L'évaluation de la corrosion des buses en acier à l'aide d'instruments à ultrasons conventionnels à couplage humide présente des défis importants. L'emplacement et la taille de ces structures nécessitent souvent l'installation d'échafaudages ou la fermeture complète des routes pour assurer un contact adéquat entre le capteur et le substrat à l'aide d'un produit de couplage. De plus, en raison de la présence de béton projeté sur certaines zones des parois en acier galvanisé et de sections fortement corrodées, il est impossible de réaliser l'inspection complète avec un équipement à ultrasons conventionnel à couplage humide.
RoadTek et Revo Group ont cherché à tester une méthode plus rapide et plus précise pour évaluer la corrosion des buses en acier dans tout le Queensland, en Australie. L'objectif de l'essai était de mesurer rapidement et précisément l'épaisseur restante des parois des buses en acier à l'aide d'une grille prédéterminée, d'enregistrer les résultats pour des comparaisons futures et d'étudier toute zone de perte d'épaisseur afin de cartographier l'étendue de la corrosion détectée.
La première buse mesurée, à Dalveen, était en très bon état. La buse mesurait 5,3 m de haut et une route à deux voies passait sous un viaduc routier principal.
La buse a été marquée le long du trottoir en béton à intervalles de 1 m pour faciliter la prise de mesures dans le plan horizontal.
Les rangées horizontales de boulons le long des parois de la buse ont servi de points de mesure verticaux. Chaque rangée de mesures a été estimée au point médian entre chaque rangée horizontale de boulons.
L'épaisseur de la paroi a été vérifiée à l'aide de pieds à coulisse conventionnels sur un certain nombre de sections de chevauchement accessibles.
La grille de mesure est présentée dans les schémas suivants.
D'autres essais ont été menés sur une buse plus petite située à 12 km de Dalveen, sous la route. Cette buse présentait du béton projeté sur certaines zones des parois en acier galvanisé et des sections fortement corrodées à la base de la buse vers l'extrémité ouest.
Innerspec recommande deux techniques différentes adaptées à des tests plus rapides et plus précis dans ces conditions : le transducteur acoustique électromagnétique (EMAT) et le contrôle par ultrasons à couplage sec (DCUT). Les techniques EMAT et DCUT, ainsi que plus de 20 capteurs pour différents matériaux et conditions, sont disponibles avec le dernier instrument d'Innerspec, CODA (EMAT, DCUT, UT).
L'application Grille d'épaisseur disponible avec CODA permet de visualiser et d'enregistrer plusieurs relevés d'épaisseur dans une vue de type grille. La grille préconfigurée du composant est reproduite dans le logiciel pour faciliter la saisie et la récupération des données. Elle prend en charge jusqu'à 250 lignes et colonnes et permet l'exportation des données au format .csv (Excel).
L'EMAT, ou transducteur acoustique électromagnétique, est une technique de contrôle par ultrasons (UT) qui génère le son directement dans la pièce inspectée plutôt que dans le transducteur. Les principaux avantages de l'EMAT pour cette application incluent :
· Inspections à sec et sans contact (aucun besoin de gel de couplage).
· Transducteurs insensibles aux revêtements et à l'état de surface. Idéal pour les surfaces revêtues, rugueuses et les pièces courbes.
· Capacité d'inspection à des températures extrêmes.
Pour l'essai, la sonde EMAT haute température (Réf. 274AO272) a été utilisée. Il s'agit d'une sonde à faisceau normal sans contact équipée d'un aimant permanent. La sonde est maintenue dans un collier de protection et fixée à une perche télescopique, réglable de 0,9 à 3,3 mètres de longueur.
Les transducteurs piézoélectriques DCUT sont conçus pour résister à des tensions élevées et peuvent être couplés efficacement à travers du caoutchouc sans nécessiter de gel de couplage. Les transducteurs DCUT sont également insensibles aux états de surface et aux revêtements.
Pour l'essai, une sonde à ultrasons à couplage à sec flexible (DCUT) (Réf. 281AO251) a été utilisée. Cette sonde est montée sur une perche extensible, réglable de 1,3 à 2,5 mètres de longueur. Elle est dotée d'un point de contact flexible et rembourré, idéal pour mesurer l'épaisseur de matériaux conducteurs aux géométries irrégulières.
La sonde d'épaisseur EMAT avec la perche de 0,9 m à 3,3 m a été testée en premier. Ces mesures sont consignées dans le tableau 1. Cette sonde devait être alignée exactement à 90 degrés par rapport au sommet ou au côté de chaque ondulation pour obtenir une lecture fiable. Elle a facilement fourni une mesure en millimètres, avec deux décimales, en une ou deux secondes après le contact.
Avec la perche entièrement déployée (3,3 m) et un opérateur de taille moyenne (dans ce cas 1,73 m), il est possible d'atteindre de manière fiable le ponceau jusqu'à environ 4,8 m. Cela n'était pas suffisant pour mesurer le sommet de ce ponceau. Un petit escabeau de 0,5 m suffirait pour atteindre toutes les zones de la structure.
La sonde DCUT flexible montée sur la perche plus courte de 1,3 à 2,5 m a ensuite été testée. La perche plus courte ne pouvait atteindre qu'environ 4 m de hauteur sur les parois du ponceau ; cependant, il serait relativement simple de fabriquer une autre rallonge et un câble pour les fixer à cette perche afin d'atteindre le plafond à 5,3 m.
Le capteur flexible DCUT présentait trois avantages par rapport à la sonde EMAT :
1. Il permettait d'obtenir une mesure légèrement plus rapidement que la sonde EMAT.
2. Il ne nécessitait pas d'être aligné à 90 degrés par rapport à la surface.
3. Il pouvait mesurer n'importe quel point de la corrugation sinusoïdale du ponceau, y compris les creux concaves.
La sonde flexible DCUT a été l'équipement le plus efficace pour obtenir des mesures précises de l'épaisseur de paroi sur les zones projetées de béton et les sections fortement corrodées. Il a été noté que lorsque la corrosion est importante, les deux sondes Innerspec peinent à obtenir et à maintenir une lecture stable de l'épaisseur en raison des ondes sonores qui se répercutent dans diverses directions à partir des piqûres de corrosion irrégulières. Bien que cela soit plus difficile dans ces zones, il reste possible de détecter l'épaisseur de paroi restante.
Cette mesure ne serait pas possible avec un équipement à ultrasons conventionnel à couplage humide.
Les mesures de l'épaisseur de paroi du ponceau de Dalveen obtenues à l'aide de la sonde d'épaisseur EMAT sont listées ci-dessous.
Lors de la collecte des résultats, une petite zone de résidu chimique crayeux (issu du processus de galvanisation) et d'oxydation (produit de corrosion rouge) a été remarquée au sommet du segment 11, près de la position 5. Cette zone d'environ 100 mm² a été mesurée à l'aide de la sonde EMAT et a révélé une perte d'épaisseur de paroi allant jusqu'à 0,5 mm.
Les sondes EMAT et DCUT se sont toutes deux révélées efficaces pour cartographier rapidement et précisément l'épaisseur de paroi du ponceau jusqu'à une hauteur de 4,8 m.
La sonde flexible DCUT s'est avérée plus efficace et polyvalente, éliminant la nécessité d'être positionnée exactement à 90 degrés par rapport à la surface de la paroi et permettant également des mesures dans le creux de la corrugation.
Avec un petit escabeau de 0,5 m ou une poignée d'extension modifiée, cette méthode de mesure par ultrasons permettrait d'évaluer rapidement et facilement tous les ponceaux depuis le sol, sans avoir besoin de couplant ultrasonique, d'échafaudage ou de fermeture complète des routes.
Ces méthodes permettent de mesurer des surfaces courbes, rugueuses, peintes, sales ou corrodées avec rapidité et précision.
Les techniques EMAT et DCUT sont disponibles avec CODA. En savoir plus sur l'instrument.