 or equivalent in ultrasonic testing in the relevant industrial sector.
For data acquisition, the Level 1 personnel may be supported by an assistant technician.
In cases where the above minimum qualifications are not considered adequate, job-specific training
shall be carried out.
7.2 Test equipment
7.2.1 Ultrasonic instrument
The ultrasonic instrument used for the TOFD technique shall comply with the requirements of
ISO 22232-1, where applicable.
The TOFD software shall not mask any problems such as loss of coupling, missing scan lines,
synchronization errors or electronic noise.
In addition, the requirements of ISO 16828 shall apply, taking into account the following:
a) the instrument shall be able to select an appropriate portion of the time base within which A-scans
are digitized;
b) it is recommended that a sampling rate of the A-scan of at least 6 times the nominal probe frequency
be used.
7.2.2 Ultrasonic probes
Probes used for the TOFD technique on welds shall comply with ISO 22232-2 and ISO 16828.
Adaptation of probes to curved scanning surfaces shall comply with ISO 17640.
A recommendation for the selection of probes is given in Table 2.
7.2.3 Scanning mechanisms
The requirements of ISO 16828 shall apply. To achieve consistency of the images (collected data),
guiding mechanisms may be used.
8 Preparation for testing
8.1 Volume to be tested
Testing shall be performed in accordance with ISO 16828. The purpose of the testing shall be defined by
specification. Based on this, the volume to be tested shall be determined.
The volume to be tested is located between the probes. For testing levels A and B, the probes shall be
placed symmetrically about the weld centreline. For testing levels C and D, additional offset scans may
be required.
For manufacturing inspection, the volume to be tested is defined as the zone which includes weld
and parent material for at least 10 mm on each side of the weld or the width of the heat-affected zone,
whichever is greater. In all cases, the whole volume to be tested shall be covered.
Normally these tests are performed in accordance with recognized standards applying acceptance
levels for quality assurance. If fitness-for-purpose methods are applied, then corresponding acceptance
criteria shall be specified.
For in-service inspections, the volume to be tested may be targeted to specific areas of interest, e.g. the
inner third of the weld body. The acceptance criteria and minimum discontinuity size to be detected in
the area of interest shall be specified.
8.2 Setup of probes
The probes shall be set up to ensure adequate coverage and optimum conditions for the initiation
and detection of diffracted signals in the area of interest. For butt welds of simple geometry and with
narrow weld crowns at the opposite surface, the testing shall be performed in one or more setups
(scans) dependent on the wall thickness (see Table 2). For other configurations, e.g. X-shaped welds,
different base metal thickness at either side of the weld, or tapering, Table 2 may be used as guidance.
In this case, the effectiveness and coverage of the setup shall be verified by using reference blocks.
Selection of probes for full coverage of the complete weld thickness should follow Table 2. Care should
be taken to choose appropriate combinations of parameters. For example, in the thickness range 15 mm
to 35 mm a frequency of 10 MHz, a beam angle of 70° and a transducer size of 3 mm can be appropriate
for a thickness of 16 mm, but not for 32 mm thickness.
For testing levels A and B, it is recommended that the TOFD setup be verified by the use of reference blocks.
For testing levels C and D, all the setups chosen for the test object shall be verified by use of
reference blocks.
If setup parameters are not in accordance with Table 2, the capability shall be verified by using
reference blocks.
For in-service inspection the intersection point of the beam centrelines should be optimized for the
specified volume to be tested.
6 © ISO 2020 – All rights reserved
Table 2 — Recommended TOFD setups for simple butt welds dependent on wall thickness
Beam angle
Centre
Thickness Depth range (longitudinal
Transducer
frequency
Number of Beam
waves)
size
TOFD setups intersection
t Δt f α
mm mm MHz ° mm
6 to 10 1 0 to t 15 70 2 to 3 2/3 of t
>10 to 15 1 0 to t 15 to 10 70 2 to 3 2/3 of t
>15 to 35 1 0 to t 10 to 5 70 to 60 2 to 6 2/3 of t
>35 to 50 1 0 to t 5 to 3 70 to 60 3 to 6 2/3 of t
0 to t/2 5 to 3 70 to 60 3 to 6 2/6 of t
>50 to 100 2
t/2 to t 5 to 3 60 to 45 6 to 12 5/6 of t
0 to t/3 5 to 3 70 to 60 3 to 6 2/9 of t
>100 to 200 3 t/3 to 2t/3 5 to 3 60 to 45 6 to 12 5/9 of t
2t/3 to t 5 to 2 60 to 45 6 to 20 8/9 of t
0 to t/4 5 to 3 70 to 60 3 to 6 2/12 of t
t/4 to t/2 5 to 3 60 to 45 6 to 12 5/12 of t
>200 to 300 4
t/2 to 3t/4 5 to 2 60 to 45 6 to 20 8/12 of t
11/12 of t; or t
3t/4 to t 3 to 1 50 to 40 10 to 20
for α ≤ 45°
8.3 Scan increment setting
The scan increment setting shall be dependent on the wall thickness to be tested. For thicknesses up to
10 mm, the scan increment shall be no more than 0,5 mm. For thicknesses between 10 mm and 150 mm,
the scan increment shall be no more than 1 mm. Above 150 mm, the scan increment shall be no more
than 2 mm.
8.4 Geometry considerations
Care should be taken when testing welds of complex geometry, e.g. welds joining materials of unequal
thickness, materials that are joined at an angle, or nozzles. As TOFD is based on the measurement of
time intervals of sound waves taking the shortest path between the point of emission and the point
of reception via points of reflection or diffraction, some areas of interest can be obscured. Additional
scans can overcome this problem in ma
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10863
Deuxième édition
2020-05
Essais non destructifs des
assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Utilisation de la
technique de diffraction des temps de
vol (TOFD)
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of time-
of-flight diffraction technique (TOFD)
Numéro de référence
©
ISO 2020
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Remarques générales sur les possibilités de la technique . 3
5 Niveaux de contrôle . 3
6 Informations exigées avant contrôle . 4
6.1 Points à définir par la spécification . 4
6.2 Informations spécifiques exigées par l'opérateur avant contrôle . 4
6.3 Procédure ou instruction de contrôle écrite . 5
7 Exigences relatives au personnel chargé du contrôle et à l'appareillage d’essai .5
7.1 Qualification du personnel . 5
7.2 Appareillage de contrôle . 5
7.2.1 Instrument de contrôle par ultrasons . 5
7.2.2 Traducteurs ultrasonores . 6
7.2.3 Mécanismes de balayage . 6
8 Préparation avant contrôle . 6
8.1 Volume à contrôler . 6
8.2 Disposition des traducteurs . 6
8.3 Réglage du pas de balayage . 7
8.4 Considérations d'ordre géométrique . 7
8.5 Préparation des surfaces balayées . 8
8.6 Température . 8
8.7 Couplant . 8
8.8 Points de référence . 8
9 Contrôle du matériau de base . 8
10 Réglages de l'échelle de la base de temps et de la sensibilité. 9
10.1 Réglages . 9
10.1.1 Généralités . 9
10.1.2 Fenêtre de sélection . 9
10.1.3 Conversion temps-profondeur . 9
10.1.4 Réglages de sensibilité . 9
10.2 Vérification des réglages .10
10.3 Blocs de référence .10
10.3.1 Généralités .10
10.3.2 Matériau .10
10.3.3 Dimensions et forme .10
10.3.4 Réflecteurs de référence .11
11 Contrôle des soudures .11
12 Interprétation et analyse des images TOFD .11
12.1 Généralités .11
12.2 Évaluation de la qualité de l'image TOFD .12
12.3 Identification des indications TOFD pertinentes .12
12.4 Classification des indications TOFD pertinentes .12
12.4.1 Généralités .12
12.4.2 Indications TOFD relatives aux discontinuités débouchantes .13
12.4.3 Indications TOFD relatives aux discontinuités non débouchantes .13
12.4.4 Indications TOFD non classifiées .14
12.5 Détermination de l’emplacement .14
12.6 Définition et détermination de la longueur et de la hauteur .14
12.6.1 Généralités .14
12.6.2 Détermination de la longueur .15
12.6.3 Détermination de la hauteur .17
12.7 Évaluation par rapport aux critères d'acceptation .18
13 Rapport de contrôle .18
Annexe A (normative) Blocs de référence .20
Annexe B (informative) Exemples de balayages types .25
Bibliographie .38
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 44, Soudage et techniques connexes,
sous-comité SC 5, Essais et contrôle des soudures.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10863:2011), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— la mise à jour de l’ensemble du document en fonction de l’état de l’art; prise en compte des normes
de la série ISO 22232;
— la mise à jour de l’Article 3;
— l’adjonction de la Figure 1 à la Figure 6;
— la mise à jour de la Figure B.1 à la Figure 6;
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ members .html.
Les interprétations officielles des documents de l'ISO/TC 44, lorsqu'elles existent sont disponibles
depuis la page: https:// committee .iso .org/ sites/ tc44/ home/ interpretation .html.
NORME INTERNATIONALE ISO 10863:2020(F)
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Utilisation de la technique de diffraction
des temps de vol (TOFD)
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie l'application de la technique de diffraction des temps de vol (méthode TOFD,
time-of-flight diffraction) pour le contrôle par ultrasons semi-automatique ou entièrement automatique
des assemblages soudés par fusion de matériaux métalliques d'épaisseur minimale de 6 mm.
Cette technique s'applique aux joints soudés à pleine pénétration de géométrie simple sur plaques,
aux tubes et aux récipients, dans lesquels le métal de base et le métal fondu sont tous les deux
constitués d'acier au carbone faiblement allié. Dans le cas où son utilisation est spécifiée et qu'elle
s'avère appropriée, la méthode TOFD peut également être utilisée sur d'autres types de matériaux qui
présentent une atténuation ultrasonore faible (spécialement celle due à la dispersion).
Lorsque les paramètres ultrasonores dépendant du matériau sont spécifiés dans le présent document,
ils sont basés sur les aciers qui présentent une vitesse de propagation sonore de (5 920 ± 50) m/s pour
les ondes longitudinales et de (3 255 ± 30) m/s pour les ondes transversales. Il est nécessaire de prendre
cela en compte lors du contrôle de matériaux ayant des vitesses de propagation différentes.
Le présent document fait référence à l’ISO 16828 et fournit des lignes directrices sur les possibilités et
les limitations spécifiques de la méthode TOFD pour la détection, la localisation, le dimensionnement
et la caractérisation des discontinuités dans les joints soudés par fusion. La méthode TOFD peut être
utilisée de manière autonome ou en combinaison avec d'autres méthodes ou techniques d'essais non
destructifs (END), pour le contrôle de fabrication et pour le contrôle en cours de service.
Le présent document spécifie quatre niveaux d'examen (A, B, C, D) conformément à l'ISO 17635,
correspondant à des niveaux croissants de fiabilité de contrôle. Des lignes directrices relatives au choix
des niveaux d'examen sont données.
Le présent document permet l'évaluation des indications TOFD à des fins d'acceptation. Cette évaluation
est basée sur l'appréciation des signaux ultrasonores transmis, réfléchis ou diffractés dans une image
produite par la méthode TOFD.
Le présent document ne comporte pas de niveaux d'acceptation pour les discontinuités.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 5577, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Vocabulaire
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 16828, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Technique de diffraction du temps de vol
utilisée comme méthode de détection et de dimensionnement des discontinuités
ISO 17640, Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Techniques, niveaux
d'essai et évaluation
1)
ISO 22232-1 , Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par
ultrasons — Partie 1: Appareils
2)
ISO 22232-2 , Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par
ultrasons — Partie 1: Traducteurs
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 5577 ainsi que les suivants
s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
image de diffraction des temps de vol
image TOFD
image bidimensionnelle, construite à l'aide de deux représentations de type A adjacentes, le dispositif de
diffraction des temps de vol (3.3) étant déplacé
Note 1 à l'article: L'amplitude du signal des représentations de type A est traditionnellement représentée par
différentes valeurs de l'échelle des gris.
3.2
indication de diffraction des temps de vol
indication TOFD
figure type ou perturbation dans l'image de diffraction des temps de vol (3.1), qui peut requérir une
évaluation ultérieure
3.3
dispositif de diffraction des temps de vol
dispositif TOFD
ensemble de traducteurs défini par les caractéristiques des traducteurs (par exemple la fréquence, les
dimensions de l'élément du traducteur, l'angle de faisceau, le type d'onde) et la distance entre axes des
traducteurs (3.6)
Note 1 à l'article: Le terme abrégé TOFD est dérivé de l'anglais time-of-flight diffraction.
3.4
point d'intersection de faisceau
point d'intersection des deux axes principaux des faisceaux
3.5
onde latérale
onde longitudinale parcourant le chemin le plus court du traducteur émetteur au traducteur récepteur
3.6
distance entre axes des traducteurs
PCS
distance entre les points d'émergence des deux traducteurs
Note 1 à l'article: La PCS de deux traducteurs situés sur une surface courbe est la ligne droite, séparation
géométrique entre les points d'émergence des deux traducteurs et non la distance mesurée le long de la surface.
1) En préparation. (Préparation au moment de la publication: ISO/FDIS 22232-1.)
2) En préparation. (Préparation au moment de la publication: ISO/DIS 22232-2.)
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
Note 2 à l'article: Le terme abrégé PCS est dérivé de l'anglais probe centre separation.
3.7
balayage déporté
balayage parallèle à l'axe de la soudure, au cours duquel le point d'intersection de faisceau (3.4) ne se
situe pas sur la ligne médiane de la soudure
4 Remarques générales sur les possibilités de la technique
Les principes généraux de la technique TOFD sont décrits dans l'ISO 16828. En ce qui concerne le
contrôle des joints soudés par fusion, certaines possibilités et limites de la technique doivent être prises
en compte.
La technique TOFD est une technique ultrasonore de production d'image qui présente des possibilités
relatives à la détection, la localisation et au dimensionnement. Dans une certaine mesure, la
caractérisation des discontinuités situées dans le matériau fondu ainsi que dans le matériau de base
adjacent est également possible.
Par comparaison avec les techniques basées sur la réflexion des ondes, la technique TOFD, qui est basée
à la fois sur la diffraction et sur la réflexion, est moins sensible à l'orientation de la discontinuité. Les
discontinuités orientées perpendiculairement à la surface et à des angles d'inclinaison intermédiaires
peuvent être détectées, tout comme les discontinuités situées dans les zones de liaison des soudures.
Dans certaines circonstances (par exemple: épaisseur, préparation de la soudure, objet du contrôle),
plus d'un seul dispositif TOFD est exigé.
Une image TOFD type est repérée dans un système de coordonnées linéaires avec le temps (axe vertical)
et le mouvement des traducteurs (axe horizontal) comme variables. Du fait de la configuration en V des
parcours ultrasonores, la position d'une possible discontinuité n'est, de ce fait, pas linéaire. Le contrôle
TOFD doit être réalisé de façon correcte et cohérente, de sorte que des images valides soient produites
afin de pouvoir être évaluées correctement. Par exemple, les erreurs provenant des pertes de couplage
et de l'acquisition de données doivent être évitées, voir 12.2.
L'interprétation des images TOFD exige qualification et expérience de la part des opérateurs. Quelques
images types TOFD de discontinuités dans les joints soudés par fusion sont illustrées à l'Annexe B.
La capacité de détection des discontinuités proches ou liées à la surface balayée ou à la surface
opposée est réduite. Cela doit être pris en compte particulièrement dans le cas des aciers sensibles à la
fissuration ou dans le cas des contrôles en service. Dans les cas exigeant une couverture totale de ces
zones, des dispositions complémentaires doivent être prises. Par exemple la méthode TOFD peut être
accompagnée par d'autres méthodes ou techniques END.
Les signaux diffractés provenant des discontinuités des soudures peuvent présenter des réponses
d'amplitude faible. Les effets de dispersion provoqués par les grains des matériaux à gros grains
peuvent affecter la détection et l'évaluation de telles réponses; cela doit être pris en compte à chaque
contrôle de matériaux.
5 Niveaux de contrôle
Le présent document spécifie quatre niveaux de contrôle (A, B, C et D, voir Tableau 1). Du niveau de
contrôle A au niveau de contrôle C, une fiabilité croissante est obtenue.
Tableau 1 — Niveaux de contrôle
Bloc de référence Bloc de référence
Procédures
Niveau Dispositif pour la vérification pour les réglages Balayage
de contrôle
d'essai TOFD du dispositif TOFD de sensibilité déporté
écrites
(voir 8.2) (voir 10.1.4)
Selon le Le présent
A Non Non Non
Tableau 2 document
Selon le Le présent
B Non Oui Non
Tableau 2 document
Selon le
a
C Oui Oui Oui
Tableau 2
Comme défini
a
D par la Oui Oui Oui
spécification
a
La nécessité, le nombre et la position des balayages déportés doivent être déterminés.
Dans le cas où les niveaux d'acceptation spécifiés exigent la détection d'une certaine taille de
discontinuité sur les deux faces ou sur une seule face de la soudure (voir Article 4), l'utilisation de
techniques ou de méthodes se situant en dehors du domaine d’application du présent document peut
être nécessaire.
Dans le cas de contrôles de fabrication (voir également l'ISO 17635), tous les niveaux d'examen sont
applicables. Le niveau A n'est applicable que pour des épaisseurs de paroi allant jusqu'à 50 mm. Dans le
cas des contrôles en service, seul le niveau D doit être appliqué.
6 Informations exigées avant contrôle
6.1 Points à définir par la spécification
Des informations relatives aux points suivants sont exigées:
a) but et étendue du contrôle suivant la méthode TOFD (voir l'Article 5 et l'Article 8);
b) niveaux d'examen (voir l'Article 5), par exemple:
1) si des procédures de contrôle écrites sont exigées ou non,
2) si des blocs de référence sont exigés ou non;
c) spécification des blocs de référence, si exigé (voir 10.3);
d) étape de fabrication ou étape opérationnelle à laquelle le contrôle doit être effectué;
e) exigences relatives aux conditions de température, aux conditions d'accessibilité et aux conditions
de surface (voir l'Article 8);
f) exigences relatives au rapport de contrôle (voir l'Article 13);
g) critères d'acceptation;
h) qualification du personnel (voir 7.1).
6.2 Informations spécifiques exigées par l'opérateur avant contrôle
Avant de procéder à toute opération de contrôle sur un joint soudé, l'opérateur doit avoir accès à toutes
les informations spécifiées en 6.1 ainsi qu'aux informations additionnelles suivantes:
a) procédures ou instructions de contrôle écrites (voir 6.3), si exigé;
4 © ISO 2020 – Tous droits réservés
b) type(s) de matériau de base et forme du produit (c'est-à-dire moulé, forgé, laminé);
c) préparation et dimensions du joint;
d) mode opératoire de soudage ou informations pertinentes relatives au procédé de soudage;
e) situation du contrôle dans le temps par rapport à tout traitement thermique après soudage;
f) résultats des essais et contrôles effectués sur le métal de base avant et/ou après soudage;
g) type et morphologie de la discontinuité à détecter.
6.3 Procédure ou instruction de contrôle écrite
Dans le cas des niveaux d'examen A et B, le présent document répond au besoin de disposer d'une
procédure de contrôle écrite.
Dans le cas des niveaux d'examen C et D, ou lorsque les techniques décrites dans le présent document ne
sont pas applicables au joint soudé à contrôler, des procédures de contrôle écrites spécifiques doivent
être utilisées.
Lorsque les données sont recueillies par du personnel qualifié au Niveau 1 conformément à l’ISO 9712,
une instruction de contrôle écrite doit être préparée. L'instruction de contrôle écrite doit contenir au
minimum les informations énumérées à l'Article 13.
7 Exigences relatives au personnel chargé du contrôle et à l'appareillage d’essai
7.1 Qualification du personnel
En plus des connaissances générales relatives aux contrôles par ultrasons, tout le personnel doit être
compétent en matière de contrôle par la méthode TOFD. Des documents prouvant leurs compétences
(niveau de formation et d'expérience) sont exigés.
L’établissement d'instructions de contrôle écrites, l'analyse finale hors-ligne des données et l'acceptation
du rapport de contrôle doivent être effectuées par un personnel qualifié disposant au minimum de
compétences de Niveau 2 conformément à l'ISO 9712, ou d’un niveau équivalent en matière de contrôle
par ultrasons dans le secteur industriel concerné. Conformément à une instruction écrite et sous la
surveillance de personnel disposant de compétences de Niveau 2 ou de Niveau 3, la mise en œuvre
de l'appareillage, l'acquisition des données, le stockage des données et la préparation du rapport de
contrôle peuvent être effectués par du personnel qualifié au minimum au Niveau 1 conformément à
l'ISO 9712, ou à un niveau équivalent en matière de contrôle par ultrasons dans le secteur industriel
concerné.
En ce qui concerne l'acquisition de données, le personnel de Niveau 1 peut être assisté par un technicien.
Dans les cas où les qualifications minimales ne sont pas considérées comme adéquates, une formation
spécifique à la tâche à accomplir doit être effectuée.
7.2 Appareillage de contrôle
7.2.1 Instrument de contrôle par ultrasons
L'instrument de contrôle par ultrasons utilisé pour la méthode TOFD doit, le cas échéant, être conforme
aux exigences de l'ISO 22232-1.
Le logiciel d'affichage des images TOFD doit permettre la visualisation de tout problème: pertes
de couplage, lignes de balayage manquantes, défaut de synchronisation, présence de parasitages
électroniques.
De plus, les exigences de l'ISO 16828 doivent s'appliquer en prenant en compte les points suivants:
a) l'instrument doit être capable de sélectionner une partie appropriée de la base de temps au cours
de laquelle les représentations de type A sont numérisées;
b) il est recommandé d'utiliser une vitesse d'échantillonnage pour la représentation de type A au
moins égale à 6 fois la fréquence nominale du traducteur.
7.2.2 Traducteurs ultrasonores
Les traducteurs ultrasonores utilisés pour le contrôle des soudures par la méthode TOFD doivent être
conformes à l'ISO 22232-2 et l’ISO 16828.
L'adaptation des traducteurs à des surfaces balayées courbes doit être réalisée conformément à
l'ISO 17640.
Une recommandation concernant le choix des traducteurs est donnée au Tableau 2.
7.2.3 Mécanismes de balayage
Les exigences de l'ISO 16828 doivent être appliquées. Afin d'obtenir la pertinence des images (données
recueillies), des mécanismes de guidage peuvent être utilisés.
8 Préparation avant contrôle
8.1 Volume à contrôler
Le contrôle doit être réalisé conformément à l'ISO 16828. Le but du contrôle doit être défini par la
spécification. Sur cette base, le volume à contrôler doit être déterminé.
Le volume à contrôler se situe entre les traducteurs. Dans le cas des niveaux d'examen A et B, les
traducteurs doivent être placés symétriquement par rapport à l'axe de la soudure. Dans le cas des
niveaux d'examen C et D, des balayages déportés supplémentaires peuvent être exigés.
Dans le cas de l'inspection de fabrication, le volume à contrôler est défini comme étant la zone qui inclut
la soudure et soit le matériau de base sur au moins 10 mm de chaque côté de la soudure, soit la zone
affectée thermiquement, la plus grande des deux quantités étant retenue. Dans tous les cas, la totalité
du volume à contrôler doit être couverte.
Normalement, ces contrôles sont effectués conformément à des normes reconnues appliquant des
niveaux d'acceptation relatifs à l'assurance de qualité. Dans le cas où des méthodes d'aptitude à l'emploi
sont appliquées, les critères d'acceptation doivent être spécifiés.
Dans le cas des inspections en service, le volume à contrôler peut être adapté pour inclure des zones
d'intérêt spécifiques, par exemple le tiers interne de la paroi soudée. Les critères d'acceptation et les
dimensions minimales des discontinuités à détecter dans la zone d'intérêt doivent être spécifiés.
8.2 Disposition des traducteurs
Les traducteurs doivent être disposés de façon à permettre une couverture convenable et des conditions
optimales pour la création et la détection de signaux de diffraction dans la zone d'intérêt. Dans le cas
des soudures bout à bout de géométrie simple et présentant des surépaisseurs étroites sur la surface
opposée, le contrôle doit être réalisé avec un ou plusieurs dispositifs (balayage) dépendant de l'épaisseur
de paroi (voir Tableau 2). Dans le cas de géométries différentes, par exemple des soudures sur chanfrein
en X, des différences d'épaisseurs du métal de base sur l'une des faces de la soudure, ou en présence
de délardage, le Tableau 2 peut être utilisé comme guide. Dans un tel cas, l'efficacité et la couverture
du dispositif doivent être vérifiées en utilisant des blocs de référence. Il convient d'effectuer le choix
des traducteurs permettant une couverture complète de la totalité de l'épaisseur de la soudure suivant
les indications du Tableau 2. Il convient de prendre soin de choisir des combinaisons de paramètres
6 © ISO 2020 – Tous droits réservés
appropriées. Par exemple, dans la gamme d'épaisseurs allant de 15 mm à 35 mm, une fréquence de
10 MHz, un angle de faisceau de 70° et une taille de transducteur de 3 mm peuvent être appropriés à
une épaisseur de 16 mm, mais peuvent ne pas l'être pour une épaisseur de 32 mm.
Dans le cas des niveaux de contrôle A et B, il est recommandé que les dispositifs TOFD soient vérifiés en
utilisant des blocs de référence.
Dans le cas des niveaux de contrôle C et D, tous les dispositifs sélectionnés pour la pièce à contrôler
doivent être vérifiés en utilisant des blocs de référence.
Dans le cas où les paramètres ne sont pas en conformité avec le Tableau 2, l'efficacité doit être vérifiée
en utilisant des blocs de référence.
Dans le cas de contrôle en service, il convient d'optimiser le point d'intersection des axes des faisceaux
suivant le volume à contrôler.
Tableau 2 — Dispositifs TOFD recommandés en fonction de l'épaisseur de paroi
dans le cas des soudures bout à bout simples
Angle de
Plage de Fréquence faisceau
Dimension
Épaisseur
Nombre de
profondeur médiane (ondes
du transduc-
Intersection
dispositifs
longitudinales)
teur
de faisceau
TOFD
t Δt f α
mm mm MHz ° mm
6 à 10 1 0 à t 15 70 2 à 3 2/3 de t
>10 à 15 1 0 à t 15 à 10 70 2 à 3 2/3 de t
>15 à 35 1 0 à t 10 à 5 70 à 60 2 à 6 2/3 de t
>35 à 50 1 0 à t 5 à 3 70 à 60 3 à 6 2/3 de t
0 à t/2 5 à 3 70 à 60 3 à 6 2/6 de t
>50 à 100 2
t/2 à t 5 à 3 60 à 45 6 à 12 5/6 de t
0 à t/3 5 à 3 70 à 60 3 à 6 2/9 de t
>100 à 200 3 t/3 à 2t/3 5 à 3 60 à 45 6 à 12 5/9 de t
2t/3 à t 5 à 2 60 à 45 6 à 20 8/9 de t
0 à t/4 5 à 3 70 à 60 3 à 6 2/12 de t
t/4 à t/2 5 à 3 60 à 45 6 à 12 5/12 de t
>200 à 300 4
t/2 à 3t/4 5 à 2 60 à 45 6 à 20 8/12 de t
11/12 de t; ou t
3t/4 à t 3 à 1 50 à 40 10 à 20
pour α ≤ 45°
8.3 Réglage du pas de balayage
Le réglage du pas de balayage doit être fonction de l'épaisseur de paroi à contrôler. Dans le cas
d'épaisseurs allant jusqu'à 10 mm, le pas de balayage ne doit pas être supérieur à 0,5 mm. Pour des
épaisseurs comprises entre 10 mm et 150 mm, le pas de balayage ne doit pas être supérieur à 1 mm. Au-
delà de 150 mm, le pas de balayage ne doit pas être supérieur à 2 mm.
8.4 Considérations d'ordre géométrique
Il convient de procéder avec soin au contrôle des soudures de géométrie complexe, par exemple des
soudures assemblant des matériaux d'épaisseurs différentes, des soudures pour assemblages d'angle,
ou des soudures de piquages. Dans la mesure où la méthode TOFD est fondée sur le mesurage des
intervalles de temps des ondes sonores qui empruntent le chemin le plus court entre le point d'émission
et le point de réception via des points de réflexion ou de diffraction, certaines zones d'intérêt peuvent
se situer dans des zones d'ombre. Des balayages supplémentaires peuvent permettre de surmonter
cette difficulté, dans certains cas.
La planification des contrôles des géométries complexes exige une connaissance approfondie en
matière de propagation sonore, de blocs de référence représentatifs et de logiciels complexes, et se situe
en dehors du domaine d'application du présent document.
8.5 Préparation des surfaces balayées
Les surfaces doivent être suffisamment grandes pour permettre de couvrir entièrement le volume à
contrôler.
Les surfaces balayées doivent être régulières et libres de tout élément étranger susceptible d'interférer
avec le couplage du traducteur (par exemple rouille, débris de calamine, projections de soudure,
entailles, saignées). L'ondulation de la surface de contrôle ne doit pas entraîner un jeu entre l'un des
traducteurs et la surface de contrôle supérieur à 0,5 mm. Ces exigences doivent être satisfaites, si
nécessaire, par une opération de dressage.
Les surfaces balayées peuvent être supposées satisfaisantes si la rugosité de surface, Ra, n'est pas
supérieure à 6,3 μm pour les surfaces usinées, ou bien n'est pas supérieure à 12,5 μm pour les surfaces
grenaillées.
8.6 Température
Dans le cas d'utilisation de traducteurs et de couplants conventionnels, la température de la surface de
la pièce doit se situer dans l'intervalle de 0 °C à 50 °C.
Dans le cas de températures se situant en dehors de cet intervalle, l'aptitude de l'appareillage doit être
vérifiée.
8.7 Couplant
Dans le but de produire des images correctes, un couplant doit être utilisé afin de permettre une
transmission constante des ultrasons entre les traducteurs et la pièce contrôlée.
Le couplant utilisé pour l'étalonnage doit être le même que celui utilisé au cours des contrôles ultérieurs
et des étalonnages après contrôle.
8.8 Points de référence
Dans le but d'assurer la répétabilité du contrôle, un système de référence permanent doit être mis en place.
9 Contrôle du matériau de base
Le matériau de base ne nécessite généralement pas de contrôle préalable du délaminage (de façon
classique en utilisant des traducteurs à faisceau droit), dans la mesure où il peut être détecté lors
du contrôle de la soudure par la méthode TOFD. Cependant, la présence de discontinuités dans le
matériau de base situé près de la soudure peut produire des zones d'ombre ou provoquer des difficultés
d'interprétation des données.
8 © ISO 2020 – Tous droits réservés
10 Réglages de l'échelle de la base de temps et de la sensibilité
10.1 Réglages
10.1.1 Généralités
Les réglages de l'échelle de la base de temps et de la sensibilité conformément au présent document et
à l'ISO 16828 doivent être effectués avant chacune des opérations de contrôle. Toute modification du
dispositif TOFD, par exemple la distance entre axes (PCS), exige un nouveau réglage.
Il convient de minimiser le bruit, par exemple par une intégration du signal.
10.1.2 Fenêtre de sélection
La fenêtre de sélection doit au moins couvrir la plage de profondeur comme indiqué au Tableau 2:
a) dans le cas du contrôle sur la pleine épaisseur utilisant un seul dispositif, il convient que la fenêtre de
sélection enregistrée débute au moins 1 µs avant le temps d'arrivée de l'onde latérale et il convient
qu’elle se prolonge, dans la mesure du possible, au-delà du signal de l'écho de fond de premier mode
converti;
b) dans le cas où plus d'un dispositif est utilisé, la fenêtre de sélection doit déborder d'au moins 10 %
de la plage de profondeur.
Le déclenchement et l'étendue de la fenêtre de sélection doivent être vérifiés sur la pièce à contrôler.
10.1.3 Conversion temps-profondeur
Pour une valeur de PCS donnée, le réglage de la conversion temps-profondeur est le mieux effectué
en utilisant le signal d'onde latérale et l'écho de fond avec la vitesse de propagation connue pour le
matériau.
Ce réglage doit être vérifié (pour tous les niveaux d'examen) sur un bloc de référence convenable
d'épaisseur connue (précision 0,05 mm). Au moins un mesurage de profondeur doit être réalisé dans
la plage de profondeur concernée, de façon type en enregistrant un minimum de 20 représentations
de type A.
L'épaisseur ou la profondeur mesurée doit avoir une valeur située à moins de 0,2 mm de celle de
l'épaisseur ou de la profondeur connue ou réelle. Dans le cas des composants courbes, des corrections
géométriques peuvent être nécessaires.
10.1.4 Réglages de sensibilité
Pour tous les niveaux d'examen, la sensibilité doit être réglée sur la pièce à contrôler. L'amplitude
de l'onde latérale doit être comprise entre 40 % et 80 % de la hauteur d'écran (HE). Dans les cas où
l'utilisation de l'onde latérale n'est pas appropriée (par exemple du fait des conditions de surface, de
l'utilisation d'angles de faisceau élevés), la sensibilité doit être réglée de telle manière que l'amplitude
de l'écho de fond soit comprise entre 18 dB et 30 dB au-dessus de la HE. Lorsque ni l'utilisation de l'onde
latérale, ni celle de l'écho de fond ne conviennent, il convient de régler la sensibilité de manière que le
bruit dû aux grains du matériau soit situé entre 5 % et 10 % de la HE.
Dans le cas des niveaux de contrôle B, C et D, il doit être vérifié, en utilisant le (les) bloc(s) de contrôle,
que la sensibilité est suffisante pour détecter des discontinuités réelles dans la zone de profondeur
adéquate ou, si non disponible, des discontinuités usinées (par exemple: entailles, trous percés
latéralement), voir 10.3.
10.2 Vérification des réglages
La vérification pour confirmer l'étendue et la sensibilité des réglages doit être effectuée au moins toutes
les 4 h et à la fin du contrôle. Des vérifications doivent également être effectuées lorsqu'un paramètre
du système est modifié ou lorsque des modifications dans les réglages équivalents sont suspectées.
Dans le cas où un bloc de référence a été utilisé pour le réglage initial, il convient que le même bloc
de référence soit utilisé pour les vérifications ultérieures. Comme alternative, un bloc de plus petites
dimensions dont les propriétés de transfert sont connues, peut être utilisé, sous réserve que cela fasse
l'objet d'une référence croisée avec le bloc de référence.
Dans le cas où un bloc de référence n'a pas été utilisé, mais qu'en lieu et place, la pièce contrôlée a été
utilisée pour la vérification, des vérifications ultérieures doivent alors être effectuées au même endroit
que pour la vérification initiale.
Si des écarts par rapport aux réglages initiaux, conformément à 10.1.3 et 10.1.4, sont décelés au cours
de ces vérifications, les mesures correctives indiquées au Tableau 3 doivent être prises.
Tableau 3 — Corrections de sensibilité et de base de temps
Sensibilité
Aucune mesure exigée; les données peuvent être corrigées
Écarts ≤ 6 dB
par le programme informatique
Les réglages doivent être corrigés, et tous les contrôles
Écarts > 6 dB effectués depuis la dernière vérification valide doivent
être répétés
Base de temps
Écarts ≤0,5 mm ou 2 % de la plage de
Aucune mesure exigée
profondeur, la valeur la plus forte étant retenue
Les réglages doivent être corrigés, et tous les contrôles
Écarts >0,5 mm ou 2 % de la plage de
effectués depuis la dernière vérification valide doivent
profondeur, la valeur la plus forte étant retenue
être répétés
10.3 Blocs de référence
10.3.1 Généralités
En fonction du niveau d'examen, un bloc de référence doit être utilisé afin de déterminer l'adéquation
du contrôle (par exemple la couverture, le réglage de sensibilité). Des recommandations relatives aux
blocs de référence sont fournies à l'Annexe A.
10.3.2 Matériau
Il convient que le bloc de référence soit constitué dans un matériau similaire à celui de la pièce à
contrôler (par exemple en ce qui concerne la vitesse de propagation sonore, la structure de grain et
l'état de surface).
10.3.3 Dimensions et forme
Il convient que l'épaisseur du bloc de référence soit représentative de l'épaisseur de la pièce à contrôler.
À cet effet, il convient que l'épaisseur soit limitée à une valeur minimale et une valeur maximale fixées
en relation avec l'épaisseur de la pièce à contrôler.
Il est recommandé que l'épais
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