Introduction
Les tubes soudés par résistance électrique (ERW) sont formés à partir de bobines d’acier au cours d’un processus continu en plusieurs étapes : déroulement des bobines, introduction des bandes d’acier dans les machines de profilage et soudage longitudinal par résistance électrique. Un désalignement des bords de la bande peut créer une déviation de la soudure tout au long du processus de formage.
Enjeux
Pour inspecter les soudures pendant la fabrication des tubes ERW, l’inspecteur doit suivre la soudure visuellement pour s’assurer que les sondes sont alignées au centre de la soudure. Ce suivi manuel pose problème au fabricant, car la qualité de l’inspection dépend entièrement des compétences de l’inspecteur et de sa faculté à rester concentré.
Solution
Pendant la fabrication, un outil d’écriquage est utilisé pour retirer le surplus de matériau créé lors du processus de soudage. Cette opération modifie l’épaisseur de la paroi des deux côtés de la soudure. Cette altération du profil peut être contrôlée grâce à la fonction de profilage et de suivi de la soudure par ultrasons multiéléments du système d’inspection sur ligne de production ou en mode analyse des tubes soudés par résistance électrique d’Olympus. Cette fonction requiert une sonde courbe à ultrasons multiéléments (PA) suffisamment longue pour excéder la zone thermiquement affectée (HAZ) des deux côtés de la soudure. Cette sonde balaie la zone visée en tirant des ondes longitudinales à zéro degré pour générer une vue latérale de la soudure. |  Tube ERW et exemple de soudure sous dimensionnée |
Un algorithme basé sur l’analyse du temps de vol utilise la différence d’épaisseur de paroi créée par le processus d’écriquage pour extrapoler la position de la soudure.
Tube ERW avec un exemple de soudure surdimensionnée
Au besoin, la position de la zone d’écriquage par rapport au centre de la sonde peut servir à corriger le positionnement. L’algorithme du profil de la soudure mesure toute déviation du joint de soudure le long du tube et procure l’information nécessaire à l’ajustement de la sonde. La sonde multiélément est attachée à un chariot motorisé fixé à un rail circulaire positionné autour du périmètre du tube pour qu’elle puisse suivre automatiquement la soudure. Des sondes de recherche de défauts sont aussi fixées à une structure similaire. Elles reçoivent l’information sur la position de la sonde de profilage de la soudure de manière à pouvoir se repositionner automatiquement. |  Cartographie B-scan dans le logiciel QuickView™ illustrant une soudure surdimensionnée |
Résultats
La figure ci-dessous montre un exemple des données de suivi de la soudure affichées par les systèmes ERW en ligne et hors ligne d’Olympus. Les quatre diagrammes du haut représentent l’information sur l’inspection de la soudure et les deux diagrammes du bas représentent la position détectée de la soudure et les données C-scan de l’épaisseur de la paroi utilisées pour suivre la soudure. |  Canaux de recherche de défauts (en haut) et affichage de suivi de soudure (en bas) |
Cette position de soudure détectée est envoyée en temps réel au PLC pour repositionner les sondes à l’aide des mécanismes entraînés par les servomoteurs de chaque sonde pour assurer que la soudure et la zone thermiquement affectée soient correctement inspectées sur toute la longueur du tube. |  Système ERW en ligne montrant l’axe circulaire pour la capacité de suivi automatique de la soudure |
Dans la figure illustrée ci-dessous, une sonde était positionnée au-dessus du centre de la soudure et les résultats acoustiques de la mesure de l’épaisseur de la paroi étaient enregistrés. Le tube était ensuite volontairement décalé afin de tester la fonction automatique de suivi de la soudure. Comme l’image le montre, la sonde multiélément se replace automatiquement sur le centre de la soudure.
Suivi automatique des soudures
Conclusion et avantages principaux
Les résultats montrent qu’avec le système ERW en ligne ou hors ligne, il est possible d’utiliser la technologie multiélément pour assurer un suivi automatique de la soudure plutôt que de devoir recourir au suivi visuel effectué par un inspecteur. L’élimination du suivi visuel permet d’effectuer une inspection fiable de toute la soudure. La traçabilité est assurée par le fichier de données du tube qui enregistre l’information relative aux indications et les données sur le suivi de la soudure.
De surcroît, les données en temps réel permettent à l’utilisateur de visualiser le profil de la soudure et la zone d’écriquage, ce qui procure de l’information immédiate sur le processus de soudure et d’écriquage. Il est possible d’effectuer l’inspection sans attendre que le tube soit coupé, ce qui minimise la quantité de matériau touché si l’outil d’écriquage et usé ou endommagé.
