Limites du RFT Pour l'Inspection des Tubes Ferromagnétiques  

Le Remote-Field Testing (RFT) est une méthode fiable pour l'inspection des matériaux ferromagnétiques en raison de sa capacité à détecter la corrosion générale, les piqûres et la perte de paroi dans les tubes. Cependant, le RFT n'est pas sans limites. Dans les matériaux ferromagnétiques, le champ électromagnétique utilisé pour la détection peut être déformé ou atténué lorsqu'il interagit avec des composants interférents, tels que des plaques de support ou des déflecteurs. Ces distorsions et atténuations créent des « zones aveugles » où il est difficile, voire impossible, de détecter clairement les défauts.  

La méthode RFT conventionnelle pose également des problèmes dans d'autres domaines. Par exemple, lorsque plusieurs défauts ou indications sont présents à la même position circonférentielle dans le tube, la RFT ne peut pas les différencier. Il en résulte des signaux fusionnés, ce qui rend impossible l'évaluation de la gravité de chaque défaut.    

L'Émergence de la RFA

La sonde Remote Field Array (RFA) d'Eddyfi Technologies (Figure 1) a été développée pour répondre aux limitations inhérentes aux RFT conventionnels. Alimentée par un multiplexeur basse fréquence en instance de brevet, la sonde RFA combine un RFT conventionnel à double lecteur avec un réseau haute densité de bobines positionnées de manière circonférentielle autour de la sonde. Ces bobines sont regroupées en deux rangées qui sont multiplexées dans une séquence spécifique pour permettre à la sonde de recueillir un plus large éventail de données.  

Figure 1: Présentation animée de la famille de sondes RFA d'Eddyfi, mettant en évidence les caractéristiques et les avantages de la conception des sondes.

La disposition des capteurs dans la sonde RFA permet de combiner les données des bobines et des réseaux en un seul passage, ce qui permet aux inspecteurs d'accéder aux réponses des signaux RFT et RFA pour une analyse plus approfondie. En multiplexant les bobines du réseau, le RFA génère des canaux de réseau absolus et différentiels. Cette configuration de la sonde RFA permet aux inspecteurs de bénéficier de trois avantages clés :  

• Une meilleure compréhension de la morphologie des défauts : La sonde RFA offre une visualisation détaillée de l'épaisseur de la paroi du tube grâce à l'imagerie C-scan codée en couleur, en 2D et en 3D. Cette visualisation complète améliore la capacité à évaluer et à comprendre la morphologie des défauts, ce qui permet de prendre des décisions plus éclairées. 

• Détection de petits défauts : La sensibilité des canaux du réseau permet à la sonde RFA de détecter des défauts plus petits qui pourraient passer inaperçus avec la sonde RFT conventionnelle.  

• Détection des défauts à proximité ou sous les structures de support : L'un des défis de l'inspection des tubes ferromagnétiques est la détection des défauts situés à proximité ou sous les structures de support. Le réseau de capteurs mis en œuvre dans la configuration de la sonde RFA lui permet de surmonter cet obstacle. Ceci est particulièrement important pour le maintien de l'intégrité du tube, car les défauts situés près de ces zones critiques peuvent entraîner des dommages plus graves s'ils ne sont pas détectés (figure 2). 

Figure 2: Représentation typique de l'imagerie C-scan RFA (vues 2D et 3D) pour l'inspection d'un tube avec un trou dans la paroi (TWH) près d'une plaque de support. 

Amélioration de la Détectabilité et Réduction des Zones Aveugles Grâce à la RFA

La configuration du réseau réduit non seulement les zones aveugles, mais améliore également la détection des défauts, même à proximité de composants tels que les plaques de support, où le RFT conventionnel rencontre des difficultés. Dans le RFT, une bobine réceptrice unique ou double capte généralement le signal, ce qui limite sa capacité à localiser les défauts de petite taille ou très proches les uns des autres. La RFA, en revanche, utilise plusieurs capteurs positionnés en réseau, chacun d'entre eux recevant des signaux indépendants. Cette disposition augmente la capacité à distinguer les variations de signal causées par les défauts de celles causées par les structures de soutien.  

Une étude de laboratoire (figure 3) réalisée à l'aide d'une sonde RFA de 13 millimètres (mm) sur un tube en acier au carbone de 19,05 mm [0,75 pouce (po)] x 2,11 mm (0,083 po) avec une maquette de plaque de support carrée de 635 mm (0,25 po) d'épaisseur et de 101 mm (4 po) de côté montre que la longueur du signal de la plaque de support visualisée dans le balayage C RFA n'est qu'un tiers de celle observée dans le diagramme de bande RFT. Il est important de noter que ces mesures ont été obtenues à l'aide d'un encodeur, ce qui garantit un positionnement précis et une lecture exacte. Cette réduction de la longueur du signal est directement liée à une plus grande détectabilité des défauts avec le RFA qu'avec le RFT, et l'amélioration des marques est principalement due à l'utilisation de capteurs en réseau dans le RFA.  

Figure 3: Comparaison de la longueur du signal de la plaque de soutien dans le C-scan de l'ARF par rapport au diagramme de bande de la RFT. 

Étude de Cas : Comparaison des Résultats de la RFT et de la RFA Sur Des Tubes Défectueux Réels 

Pour illustrer l'efficacité de la RFA dans la détection des défauts sous les plaques de support, une étude de cas a été menée sur un faisceau vertical/droit d'échangeur de chaleur (HX) composé de 2 789 tubes en acier au carbone (figure 4). Chaque tube avait un diamètre extérieur de 25,4 mm et une épaisseur de paroi de 2,10 mm. Les tubes mesuraient 3,6 mètres (12 pieds) de long, avec deux plaques tubulaires situées aux deux extrémités et des plaques de support à segment unique réparties sur toute la longueur du tube. 

Figure 4: Photo de la plaque tubulaire prise sur le terrain, vue de dessus. Aucun tube n'a été obstrué ou bouché mécaniquement avant l'inspection.

Résultats Du Test RFT 

Le faisceau a d'abord été inspecté à l'aide d'une sonde RFT de 18 mm. L'inspection a révélé un groupe de tubes susceptibles de présenter une perte de paroi sous une plaque de support. Dans ces tubes, le défaut était à peine visible sur le plan d'impédance RFT car la forme du signal pour la plaque de support avec perte de paroi ressemblait beaucoup à celle du signal nominal de la plaque de support. La figure 5 présente une comparaison entre les diagrammes en bandes et les plans d'impédance pour le signal de la plaque de support avec et sans défaut. Comme on le voit, le signal de la plaque de support avec perte de paroi en dessous ne diffère pas de manière significative du signal de la plaque de support nominale. La similitude des formes du signal fait qu'il est difficile de distinguer le défaut du signal de la plaque de support et de le dimensionner avec précision. 

Figure 5: Comparaison des données RFT entre une plaque de support nominale (a) et un signal de plaque de support avec défaut en dessous (b) montrant une grande similitude dans la forme du signal sur le plan d'impédance.

Résultats Du Test RFA 

Pour confirmer l'existence du défaut identifié lors de l'inspection RFT, une sonde RFA de 18 mm a été utilisée pour balayer à nouveau les tubes pour lesquels les résultats RFT étaient ambigus. La figure 6 montre une comparaison des résultats de l'inspection RFT et de l'inspection RFA pour un tube présentant une perte de paroi sous la plaque de support. Comme on le voit, la RFA peut clairement confirmer la présence d'une perte de paroi sous la plaque de support indiquée, qui est visible sur le scan C et le plan d'impédance correspondant à la section RFA.

Figure 6: Comparaison des résultats de la RFT et de la RFA sur un tube avec perte de paroi sous une plaque de support, mettant en évidence la meilleure détectabilité de la RFA et une visualisation plus claire à la fois sur le C-scan et le plan d'impédance. 

Les résultats présentés dans la figure 6 confirment les conclusions de l'inspection RFA et permettent une visualisation beaucoup plus claire du défaut en vue de sa détection et de son dimensionnement. Cela est dû à la présence de plusieurs capteurs sur la circonférence de la sonde, qui permettent de recueillir des données plus détaillées sur les zones aveugles.  

Pour mieux mettre en évidence les capacités de détection des défauts de la RFA, la figure 7 présente l'application de la RFA sur deux tubes supplémentaires pour lesquels les résultats de la RFT n'étaient pas concluants. Comme le montrent ces exemples, la perte de paroi sous le signal de la plaque de support est confirmée par une indication très claire et très nette sur le canal du réseau différentiel. Ces indications correspondent à une perte de paroi importante sous la plaque de support. Cela montre comment l'ARF peut révéler des défauts qui, autrement, passeraient inaperçus ou seraient mal interprétés avec l'IRT. 

Figure 7: Indication claire de la perte de paroi sous les plaques de support en utilisant la RFA sur deux tubes différents où les résultats de la RFT sont incertains.

Les résultats des essais RFA ont également permis de vérifier les résultats des inspections RFT. Comme le montre la figure 8, la partie des résultats de l'essai de résistance aux chocs indique un défaut potentiel dû à l'érosion par la vapeur près de la plaque tubulaire sur la représentation du plan de tension du canal de l'ABS. Toutefois, lors de l'examen des résultats de l'analyse RFA, le balayage C de l'analyse RFA affiché sur le canal ABSA-LargeSignal apporte une clarté supplémentaire et confirme que le défaut observé est bien attribué à l'érosion par la vapeur.  

Il convient de noter que la configuration générique de l'IFR mise en œuvre dans Magnifi offre trois canaux distincts avec des configurations de balayage C uniques : ABSA, ABSA-LargeSignal et DIFA. Cette différenciation améliore la capacité de RFA à fournir aux inspecteurs des données précises pour l'analyse. Contrairement au canal ABSA, le canal ABSA-LargeSignal a le filtre médian désactivé, ce qui le rend particulièrement efficace pour détecter les défauts étendus tels que la corrosion générale ou l'érosion. En n'appliquant pas le filtre médian, ce canal préserve la continuité et la représentation fidèle des indications allongées afin d'offrir une représentation plus claire de ces défauts. 

Figure 8: Imagerie C-scan de l'ARF confirmant les résultats du test RFT. 

Les résultats présentés dans ce billet de blog illustrent comment la RFA surpasse la RFT dans la détection de la perte de paroi à proximité des plaques de support. La RFA offre des résultats clairs et concluants lorsque les données de la RFT restent incertaines, en particulier dans les zones difficiles telles que celles situées à proximité ou en dessous des plaques de support. En utilisant un réseau de capteurs positionnés de manière circonférentielle autour de la sonde, la RFA fournit des images C-scan à haute résolution et améliore la collecte des données. Par conséquent, la sonde RFA offre une vue plus complète du tube, même dans les zones où la présence de plaques de support gênerait la visualisation des défauts. Cette capacité avancée permet aux inspecteurs de détecter et de dimensionner les défauts avec beaucoup plus de précision. Par conséquent, l'utilisation de la RFA améliore non seulement la fiabilité des résultats d'inspection, mais permet également de prendre des décisions de maintenance plus éclairées pour les industries qui utilisent des tubes ferromagnétiques.  

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