Comprendre l'analyse échographique

1. Définition : Qu’est-ce que l’analyse par ultrasons ?

Analyse par ultrasons (ou ultrasons aéroportés/transmis par structure) est une technologie de surveillance qui consiste à écouter des sons à haute fréquence bien au-delà de la portée de l'audition humaine. L'être humain peut généralement entendre des sons jusqu'à environ 20 kilohertz (kHz). Les instruments à ultrasons sont conçus pour détecter des sons compris entre 20 kHz et 100 kHz.

Ces sons à haute fréquence sont générés par la friction, la turbulence et les arcs électriques. Un appareil à ultrasons détecte ces sons à haute fréquence, les convertit en un signal audible au casque et mesure leur intensité (amplitude), affichée en décibels (dB). Cela permet aux inspecteurs d'« entendre » des problèmes qui, autrement, seraient totalement inaudibles.

2. Comment ça marche : l'hétérodynage

La technologie de base à l’intérieur d’un instrument à ultrasons s’appelle hétérodynageIl s'agit d'un procédé électronique qui convertit avec précision le signal ultrasonore inaudible de très haute fréquence en un signal de basse fréquence, dans la gamme audible, sans modifier les caractéristiques sonores d'origine. Ainsi, le sifflement d'une fuite d'air comprimé ou le crépitement d'un arc électrique ressembleront à un sifflement ou un crépitement dans un casque, rendant le diagnostic très intuitif.

3. Applications clés en maintenance

L'analyse par ultrasons est une technologie polyvalente avec plusieurs applications à haute valeur ajoutée :

a) Détection de fuite

Il s'agit de l'application la plus courante et la plus avantageuse financièrement. L'écoulement turbulent d'un gaz (comme l'air comprimé, la vapeur ou l'azote) s'échappant d'une conduite ou d'un récipient sous pression génère une quantité importante d'ultrasons à large bande.

• Procédure : Un inspecteur utilise un appareil à ultrasons portatif équipé d'un capteur aéroporté pour scanner une zone. L'instrument est hautement directionnel ; à mesure qu'il se rapproche d'une fuite, le signal sonore dans le casque s'amplifie et la valeur en dB de l'appareil augmente.
• Avantages : La recherche et la réparation des fuites d’air comprimé peuvent permettre à une usine d’économiser des dizaines, voire des centaines de milliers de dollars par an en coûts énergétiques gaspillés.

b) Inspection électrique

Défauts électriques comme arc électrique, suivi et couronne dans les équipements électriques de moyenne et haute tension produisent des ultrasons.

• Procédure : Un inspecteur peut inspecter en toute sécurité les armoires électriques fermées depuis l'extérieur. Les ultrasons générés par un défaut s'échapperont par les interstices d'air des joints de l'armoire.
• Avantages : Il s'agit d'une excellente méthode sans contact pour détecter les défauts électriques graves avant qu'ils ne provoquent un arc électrique, renforçant ainsi la sécurité de l'installation. C'est également un excellent outil de dépistage à utiliser avant d'ouvrir un panneau pour effectuer des travaux. thermographie.

c) Inspection mécanique (lubrification conditionnelle)

Les ultrasons sont également très efficaces pour évaluer l’état des roulements à éléments roulants et guider les pratiques de lubrification.

• Procédure : Un capteur à ultrasons de contact est placé sur un boîtier de roulement.
• Interprétation:
  • Un roulement sain et bien lubrifié produira un son de « sifflement » faible et constant.
  • Un roulement nécessitant une lubrification aura un niveau sonore plus élevé. Un technicien peut alors appliquer la graisse lentement, en s'arrêtant dès que le niveau sonore commence à baisser, évitant ainsi une lubrification excessive.
  • Un roulement présentant un défaut (comme une écaillage) produit un bruit répétitif de « crépitement » ou de « claquement » lorsque les éléments roulants heurtent le défaut. Cela constitue un avertissement très précoce de défaillance du roulement.

4. Échographie vs. Analyse des vibrations

Pour l'analyse des roulements, les ultrasons et les vibrations sont complémentaires. Les ultrasons sont souvent plus efficaces pour détecter les défaillances à un stade précoce (stade 1) et les problèmes de lubrification. L'analyse vibratoire permet de diagnostiquer plus efficacement la nature exacte d'un défaut à un stade avancé (par exemple, distinguer un défaut de bague extérieure d'un défaut de bague intérieure) une fois qu'il est visible dans le spectre vibratoire.

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