ISO 16827:2012
(Main)Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Characterization and sizing of discontinuities
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Characterization and sizing of discontinuities
ISO 16827:2012 specifies the general principles and techniques for the characterization and sizing of previously detected discontinuities in order to ensure their evaluation against applicable acceptance criteria. It is applicable, in general terms, to discontinuities in those materials and applications covered by ISO 16810.
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Caractérisation et dimensionnement des discontinuités
L'ISO 16827:2012 décrit les principes généraux et les techniques pour la caractérisation et le dimensionnement des discontinuités détectées au préalable afin de les évaluer correctement par rapport aux critères d'acceptation applicables. Elle s'applique, en termes génériques, aux discontinuités des matériaux et applications couvertes par l'ISO 16810.
General Information
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16827
First edition
2012-04-01
Non-destructive testing — Ultrasonic
testing — Characterization and sizing of
discontinuities
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Caractérisation et
dimensionnement des discontinuités
Reference number
ISO 16827:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 16827:2012(E)
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
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ISO 16827:2012(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Principles of characterization of discontinuities .1
3.1 General.1
3.2 Requirements for surface condition.2
4 Pulse echo techniques.2
4.1 General.2
4.2 Location of discontinuity.2
4.3 Orientation of discontinuity.2
4.4 Assessment of multiple indications .3
4.5 Shape of discontinuity.3
4.5.1 Simple classification.3
4.5.2 Detailed classification of shape.4
4.6 Maximum echo height of indication .4
4.7 Size of discontinuity.4
4.7.1 General.4
4.7.2 Maximum echo height techniques.4
4.7.3 Probe movement sizing techniques .5
4.7.4 Selection of sizing techniques.5
4.7.5 Sizing techniques with focussing ultrasonic probes .6
4.7.6 Use of mathematical algorithms for sizing.6
4.7.7 Special sizing techniques.6
5 Transmission technique.7
5.1 General.7
5.2 Location of discontinuity.7
5.3 Evaluation of multiple discontinuities.7
5.4 Reduction of signal amplitude .8
5.5 Sizing of discontinuity .8
Annex A (normative) Analysis of multiple indications .12
A.1 Lateral characterisation.12
A.2 Transverse (Through-thickness) characterisation .12
A.3 Shadow technique.12
Annex B (normative) Techniques for the classification of discontinuity shape .14
B.1 Simple classification.14
B.1.1 General.14
B.1.2 Reconstruction technique.14
B.1.3 Echo envelope technique .14
B.2 Detailed classification.14
B.2.1 General.14
B.2.2 Echodynamic pattern technique.15
B.2.3 Directional reflectivity.17
B.3 Combination of data.17
Annex C (informative) Maximum echo height sizing technique.25
C.1 Distance-gain-size (DGS) technique.25
C.1.1 Principle.25
C.1.2 Applications and limitations.25
C.2 Distance-amplitude-correction (DAC) curve technique .25
C.2.1 Principle.25
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ISO 16827:2012(E)
C.2.2 Applications and limitations.26
Annex D (normative) Probe movement sizing techniques .27
D.1 Fixed amplitude level techniques .27
D.1.1 Principle.27
D.1.2 Application and limitations.27
D.2 6 dB drop from maximum technique .27
D.2.1 Principle.27
D.2.2 Application and limitations.27
D.3 12 dB or 20 dB drop from maximum technique.28
D.3.1 Principle.28
D.3.2 Application and limitations.28
D.4 Drop to noise level technique.28
D.4.1 Principle.28
D.4.2 Application and limitations.28
D.5 6 dB drop tip location technique.29
D.5.1 Principle.29
D.5.2 Application and limitations.29
D.6 Beam axis tip location technique.29
D.6.1 Principle.29
D.6.2 Application and limitations.29
D.7 20 dB drop tip location technique.30
D.7.1 Principle.30
D.7.2 Application and limitations.30
Annex E (normative) Iterative sizing technique .39
E.1 Scope.39
E.2 Normal incidence testing .39
E.2.1 Principle.39
E.2.2 Adjustment of gain .39
E.2.3 Procedure.39
E.3 Oblique incidence testing .40
Annex F (normative) Mathematical algorithms for the estimation of the actual size of a
discontinuity.45
F.1 Large planar discontinuities.45
F.2 Small planar discontinuities .46
F.3 Planar discontinuities in a cylindrical test object .48
Annex G (informative) Examples of special sizing techniques .50
G.1 Tip diffraction techniques.50
G.2 Synthetic aperture focussing technique (SAFT) .51
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ISO 16827:2012(E)
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 16827 was prepared by Technical Committee ISO/TC 135, Non-destructive testing, Subcommittee SC 3,
Ultrasonic testing.
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ISO 16827:2012(E)
Introduction
This International Standard is based on EN 583-5:2000+A1:2003, Non-destructive testing — Ultrasonic
examination — Part 5: Characterization and sizing of discontinuities.
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 16827:2012(E)
Non-destructive testing — Ultrasonic testing —
Characterization and sizing of discontinuities
1 Scope
This document specifies the general principles and techniques for the characterization and sizing of previously
detected discontinuities in order to ensure their evaluation against applicable acceptance criteria. It is
applicable, in general terms, to discontinuities in those materials and applications covered by ISO 16810.
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 16810:2012, 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 16828, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Time-of-flight diffraction technique as a method for
detection and sizing of discontinuities
ISO 23279, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Characterization of indications in
welds
3 Principles of characterization of discontinuities
3.1 General
Characterization of a discontinuity involves the determination of those features which are necessary for its
evaluation with respect to known acceptance criteria.
Characterization of a discontinuity may include:
a) determination of basic ultrasonic parameters (echo height, time of flight);
b) determination of its basic shape and orientation;
c) sizing, which may take the form of either:
i) the measurement of one or more dimensions (or area/volume), within the limitations of
the methods; or
ii) the measurement of some agreed parameter e.g. echo height, where this is taken as
representative of its physical size;
d) location e.g. the proximity to the surface or to other discontinuities;
e) determination of any other parameters or characteristics that may be necessary for complete evaluation;
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f) assessment of probable nature, e.g. crack or inclusion, where adequate knowledge of the test object and
its manufacturing history makes this feasible.
Where the examination of a test object in accordance with the principles of ISO 16810 yields sufficient data on
the discontinuity for its evaluation against the applicable acceptance criteria, no further characterization is
necessary.
The techniques used for characterization shall be specified in conjunction with the applicable acceptance
criteria.
3.2 Requirements for surface condition
The surface finish and profile shall be such that it permits sizing of discontinuities with the desired accuracy. In
general the smoother and flatter the surface the more accurate the results will be.
For most practical purposes a surface finish of Ra = 6,3 µm for machined surfaces and 12,5 µm for shotblasted
surfaces are recommended. The gap between the probe and the surface should not exceed 0,5 mm.
The above surface requirements should normally be limited to those areas from which sizing is to be carried
out as, in general, they are unnecessary for discontinuity detection.
The method of surface preparation shall not produce a surface that gives rise to a high level of surface noise.
4 Pulse echo techniques
4.1 General
The principal ultrasonic characteristics/parameters of a discontinuity that are most commonly used for
evaluation by the pulse echo techniques are described in 4.2 to 4.7 inclusive.
The characteristics/parameters to be determined shall be defined in the applicable standard or any relevant
contractual document, and shall meet the requirements of 10.1 of ISO 16810:2012.
4.2 Location of discontinuity
The location of a discontinuity is defined as its position within a test object with respect to an agreed system of
reference co-ordinates.
It shall be determined in relation to one or more datum points and with reference to the index point and beam
angle of the probe, and measurement of the probe position and beam path length at which the maximum echo
height is observed.
Depending on the geometry of the test object under examination, and the type of discontinuity, it may be
necessary to confirm the location of the discontinuity from another direction, or with another probe angle, to
ensure that the echo is not caused e.g. by a wave mode change at a geometrical feature of the test object.
4.3 Orientation of discontinuity
The orientation of a discontinuity is defined as the direction or plane along which the discontinuity has its
major axis (axes) with respect to a datum reference on the test object.
The orientation can be determined by a geometrical reconstruction analogous to that described for location,
with the difference that more beam angles and/or scanning directions are generally necessary than for simple
location.
The orientation may also be determined from observation of the scanning direction at which the maximum
echo height is obtained.
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ISO 16827:2012(E)
In several applications, the precise determination of the discontinuity orientation in space is not required, only
the determination of the projection of the discontinuity onto one or more pre-established planes and/or
sections within the test object.
4.4 Assessment of multiple indications
The method for distinguishing between single and multiple discontinuities may be based on either qualitative
assessment or quantitative criteria.
The qualitative determination consists of ascertaining, through the observation of the variations of the
ultrasonic indications, whether or not such indications correspond to one or more separate discontinuities.
Figure 1 shows typical examples of signals from grouped discontinuities in a forging or casting.
Where acceptance criteria are expressed in terms of maximum allowable dimensions, preliminary quantitative
measurements shall be made in order to determine whether separate discontinuities are to be evaluated
individually or collectively according to pre-established rules governing the evaluation of the group.
Such rules may be based on the concentration of individual discontinuities within the group, expressed in
terms of the total of their lengths, areas or volumes in relation to the overall length, area or volume of the
group. Alternatively, the rules may specify the minimum distance between individual discontinuities, often as a
ratio of the dimensions of the adjacent discontinuities.
Where a more accurate characterization of a group of indications is required, an attempt may be made to
determine whether the echoes arise from a series of closely spaced but separate discontinuities, or from a
single continuous discontinuity having a number of separate reflecting facets, using the techniques described
in Annex A.
4.5 Shape of discontinuity
4.5.1 Simple classification
There are a limited number of basic reflector shapes that may be identified by ultrasonic testing. In many
cases evaluation against the applicable acceptance criteria only requires a relatively simple classification,
described in B.1. According to this, the discontinuity is classified as either:
1) point, i.e. having no significant extent in any direction;
2) elongated, i.e. having a significant extent in one direction only;
3) complex, i.e. having a significant extent in more than one direction.
When required, this classification may be sub-divided into:
a) planar, i.e. having a significant extent in 2 directions only, and
b) volumetric, i.e., having a significant extent in 3 directions.
Depending upon the requirements of the acceptance standard, either:
a) separate acceptance criteria may apply to each of the above classifications, or
b) the discontinuity, independently of its point, elongated or complex configuration, is projected on one or
more pre-established sections, and each projection is conservatively treated as a crack-like planar
discontinuity.
Simple classification will normally be limited to the use of those probes and techniques specified in the
examination procedure. Additional probes or techniques shall only be used where agreed.
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4.5.2 Detailed classification of shape
In order to correctly identify the discontinuity types specified in the acceptance criteria, or to make a correct
fitness-for-purpose evaluation, it may be necessary to make a more detailed assessment of the shape of the
discontinuity.
Guidance on the methods that may be used for a more detailed classification is contained in B.2.
It can require the use of additional probes and scanning directions to those specified in the
examination procedure for the detection of discontinuities, and can also be aided by the use of the special
techniques in Annexes E, F and G.
Classification of discontinuity shape will be limited to the determination of those discontinuity shapes which
are necessary for the correct evaluation of a discontinuity against the acceptance criteria or other
requirements. The validity of such a classification should be proven for the specific application, e.g. materials
and configuration of the examination object, examination procedure, type of instrumentation and probes.
4.6 Maximum echo height of indication
The maximum echo height from a discontinuity is related to its size, shape and orientation. It is measured by
comparison with a given reference level according to the methods described in ISO 16811.
Depending on the application and acceptance criteria the maximum echo height can be:
a) compared directly with a reference level that constitutes the acceptance standard;
b) used to determine the equivalent size of a discontinuity by comparison with the echo from a reference
reflector at the same sound path range in the material under examination, or in a reference block having
the same acoustic properties, as described in 4.7.2;
c) used in probe movement sizing techniques based on a specified echo drop (e.g. 6 dB) below the
maximum, as described in 4.7.3.
4.7 Size of discontinuity
4.7.1 General
The sizing of a discontinuity consists in determining one or more projected dimensions/areas of the
discontinuity onto pre-established directions and/or sections.
A short description of these techniques is found in Annex F and further details are given in ISO 16811.
4.7.2 Maximum echo height techniques
These techniques are based on a comparison of the maximum echo height from a discontinuity with the echo
height from a reference reflector at the same sound path range.
They are only meaningful if:
a) the shape and orientation of the discontinuity are favourable for reflection, hence the need to take echo
height measurements from several directions or angles, unless the shape and orientation are already
known; and
b) the dimensions of the discontinuity, perpendicular to the beam axis, are less than the beam width in either
one or both directions;
c) the basic shape and orientation of the reference target are similar to those of the discontinuity to be
evaluated.
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ISO 16827:2012(E)
The reference target may be either a disk-shaped reflector, e.g. flat-bottomed hole or an elongated reflector,
e.g. a side drilled hole or notch.
Discontinuities subject to sizing may be classified as follows:
i) discontinuities whose reflective area has dimensions less than the beam width in all directions;
ii) discontinuities whose reflective area shows a narrow, elongated form, i.e. having a length
greater than the beam width and a transverse dimension less than the beam width.
For discontinuities corresponding to i) above, the area of the discontinuity, projected onto a section normal to
the ultrasonic beam axis, is assumed to be equivalent to the area of a disk-shaped reflector, perpendicular to
the beam axis, producing a maximum echo of the same height at the same sound path range.
For discontinuities corresponding to ii) above, the reference reflectors are generally of elongated form,
transverse to the ultrasonic beam axis, and having a specified transverse profile. Such reflectors may be
notches with rectangular, U- or V-shaped profile, or cylindrical holes, etc.
4.7.3 Probe movement sizing techniques
When using an angle beam probe, the dimensions generally determined are:
i) dimension, l, parallel to the lateral scanning direction, determined by lateral movement of the
probe (see Figure 2);
ii) dimension, h, normal to the transverse scanning direction, determined by transverse movement
of the probe (see Figure 2).
When using a straight beam probe the dimensions generally det
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16827
Première édition
2012-04-01
Essais non destructifs — Contrôle par
ultrasons — Caractérisation et
dimensionnement des discontinuités
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Characterization and
sizing of discontinuities
Numéro de référence
ISO 16827:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 16827:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2013
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 16827:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Principes de caractérisation des discontinuités . 1
3.1 Généralités . 1
3.2 Exigences relatives à l'état de surface . 2
4 Contrôles par réflexion . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Localisation de la discontinuité . 2
4.3 Orientation de la discontinuité . 3
4.4 Évaluation des indications multiples . 3
4.5 Forme de la discontinuité . 3
4.5.1 Classification simple . 3
4.5.2 Classification détaillée de la forme . 4
4.6 Hauteur maximale de l'écho d'une indication . 4
4.7 Dimension d'une discontinuité . 4
4.7.1 Généralités . 4
4.7.2 Techniques fondées sur la hauteur maximale de l'écho . 4
4.7.3 Techniques de dimensionnement par déplacement du traducteur . 5
4.7.4 Choix des techniques de dimensionnement . 6
4.7.5 Techniques de dimensionnement avec faisceaux ultrasonores focalisés . 6
4.7.6 Utilisation d'algorithmes mathématiques pour le dimensionnement . 6
4.7.7 Techniques de dimensionnement spéciales . 7
5 Contrôle par transmission . 7
5.1 Généralités . 7
5.2 Localisation de la discontinuité . 8
5.3 Évaluation des discontinuités multiples . 8
5.4 Réduction de l'amplitude du signal . 8
5.5 Dimensionnement d'une discontinuité . 9
Annexe A (normative) Analyse des indications multiples . 12
A.1 Caractérisation latérale . 12
A.2 Caractérisation transversale (dans le sens de l'épaisseur) . 12
A.3 Technique du masque . 12
Annexe B (normative) Techniques pour la classification des formes de discontinuités . 14
B.1 Classification élémentaire . 14
B.1.1 Généralités . 14
B.1.2 Technique de reconstruction . 14
B.1.3 Technique de l'écho enveloppe . 14
B.2 Classification détaillée . 14
B.2.1 Généralités . 14
B.2.2 Technique du schéma dynamique d’écho . 15
B.2.3 Réflectivité directionnelle . 17
B.3 Combinaison de données . 17
Annexe C (informative) Technique de dimensionnement fondée sur la hauteur maximale de l'écho . 25
C.1 Technique des diamètres de réflectivité (AVG) . 25
C.1.1 Principe . 25
C.1.2 Applications et limites . 25
C.2 Technique de la courbe de correction amplitude/distance (CAD) . 25
C.2.1 Principe . 25
© ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 16827:2012(F)
C.2.2 Applications et limites .26
Annexe D (normative) Techniques de dimensionnement par déplacement du traducteur .27
D.1 Techniques à niveau d'amplitude à seuil .27
D.1.1 Principe .27
D.1.2 Applications et limites .27
D.2 Technique de la chute de 6 dB par rapport au niveau maximal .27
D.2.1 Principe .27
D.2.2 Applications et limites .28
D.3 Technique de la chute de 12 ou 20 dB par rapport au niveau maximal .28
D.3.1 Principe .28
D.3.2 Applications et limites .28
D.4 Technique de la chute au niveau de bruit .28
D.4.1 Principe .28
D.4.2 Applications et limites .29
D.5 Technique de localisation des extrémités avec chute de 6 dB .29
D.5.1 Principe .29
D.5.2 Applications et limites .29
D.6 Technique de localisation des extrémités par rapport à l'axe du faisceau .29
D.6.1 Principe .29
D.6.2 Applications et limites .30
D.7 Technique de localisation des extrémités avec chute de 20 dB .30
D.7.1 Principe .30
D.7.2 Applications et limites .30
Annexe E (normative) Technique de dimensionnement par itération .39
E.1 Domaine d'application .39
E.2 Essai sous incidence normale .39
E.2.1 Principe .39
E.2.2 Réglage du gain .39
E.2.3 Mode opératoire .39
E.3 Essai sous incidence oblique .40
Annexe F (normative) Algorithmes mathématiques pour l'estimation de la dimension réelle d'une
discontinuité .44
F.1 Discontinuités planes étendues .44
F.2 Petites discontinuités planes .45
F.3 Discontinuités planes dans une pièce cylindrique .47
Annexe G (informative) Exemples de techniques de dimensionnement spéciales .49
G.1 Techniques de diffraction des extrémités .49
G.2 Technique de focalisation à ouverture synthétique (SAFT) .50
© ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 16827:2012(F)
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 16827 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 135, Essais non destructifs, sous-comité SC 3,
Essais aux ultrasons.
© ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 16827:2012(F)
Introduction
La présente Norme internationale est fondée sur l'EN 583-5:2000+A1:2003, Essais non destructifs —
Contrôle ultrasonore — Partie 5: Caractérisation et dimensionnement des discontinuités.
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
© ISO 2012 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 16827:2012(F)
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons —
Caractérisation et dimensionnement des discontinuités
1 Domaine d'application
Le présent document décrit les principes généraux et les techniques pour la caractérisation et le
dimensionnement des discontinuités détectées au préalable afin de les évaluer correctement par rapport aux
critères d'acceptation applicables. Elle s'applique, en termes génériques, aux discontinuités des matériaux et
applications couvertes par l'ISO 16810.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont 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 16810:2012, 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 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
ISO 23279, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Caractérisation et dimensionnement des
discontinuités
3 Principes de caractérisation des discontinuités
3.1 Généralités
La caractérisation d’une discontinuité comprend la détermination des paramètres nécessaires à son
évaluation en regard des critères d’acceptation connus.
La caractérisation d'une discontinuité peut comprendre:
a) la détermination des paramètres ultrasonores de base (hauteur de l’écho, temps de vol);
b) la détermination de sa forme générale et de son orientation;
c) le dimensionnement, qui peut être obtenu à partir:
i) soit du mesurage d'une ou de plusieurs dimensions (ou surface/volume), dans les limites des
méthodes;
ii) soit du mesurage d'un paramètre convenu (par exemple la hauteur d'écho), lorsqu'il est
considéré comme représentatif de sa dimension physique;
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d) la localisation, par exemple à proximité de la surface ou d'autres discontinuités;
e) la détermination de tout autre paramètre ou caractéristique pouvant être nécessaire à une évaluation
complète;
f) l'estimation de la nature métallurgique probable (fissure ou inclusion, par exemple), là où elle est rendue
possible par une connaissance métallurgique appropriée de la pièce et de son historique de fabrication.
Lorsque le contrôle d'une pièce effectué conformément aux principes de l'ISO 16810 fournit des données sur
la discontinuité en nombre suffisant pour permettre son évaluation par rapport aux critères d'acceptation
applicables, une caractérisation plus approfondie n'est pas nécessaire.
Les techniques utilisées pour la caractérisation doivent être spécifiées conjointement aux critères
d'acceptation applicables.
3.2 Exigences relatives à l'état de surface
L'état de surface et le profil de forme de la zone balayée doivent permettre le dimensionnement des
discontinuités avec la précision recherchée. En général, plus la surface est lisse et plane, plus les résultats
sont précis.
À des fins plus pratiques, une rugosité de surface Ra = 6,3 µm pour les surfaces usinées et de 12,5 µm pour
les surfaces grenaillées est recommandée. Il convient que l’écart maximal entre le traducteur et la surface ne
soit pas supérieur à 0,5 mm.
Il est recommandé que les exigences d'état de surface mentionnées ci-dessus soient limitées aux zones à
dimensionner; elles ne sont généralement pas nécessaires pour la détection des discontinuités.
La méthode de préparation de la surface ne doit pas conduire à une surface qui induise un niveau de bruit
élevé.
4 Contrôles par réflexion
4.1 Généralités
Les principaux paramètres/caractéristiques ultrasonores d'une discontinuité les plus couramment utilisés pour
l'évaluation par les contrôles par réflexion sont décrits de 4.2 à 4.7 inclus.
Les paramètres/caractéristiques à déterminer doivent être définis dans la norme d'application appropriée, ou
dans tout document contractuel correspondant, et doivent satisfaire les exigences de l'ISO 16810:2012, 10.1.
4.2 Localisation de la discontinuité
La localisation d'une discontinuité est définie comme la détermination de sa position dans une pièce par
rapport à un système convenu de coordonnées de référence.
Elle doit être déterminée à l'aide d'une ou plusieurs informations telles que le point d'émergence et l'angle du
faisceau du traducteur, le mesurage de la position du traducteur et la longueur du trajet ultrasonore pour
laquelle la hauteur maximale d'écho est observée.
Selon la géométrie de la pièce à examiner et le type de discontinuité, il peut être nécessaire de confirmer la
localisation de la discontinuité selon une autre direction, ou avec un autre angle de traducteur, afin de
s'assurer que l'écho n'est pas dû, par exemple, à un changement de mode de l'onde acoustique causé par
une caractéristique géométrique propre à la pièce considérée.
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4.3 Orientation de la discontinuité
L'orientation d'une discontinuité est définie comme la direction ou le plan dans lequel se trouvent son ou ses
axes principaux par rapport à un système de référence donné sur la pièce.
L'orientation peut être déterminée par une reconstruction géométrique analogue à celle décrite pour la
localisation, à la différence que le nombre d'angles de faisceau et/ou de directions de balayage généralement
nécessaires est supérieur à celui requis pour une simple localisation.
L'orientation peut également être déterminée à partir de l'observation de la direction de balayage à laquelle
est obtenue la hauteur d'écho maximale.
Dans plusieurs applications, la détermination précise de l'orientation des discontinuités dans l'espace n'est
pas requise. Seule l'est la détermination de la projection de la discontinuité sur un ou plusieurs plans et/ou
sections préétablis de la pièce.
4.4 Évaluation des indications multiples
La méthode de différenciation entre les discontinuités isolées et groupées peut être fondée sur une évaluation
qualitative ou sur des critères quantitatifs.
La détermination qualitative consiste à s'assurer, par observation de la variation des indications ultrasonores,
que ces indications correspondent ou non à une ou plusieurs discontinuités isolées. La Figure 1 montre un
exemple type de signaux provenant de discontinuités groupées dans une pièce forgée ou moulée.
Lorsque les critères d'acceptation sont exprimés en termes de dimensions maximales admissibles, des
mesurages quantitatifs préliminaires doivent être effectués afin de déterminer si chaque discontinuité isolée
doit être évaluée de manière individuelle, ou si des règles préétablies régissant l'évaluation du groupe de
discontinuités dans son ensemble doivent être appliquées.
Ces règles peuvent être fondées sur la concentration des discontinuités isolées dans le groupe, exprimées en
termes de leurs longueurs, surfaces ou volumes cumulés par rapport à la longueur globale, à la surface
globale ou au volume global du groupe. Les règles peuvent également spécifier la distance minimale entre les
discontinuités isolées, souvent par rapport aux dimensions des discontinuités contiguës.
Lorsqu'une caractérisation plus précise d'un groupe d'indications est demandée, il est possible de tenter de
déterminer si les échos proviennent soit d'une série de discontinuités rapprochées mais séparées, soit d'une
discontinuité continue ayant un certain nombre de facettes réfléchissantes, en utilisant les techniques décrites
en Annexe A.
4.5 Forme de la discontinuité
4.5.1 Classification simple
Il existe un nombre limité de formes-types de réflecteur pouvant être identifiées par ultrasons. Dans de
nombreux cas, l'évaluation par rapport aux critères d'acceptation applicables ne requiert qu'une classification
relativement simple, décrite en B.1. Selon ce principe, la discontinuité est classée soit comme:
1) ponctuelle, c'est-à-dire n'ayant aucune étendue significative/mesurable dans une quelconque
direction;
2) allongée, c'est-à-dire ayant une étendue significative/mesurable dans une seule direction;
3) complexe, c'est-à-dire ayant une étendue significative/mesurable dans plusieurs directions.
Lorsque requis, cette classification peut être subdivisée en:
a) plane, c'est-à-dire ayant une étendue significative uniquement dans 2 directions; et
b) tridimensionnelle, c'est-à-dire ayant une étendue significative dans 3 directions.
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En fonction des exigences de la norme d'acceptation:
a) soit des critères d'acceptation propres peuvent s'appliquer à chacune des classifications ci-dessus;
b) soit la discontinuité, indépendamment de sa configuration ponctuelle, allongée ou complexe, est projetée
sur une ou plusieurs coupes pré-établies, et chaque projection est traitée de façon conservatrice comme
une discontinuité plane assimilée à une fissure.
La classification simple est normalement limitée à l'utilisation des traducteurs et techniques spécifiés dans le
mode opératoire de contrôle. D'autres traducteurs ou techniques ne doivent être utilisés qu'après accord.
4.5.2 Classification détaillée de la forme
Afin d'identifier correctement les types de discontinuité spécifiés dans les critères d'acceptation, ou de
procéder à une évaluation correcte d’aptitude à l’emploi, il peut être nécessaire d'évaluer plus en détail la
forme de la discontinuité.
Les principes directeurs des méthodes qui peuvent être utilisées pour une classification plus détaillée, sont
décrits en B.2. Ces principes peuvent nécessiter l'utilisation de traducteurs et de directions de balayage
complémentaires à ceux spécifiés dans le mode opératoire de contrôle pour la détection des discontinuités,
ainsi que l'utilisation des techniques spéciales décrites dans les Annexes E, F et G.
La classification de la forme de discontinuité sera limitée à la détermination des formes de discontinuités
nécessaires à l'évaluation correcte d'une discontinuité par rapport aux critères d'acceptation ou à d'autres
exigences. Il convient de démontrer la validité de cette classification pour l'application spécifique, par exemple
matériaux et configuration de la pièce à examiner, mode opératoire de contrôle, type d'instrumentation et de
traducteurs.
4.6 Hauteur maximale de l'écho d'une indication
La hauteur maximale de l'écho d'une discontinuité dépend de ses dimensions, forme et orientation. Elle est
mesurée par rapport à un niveau de référence donné, selon les méthodes décrites dans l'ISO 16811.
Selon l'application et les critères d'acceptation, la hauteur maximale de l'écho peut être:
a) comparée directement à un niveau de référence qui constitue la norme d'acceptation;
b) utilisée pour déterminer la dimension équivalente d'une discontinuité par comparaison avec l'écho
provenant d'un réflecteur de référence à une distance équivalente de trajet ultrasonore dans le matériau
contrôlé, ou dans un bloc de référence ayant les mêmes propriétés acoustiques, tel que décrit en 4.7.2;
c) utilisée dans les techniques de dimensionnement par déplacement du traducteur, fondées sur une chute
spécifiée du maximum de l'écho (par exemple 6 dB), tel que décrit en 4.7.3.
4.7 Dimension d'une discontinuité
4.7.1 Généralités
Le dimensionnement d'une discontinuité consiste à déterminer une ou plusieurs dimensions/surfaces
projetées de la discontinuité selon des directions et/ou coupes pré-établies.
Une brève description de ces techniques est fournie dans l’Annexe F et des informations complémentaires
sont données dans l'ISO 16811.
4.7.2 Techniques fondées sur la hauteur maximale de l'écho
Ces techniques sont fondées sur la comparaison de la hauteur maximale d'écho d'une discontinuité avec la
hauteur de l'écho d'un réflecteur de référence pour un trajet ultrasonore équivalent.
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Elles ne sont significatives que lorsque:
a) la forme et l'orientation de la discontinuité sont favorables à la réflexion, d'où le besoin de mesurer la
hauteur d'écho selon plusieurs directions ou angles, à moins que la forme et l'orientation ne soient déjà
connues; et
b) les dimensions de la discontinuité, perpendiculairement à l'axe du faisceau, sont inférieures à la largeur
du faisceau dans l'une quelconque des deux directions;
c) la forme-type et l'orientation de la cible de référence sont similaires à celles de la discontinuité à évaluer.
La cible de référence peut être soit un réflecteur en forme de disque (trou à fon
...
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