Note publique d'information : Les caractères anisotrope et hétérogènes des structures de solidification des soudures
acier inoxydable austénitique rendent difficile leur contrôle non destructif par ultrasons.
L'objectif est de montrer l'utilité de la simulation numérique, couplée à un modèle
de description des soudures adapté, pour étudier les perturbations du faisceau ultrasonore.
L'objectif est de monter l'utilité de la simulation numérique, couplée à un modèle
de description des soudures adapté, pour étudier les perturbations du faisceau ultrasonore.
La structure étant dépendante du procédé et de la position de soudage, plusieurs maquettes
sont étudiées dont les soudures en acier 316L du circuit primaire des réacteurs eau
pressurisée. Différentes méthodes de caractérisation (observations métallographiques
de diffractions des RX, EBSD) révèlent des grains allongés et orientés selon un axe
cristallographique <100>. Une symétrie élastique orthotrope est mise en évidence dont
les propriétés (constantes et axes de symétrie) sont déterminées par des mesures de
vitesses ultrasonores. Ces résultats, complétés par une analyse d'images sur des coupes
métallographiques, ont permis de considérer les soudures, pour la propagation des
ondes ultrasonores, comme un ensemble de domaines élastiques homogènes. La propagation
à travers ces différents domaines a été modélisée à l'aide du code aux éléments finis
ULTRASON 2D et du code semi-analytique CHAMPS-SONS 3D. Des études expérimentales en
transmission et en échographie, pour des ondes de compression et de cisaillement,
permettent de quantifier les perturbations du faisceau ultrasonore (déviation et division
du faisceau, pertes d 'amplitude). Les études de simulation associées valident le
modèle de description adopté et montrent l'intérêt de cette modélisation pour prévoir
les déviations et expliquer l'origine des différents échos. La sensibilité des codes
aux diverses données d'entrée est discutée. Des mesures du coefficient d'atténuation
ont été effectuées afin de prendre en compte ultérieurement ces mécanismes dans les
codes de calcul.
Note publique d'information : The anisotropic and heterogeneous features of the solidification structure of austenitic
stainless steel welds disturb the ultrasonic non destructive testing. The aim is to
show the purpose of numeric modelling, coupled to a convenient weld description model,
to study the perturbations of the ultrasonic beam. Because of the dependence of the
welding process and position on the structure, several mockups are studied, including
welds from the primary circuit of PWR nuclear power stations. Several methods of characterization
(metallographic observations, RX diffraction, EBSD) show long shape solidification
grains and a texture with a <100> growing direction. An orthotropic elastic symmetry
is revealed which properties (elastic constants and symmetry axes) are identified
by measurements of ultrasonic velocities. These results, completed by image processing
on metallographic cuts, allow considering welds as a set of elastic homogeneous domains
with regards to ultrasonic propagation. The propagation through these domains has
been simulated with ULTSON, a 2D finite element code, and CHAMP-SONS, a 3D semi-analytical
code. Experimental studies in transmission and echography modes for pressure and shear
waves, allow to quantify the perturbations of the ultrasonic beam (skewing, splitting
and attenuation). The different modelling studies validate the weld description model
and show the interest of this modeling to forecast skewing and explain the origin
of the different echoes. The codes' sensitivity to input data is discussed. Finally,
measurements of the attenuation coefficient, which depends on the elastic properties,
are realized in order to introduce subsequently this parameter in modelling codes.
paprika.idref.fr
data.idref.fr
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