ISO 23864:2021
(Main)Non‐destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of automated total focusing technique (TFM) and related technologies
Non‐destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of automated total focusing technique (TFM) and related technologies
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Utilisation de la technique d’acquisition automatisée de focalisation en tout point (FTP) et de techniques associées
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23864
First edition
2021-01
Non‐destructive testing of welds —
Ultrasonic testing — Use of automated
total focusing technique (TFM) and
related technologies
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par
ultrasons — Utilisation de la technique d’acquisition automatisée de
focalisation en tout point (FTP) et de techniques associées
Reference number
©
ISO 2021
© ISO 2021
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ii © ISO 2021 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Testing levels . 2
5 Information required before testing . 3
5.1 Items to be defined before procedure development . 3
5.2 Specific information required by the operator before testing . 4
5.3 Written test procedure . 4
6 Requirements for personnel and equipment . 5
6.1 Personnel qualifications . 5
6.2 Test equipment . 5
6.2.1 General. 5
6.2.2 Instrument . 5
6.2.3 Probes. 6
6.2.4 Scanning mechanisms . 6
7 Preparation for testing . 6
7.1 Volume to be tested . 6
7.2 Imaging typical weld discontinuities . 6
7.2.1 Discontinuity orientation . 6
7.2.2 Discontinuity location . 7
7.2.3 Suitable imaging paths for specific discontinuity types . 7
7.3 Verification of test setup .10
7.4 Scan increment setting .10
7.5 Geometry considerations .10
7.6 Preparation of scanning surfaces .11
7.7 Temperature .11
7.8 Couplant .11
8 Testing of parent material .11
9 Range and sensitivity .11
9.1 General .11
9.2 Range and sensitivity settings .12
9.2.1 General.12
9.2.2 Setting range and sensitivity on the test object itself .12
9.2.3 Gain corrections .12
9.3 Checking of the settings .12
10 Reference blocks and test blocks .13
10.1 General .13
10.2 Material .13
10.3 Dimensions and shape .13
10.4 Reference reflectors .13
11 Equipment checks .13
12 Procedure verification .14
13 Weld testing .14
14 Data storage .14
15 Interpretation and analysis of TFM images .14
15.1 General .14
15.2 Assessing the quality of TFM images .15
15.3 Identification of relevant indications .15
15.4 Classification of relevant indications .15
15.5 Determination of location and length of an indication .15
15.5.1 Location .15
15.5.2 Length.15
15.6 Determination of amplitude or height of an indication .15
15.6.1 General.15
15.6.2 Based on amplitude .16
15.6.3 Based on height .16
15.7 Evaluation against acceptance criteria .16
16 Test report .16
17 Austenitic welds .18
Annex A (informative) Typical reference blocks and reference reflectors .19
Annex B (informative) TFM images of typical discontinuities .24
Bibliography .32
iv © ISO 2021 – 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
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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
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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 the IIW, International Institute of Welding, Commission V, NDT and
Quality Assurance of Welded Products, in collaboration with the European Committee for Standardization
(CEN) Technical Committee CEN/TC 121, Welding and allied processes, in accordance with the Agreement
on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
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.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 23864:2021(E)
Non‐destructive testing of welds — Ultrasonic testing
— Use of automated total focusing technique (TFM) and
related technologies
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useful for the correct understanding of the document. Users should therefore consider printing
this document using a colour printer.
1 Scope
This document specifies the application of the TFM technique and related technologies for semi- or fully
automated ultrasonic testing of fusion- welded joints in metallic materials of minimum thickness 3,2 mm.
NOTE Unless stated otherwise, in this document ‘TFM” and ‘TFM technique” refer to the TFM technique as
defined in ISO 23243, and to all related technologies, see for example ISO 23865 and ISO 23243.
This document is applicable to components with welds fabricated using metals which have isotropic
(constant properties in all directions) and homogeneous conditions. This includes welds in low
carbon alloy steels and common aerospace grade aluminium and titanium alloys, provided they are
homogeneous and isotropic.
This document applies to full penetration welded joints of simple geometry in plates, pipes and vessels.
This document specifies four testing levels (A, B, C, D), each corresponding to a different probability
of detection of imperfections. Guidance on the selection of testing levels is provided. Coarse-grained
metals and austenitic welds can be tested when the provisions of this document have been taken into
account.
This document gives provisions on the specific capabilities and limitations of the TFM technique for
the detection, locating, sizing and characterization of discontinuities in fusion-welded joints. The TFM
technique can be used as a stand-alone approach or in combination with other non-destructive testing
(NDT) methods for manufacturing, in-service and post-repair tests.
This document includes assessment of indications for acceptance purposes based on either amplitude
(equivalent reflector size) and length or height and length.
This document does not include acceptance levels for discontinuities.
The following two typical testing techniques for welded joints are referred to in this document:
a) side scanning, where the probe(s) is (are) positioned adjacent to the weld cap, typically using
wedges. Side scanning can be performed from one side or both sides of the weld;
b) top scanning where the probe is positioned on top of weld cap with a flexible, conformable delay
line or using immersion technique, or using contact technique after removing the weld cap.
Semi-automated testing encompasses a controlled movement of one or more probes along a fixture
(guidance strip, ruler, etc.), whereby the probe position is measured with a position sensor. The scan is
performed manually.
In addition, fully automated testing includes mechanized propulsion.
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 5817, Welding — Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding
excluded) — Quality levels for imperfections
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 17635, Non-destructive testing of welds — General rules for metallic materials
ISO 18563-1, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array
equipment — Part 1: Instruments
ISO 18563-2, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array
equipment — Part 2: Probes
ISO 23865:2021, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General use of full matrix capture/ total
focusing method technique
ISO 23243, Non-destructive testing — Ultrasonic testing with arrays - Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577, ISO 17635, ISO 23865
and ISO 23243 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/
4 Testing levels
Quality requirements for welded joints are mainly associated with the material, the welding process
and the service conditions. To accommodate all these requirements, this document specifies four
testing levels (A, B, C, and D).
From testing level A to testing level C, an increasing probability of detection is achieved by an increasing
testing coverage, i.e. covering the test volume in multiple ways, e.g. number of imaging paths, number of
array positions.
Testing level D may be agreed for special applications using a written procedure which shall take into
account the general requirements of this document. This includes tests of metals other than ferritic
steel, tests on partial penetration welds, tests at object temperatures outside the range of 7.7. For level
D, a verification on test blocks is mandatory.
Testing levels related to quality levels shall be in accordance with ISO 5817 or technically equivalent
standards. The appropriate testing level can be specified by standards for testing of welds (e.g.
ISO 17635), by product standards or by other documents. When ISO 17635 is specified, the recommended
testing levels are as given in Table 1.
2 © ISO 2021 – All rights reserved
Table 1 — Recommended testing levels
Testing level Quality level in accordance
with ISO 5817
A C, D
B B
C by agreement
D special application
Table 2 shows the minimum requirements. As described in 7.3, the setup shall be verified with reference
blocks and/or test blocks in all cases.
Top scanning can be performed with TFM if the weld cap has been removed and the test surface is flat,
otherwise adaptive focusing is required to take the geometry of the weld cap into account.
Side scanning with two probes simultaneously at both sides of the weld allows for imaging paths from
one probe to the other probe (see ISO 23865).
Table 2 — Details of testing levels, minimum requirements
Testing levels
Testing technique
a a b b
A B C D
Top scanning at fixed Direct imaging path Direct imaging path Direct imaging path Suitable imaging
probe position to the and imaging path and imaging path(s) paths and positions
weld (line scan) using reflection at which ensure(s) re- (sides) by agreement
the opposite surface flected signals from
planar discontinui-
ties on the weld bevel
Side scanning at fixed Direct imaging path, Direct imaging path Direct imaging path Suitable imaging
probe position to the two sides and imaging path and (multiple) im- paths and positions
weld (line scan) using reflection at aging path(s) using (sides) by agreement
the opposite surface, reflection at the op-
two sides or two posite surface, two
probe positions sides or two probe
positions
Side scanning with Direct imaging path, Direct imaging path Direct imaging Suitable imaging
raster scanning one side and imaging path path and (multiple) paths and positions
using reflection at imaging path(s) (sides) by agreement
the opposite surface, using reflection at
one side the opposite surface,
one side, images
from different probe
positions to the weld
are merged
a
For testing levels A and B: imaging using reflection at the opposite surface can be done by extending the ROI (only for
TT-TT or LL-LL) or by using corresponding imaging paths.
b
For testing levels C and D: The choice of the imaging paths shall depend on weld bevel design and be motivated in the
scan plan based on Table 3.
5 Information required before testing
5.1 Items to be defined before procedure development
Information on the following items is required:
a) purpose and extent of testing;
b) type(s) of parent material (i.e. cast, forged, rolled); grain size and anisotropy;
NOTE 1 Several properties of the parent material, in particular deviations in grain elongation due to
rolling, have influence on the images generated by TFM. This influence also exists in other ultrasonic testing
techniques but is experienced differently. ISO 23865:2021, Clause 15, gives guidance.
NOTE 2 Variation in wall thickness has an influence on the image generated, in particular when using
imaging paths containing one or more reflections. ISO 23865:2021, Clause 15, gives guidance.
c) testing level;
d) acceptance criteria, including method for evaluation of indications and method for establishing
reference level;
e) specification of calibration blocks, reference blocks, test blocks used;
f) stage (e.g. manufacturing or in-service) at which the testing is to be carried out;
g) object and weld geometry details and information on the size of the heat-affected zone. If the size of
the heat affected zone is not known, practical values according to the welding process used may be
considered;
h) requirements for access, surface conditions and temperature. Material temperature has a
significant influence on the images generated by TFM. Where the test object has a temperature
outside the range specified in 7.7, ISO 23865:2021, Clause 15, gives guidance;
i) personnel qualifications;
j) reporting requirements.
5.2 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 5.1, together with the following additional information:
a) the written test procedure (see 5.3);
b) joint preparation and dimensions;
c) relevant information on the welding process;
d) time of testing relative to any post-weld heat treatment.
5.3 Written test procedure
For all testing using the TFM technique, a written test procedure is required. The procedure shall
include the following information as a minimum:
a) the purpose and extent of testing, including details of the region of interest (ROI) and grid;
b) the testing technique, including acquisition scheme and imaging algorithm (processing parameters);
c) the testing level;
d) the personnel qualification/training requirements;
e) the equipment to be used (including but not limited to frequency, sampling rate, pitch, element size,
wedge dimensions and velocity);
f) the reference and/or test blocks;
g) examples of calibration and reference scans;
h) the sensitivity settings;
4 © ISO 2021 – All rights reserved
i) required access and surface conditions;
j) requirements for testing of parent material;
k) evaluation of indications, including sizing methodology;
l) acceptance level and/or recording level;
m) reporting requirements;
n) any environmental and safety issues;
o) scan plan showing the following, to provide a standardized and repeatable methodology for testing:
— object and weld geometry;
— probe positioning and movement, relative to the weld;
— the imaging path(s) used, and how these correspond to the location and orientation of expected
discontinuities;
— the coverage of the test object and the ROI.
6 Requirements for personnel and equipment
6.1 Personnel qualifications
Personnel performing testing in accordance with this document shall be qualified to an appropriate
level in accordance with ISO 9712 or equivalent in the relevant product sector or industrial sector.
In addition to general knowledge of ultrasonic weld testing, the operators shall be familiar with, and
have practical experience in, the use of the TFM technique or related technology. Specific training
and examination of personnel should be performed on representative test pieces. These training and
examination results should be documented. If this is not the case, specific training and examination
should be performed with the finalized ultrasonic test procedures and selected ultrasonic test
equipment on representative samples containing natural or artificial reflectors similar to those
expected. These training and examination results should be documented.
6.2 Test equipment
6.2.1 General
In selecting the system components (hardware and software), ISO/TS 16829 gives useful information.
6.2.2 Instrument
The ultrasonic instrument used for the TFM testing shall be in accordance with ISO 18563-1, if
applicable.
The instrument shall be able to acquire a full or partial matrix and either process it by itself or transmit
it to a computer for post-processing. It is recommended that a sampling rate of the A-scan be used of at
least five times the nominal probe frequency. It is recommended that the bandwidth of the ultrasonic
instrument is sufficient to receive signals of at least two times the centre frequency of the probe, and
that high- and low-pass filters are set to appropriate values, e.g. high-pass set not higher than half the
centre frequency and low-pass set to at least twice the centre frequency. The specific values selected
for these parameters, if applicable, shall be explicitly specified within the written procedure.
The minimum spatial resolution of data points within the image (i.e. grid spacing, nodes) should be
chosen such that the amplitude of a reference reflector is stable within a specified tolerance on small
deviations (one wavelength) in the probe position. ISO 23865 contains suggested values for the spatial
resolution of data points, and suggestions for the validation of the amplitude stability.
6.2.3 Probes
Ultrasonic arrays used for the TFM testing shall be in accordance with ISO 18563-2.
In order to achieve good quality images, the following properties of the array probe should be taken
into consideration:
a) adequately small pitch to avoid spatial aliasing;
b) highly damped elements to decrease the length of the ultrasonic wave train;
c) sufficiently small elements to avoid too much directivity;
d) appropriate dimensions (both along the primary axis and the secondary axis of the array) to allow
for imaging at a distance away from the probe, as the TFM algorithm has optimal results in the
near field of the probe;
e) wedge dimension optimized for effectiveness.
6.2.4 Scanning mechanisms
To achieve consistency of the images (collected data), guiding mechanisms and scan encoder(s) shall
be used.
Unlike other ultrasonic techniques, maintaining a constant distance from the weld is not as important,
if the resulting image consistently contains the complete area to be tested. However, for a correct
evaluation, the position of the weld in the image is required, e.g. by using geometrical indications.
7 Preparation for testing
7.1 Volume to be tested
The purpose of the testing shall be defined by specification. Based on this, the testing volume shall be
determined. The region of interest (ROI), or combination of ROIs, shall cover the testing volume.
For testing thicknesses <8 mm at the manufacturing stage, the testing volume shall include the weld
and parent material for at least 1,25 times the thickness, t, of the test object on each side of the weld
preparation (1 t for laser welds and for electron beam welds), or the proven width of the heat affected
zone (based on the manufacturer’s information).
For testing thicknesses ≥8 mm at the manufacturing stage, the testing volume shall include the weld
and parent material for at least 10 mm on each side of the weld preparation (5 mm for laser welds and
for electron beam welds), or the proven width of the heat affected zone (based on the manufacturer’s
information), whichever is greater.
A scan plan shall be provided in the written procedure to document the coverage, see 5.3.
7.2 Imaging typical weld discontinuities
7.2.1 Discontinuity orientation
Compared to PAUT, TFM is typically less sensitive to discontinuity orientation. However, when planar
discontinuities are expected, imaging paths shall be employed that anticipate on the way ultrasound
is reflected from these discontinuities. If amplitude-based sizing is to be used, then perpendicular
incidence/specular reflection is required. Detection and sizing may also be performed using diffraction
6 © ISO 2021 – All rights reserved
signals, which rely on a pre-defined imaging path to a much lesser extent, but it should be realized that
the resulting images have a lower signal-to-noise ratio and are harder to interpret.
In general, discontinuities perpendicular to the scanning surface, such as lack of fusion on a weld bevel
with a low angle, require an imaging path where either the transmitted or the received path contains a
reflection from the opposite surface (e.g. TT-T).
In general, discontinuities parallel to the scanning surface require an imaging path where sound
reflected by the discontinuity can travel to an array element. This can be achieved by using an array
directly above the discontinuity (top scanning) or by simultaneously using two arrays on both sides of
the weld.
7.2.2 Discontinuity location
Compared to PAUT, the performance of TFM is typically less sensitive to the location of the discontinuity
inside the weld. However, it should be taken into consideration that TFM has limitations concerning the
angle, against the normal to the probe, over which discontinuities are detected.
With side scanning, discontinuities in the lower part of the weld are generally best detected with an
imaging path where at least one of the transmitting or receiving paths is a direct path from the probe to
the discontinuity.
With side scanning, discontinuities in the upper part of the weld are generally best detected with an
imaging path containing at least one reflection at the opposite surface. This can be achieved by imaging
as a direct imaging path by extending the ROI (only for testing levels A and B, only for TT-TT or LL-LL)
or by imaging via an imaging path that takes into account reflection(s) on the back wall (e.g. TT-T/T-TT
or TT-TT, all testing levels).
7.2.3 Suitable imaging paths for specific discontinuity types
For suitable imaging paths related to typical discontinuity types, see Table 3 which shows testing from
the surface at the weld cap side.
Selected imaging path(s) may not work over the entire aperture of the array. Determination of the
workable aperture should be considered in the scan plan taking into account increased diffusion and
scattering of ultrasound in the weld metal.
Amplitude-based sizing requires imaging paths based on specular reflection on the discontinuities.
Table 3 — Recommended imaging paths for typical weld discontinuities
Weld discon‐ Side scanning Top scanning
tinuity
Lack of fu‐
sion, low‐an‐
gle weld bevel
LL-L/L-LL or TT-T/T-TT or LL-T imaging path LL-L/L-LL imaging path as this discontinuity is
as this discontinuity is nearly vertical. Discon- nearly vertical.
tinuity height sizing is best performed based
Direct imaging path with a sufficiently large
on diffraction signals received with a direct
aperture.
imaging path.
Table 3 (continued)
Weld discon‐ Side scanning Top scanning
tinuity
Lack of
fusion,
high‐angle
weld bevel
LL-LL or TT-TT imaging path. In some cases, di- Direct imaging path.
rect imaging path through the weld can be used.
Probe positioning needs to be considered in
Probe positioning needs to be considered in the scan plan to allow for specular reflection.
the scan plan to allow for specular reflection.
Lack of root
fusion/
incomplete
penetration
Direct imaging path for tip (top) and/or Direct imaging path for tip (top) only.
reflection at the side of the discontinuity (e.g.
The aperture needs to be sufficiently large to
TT-T/T-TT).
receive signals.
For root concavity, also use reception at the
probe on the other side of the weld.
Lack of
inter‐run
fusion
Direct imaging path by simultaneously using Direct imaging path.
probes on both sides of the weld.
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Table 3 (continued)
Weld discon‐ Side scanning Top scanning
tinuity
Embedded
cracks par‐
LL-L/L-LL or TT-T/T-TT or LL-T imaging path LL-L/L-LL imaging path as this discontinuity is
allel to the
as this discontinuity is nearly vertical. nearly vertical.
weld axis
Discontinuity height sizing is best performed Discontinuity height sizing is best performed
based on diffraction signals received with based on diffraction signals received with di-
direct imaging path (with probes on both sides rect imaging path (with elements on both sides
of the weld used simultaneously). of the weld used simultaneously).
Direct imaging path with a sufficiently large
aperture.
Scanning sur‐
face breaking
cracks and
undercut
LL-LL or TT-TT imaging path and/or direct LL-LL imaging path.
imaging of creeping waves (also known as high
angle compression mode).
Wedge design enabling creeping waves should
be considered in the written test procedure.
Cap porosity
LL-LL or TT-TT imaging path. ROI shall include LL-LL imaging path. ROI shall include the cap
the cap area above the scanning surface. area above the scanning surface.
Table 3 (continued)
Weld discon‐ Side scanning Top scanning
tinuity
Excessive
penetration
Direct imaging path. If excessive penetration is Direct imaging path. If excessive penetration is
to be detected, ROI shall include the area under to be detected, ROI shall include the area under
the opposite surface. the opposite surface.
Inclusions
Use both direct imaging path and L-LL/LL-L Use both direct imaging path and L-LL/LL-L.
or T-TT/TT-T. Inclusions have a low signal-to- Inclusions have a low signal-to-noise ratio.
noise ratio.
7.3 Verification of test setup
The capability of the test setup shall be verified by using reference blocks and test blocks containing
real discontinuities and/or artificial reflectors, where applicable.
7.4 Scan increment setting
For thicknesses:
— under or equal to 6 mm, the scan increment shall be no more than 0,5 mm;
— between 6 mm and 10 mm, the scan increment shall be no more than 1 mm;
— between 10 mm and 150 mm, the scan increment shall be no more than 2 mm;
— above 150 mm, a scan increment of 3 mm is recommended.
The scan increment setting perpendicular (also termed index direction) to the welding direction when
applicable (e.g. for raster scanning) shall be chosen in order to ensure the coverage of the testing volume.
7.5 Geometry considerations
Care shall be taken when testing welds of complex geometry, e.g. a weld joining materials of unequal
thickness, materials that are joined at an angle or nozzles. They shall always be carried out under
testing level D. TFM algorithms can be applied on these geometries and can have capabilities over
PAUT. For example, some implementations of TFM are able to image the geometry of the test object and
adjust for changes in geometry such as adjusting for the geometric variation around the circumference
of a nozzle or an adaptive algorithm for adjusting to changes in local wall thickness. For top scanning,
an adaptive algorithm can be used to take the geometry of the weld cap into account. Such adaptive
algorithms shall be specified in the written procedure and the resultant setup shall be demonstrated
on suitable test blocks prior to testing.
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7.6 Preparation of scanning surfaces
Scanning surfaces shall be clean, in an area wide enough to permit the testing volume to be fully
covered. Scanning surfaces shall be even and free from foreign matter likely to interfere with probe
coupling (e.g. rust, loose scale, weld spatter, notches, grooves). The condition of the test surface shall
result in a gap not exceeding 0,5 mm between the probe and the surface. These requirements shall be
ensured by dressing the scanning surface as necessary.
Scanning surfaces may be assumed to be satisfactory if the surface roughness, R , is not greater than
a
6,3 µm for machined surfaces, or not greater than 12,5 µm for shot-blasted surfaces.
When coating such as paint is present and cannot be removed, reference or test blocks with identical
coating are required. In addition, the required corrective actions shall be determined and applied.
When using an adaptable probe shoe or (local) immersion technique, the surface condition shall be
sufficiently smooth to ensure proper imaging results. Requirements on the weld cap shall be clearly
documented in the written procedure. Imaging results shall be demonstrated on suitable samples
containing a weld.
7.7 Temperature
The surface temperature of the test object should be in the range of 0 °C to 50 °C. For temperatures
outside this range, the suitability of the test equipment shall be verified. Special high temperature array
probes and appropriate couplant can be required.
7.8 Couplant
In order to generate proper images, a couplant shall be used which provides a constant transmission
of ultrasound between the probe(s) and the test object. The couplant used for calibration shall be the
same as that used in subsequent testing and post-calibrations.
When using a conformable shoe or (local) immersion technique, requirements on the couplant,
determination of sound velocity including temperature dependency, and verification of coupling shall
be clearly documented in the written procedure.
8 Testing of parent material
The parent metal in the test area shall be tested, to demonstrate that the testing of the weld is not
influenced by the presence of imperfections, in particular laminations.
Where imperfections are found, their influence on the required weld testing shall be assessed and, if
necessary, the imaging paths or techniques adapted correspondingly. When satisfactory coverage by
ultrasonic testing is seriously affected, other test methods (e.g. radiography) shall be considered.
9 Range and sensitivity
9.1 General
The range and sensitivity shall be set for each imaging path in each ROI prior to each test in accordance
with this document. Any change of the setup, e.g. probe position, ROI or imaging path(s) used requires
verification of the settings.
The signal-to-noise ratio in the image should be a minimum of 12 dB for the reference signals based on
reflection. The method or tool for the measurement of the signal-to-noise ratio shall be specified in the
written procedure.
9.2 Range and sensitivity settings
9.2.1 General
After selection of the testing technique and imaging path(s):
a) the sensitivity shall be set for each imaging path in each ROI;
b) when a probe with wedge is used, the sensitivity shall be set with the wedge in place;
c) when a probe with flexible, conformable wedge is used or immersion technique is used, the
sensitivity shall be set with the wedge or immersion delay path in place.
9.2.2 Setting range and sensitivity on the test object itself
Due to TFM being able to image the geometry of the object, it is possible to set range and sensitivity
on the test object. This has the advantage of not needing a calibration or reference block. The written
procedure shall specify on which geometric features (for example back wall, side wall) the range and
the sensitivity are set, and how sensitivity is adjusted to obtain the sensitivity required during the
testing.
To ensure alignment of this document with other standards, using this option is only allowed for testing
level A.
9.2.3 Gain corrections
The procedure described in ISO 23865:2021, 10.3, can be used to perform testing with gain correction,
which is similar to time-corrected gain (TCG) in other ultrasonic techniques. Gain correction enables
the display of signals from the same reflector with the same amplitude independent from distance.
9.3 Checking of the settings
Settings shall be checked at least every 4 hours and after completion of the testing. If the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 23864
Première édition
2021-01
Essais non destructifs des
assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Utilisation de la
technique d’acquisition automatisée
de focalisation en tout point (FTP) et
de techniques associées
Non‐destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of
automated total focusing technique (TFM) and related technologies
Numéro de référence
©
ISO 2021
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Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Niveaux de contrôle . 2
5 Informations requises avant le contrôle . 4
5.1 Points à définir avant l’élaboration d’un mode opératoire . 4
5.2 Informations spécifiques exigées par l’opérateur avant le contrôle. 5
5.3 Mode opératoire de contrôle écrit . 5
6 Exigences relatives au personnel et à l’appareillage . 6
6.1 Qualifications du personnel . 6
6.2 Appareillage de contrôle . 6
6.2.1 Généralités . 6
6.2.2 Appareil . 6
6.2.3 Traducteurs . 6
6.2.4 Mécanismes de balayage . 7
7 Préparation avant contrôle . 7
7.1 Volume à contrôler . 7
7.2 Imagerie de discontinuités typiques des soudures . 7
7.2.1 Orientation des discontinuités . 7
7.2.2 Emplacement des discontinuités . 8
7.2.3 Modes de reconstruction appropriés par types de discontinuité spécifiques . 8
7.3 Vérification de la configuration de contrôle .11
7.4 Réglage du pas de balayage .11
7.5 Considérations d'ordre géométrique .12
7.6 Préparation des surfaces de balayage .12
7.7 Température .12
7.8 Couplant .12
8 Contrôle du métal de base .12
9 Gamme d’épaisseur et sensibilité .13
9.1 Généralités .13
9.2 Réglages des étendues de la base de temps et de la sensibilité .13
9.2.1 Généralités .13
9.2.2 Réglage de la gamme d’épaisseur et de la sensibilité sur l’objet contrôlé
proprement dit .13
9.2.3 Corrections du gain . .13
9.3 Vérification des réglages .13
10 Blocs de référence et blocs d’essai .14
10.1 Généralités .14
10.2 Matériau .14
10.3 Dimensions et forme .14
10.4 Réflecteurs de référence .14
11 Vérifications de l'appareillage .15
12 Vérification du mode opératoire.15
13 Contrôle des assemblages soudés .15
14 Stockage des données.16
15 Interprétation et analyse des images FTP.16
15.1 Généralités .16
15.2 Évaluation de la qualité des images FTP .16
15.3 Identification des indications pertinentes .17
15.4 Classification des indications pertinentes .17
15.5 Détermination de l’emplacement et de la longueur d’une indication .17
15.5.1 Zone . .17
15.5.2 Longueur .17
15.6 Détermination de l’amplitude et de la longueur d’une indication .17
15.6.1 Généralités .17
15.6.2 Basée sur l’amplitude .17
15.6.3 Basée sur la hauteur .17
15.7 Évaluation par rapport aux critères d'acceptation .18
16 Rapport de contrôle .18
17 Soudures austénitiques .20
Annexe A (informative) Blocs de référence et réflecteurs de référence typiques .21
Annexe B (informative) Images FTP de discontinuités typiques .27
Bibliographie .35
iv © ISO 2021 – 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 l’IIW, International Institute of Welding, Commission V, NDT et
Quality Assurance of Welded Products, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 121, Soudage
et techniques connexes, du Comité européen de normalisation (CEN), conformément à l'Accord de
coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
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/ fr/ members .html.
NORME INTERNATIONALE ISO 23864:2021(F)
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Utilisation de la technique d’acquisition
automatisée de focalisation en tout point (FTP) et de
techniques associées
IMPORTANT — Le fichier électronique de ce document contient des couleurs qui sont
considérées comme utiles pour la bonne compréhension du document. Les utilisateurs doivent
donc envisager d'imprimer ce document à l'aide d'une imprimante couleur.
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie l’application de la technique FTP pour le contrôle semi- ou entièrement
automatisé par ultrasons des assemblages soudés par fusion de matériaux métalliques d’une épaisseur
minimale de 3,2 mm.
NOTE Sauf indication contraire, dans le présent document, “FTP” et “technique FTP” font référence à la
technique FTP telle que définie dans la norme ISO 23243, et à toutes les technologies associées, voir par exemple
les normes ISO 23865 et ISO 23243.
Le présent document s’applique uniquement aux composants avec soudures fabriqués avec des
métaux ayant des propriétés isotropes (propriétés constantes dans toutes les directions) et des états
homogènes. Cela comprend les soudures dans les aciers alliés à faible teneur en carbone et les alliages
courants d’aluminium et de titane de qualité aérospatiale, à condition qu’ils soient homogènes et
isotropes.
Le présent document s’applique aux assemblages soudés à pleine pénétration de géométrie simple sur
plaques, tubes et récipients.
Le présent document spécifie quatre niveaux de contrôle (A, B, C, D), chacun correspondant à une
probabilité différente de détection des imperfections. Un guide du choix des niveaux de contrôle est
fourni. Les métaux à grains grossiers et les soudures austénitiques peuvent être contrôlés lorsque les
dispositions du présent document ont été prises en compte.
Le présent document fournit des dispositions sur les possibilités et les limitations spécifiques de
la technique FTP pour la détection, la localisation, le dimensionnement et la caractérisation des
discontinuités dans les assemblages soudés par fusion. La technique FTP peut être utilisée de manière
autonome ou en combinaison avec d’autres méthodes d'essais non destructif (END), aussi bien pour le
contrôle de la fabrication, en service et les essais après réparation.
Le présent document inclut l’évaluation des indications à des fins d’acceptation en se basant soit sur
l’amplitude (taille équivalente du réflecteur) et la longueur soit sur la hauteur et la longueur.
Le présent document ne comporte pas de niveaux d'acceptation pour les discontinuités.
Le présent document fait référence aux deux techniques d’essai typiques suivantes pour les
assemblages soudés.
a) le balayage latéral, où le ou les traducteur(s) est (sont) placé(s), à proximité de la passe de finition
de la soudure, utilisant généralement des sabots. Le balayage latéral peut être réalisé d’un côté ou
des deux côtés de la soudure;
b) Le balayage de dessus, où le traducteur est placé au-dessus de la passe de finition de la soudure, sur
une ligne à retard souple ou conformable ou au moyen de la technique en immersion, ou encore en
utilisant la technique de contact après avoir éliminé la passe de finition de la soudure.
Un «contrôle semi-automatisé» inclut un déplacement contrôlé d'un ou plusieurs traducteurs le long
d'un montage (bande de guidage, règle, etc.), au cours duquel la position du traducteur est mesurée par
un capteur de position. Le balayage est effectué manuellement.
Un «contrôle entièrement automatisé» inclut en complément une propulsion mécanisée.
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 5817, Soudage — Assemblages en acier, nickel, titane et leurs alliages soudés par fusion (soudage par
faisceau exclu) — Niveaux de qualité par rapport aux défauts
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 17635, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Règles générales pour les matériaux
métalliques
ISO 18563-1, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 1: Appareils
ISO 18563-2, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 2: Traducteurs
ISO 23865:2021, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Utilisation générale de l’acquisition de
la matrice intégrale/technique de focalisation en tous points (FMC/FTP)
ISO 23243, Essais non destructifs — Contrôle à l’aide de réseaux ultrasonores — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 5577, l’ISO 17365, l’ISO 22865 et
l’ISO 23243 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 https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à http:// www .electropedia .org/
4 Niveaux de contrôle
Les exigences de qualité des assemblages soudés portent principalement sur le matériau, le procédé de
soudage et les conditions de service. Pour prendre en compte toutes ces exigences, le présent document
spécifie quatre niveaux de contrôle (A, B, C et D).
Depuis le niveau de contrôle A jusqu'au niveau de contrôle C, la probabilité de détection augmente avec
l’augmentation de la couverture c’est-à-dire en couvrant de multiples façons les volumes à examiner,
par exemple, le nombre de modes de reconstruction ou le nombre de positions des réseaux.
Pour des applications spéciales, un niveau de contrôle D, basé sur un mode opératoire de contrôle
écrit prenant en compte les exigences générales du présent document, peut être convenu. Cela inclut
les contrôles de métaux autres que les aciers ferritiques, les contrôles sur des soudures à pénétration
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partielle et les contrôles à des températures d’objet situées hors de la plage spécifiée en 7.7. Pour le
niveau D, une vérification sur des blocs d’essai est obligatoire.
Les niveaux de contrôle liés aux niveaux de qualité doivent être conformes à l'ISO 5817 ou à des normes
techniques équivalentes. Le niveau de contrôle approprié peut être spécifié par des normes relatives au
contrôle des soudures (par exemple l'ISO 17635), par des normes de produit ou par d'autres documents.
Lorsque l'ISO 17635 est spécifiée, les niveaux de contrôle recommandés sont ceux indiqués dans le
Tableau 1.
Tableau 1 — Description des niveaux de contrôle
Niveaux de qualité conformément
Niveau de contrôle
à l'ISO 5817
A C, D
B B
C par accord
D application spéciale
Le Tableau 2 indique les exigences minimales. Comme décrit en 7.3, la configuration doit être vérifiée à
l’aide de blocs de référence et/ou de blocs d’essai dans tous les cas.
Le balayage de dessus peut être effectué avec la technique FTP si la passe de finition de la soudure a été
éliminée et que la surface d’essai est plane, sinon l’emploi d’une focalisation adaptative est nécessaire
pour tenir compte de la géométrie du cordon de la soudure côté face de sondage.
Effectuer un balayage latéral avec deux traducteurs simultanément des deux côtés de la soudure permet
d’employer des modes de reconstruction entre un traducteur et l’autre (voir l'ISO 23865).
Tableau 2 — Détails des niveaux de contrôle, exigences minimales
Niveaux de contrôle
Techniques
a a b b
de contrôle
A B C D
Balayage de dessus Mode de reconstruc- Mode de reconstruc- Mode de recons- Modes de recons-
à position fixe du tion direct tion direct et mode truction direct et truction appropriés
traducteur par de reconstruction un ou des mode(s) et positions (côtés)
rapport à la soudure utilisant la réflexion de reconstruction par accord
(balayage linéaire) sur la face opposée supplémentaire(s)
qui assure(nt) des
signaux de réflexion
provenant de discon-
tinuités planes sur le
chanfrein de soudure
Balayage latéral Mode de recons- Mode de reconstruc- Mode de recons- Modes de recons-
à position fixe du truction direct, des tion direct et mode truction direct et truction appropriés
traducteur par deux côtés de reconstruction (multiples) mode(s) et positions (côtés)
rapport à la soudure utilisant la réflexion de reconstruction par accord
(balayage linéaire) sur la face opposée, utilisant la réflexion
des deux côtés ou sur la face opposée,
des deux positions des deux côtés ou
du traducteur. des deux positions
du traducteur.
a
Pour les niveaux de contrôle A et B: l’imagerie utilisant la réflexion sur la face opposée peut être réalisée en étendant la
zone d’intérêt (ROI) (uniquement pour TT-TT ou LL-LL) ou en utilisant les modes de reconstruction correspondants.
b
Pour les niveaux de contrôle C et D: Le choix des modes de reconstruction doit dépendre de la forme du chanfrein de la
soudure et être justifié dans le plan de balayage basé sur le Tableau 3.
Tableau 2 (suite)
Niveaux de contrôle
Techniques
a a b b
de contrôle
A B C D
Balayage latéral avec Mode de recons- Mode de reconstruc- Mode de reconstruc- Modes de recons-
balayage par créneau truction direct, un tion direct et mode tion direct et (mul- truction appropriés
seul côté de reconstruction tiples) mode(s) de et positions (côtés)
utilisant la réflexion reconstruction utili- par accord
(sur la face opposée), sant la réflexion sur
d’un côté la face opposée, un
seul côté, les images
de différentes posi-
tions du traducteur
à la soudure sont
fusionnés
a
Pour les niveaux de contrôle A et B: l’imagerie utilisant la réflexion sur la face opposée peut être réalisée en étendant la
zone d’intérêt (ROI) (uniquement pour TT-TT ou LL-LL) ou en utilisant les modes de reconstruction correspondants.
b
Pour les niveaux de contrôle C et D: Le choix des modes de reconstruction doit dépendre de la forme du chanfrein de la
soudure et être justifié dans le plan de balayage basé sur le Tableau 3.
5 Informations requises avant le contrôle
5.1 Points à définir avant l’élaboration d’un mode opératoire
Des informations relatives aux points suivants sont exigées:
a) l’objet et l’étendue du contrôle;
b) le ou les types de métal de base (c’est-à-dire moulé, forgé ou laminé), grosseur de grain et
anisotropie;
NOTE 1 Plusieurs propriétés du métal de base, en particulier les écarts d’élongation de grain dus au
laminage, ont une influence sur les images générées par FTP. Cette influence existe également dans d’autres
techniques de contrôle par ultrasons, mais elle est ressentie différemment. L’ISO 23865:2021, Article 15
fournit des lignes directrices.
NOTE 2 La variation d’épaisseur de paroi a une influence sur l’image générée, notamment lors de
l’utilisation de modes de reconstruction contenant une ou plusieurs réflexions. L’ISO 23865:2021, Article 15
fournit des lignes directrices.
c) le niveau du contrôle;
d) les critères d'acceptation incluant la méthode pour l’évaluation des indications et celle pour établir
les niveaux de référence;
e) la spécification des blocs d’étalonnage, des blocs de référence et des blocs d’essai utilisés;
f) l’étape à laquelle le contrôle est à réaliser (par exemple en fabrication ou en service);
g) l’objet et les détails concernant la géométrie de la soudure et des informations sur la taille de la
zone affectée thermiquement. Si la taille de la zone affectée thermiquement n’est pas connue, des
valeurs pratiques selon le procédé de soudage utilisé peuvent être considérées;
h) les exigences relatives aux conditions d’accessibilité, à l’état de surface et à la température. La
température des matériaux a une influence significative sur les images générées par FTP. Lorsque
l'objet à contrôler a une température hors de la plage spécifiée en 7.7, l’ISO 23865:2021, Article 15,
fournit des lignes directrices;
i) la qualification du personnel;
j) les exigences relatives au rapport.
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5.2 Informations spécifiques exigées par l’opérateur avant le contrôle
Avant de procéder à toute opération de contrôle sur un assemblage soudé, l'opérateur doit avoir accès à
toutes les informations spécifiées en 5.1 ainsi qu'aux informations supplémentaires suivantes:
a) le mode opératoire de contrôle écrit (voir 5.3);
b) la préparation et les dimensions de l’assemblage;
c) les informations pertinentes relatives au procédé de soudage;
d) le moment de la mise en œuvre du contrôle par rapport à l’exécution d’éventuels traitements
thermiques après soudage;
5.3 Mode opératoire de contrôle écrit
Pour tous les contrôles utilisant la technique FTP, un mode opératoire de contrôle écrit est exigé. Le
mode opératoire doit au moins comprendre les informations suivantes:
a) l’objet et l’étendue du contrôle, y compris des détails sur la zone d'intérêt (ROI) et du maillage;
b) la technique de contrôle, y compris la stratégie d’acquisition de données et l’algorithme d’imagerie
(paramètres de traitement);
c) le niveau du contrôle;
d) les exigences relatives à la qualification/formation du personnel;
e) l’équipement à utiliser (notamment la fréquence, la fréquence d’échantillonnage, le pas inter-
éléments, les dimensions des éléments);
f) les blocs de référence et/ou d’essai;
g) des exemples de balayages d’étalonnage et de référence;
h) les réglages de la sensibilité;
i) les exigences relatives aux conditions d’accessibilité, à l’état de surface;
j) les exigences relatives aux contrôles du métal de base;
k) l’évaluation des indications, y compris la méthodologie de dimensionnement;
l) le niveau d’acceptation et/ou le seuil d’enregistrement;
m) les exigences relatives au rapport;
n) toute question liée à l’environnement et à la sécurité;
o) un plan de balayage indiquant les éléments suivants afin de fournir une méthode normalisée et
reproductible de contrôle:
— objet et géométries de la soudure;
— positionnement et mouvement du traducteur par rapport à la soudure;
— le(s) mode(s) de reconstruction utilisé(s) et la façon dont ils correspondent à l’emplacement et à
l’orientation des discontinuités prévues;
— la couverture de l’objet contrôlé et la zone d’intérêt (ROI).
6 Exigences relatives au personnel et à l’appareillage
6.1 Qualifications du personnel
Le personnel effectuant des contrôles conformément au présent document doit être qualifié à un
niveau approprié conformément à l'ISO 9712 ou à une norme équivalente, dans le secteur industriel
correspondant.
En plus d’une connaissance générale du contrôle des soudures par ultrasons, les opérateurs doivent
être familiarisés avec la technique FTP et avoir une expérience pratique de l’utilisation de celle-ci
ou de techniques associées. Il convient que le personnel suive une formation spécifique et passe un
examen sur des éprouvettes représentatives. Il convient de documenter cette formation et les résultats
d’examen. Si ce n’est pas le cas, il convient d’effectuer une formation spécifique et un examen avec les
modes opératoires finalisés de contrôle par ultrasons et l’appareillage de contrôle par ultrasons choisi
sur des échantillons représentatifs contenant des réflecteurs naturels ou artificiels similaires à ceux
attendus. Il convient de documenter cette formation et les résultats d’examen.
6.2 Appareillage de contrôle
6.2.1 Généralités
L’ISO/TS 16829 donne des informations utiles pour le choix des composants (matériels et logiciels) du
système.
6.2.2 Appareil
L’appareil de contrôle par ultrasons utilisé pour les contrôles par la technique FTP doit être conforme à
l’ISO 18563-1, lorsqu’applicable.
L’appareil doit pouvoir acquérir une matrice intégrale ou partielle et la traiter ou la transmettre à un
ordinateur pour post-traitement. Il est recommandé d’utiliser une fréquence d’échantillonnage pour
la représentation de type A au moins égale à cinq fois la fréquence nominale du traducteur. Il est
recommandé que la bande passante de l’appareil de contrôle par ultrasons soit suffisante pour recevoir
des signaux d’au moins deux fois la fréquence centrale du traducteur, et que les filtres passe-haut et
passe-bas soient réglés à des valeurs appropriées, par exemple un passe-haut ne dépassant pas la moitié
de la fréquence centrale et un passe-bas réglé à au moins deux fois la fréquence centrale. Les valeurs
spécifiques choisies pour ces paramètres, le cas échéant, doivent être explicitement spécifiées dans le
mode opératoire écrit.
Il convient de choisir la résolution spatiale minimale des points de données dans l’image (c’est-à-
dire l’espacement du maillage, les nœuds) de sorte que l’amplitude d’un réflecteur de référence soit
stable à l’intérieur d’une tolérance spécifiée pour de faibles écarts (une longueur d’onde) de position
du traducteur. L’ISO 23865 contient des valeurs suggérées pour la résolution spatiale des points de
données et des suggestions pour la validation de la stabilité de l’amplitude.
6.2.3 Traducteurs
Les réseaux ultrasonores utilisés pour les contrôles par la technique FTP doivent être conformes à
l’ISO 18563-2.
Afin d’obtenir des images de bonne qualité, il convient de prendre en compte les propriétés suivantes
des traducteurs multiéléments:
a) un pas inter-élément suffisamment faible pour éviter le repliement spatial;
b) des éléments très amortis pour diminuer la longueur du train d’ondes ultrasonores;
c) des éléments suffisamment petits pour éviter une trop grande directivité;
6 © ISO 2021 – Tous droits réservés
d) des dimensions appropriées (à la fois le long de l'axe primaire et de l'axe secondaire du réseau)
pour permettre l’imagerie à une certaine distance du traducteur, car l’algorithme FTP donne des
résultats optimaux dans le champ proche du traducteur;
e) les dimensions optimisées du sabot en vue de son efficacité.
6.2.4 Mécanismes de balayage
Afin d’obtenir des images (des données acquises) cohérentes, des mécanismes de guidage et un ou des
encodeurs doivent être utilisés.
Contrairement à d’autres techniques ultrasonores, le maintien d’une distance constante par rapport à
la soudure n’est pas si important, si l’image obtenue contient constamment la zone complète à contrôler.
Cependant, pour une évaluation correcte, la position de la soudure dans l’image est exigée, par exemple
en utilisant des indications géométriques.
7 Préparation avant contrôle
7.1 Volume à contrôler
Le but du contrôle doit être défini par une spécification. Sur cette base, le volume à contrôler doit être
déterminé. La zone d’intérêt (ROI), ou la combinaison de zones d’intérêt (ROI), doivent couvrir le volume
à contrôler.
Pour les épaisseurs de contrôle < 8 mm au stade de la fabrication, le volume à contrôler doit inclure la
soudure et le métal de base sur au moins 1,25 fois l’épaisseur t, de l’objet contrôlé de chaque côté de
la préparation de la soudure (1 t pour les soudures par soudage laser et par faisceau d’électrons), ou
bien la largeur établie de la zone affectée thermiquement (sur la base des informations fournies par le
fabricant).
Pour les épaisseurs de contrôle ≥8 mm au stade de la fabrication, le volume à contrôler doit inclure la
soudure et le métal de base sur la plus grande des deux zones suivantes: au moins 10 mm de chaque côté
de la préparation de la soudure (5 mm pour les soudures par soudage laser et par faisceau d’électrons),
ou bien la largeur établie de la zone affectée thermiquement (sur la base des informations fournies par
le fabricant).
Un plan de balayage doit être fourni dans le mode opératoire écrit pour documenter la couverture,
voir 5.3.
7.2 Imagerie de discontinuités typiques des soudures
7.2.1 Orientation des discontinuités
Par rapport à la technique UT-PA, la technique FTP est généralement moins sensible à l’orientation des
discontinuités. Toutefois, lorsque des discontinuités planes sont prévues, il faut utiliser des modes de
reconstruction qui anticipent sur la façon dont les ultrasons sont réfléchis par ces discontinuités. Si un
dimensionnement basé sur l’amplitude est utilisé, une incidence/réflexion spéculaire perpendiculaire
est exigée. La détection et le dimensionnement des discontinuités peuvent également être réalisés
en utilisant des signaux de diffraction, qui reposent dans une bien moindre mesure sur un mode de
reconstruction prédéfini, mais il convient d’avoir conscience que les images obtenues ont un plus faible
rapport signal sur bruit et sont plus difficiles à interpréter.
En général, les discontinuités perpendiculaires à la surface de balayage, telles qu’un manque de fusion
sur un chanfrein de soudure à angle faible, exigent un mode de reconstruction où le trajet émis ou reçu
contient une réflexion sur la face opposée (par exemple TT-T).
En général, les discontinuités parallèles à la surface de balayage exigent un mode de reconstruction
où le son réfléchi par la discontinuité peut se propager jusqu’à un élément du réseau. Cela peut être
réalisé en utilisant un réseau directement situé au-dessus de la discontinuité (balayage de dessus) ou
en utilisant simultanément deux réseaux des deux côtés de la soudure.
7.2.2 Emplacement des discontinuités
Par rapport à la technique UT-PA, la performance de la technique FTP est généralement moins sensible
à l’emplacement de la discontinuité dans la soudure. Il convient toutefois d’avoir conscience que la
technique FTP a des limitations concernant l’angle avec lequel les discontinuités sont détectées par
rapport à la normale du traducteur.
Avec le balayage latéral, les discontinuités dans la partie inférieure de la soudure sont généralement
mieux détectées avec un mode de reconstruction pour lequel au moins l’un des trajets d’émission ou de
réception est un trajet direct entre le traducteur et la discontinuité.
Avec le balayage latéral, les discontinuités dans la partie supérieure de la soudure sont généralement
mieux détectées avec un mode de reconstruction contenant au moins une réflexion sur la face opposée.
Cela peut être réalisé par imagerie à l’aide d’un mode de reconstruction direct en étendant la ROI
(uniquement pour les niveaux de contrôle A et B, et uniquement pour TT-TT ou LL-LL) ou par imagerie
via un mode de reconstruction qui prend en compte une (des) réflexion(s) sur le fond (par exemple TT-
T/T-TT ou TT-TT, tous les niveaux de contrôle).
7.2.3 Modes de reconstruction appropriés par types de discontinuité spécifiques
Pour les modes de reconstruction appropriés par types de discontinuité spécifiques, voir le Tableau 3
qui montre les contrôles à partir de la surface située du côté passe de finition de la soudure.
Le (les) mode(s) de reconstruction sélectionnés peut (peuvent) ne pas fonctionner sur toute l’ouverture
du réseau. Il convient que la détermination de l’ouverture exploitable soit considérée dans le plan de
balayage en tenant compte de la diffusion accrue des ultrasons dans le métal fondu.
Le dimensionnement basé sur l’amplitude exige des modes de reconstruction exploitant la réflexion
spéculaire des discontinuités.
Tableau 3 — Modes de reconstruction recommandés par types de discontinuités typiques
des soudures
Discontinuité
Balayage latéral Balayage de dessus
dans la soudure
Manque de
fusion, chanfrein
à angle faible
Mode de reconstruction LL-L/L-LL, TT- Mode de reconstruction LL-L/L-LL, car cette
T/T-TT ou LL-T, car cette discontinuité est discontinuité est presque verticale.
presque verticale. Le dimensionnement de la
Mode de reconstruction direct avec une
hauteur de discontinuité est mieux effectué
ouverture suffisamment grande.
en exploitant des signaux de diffraction
reçus avec un mode de reconstruction direct.
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Tableau 3 (suite)
Discontinuité
Balayage latéral Balayage de dessus
dans la soudure
Manque de
fusion, chanfrein
Mode de reconstruction LL-LL ou TT-TT. Mode de reconstruction direct.
à angle élevé
Dans certains cas, il est possible d’utiliser
La position des traducteurs doit être consi-
un mode de reconstruction direct à travers
dérée dans le plan de balayage pour tenir
la soudure.
compte de la réflexion spéculaire.
La position des traducteurs doit être consi-
dérée dans le plan de balayage pour tenir
compte de la réflexion spéculaire.
Manque de fusion
à la racine/
pénétration
incomplète
Mode de reconstruction direct, pour extré- Mode de reconstruction direct, pour extré-
mité (sommet) et/ou réflexion sur le côté de mité (sommet) uniquement.
la discontinuité (par exemple TT-T/T-TT).
L’ouverture doit être suffisamment grande
Pour les retassures à la racine, utiliser éga- pour recevoir les signaux.
lement la réception au niveau du traducteur
de l’autre côté de la soudure.
Manque de fusion
entre passes
Mode de reconstruction direct en utilisant Mode de reconstruction direct
simultanément des traducteurs des deux
côtés de la soudure.
Tableau 3 (suite)
Discontinuité
Balayage latéral Balayage de dessus
dans la soudure
Fissures internes
Mode de reconstruction LL-L/L-LL, TT- Mode de reconstruction LL-L/L-LL, car cette
parallèles à l’axe
T/T-TT ou LL-T, car cette discontinuité est discontinuité est presque verticale.
de la soudure
presque verticale.
Le dimensionnement de la hauteur de dis-
Le dimensionnement de la hauteur de dis- continuité est mieux effectué en exploitant
continuité est mieux effectué en exploitant des signaux de diffraction reçus avec un
des signaux de diffraction reçus avec un mode de reconstruction direct (avec des élé-
mode de reconstruction direct (avec des tra- ments placés des deux côtés de la soudure
ducteurs placés des deux côtés de la soudure utilisés simultanément).
utilisés simultanément).
Mode de reconstruction direct avec une
ouverture suffisamment grande.
Fissures
débouchantes en
surface et cani-
veau
Mode de reconstruction LL-LL ou TT-TT et/ Mode de reconstruction LL-LL.
ou mode de reconstruction direct d’ondes
rampantes (également appelé mode de com-
pression à angle élevé).
Il convient que le mode opératoire de
contrôle écrit prenne en compte une confi-
guration particulière de sabot permettant
aux ondes rampantes de se propager.
Le mode opératoire de contrôle écrit peut
prendre en compte une configuration
particulière de sabot permettant aux ondes
rampantes de se propager.
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Tableau 3 (suite)
Discontinuité
Balayage latéral Balayage de dessus
dans la soudure
Soufflures dans
la passe de fini-
tion de la soudure
Mode de reconstruction LL-LL ou TT-TT. Mode de reconstruction LL-LL. La ROI doit
La ROI doit inclure la zone de la passe de inclure la zone de la passe de finition située
finition située au-dessus de la surface de au-dessus de la surface de balayage.
balayage.
Excès de
pénétration
Mode de reconstruction direct. Si la détec- Mode de reconstruction direct. Si la détec-
tion concerne un excès de pénétration, la tion concerne un excès de pénétration, la
ROI doit inclure la zone située sous la sur- ROI doit inclure la zone située sous la sur-
face opposée. face opposée.
Inclusions
Utiliser les modes de reconstruction directs Utiliser les modes de reconstruction directs
et L-LL/LL-L ou T-TT/TT-T. Les inclusions et L-LL/LL-L. Les inclusions présentent un
présentent un faible rapport signal sur bruit. faible rapport signal sur bruit.
7.3 Vérification de la configuration de contrôle
L’aptitude de la configuration de contrôle doit être vérifiée en utilisant des blocs de référence et des
blocs d’essai contenant des discontinuités réelles et/ou des réflecteurs art
...
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