ISO 12715:1999
(Main)Ultrasonic non-destructive testing — Reference blocks and test procedures for the characterization of contact search unit beam profiles
Ultrasonic non-destructive testing — Reference blocks and test procedures for the characterization of contact search unit beam profiles
Contrôles non destructifs par ultrasons — Blocs de référence et modes opératoires des essais pour la caractérisation des faisceaux des traducteurs utilisés dans les contrôles par contact
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12715
First edition
1999-08-15
Ultrasonic non-destructive testing —
Reference blocks and test procedures for
the characterization of contact search unit
beam profiles
Contrôles non destructifs par ultrasons — Blocs de référence et modes
opératoires des essais pour la caractérisation des faisceaux des
traducteurs utilisés dans les contrôles par contact
A
Reference number
ISO 12715:1999(E)
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ISO 12715:1999(E)
Contents Page
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Symbols and abbreviations .2
3.1 Symbols.2
3.2 Abbreviations.3
4 Descriptions of the reference blocks.3
4.1 Hemi-step (HS) block.3
4.2 Side-drilled hole (SDH) block .5
5 Techniques and Procedures.6
5.1 Straight beam search units (normal probe) .6
5.2 Angle beam search unit (angle probe) .10
5.3 Dual element search unit (twin crystal probe).16
Annex A (normative) Time base calibration .19
Annex B (normative) Time of flight (TOF) beam profile .21
Annex C (informative) Skew (or squint) angle, far field and near field resolution.23
Bibliography.24
© ISO 1999
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Printed in Switzerland
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ISO 12715:1999(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 3.
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.
International Standard ISO 12715 was prepared by Technical Committee ISO/TC 135, Non-destructive testing,
Subcommittee 3, Acoustical methods.
Annexes A and B form an integral part of this International Standard. Annex C is for information only.
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ISO 12715:1999(E)
Introduction
In ultrasonic non-destructive inspection, pulse/echo contact tests with a straight beam search unit (also known as a
normal probe), an angle beam search unit (also known as an angle probe), or a dual element search unit (also
known as a twin crystal probe) are often used. To reliably detect and characterize a flaw inside a structural material,
a knowledge of the sound field (or the beam profile) produced by the search unit in contact testing is needed. This
International Standard establishes two metal reference blocks to be adopted for various materials such as forged or
rolled steel, aluminum and titanium alloy products. The frequency range of the search units used in this International
Standard range from 1 MHz to 15 MHz. Depending on the microstructure of the materials under evaluation, in
general, 1 MHz to 5 MHz is most suitable for steel products and 5 MHz to 15 MHz is most suitable for aluminum and
titanium alloys.
The two reference blocks introduced are the hemi-step (HS) and the side-drilled-hole (SDH) blocks, from which the
beam profiles produced by straight beam, focused beam, angle beam and dual element search units can be
measured. This International Standard establishes the techniques and procedures to be used for the
characterization of the search unit beam profiles in solids.
In pulse/echo ultrasonic tests, the reflected pulse (hereafter called echo) is used for the detection of discontinuities
existing in a material. The discontinuities (hereafter called flaw or defect) such as porosity, voids or cracks in
different sizes and shapes, may be located close to the surface or deep inside, or close together and oriented at
different angles. A sound pulse incident on such flaws may reflect or refract into longitudinal (also known as
compressional) or transverse (also known as shear) waves, or both, possibly with multiple reflections and
refractions. In order to accurately characterize the location, size and shape of a flaw inside a material, the sound
field produced and detected by the search unit and the instrument must be known.
The sound field inside a solid produced by a search unit in contact testing depends on the type, size, and frequency
bandwidth of the search unit and other parameters such as focused, beam refraction angle in the test object,
materials properties and the ultrasonic test instrument characteristics.
ISO 2400 establishes a reference block, known as the IIW No. 1 Block. For straight beam tests, this block is used
for checking or establishing the near field resolution, far field resolution and time base (or horizontal) linearity of the
test equipment. For angle beam tests, the block is used to determine the search unit index (hereafter called probe
index) and the angle of refraction. This block also provides a means for checking the longitudinal (compressional)
wave and transverse (shear) wave velocities of the test material.
ISO 7963 establishes a small calibration block, known as the IIW No. 2 Block, which is quite suitable for field use. It
provides guidelines for material selection, preparation and mechanical tolerances of the reference block. It also
provides procedures for testing the refraction angle and sensitivity settings of the signals.
The sound field of a straight beam search unit (normal probe) can be calculated or measured in immersion testing
with the procedures given in ISO 10375.
In addition to the above International Standards, the present International Standard introduces two ultrasonic
reference blocks and provides a general methodology of using these blocks in order to establish the sound fields or
beam profiles in contact tests. The terminology used in this International Standard is in compliance with ISO 5577.
The objectives of this International Standard are the following.
To determine search unit axes so that consistent tests can be performed.
To establish a complete sound field or beam profile inside solid materials for search units of both straight beam
and angle beam types, including focused beam and dual element search units.
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ISO 12715:1999(E)
To provide a method for calculating the correct refraction angle when an angle beam search unit designed for
use in steel is to be used in materials other than steel.
To provide a beam profile measurement capability for future applications, such as an Electromagnetic
Acoustical Transducer (EMAT).
To provide a capability for lateral angle beam profile measurements.
To provide means for time base calibration of angle beam search units to be used with ultrasonic imaging
systems (see annex A).
To provide means for time-of-flight (TOF) beam profile measurements for search units to be used with
ultrasonic imaging systems (see annex B).
To provide a technique, by hand held method and by using a mechanical scanner and UT imaging system to
obtain both the amplitude and TOF beam profiles (see Figure B.1).
To provide means for the determination of the skew (or squint) angle, far field and near field resolutions of
angle beam search units (see annex C).
NOTE This document was initiated in the ISO/TC 135/SC3 meeting at Philadelphia, USA in 1985. The scope and contents
of this document were discussed at Yokohama, Japan in 1987, at Berlin, Germany in 1989, at Ispra, Italy in 1991, at Pretoria,
South Africa in 1993, at Berlin, Germany in 1995 and at Paris, France in 1997 among members of TC135/SC3/WG1.
v
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Ultrasonic non-destructive testing — Reference blocks and test
procedures for the characterization of contact search unit beam
profiles
1 Scope
This International standard introduces two metal reference blocks, the hemi-step (HS) and the side-drilled-hole
(SDH) blocks. This International Standard establishes procedures for measuring the sound field or beam profiles
produced by search units in contact tests. The search units include straight beam, angle beam (refracted
compressional and refracted shear), focused beam and dual element search units. The diameter or the side
dimension of the search unit shall be no greater than 25 mm. The methodology of this International Standard
provides guidelines for search units to be used for different metals including forged or rolled steel, aluminum or
titanium alloy products. The frequency range of the search units used in this International Standard extends from
1 MHz to 15 MHz, where 1 MHz to 5 MHz is best suited for steels and 5 MHz to 15 MHz is best for fine grain
structured alloys such as aluminum products. If this International Standard is to be used for material other than
steels, users should be aware of the fact that the wave velocities in these materials may be different from that of
steels and the angle beam search units are normally designed based on the steel applications. Snell’s law of
refraction is described in this International Standard so that correct refraction angles in other materials can be
calculated. This International Standard applies to angle beam search units of all practical angles (0° to 70°), and to
focused and dual element search units. This International Standard does not address the use of surface (Rayleigh)
wave search units.
The procedures in this International Standard can be used in whole, or in part, with other standards. For testing
materials which are very thick or very thin, the present reference blocks may be made proportionally larger or
smaller to accommodate different search unit beam sizes. This International Standard does not address the
estimation of equivalent defect sizes which will require reference blocks with flat-bottom-holes. This International
Standard establishes no acceptance criteria; but does establish the technical basis for criteria that may be defined
by user parties.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 7963:1985, Welds in steel — Calibration block No. 2 for ultrasonic examination of welds.
ISO 10375:1997, Non-destructive testing — Ultrasonic inspection — Characterization of search units and sound
field.
1
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ISO 12715:1999(E)
3 Symbols and abbreviations
3.1 Symbols
Symbol Designation Unit
A Peak echo amplitude dB
d Beam diameter at focal length mm
FL
F Depth of field mm
D
F Focal length mm
L
a
H mm
Distance along the test surface from the beam index to the ith hole
i
L , L , L Axes of search unit –
x y z
a
P –
Search unit position on the reference block
i
b
R mm
Radius of the eight side-drilled holes
SDH ith side drilled hole –
i
T Time from hemi-step surface 1 s
1
Time from hemi-step surface 2 s
T
2
T Time delay s
d
21
V Longitudinal (compressional) wave velocity in the test object
mms
l
21
V Transverse (shear) wave velocity in the test object
mms
s
21
V Longitudinal (compressional) wave velocity in the wedge material
mms
w
Y Distance along Y-axis from the ith hole to the probe location of the peak echo mm
i
c
amplitude
Y , Y Locations along Y-axis of the two 6 dB drop points –
i1 i2
d c
Z mm
Depth of the ith hole centre to one of the side surfaces of the SDH block
i
Z Longitudinal beam axis of the angle beam search unit –
b
c
Z mm
Distance along the beam axis from the beam index to the ith hole centre
bi
Z Lateral beam axis of the angle beam search unit –
bL
a Incident angle (wedge angle) °
w
b Refraction angle °
b Refracted longitudinal (compressional) angle in the test object °
l
b Refracted transverse (shear) angle in the test object °
s
e
g °
Skew (or squint) angle
a
i 1, 2, 3.
5
b
Diameter 1,5 mm.
5
c
2, 3.
i 5
d
T-, B-, R- and L-surfaces.
e
See Figure 4 of ISO 10375:1997.
2
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3.2 Abbreviations
FS Full screen height or full scale of display graticule
HS Hemi-step
IP Initial pulse
P Probes or search unit
R Receiver connector
v
SDH Side-drilled hole
B-surface Bottom test surface of the SDH block
F-surface Front test surface of the SDH block
L-surface Left test surface of the SDH block
R-surface Right test surface of the SDH block
T-surface Top test surface of the SDH block
T Transmitter connector
r
X, Y, Z Axes of the reference block (plane of X-Y, test surface; Z, perpendicular to and below the test
surface)
4 Descriptions of the reference blocks
The two reference blocks in this International Standard are made of metal. The reference blocks shall be fabricated
using a material with acoustical characteristics similar or equivalent to that of the test object. The general
requirements for the blocks’ mechanical tolerance, surface roughness and engraved scale should be the same as
stated in ISO 7963. The geometry and dimensions of the two blocks are described in 4.1 and 4.2.
4.1 Hemi-step (HS) block
Figure 1 shows the dimensions of the HS block in millimeters. It shall be machined from a solid cylinder. After it is
machined into cylindrical step shape, it is cut along the longitudinal axis and machined to the required surface finish.
The radii of the hemi-steps are 20 mm, 40 mm, 50 mm, 80 mm and 100 mm, a slot of 85 mm and 91 mm. The width
of the 20 mm to 80 mm radial steps is 25 mm; the width of the 100 mm step is 30 mm; the width of the 85 mm slot is
2 mm and the width of the 91 mm radius step is 28 mm. A line along the centre section of the slot (the X-axis), a
centre line dividing the HS block in symmetry (the Y-axis) and boundary lines between adjacent steps, on the flat
surface, shall be engraved. When in use, the block should rest on an appropriate wood support. The support frame
shall cause neither mechanical damage to the block nor any acoustical damping effect due to the support.
3
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Dimensions in millimetres
Key
1 Centre line of slot
2 Front surface
3 Angle probe
Figure 1 — Hemi-step (HS) block
4
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4.2 Side-drilled hole (SDH) block
Figure 2 shows the dimensions of the SDH block in millimeters. It is 300 mm long by 25 mm wide by 100 mm high
with eight identical side drilled holes 1,5 mm in diameter. They are identified as SDH2, SDH3, SDH4, SDH5,
SDH10, SDH20, SDH30 and SDH456. The longitudinal axis of the holes shall be parallel to the top and bottom
surfaces of the block. The surfaces of the block are identified as the T- (top), B- (bottom), R- (right) and L- (left), an
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 12715
Première édition
1999-08-15
Contrôles non destructifs par ultrasons —
Blocs de référence et modes opératoires
des essais pour la caractérisation des
faisceaux des traducteurs utilisés dans les
contrôles par contact
Ultrasonic non-destructive testing — Reference blocks and test procedures
for the characterization of contact search unit beam profiles
A
Numéro de référence
ISO 12715:1999(F)
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ISO 12715:1999(F)
Sommaire
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Symboles et unités .2
3.1 Symboles.2
3.2 Abréviations .3
4 Description des blocs de référence .3
4.1 Bloc en demi-cylindre à gradins (HS) .3
4.2 Bloc à trous latéraux (SDH) .4
5 Techniques et modes opératoires .4
5.1 Traducteurs droits .4
5.1.1 Amplitude du faisceau d'un traducteur droit .4
5.1.2 Amplitude du faisceau d'un traducteur droit focalisé.9
5.2 Traducteur d'angle.9
5.2.1 Profil longitudinal du faisceau d'un traducteur d'angle.9
5.2.2 Profil latéral du faisceau d'un traducteur d'angle .13
5.2.3 Profil longitudinal du faisceau d'un traducteur d'angle focalisé .13
5.2.4 Profil latéral du faisceau d'un traducteur d'angle focalisé.14
5.3 Traducteurs à émetteur et récepteur séparés.14
Annexe A (normative) Étalonnage de la base de temps .20
Annexe B (normative) Faisceau en mode temps de vol.22
Annexe C (informative) Angle de bigle, résolution dans les champs proche et éloigné .24
Bibliographie.25
© ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
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ISO 12715:1999(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 3.
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.
La Norme internationale ISO 12715 a été élaborée par le comité technique ISO /TC 135, Essais non destructifs,
sous-comité SC 3, Moyens acoustiques.
Les annexes A et B constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale. L'annexe C est
donnée uniquement à titre d'information.
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ISO 12715:1999(F)
Introduction
Dans le domaine des contrôles non destructifs par ultrasons, il est courant d'utiliser un traducteur droit ou un
traducteur d'angle, ou encore un traducteur à émetteur et récepteur séparés, pour effectuer des contrôles par
contact et par réflexion. Pour pouvoir détecter et caractériser de façon fiable un défaut repéré à l'intérieur d'un
matériau de construction, il est nécessaire de connaître le champ acoustique (ou le faisceau) émis par le traducteur
à l'aide duquel on effectue le contrôle par contact. La présente Norme internationale définit deux blocs de référence
métalliques à utiliser pour différents matériaux tels que le les pièces forgées ou laminées en acier, ou en alliage de
titane et d'aluminium. Les traducteurs utilisés dans la présente Norme internationale travaillent dans un domaine de
fréquences compris entre 1 MHz et 15 MHz. La fréquence dépend, en général, de la microstructure des matériaux
à contrôler: pour les pièces en acier, le domaine de fréquence le mieux adapté va de 1 MHz à 5 MHz, pour les
pièces en alliage d'aluminium et titane, il s'étend de 5 MHz à 15 MHz.
Les deux blocs de référence présentés ici sont les blocs en demi-cylindre à gradins (HS) d'une part, et le bloc à
trous latéraux (SDH) d'autre part. Ils permettent de caractériser le faisceau émis par un traducteur qu'il soit de type
droit, focalisé, d'angle ou à émetteur et récepteur séparés. La présente Norme internationale définit les méthodes et
les modes opératoires à suivre pour caractériser les faisceaux émis dans les matériaux solides par les traducteurs.
Dans les contrôles ultrasonores par réflexion, l'impulsion réfléchie (appelée ici écho) permet de déceler les
discontinuités présentes dans le matériau. Ces discontinuités (appelées ici défauts) peuvent prendre différentes
formes (porosités, manques de matière ou fissures), être plus ou moins grandes, et se situer à proximité de la
surface ou dans l'épaisseur du matériau. Elles peuvent également être regroupées et orientées dans différentes
directions. Une onde ultrasonore incidente rencontrant un défaut peut être réfléchie (ou réfractée) sous forme d'une
onde longitudinale (également connue sous le nom d'onde de compression) ou bien transversale (onde de
cisaillement), ou encore des deux, avec des réfractions et des réflexions multiples. Pour pouvoir, à l'intérieur d'un
matériau, localiser un défaut et le caractériser avec précision par sa forme et sa taille, le champ acoustique produit
par le traducteur doit être connu.
Le champ acoustique produit par un traducteur, lors d'un contrôle par contact, à l'intérieur d'un matériau solide, est
fonction du type et de la taille du traducteur ainsi que de la largeur de bande du domaine de fréquences dans lequel
il travaille. D'autres paramètres tels que le foyer, l'angle d'incidence dans l'objet contrôlé, les caractéristiques du
matériau, ou celles de l'instrument utilisé pour effectuer le contrôle par ultrasons, doivent également être pris en
compte.
L'ISO 2400 définit un bloc de référence appelé IIW n° 1. Pour les contrôles effectués à l'aide de traducteurs droits,
ce type de bloc est utilisé pour vérifier ou établir la résolution dans le champ proche, la résolution dans le champ
éloigné et le réglage de la linéarité de la base de temps (ou horizontale) de l'équipement de contrôle. Pour les
contrôles effectués à l'aide de traducteurs d'angle, le bloc est utilisé pour déterminer le point d'émergence du
traducteur ainsi que l'angle de réfraction. Ce bloc permet également de vérifier la vitesse de propagation de l'onde
longitudinale (de compression) et transversale (de cisaillement) dans le matériau contrôlé.
L'ISO 7963 définit un bloc d'étalonnage de petite dimension appelé IIW n° 2, assez bien conçu pour les contrôles
sur le terrain. Cette Norme internationale donne, en outre, des conseils relatifs au choix du matériau du bloc de
référence et à sa préparation, sans oublier les tolérances mécaniques à respecter. Elle décrit également des modes
opératoires d'essai permettant de contrôler l'angle de réfraction et de vérifier la sensibilité des différents signaux.
Le champ acoustique d'un traducteur droit peut être calculé ou mesuré par un contrôle en immersion en suivant les
modes opératoires donnés dans l'ISO 10375.
La présente Norme internationale définit deux blocs de référence pour les contrôles par ultrasons et propose une
méthodologie générale liée à l'utilisation de ces blocs en vue de décrire les champs acoustiques ou les faisceaux
émis en effectuant des contrôles par contact. La terminologie utilisée dans la présente Norme internationale est
conforme à l'ISO 5577.
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ISO 12715:1999(F)
La présente Norme internationale a pour objectif
de déterminer les axes des traducteurs pour assurer une certaine cohérence entre les essais;
d'établir un profil de champ acoustique ou de faisceau complet dans les matériaux solides que ce soit pour les
traducteurs droits ou pour les traducteurs d'angle (y compris les traducteurs focalisés et les traducteurs à
émetteur et récepteur séparés);
de décrire une méthode de calcul de l'angle de réfraction des ondes lors des contrôles effectués sur des
matériaux autres que l'acier, à l'aide d'un traducteur d'angle conçu pour l'acier;
d'établir une méthode de mesure du faisceau pour des applications futures (transducteur électrodynamique
(EMAT), par exemple);
d'établir une méthode permettant de mesurer le faisceau latéral d'un traducteur d'angle;
de fournir les moyens permettant d'étalonner la base de temps des traducteurs d'angle utilisés avec des
systèmes d'imagerie ultrasonore (voir annexe A);
de fournir des moyens permettant de mesurer le faisceau en mode temps de vol pour des traducteurs utilisés
dans les systèmes d'imagerie ultrasonore (voir annexe B);
de présenter une technique permettant, grâce à une méthode manuelle et grâce à l'utilisation d'un scanner
mécanique ainsi que d'un système à imagerie en temps universel, d'obtenir à la fois l'amplitude et le faisceau
en mode temps de vol (voir Figure B.1);
de fournir des moyens permettant de déterminer l'angle de bigle, ainsi que les résolutions dans les champs
proche et éloigné des traducteurs (voir annexe C).
NOTE La décision de rédiger le présent document a été prise en 1985 lors de la réunion de l'ISO/TC 135/SC 3 à
Philadelphie, États-Unis. Le domaine d'application et le corps du texte ont été discutés par les membres du TC 135/SC 3/GT 1
en 1987, à Yokohama, Japon, puis en 1989, à Berlin, Allemagne, en 1991, à Ispra, Italie, en 1993, à Pretoria, Afrique du Sud,
en 1995, à Berlin, Allemagne et en 1997, à Paris, France.
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NORME INTERNATIONALE © ISO ISO 12715:1999(F)
Contrôles non destructifs par ultrasons — Blocs de référence et
modes opératoires des essais pour la caractérisation des
faisceaux des traducteurs utilisés dans les contrôles par contact
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale définit deux types de blocs de référence en métal, le bloc en demi-cylindre à
gradins (HS) et le bloc à trous latéraux (SDH). La présente Norme internationale décrit les modes opératoires
permettant de mesurer le champ acoustique ou la forme du faisceau émis par les traducteurs utilisés dans des
essais par contact. Parmi les traducteurs utilisés, on compte le traducteur droit, le traducteur d'angle (ondes de
compression et de cisaillement réfractées), le traducteur focalisé et le traducteur à émetteur et récepteur séparés.
Le diamètre ou la longueur du traducteur ne doit pas être supérieur à 25 mm. La présente Norme internationale
inclut dans sa méthodologie des lignes directrices relatives à l'utilisation de traducteurs utilisés avec différents types
de métaux y compris les pièces forgées ou laminées en acier ou en alliage d'aluminium et de titane. Le domaine de
fréquences des traducteurs utilisés dans la présente Norme internationale s'étend de 1 MHz à 15 MHz (le contrôle
des aciers s'effectuant entre 1 MHz et 5 MHz, et celui des pièces à grain fin tels que les pièces en aluminium, entre
5 MHz et 15 MHz). Pour utiliser la présente Norme internationale avec des matériaux autres que l'acier, il convient
d'être averti que la vitesse de propagation des ondes ultrasonores dans ces matériaux peut être différente de celle
observée dans l'acier, et que les traducteurs d'angle sont en général spécifiquement conçus pour contrôler les
aciers. La loi de réfraction de Snell décrite dans la présente Norme internationale permet de calculer correctement
les angles de réfraction dans d'autres matériaux. La présente Norme internationale s'applique aux traducteurs
d'angle dans tous les angles généralement utilisés (de 0° à 70°), ainsi qu'aux traducteurs focalisés et à émetteur et
récepteur séparés. La présente Norme internationale ne s'applique pas aux traducteurs d'ondes de surface (ondes
de Rayleigh).
Les modes opératoires décrits dans la présente Norme internationale peuvent être utilisés pour tout ou partie; ils
peuvent également être utilisés en association avec d'autres normes. Pour contrôler des matériaux très minces ou
au contraire très épais, les blocs de référence décrits ici peuvent être proportionnellement plus ou moins gros, en
fonction de la taille du faisceau du traducteur avec lequel ils doivent être contrôlés. La présente Norme
internationale ne traite pas de l'estimation des dimensions de défauts équivalents, qui nécessite le recours à des
blocs de référence percés de trous à fond plat. Si la présente Norme internationale ne définit pas de critères de
réception proprement dits, elle établit les bases techniques qui permettront à ses utilisateurs d'en définir.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur à un moment donné.
ISO 7963:1985, Soudures sur acier — Bloc d'étalonnage n° 2 pour l'examen par ultrasons des soudures.
ISO 10375:1997, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Caractérisation des traducteurs et des champs
acoustiques.
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ISO 12715:1999(F)
3 Symboles et unités
3.1 Symboles
Symbole Spécification Unité
A Amplitude maximale de l'écho dB
d Diamètre du faisceau à la longueur focale mm
FL
F Profondeur du champ mm
D
F Distance focale mm
L
a
ième
H Distance mesurée le long de la surface de contrôle entre le point d'incidence et le i trou mm
i
L , L , L Axes des traducteurs
x y z
b
R Rayon des huit trous mm
T Instant auquel le signal est réfléchi par le demi-gradin du côté 1 s
1
T Instant auquel le signal est réfléchi par le demi-gradin du côté 2 s
2
T Temps de propagation s
d
21
.
v Vitesse de propagation de l'onde longitudinale (compression) dans l'objet contrôlé
mm s
l
21
.
v Vitesse de propagation de l'onde transversale (cisaillement) dans l'objet contrôlé
mm s
s
21
.
v Vitesse de propagation de l'onde longitudinale (compression) dans le matériau du sabot
mm s
w
X, Y, Z Axes du bloc de référence mm
ième
Y mm
Distance mesurée le long de l'axe des Y entre le i trou et le point correspondant à
i
a
l'amplitude maximale d'écho
Y , Y Position des deux points le long de l'axe des Y où l'amplitude de l'écho diminue de 6 dB (points –
i1 i2
à - 6 dB)
ième a
Z
Distance entre le point d'incidence et la surface réfléchissante du i trou mm
i
Z Axe du faisceau longitudinal d'un traducteur d'angle –
b
Z Distance mesurée le long de l'axe du faisceau d'un traducteur d'angle entre le point d'incidence mm
bi
ième a
et le centre du i trou
Z Axe du faisceau latéral d'un traducteur d'angle –
bL
a Angle d'incidence degrés
w
b Angle de réfraction degrés
b Angle de l'onde longitudinale (de compression) refractée dans l'objet contrôlé degrés
l
b Angle de l'onde transversale (de cisaillement) refractée dans l'objet contrôlé degrés
s
c
Angle de bigle degrés
g
a
i 5 1, 2, 3, .
b
Diamètre 5 1,5 mm.
c
Voir Figure 4 de ISO 10375:1997.
2
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ISO 12715:1999(F)
3.2 Abréviations
Face B Base du bloc SDH
Face F Face avant du bloc SDH
Face L Face gauche du bloc SDH
Face R Face droite du bloc SDH
Face T Face supérieure du bloc SDH
FS Hauteur plein écran ou hauteur totale du repère gradué de l'unité d'affichage
HS Bloc en demi-cylindre à gradins
IP Impulsion de départ
P Traducteur
P Position du capteur sur le bloc de référence
i
R Connexion au récepteur
v
SDH Trou latéral
ième
SDH i trou latéral
i
T Connexion à l'émetteur
r
4 Description des blocs de référence
Les deux blocs de référence décrits dans la présente Norme internationale sont en métal. Ils doivent être fabriqués
dans un matériau dont les caractéristiques acoustiques sont analogues ou équivalentes à celles du matériau dans
lequel la pièce à contrôler est fabriquée. Les exigences générales applicables à ces blocs en ce qui concerne les
tolérances mécaniques, la rugosité de surface, et les repères de l'échelle gravée, doivent être conformes à
l'ISO 7963. La forme géométrique et les dimensions de ces deux blocs sont décrites dans les paragraphes
suivants.
4.1 Bloc en demi-cylindre à gradins (HS)
Les cotes d'un bloc HS, en millimètres, sont indiquées sur la Figure 1. Ce bloc doit être fabriqué en usinant un
cylindre plein. Une fois qu'il a reçu sa forme cylindrique à gradins, il est découpé le long de son axe longitudinal, et
usiné jusqu'à obtenir l'état de surface prescrit. Les rayons des demi-gradins sont de 20 mm, 40 mm, 50 mm, 80 mm
et 100 mm, une gorge à 85 mm et 91 mm. La largeur des gradins ayant un rayon de 20 mm à 80 mm est de 25 mm;
la largeur du gradin de 100 mm est de 30 mm; celle de la gorge pratiquée à 85 mm est de 2 mm; et enfin la largueur
du gradin ayant un rayon de 91 mm est de 28 mm. Graver sur le côté plat du bloc une ligne marquant le centre de
la gorge (axe des X), une autre ligne marquant l'axe central partageant le bloc en deux moitiés égales (axe des Y),
et enfin deux lignes marquant les limites entre deux gradins adjacents. En cours d'utilisation, il convient que le bloc
repose sur un support en bois approprié. La structure de ce support ne doit ni abîmer le bloc ni créer, par sa
présence, un phénomène d'amortissement des ondes.
3
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4.2 Bloc à réflecteurs cylindriques (SDH)
Les cotes d'un bloc SDH, en millimètres, sont indiquées sur la Figure 2. Ce bloc doit mesurer 300 mm de longueur,
25 mm de largeur et 100 mm de hauteur et être percé de huit réflecteurs cylindriques identiques de 1,5 mm de
diamètre, identifiés dans le corps du texte comme suit: SDH , SDH , SDH , SDH , SDH , SDH , SDH et
2 3 4 5 10 20 30
SDH . L'axe de ces réflecteurs cylindriques doit être parallèle aux faces supérieure et inférieure du bloc. Les
456
différentes faces du bloc sont identifiées comme suit: face supérieure (T), base (B), face droite (R), face gauche (L),
et face avant (F) et constituent les principales surfaces du bloc. L'emplacement du réflecteur cylindrique se mesure
à partir du centre des réflecteurs cylindriques percés sur les faces sup
...
Questions, Comments and Discussion
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