FR3048284A1 - Dispositif de recherche de defauts sur des pieces par endoscopie - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (10) de recherche de défauts dans une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comprenant : - une canne (12) tubulaire rigide et des moyens de guidage de lumière et de transmission d'images logés dans la canne (12) pour l'éclairage et l'observation d'une pièce à examiner, - une tête d'observation (24) à l'extrémité distale de la canne (12) comportant des moyens d'éclairage et de prise d'images reliés aux moyens de guidage de lumière et de transmission d'images logés dans la canne (12), - un ensemble de N tiges (38) comprenant chacune une première extrémité (36) destinée à être relié de manière amovible à l'extrémité distale de la canne (12) et une seconde extrémité (40) comportant une face (42) présentant une dimension calibrée dans une direction transverse à l'axe de la tige (38), lesdites dimensions calibrées des tiges (38) étant toutes différentes deux à deux.
Description
DISPOSITIF DE RECHERCHE DE DEFAUTS SUR DES PIECES PAR
ENDOSCOPIE L’invention concerne un dispositif de recherche par endoscopie de défauts de pièces masquées, c'est-à-dire non directement visibles, telles que par exemple des pièces dans une turbomachine.
Il est connu d'inspecter les composants internes d'un matériel ou d'une machine à l'aide d'un endoscope qui est un instrument optique allongé de faible diamètre que l'on fait passer par un petit orifice d'une paroi pour examiner l'aspect des composants se trouvant de l'autre côté de la paroi. Cet endoscope peut ainsi être utilisé pour procéder à l'inspection des aubes d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, sans démontage de la turbomachine.
Pour visualiser les défauts d’une pièce, il est connu d’utiliser une technique de ressuage, qui consiste à déposer des produits organiques sur la surface examinée de la pièce et à observer en éclairage ultraviolet l’imprégnation des composés organiques par la surface de la pièce. La présence de défauts est révélée après séchage de la surface de la pièce et dépôt d’un produit révélateur qui met en évidence le produit organique infiltré dans des défauts de surface de la pièce lorsque l’on éclaire la pièce avec une lumière ultraviolette.
Afin de faciliter l’utilisation de la technique de ressuage sur un moteur d’avion lorsque celui-ci est accroché sous l’aile de l’avion, il a déjà été proposé dans le document FR2430754A1 de réaliser un endoscope intégrant des moyens de contrôle par ressuage. Pour cela, l’instrument proposé comprend un fourreau cylindrique rigide et allongé de faible diamètre à l’intérieur duquel est logé un conduit servant au passage des moyens de guidage de lumière ultraviolette et de lumière visible vers une extrémité de l’instrument voisine de la pièce à examiner. L’instrument comprend également un conduit optique pour l’intégration de moyens de transmission et de formation d’images pour l’observation de la zone éclairée, et plusieurs conduits servant chacun au passage d’un des produits de ressuage.
Ce type d’instrument est relativement facile d’emploi lorsque l’on cherche à examiner une pièce masquée, c'est-à-dire non directement visible et située derrière une paroi. Pour cela, il suffit d’insérer le fourreau rigide à travers un orifice de la paroi et d’effectuer l’inspection telle que décrite précédemment.
Dans des dispositifs connus, en cas de présence d’un défaut, la quantification de celui-ci, c’est-à-dire principalement l’estimation de sa plus grande dimension est réalisée par des moyens de visualisation optiques du défaut. Toutefois, cette estimation nécessite la connaissance de la position de l’extrémité distale d’observation en regard du défaut, cette position n’étant pas connue de manière précise. L’invention a notamment pour but d’apporter une solution simple et rapide permettant une estimation de la dimension d’un défaut après son identification par ressuage. A cette fin, elle propose, un dispositif de recherche de défauts sur des pièces masquées, dans une turbomachine telle qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion, comprenant - une canne tubulaire rigide s’étendant dans une direction longitudinale et des moyens de guidage de lumière et de transmission d’images logés dans la canne pour l’éclairage et l’observation d’une pièce à examiner, - une tête d’observation à l’extrémité distale de la canne comportant des moyens d’éclairage et de prise d’images reliés aux moyens de guidage de lumière et de transmission d’images logés dans la canne, - un ensemble de N tiges comprenant chacune une première extrémité destinée à être relié de manière amovible à l’extrémité distale de la canne et une seconde extrémité comportant une face présentant une dimension calibrée dans une direction transverse à l’axe de la tige, lesdites dimensions calibrées des tiges étant toutes différentes deux à deux.
Selon l’invention, le dispositif comprend un ensemble de N tiges qui peuvent être utilisées successivement pour estimer la dimension d’un défaut. En effet, il suffit de placer la seconde extrémité calibrée d’une tige en contact avec un défaut pour avoir une estimation du défaut. L’observation du défaut au moyen de la tête d’observation permet de voir si le défaut est plus grand ou plus petit que la seconde extrémité de la tige utilisée. Pour affiner l’estimation de la dimension du défaut, il suffit d’utiliser successivement par ordre croissant, par exemple, plusieurs tiges pour identifier celle des tiges dont la seconde extrémité est inférieure à la plus grande dimension du défaut et celle des tiges dont la seconde extrémité est supérieure à la plus grande dimension du défaut.
Il est rappelé que la plus grande dimension d’un défaut correspond habituellement à l’information que recherche un opérateur. L’invention permet ainsi de s’affranchir des difficultés de mesures optiques puisque la seconde extrémité de la tige est destinée à être mise en contact avec le défaut.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la canne comprend un conduit dans lequel un capillaire est monté fixe ou à coulissement et comporte une portion d’extrémité distale rigide destinée à recevoir de manière amovible chacune desdites premières extrémités des N tiges. L’intégration d’un conduit à l’intérieur de la canne permet le coulissement d’un capillaire portant la première extrémité des tiges, ce qui permet de déplacer la tige pour amener sa seconde extrémité en contact avec le défaut de la pièce à examiner.
Dans une réalisation de l’invention, la portion d’extrémité distale du capillaire porte un filetage externe destinée à recevoir par vissage la première extrémité de chacune des N tiges.
Pour faciliter la mise en position de la seconde extrémité tige en contact avec le défaut, l’extrémité distale de la canne peut porter un doigt articulé à rotation autour d’un axe perpendiculaire à la canne, le conduit s’étendant à l’intérieur du doigt.
De préférence, le doigt distal est articulé à rotation entre une position dans laquelle il est aligné avec l’axe de la canne et une position dans laquelle il est orienté perpendiculairement à l’axe de la canne.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’extrémité proximale de la canne est reliée à une poignée destinée à être fixée sur une turbomachine et en ce que le conduit logeant le capillaire se prolonge à l’intérieur de la poignée et est raccordé à un tube rigide porté par la poignée et servant à l’insertion du capillaire à l’intérieur du conduit.
Les dimensions calibrées des N tiges peuvent être réparties, de préférence régulièrement, sur une gamme comprise entre 0,3 et 2 mm.
Les tiges présentent chacune, de préférence, une forme cylindrique avec une seconde extrémité comprenant une face ayant une forme d’un disque plan dont la normale est parallèle à l’axe selon lequel la tige est allongée. Dans cette configuration, la dimension calibrée est le diamètre. L’utilisation d’une forme cylindrique permet un placement plus simple de la seconde extrémité au contact du défaut sans avoir à prendre en compte une direction particulière au niveau de la seconde extrémité du défaut pour l’estimation de la dimension du défaut. L’invention concerne également un procédé de contrôle non destructif d’une pièce masquée au moyen du dispositif du type décrit ci-dessus, le procédé consistant à : a) monter la première extrémité d’une tige de l’ensemble de N tiges à l’extrémité distale de la canne, b) insérer la canne à l’intérieur d’une structure tridimensionnelle jusqu’à une position de contrôle, c) la tête d’observation étant placée en regard de la pièce à examiner, déplacer la tige jusqu’à ce que sa seconde extrémité vienne recouvrir un défaut de la pièce à contrôler, d) déterminer si la seconde extrémité de la tige recouvre totalement ou non le défaut dans au moins sa plus grande dimension ; e) si oui, choisir la tige ayant la dimension calibrée immédiatement inférieure et répéter les étapes b) et d) jusqu’à identifier la tige k dont la seconde extrémité ne recouvre plus totalement le défaut dans sa plus grande dimension, f) si non, choisir la tige ayant la dimension calibrée immédiatement supérieure et répéter les étapes b) et d) jusqu’à identifier la tige k dont la seconde extrémité recouvre totalement le défaut dans sa plus grande dimension. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d’un dispositif de recherche de défauts selon l’invention ; - la figure 2A est une vue schématique en coupe du dispositif de la figure 1 selon l’axe de la canne ; - la figure 2B est une vue schématique selon le plan de coupe AA de la figure 2A ; - la figure 3 est une vue schématique en perspective de la tête d’observation du dispositif de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective de la tête d’observation, le capillaire de support d’une tige étant dans une première position ; - la figure 5 est une vue schématique en perspective de la tête d’observation, le capillaire de support d’une tige étant dans une seconde position ; - la figure 6 est une représentation schématique de deux tiges de contrôle non destructif du dispositif selon l’invention.
On se réfère tout d’abord à la figure 1 qui représente un dispositif 10, selon l’invention, pour la recherche de défauts sur des pièces masquées.
Un tel dispositif comprend une canne cylindrique tubulaire rigide 12 destinée à être insérée par son extrémité distale dans un orifice endoscopique réalisé par exemple dans une paroi d’un carter d’une turbomachine à l’intérieur duquel se trouve une pièce à examiner telle qu’une aube de rotor par exemple. Il est à noter que les orifices d’inspection endoscopiques peuvent être prévus lors de la conception d’une turbomachine pour permettre le contrôle non destructif ultérieur.
La canne cylindrique 12 est reliée à son extrémité proximale à une poignée endoscopique 14 destinée à permettre un accrochage de la canne 12 sur une paroi de la turbomachine et ainsi assurer un positionnement statique au dispositif 10 en cours d’utilisation.
La canne cylindrique 12 telle que représentée aux figures 2A et 2B peut comprendre plusieurs conduits 16, 18. Ainsi, elle peut comprendre un conduit 16 dans lequel sont logés des moyens de guidage de lumière et de transmission d’images pour l’éclairage et l’observation de la pièce. Les moyens de transmission d’images comprennent un ensemble de composants optiques (non représentés) logés dans le conduit 16 et transmettant l’image formée par l’objectif jusqu’à un oculaire d’observation 20 (figures 1 et 2). Ce conduit 16 peut également loger les moyens de guidage de la lumière jusqu’à l’extrémité proximale de la canne 12. Ces moyens peuvent comprendre par exemple un câble de fibres optiques s’étendant depuis l’extrémité distale de la canne 12 jusqu’à son extrémité proximale raccordé à une source de lumière.
La poignée endoscopique 14 est reliée à une gaine souple 22 portant à son extrémité libre ou opposée à la poignée 14 l’oculaire d’observation 20. Cette gaine 22 souple est reliée aux moyens de transmission d’images agencés dans la canne 12.
Bien que non représenté aux figures, la canne 12 pourrait également comprendre un conduit de pulvérisation de produits de ressuage, tels que de l’acétone, un pénétrant, un émulsifiant et de l’eau. L’extrémité distale de la canne 12 comprend une tête d’observation 24 comprenant des moyens d’éclairage et de prise d’images. Comme cela est plus particulièrement visible sur la figure 3, les moyens de prises d’images comprennent un objectif 26 de formation d’image coopérant avec les moyens de transmission d’images. Les moyens d’éclairage peuvent comprendre des organes optiques aptes à diffuser la lumière selon une ouverture angulaire donnée et une direction souhaitée.
La tête d’observation 24 de la canne 12 est reliée à un doigt 28 articulé à rotation autour d’un axe perpendiculaire à l’axe de la canne 12. Ce doigt 28 peut prendre une position dans laquelle il est sensiblement aligné avec l’axe de la canne 12 (figure 4) et une position dans laquelle il est orienté sensiblement perpendiculairement à l’axe de la canne 12 (figure 3). Ce doigt 28 comprend un canal communiquant avec le conduit 18 de la canne 12, ce conduit 18 étant indépendant du conduit 16 logeant les moyens de transmission d’images (figure 2B). Comme cela est visible sur la figure 2A, le conduit 18 débouche à son extrémité proximale dans un tube 30 rigide porté par la poignée 14.
Selon l’invention, le conduit 18 de la canne 12 est apte à recevoir un capillaire 32 qui peut être fixe ou monté à coulissement dans le conduit 18. Plus précisément, le capillaire 32 peut être introduit dans le conduit 18 par le tube 30 formé sur la poignée endoscopique 14. Le capillaire 32 comprend une portion d’extrémité distale 34 qui est rigide et qui porte une première extrémité 36 d’une tige 38.
Plus particulièrement, le dispositif comprend un ensemble de N tiges cylindriques 38, dont deux 38a, 38b sont représentées en figure 6, comportant chacune une première extrémité 36 destinée à être reliée de manière amovible à l’extrémité distale 34 du capillaire 32. Chaque tige 38 présente une seconde extrémité 40 opposée à la première extrémité 36. Cette seconde extrémité 40 présente une face plane 42 ayant la forme d’un disque plan qui est perpendiculaire à l’axe 44 de la tige 38. Au sein de l’ensemble de N tiges, le diamètre des faces 42 des secondes extrémités 40 des tiges 38 sont tous différents deux à deux. L’extrémité distale 34 du capillaire 32 comprend un filetage externe coopérant avec un filetage interne 46 d’un orifice de la première extrémité 36 de chaque tige 38. De cette manière, il est possible de fixer de manière amovible une tige 38 donnée à l’extrémité distale 34 du capillaire 32.
Dans une réalisation particulière de l’invention, le diamètre des disques des secondes extrémités 40 des N tiges 38 sont répartis, de préférence régulièrement, sur une gamme comprise entre 0,3 et 2 mm. La valeur inférieure de la gamme de valeurs correspond à la valeur minimale détectable par ressuage. La valeur supérieure de la gamme de valeurs correspond à la valeur correspondant à un défaut superficiel débouchant en surface et dont les discontinuités ont un effet vis-à-vis des phénomènes de capillarité du liquide imprégnant utilisé pour remplir le défaut.
Le dispositif selon l’invention est utilisé de la manière suivante après avoir réalisé l’opération de ressuage. En premier lieu, l’opérateur choisit une tige 38 parmi les N tiges 38. Cette tige 38 est alors montée à l’extrémité distale 34 du capillaire 32 et sa seconde extrémité 40 est amenée en contact avec le défaut. Le procédé de contrôle non destructif consiste ensuite à déterminer si la seconde extrémité circulaire 42 de la tige 38 recouvre totalement ou non le défaut. Si tel est le cas, alors le procédé consiste à choisir la tige 38 ayant un diamètre calibré immédiatement inférieur et à répéter les étapes précédentes jusqu’à identifier la tige k dont la seconde extrémité 40 ne recouvre plus totalement le défaut dans sa plus grande dimension. Le défaut peut ainsi être quantifié comme ayant une plus grande dimension comprise entre la valeur du diamètre de la tige k et la valeur du diamètre de la tige k+1. Si la tige 38 ne recouvre pas totalement le défaut, alors le procédé consiste à choisir la tige 38 ayant un diamètre calibré immédiatement supérieur et à répéter les étapes précédentes jusqu’à identifier la tige k dont la seconde extrémité 40 recouvre totalement le défaut dans sa plus grande dimension. Le défaut peut ainsi être quantifié comme ayant une plus grande dimension comprise entre la valeur du diamètre de la tige k-1 et la valeur du diamètre de la tige k.
Le dispositif et le procédé selon l’invention permette une quantification simple et rapide d’un défaut au moyen d’un ensemble de tiges ayant une face d’extrémité présentant une dimension perpendiculaire à l’axe de la tige qui est prédéterminée.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de recherche de défauts sur des pièces masquées, dans une turbomachine telle qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion, comprenant : - une canne (12) tubulaire rigide s’étendant dans une direction longitudinale et des moyens de guidage de lumière et de transmission d’images logés dans la canne (12) pour l’éclairage et l’observation d’une pièce à examiner, - une tête d’observation (24) à l’extrémité distale de la canne (12) comportant des moyens d’éclairage et de prise d’images reliés aux moyens de guidage de lumière et de transmission d’images logés dans la canne (12), - un ensemble de N tiges (38) comprenant chacune une première extrémité (36) destinée à être relié de manière amovible à l’extrémité distale de la canne (12) et une seconde extrémité (40) comportant une face (42) présentant une dimension calibrée dans une direction transverse à l’axe de la tige (38), lesdites dimensions calibrées des tiges (38) étant toutes différentes deux à deux.
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canne (12) comprend un conduit (18) dans lequel un capillaire (32) est monté fixe ou à coulissement et comporte une portion d’extrémité distale rigide (34) destinée à recevoir de manière amovible chacune desdites premières extrémités (36) des N tiges (38).
- 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la portion d’extrémité distale (34) du capillaire (32) porte un filetage externe destinée à recevoir par vissage la première extrémité (36) de chacune des N tiges (38).
- 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l’extrémité distale de la canne (12) porte un doigt (28) articulé à rotation autour d’un axe perpendiculaire à la canne (12), le conduit (18) s’étendant à l’intérieur du doigt (28).
- 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le doigt (28) est articulé à rotation entre une position dans laquelle il est aligné avec l’axe de la canne (12) et une position dans laquelle il est orienté perpendiculairement à l’axe de la canne (12).
- 6. Dispositif selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l’extrémité proximale de la canne (12) est reliée à une poignée (14) destinée à être fixée sur une turbomachine et en ce que le conduit (18) logeant le capillaire (32) se prolonge à l’intérieur de la poignée (14) et est raccordé à un tube (30) rigide porté par la poignée (14) et servant à l’insertion du capillaire (32) à l’intérieur du conduit (18).
- 7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions calibrées des N tiges (38) sont réparties, de préférence régulièrement, sur une gamme comprise entre 0,3 et 2 mm.
- 8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tiges (38) présentent chacune une forme cylindrique avec une seconde extrémité comprenant une face ayant une forme d’un disque plan.
- 9. Procédé de contrôle non destructif d’une pièce masquée au moyen du dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il consiste à : a) monter la première extrémité d'une tige (38) de l'ensemble de N tiges (38) à l'extrémité distale de la canne (12), b) insérer la canne (12) à l’intérieur d’une structure tridimensionnelle jusqu’à une position de contrôle, c) la tête d’observation (24) étant placée en regard de la pièce à examiner, déplacer la tige (38) jusqu’à ce que sa seconde extrémité (40) vienne recouvrir un défaut de la pièce à contrôler, d) déterminer si la seconde extrémité (40) de la tige (38) recouvre totalement ou non le défaut dans au moins sa plus grande dimension ; e) si oui, choisir la tige ayant la dimension calibrée immédiatement inférieure et répéter les étapes b) et d) jusqu’à identifier la tige k dont la seconde extrémité ne recouvre plus totalement le défaut dans sa plus grande dimension, f) si non, choisir la tige ayant la dimension calibrée immédiatement supérieure et répéter les étapes b) et d) jusqu’à identifier la tige k dont la seconde extrémité recouvre totalement le défaut dans sa plus grande dimension.
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