ISO 16811:2025
(Main)Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and range setting
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and range setting
This document specifies the general rules for setting the time-base range and sensitivity (i.e. gain adjustment) of a manually operated ultrasonic instrument with A-scan display in order that reproducible determinations can be made of the location and echo height of a reflector. This document is applicable to contact techniques employing a single probe with either a single transducer or dual transducers. This document does not apply to the immersion technique and techniques employing more than one probe.
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Réglage de la sensibilité et de la base de temps
Le présent document spécifie les règles générales de réglage de l’échelle de la base de temps et de la sensibilité (c’est-à-dire la commande de gain) d’un appareil de contrôle par ultrasons à commande manuelle et à représentation de type A afin de pouvoir effectuer des déterminations reproductibles de la localisation et de la hauteur d’écho d’un réflecteur. Le présent document s’applique aux techniques au contact qui utilisent un traducteur à transducteur simple ou à émetteur et récepteur séparés. Le présent document ne s’applique pas à la technique en immersion ni aux techniques utilisant plus d’un traducteur.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 16811
Second edition
Non-destructive testing —
2025-03
Ultrasonic testing — Sensitivity and
range setting
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Réglage de la
sensibilité et de la base de temps
Reference number
© ISO 2025
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Quantities and symbols . 1
5 Qualification of personnel . 3
6 Test equipment . 3
6.1 Instrument .3
6.2 Probes .3
6.2.1 General .3
6.2.2 Probe selection.3
6.2.3 Frequency and dimensions of transducer .4
6.2.4 Dead zone .4
6.2.5 Damping .4
6.2.6 Focusing probes .4
6.3 Coupling media .4
6.4 Standard blocks .5
6.5 Reference blocks .5
6.6 Specific test blocks .6
7 Categories of test objects . 6
8 Test objects, reference blocks and reference reflectors . 6
9 Probes . 9
9.1 General .9
9.2 Longitudinally curved probes .10
9.2.1 Convex scanning surface .10
9.2.2 Concave scanning surface .10
9.3 Transversely curved probes .10
9.3.1 Convex scanning surface .10
9.3.2 Concave scanning surface .11
10 Determination of probe index point and beam angle .11
10.1 General .11
10.2 Flat angle-beam probes .11
10.2.1 Calibration block technique .11
10.2.2 Reference block technique .11
10.3 Angle-beam probes curved longitudinally .11
10.3.1 Mechanical determination . .11
10.3.2 Reference block technique . 13
10.4 Angle-beam probes curved transversely. 13
10.4.1 Mechanical determination . 13
10.4.2 Reference block technique .14
10.5 Probes curved in two directions . 15
10.6 Probes for use on materials other than non-alloy steel . 15
11 Time base setting .15
11.1 General . 15
11.2 Reference blocks and reference reflectors .16
11.3 Straight-beam probes .16
11.3.1 Single-reflector technique .16
11.3.2 Multiple-reflector technique .16
11.4 Angle-beam probes .17
iii
11.4.1 Radius technique .17
11.4.2 Straight-beam probe technique .17
11.4.3 Reference block technique .17
11.4.4 Contoured probes .17
11.5 Alternative range settings for angle-beam probes .17
11.5.1 Flat surfaces .17
11.5.2 Curved surfaces .18
12 Sensitivity setting and echo height evaluation . 19
12.1 General .19
12.2 Angle of incidence . 20
12.3 Distance-amplitude curve (DAC) technique . 20
12.3.1 Reference blocks . 20
12.3.2 Preparation of a distance-amplitude curve .21
12.3.3 Evaluation of signals using a distance-amplitude curve . 22
12.3.4 Evaluation of signals using a reference height . 22
12.4 Distance-gain-size (DGS) technique. 23
12.4.1 General . 23
12.4.2 Reference blocks . 25
12.4.3 Use of DGS diagrams . 26
12.4.4 Restrictions on use of the DGS technique due to geometry . 28
12.5 Transfer correction . 28
12.5.1 General . 28
12.5.2 Fixed path length technique . 29
12.5.3 Comparative technique . 29
12.5.4 Compensation for local variations in transfer correction . 30
Annex A (informative) Determination of sound path distance and angle of incidence in category
2 test objects . .31
Annex B (informative) General DGS diagram .36
Annex C (informative) Determination of contact transfer correction factors .38
Bibliography . 41
iv
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.
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 document 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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and 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 Technical Committee ISO/TC 135, Non-destructive testing, Subcommittee
SC 3, Ultrasonic testing, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical
Committee CEN/TC 138 Non-destructive testing, in accordance with the Agreement on technical cooperation
between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 16811:2012), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— normative references have been updated;
— Annex A and Annex B from the prior edition have been moved to the main text;
— document has been editorially revised.
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.
v
Introduction
The following standards on ultrasonic testing are linked:
— ISO 16810, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General principles;
— ISO 16811, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and range setting;
— ISO 16823, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Through transmission technique;
— ISO 16826, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Testing for discontinuities perpendicular to
the surface;
— ISO 16827, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Characterization and sizing of discontinuities;
— ISO 16828, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Time-of-flight diffraction technique as a
method for detection and sizing of discontinuities.
vi
International Standard ISO 16811:2025(en)
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity
and range setting
1 Scope
This document specifies the general rules for setting the time-base range and sensitivity (i.e. gain
adjustment) of a manually operated ultrasonic instrument with A-scan display in order that reproducible
determinations can be made of the location and echo height of a reflector.
This document is applicable to contact techniques employing a single probe with either a single transducer
or dual transducers. This document does not apply to the immersion technique and techniques employing
more than one probe.
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.
1)
ISO 2400, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Specification for calibration block No. 1
ISO 5577, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Vocabulary
1)
ISO 7963, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Specification for calibration block No. 2
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 22232-1, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic test equipment — Part
1: Instruments
ISO 22232-2, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic test equipment — Part
2: Probes
ISO 22232-3, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic test equipment — Part
3: Combined equipment
3 Terms and definitions
For the purpose of this document, the terms and definitions given in ISO 5577 apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Quantities and symbols
A full list of the quantities and symbols used throughout this document is given in Table 1.
1) In the next revision of the standard, the term "calibration block" is intended to be replaced by the term "standard
block".
Table 1 — Quantities and symbols
Symbol Quantity Unit
A Normalized distance in DGS diagram
A' Probe coordinate mm
a Projected sound path length mm
a' Reduced projected sound path length mm
α Beam angle in steel °
α Beam angle in a non-alloy steel reference block °
r
α Incident angle (beam angle in delay block or wedge) °
d
α Beam angle in test object °
t
β Angle of incidence °
c Sound velocity in reference block m/s
r
c Velocity of transverse waves in test object m/s
t
c Velocity of longitudinal waves in delay block or wedge m/s
d
D Outer diameter of test object or curvature of scanning surface mm
obj
d Wall thickness mm
D Effective transducer size mm
eff
D Equivalent reflector diameter mm
f
D Diameter of spherical-shaped reflector mm
SSH
D Diameter of disc-shaped reflector mm
DSR
D Diameter of probe shoe mm
ps
D Diameter of side-drilled hole mm
SDH
e to e Reference block dimensions mm
1 7
g Depth of contour on probe contact surface mm
G Normalized diameter of disc-shaped reflector in DGS-Diagram
λ Wavelength mm
ΔH Difference between the echo height from a reference reflector and the echo height dB
u
from a discontinuity
l Length of probe shoe mm
ps
l Length of delay path mm
d
Δl Length of contoured probe face mm
ps
N Effective near field length mm
eff
P Reference point at s
r max
P Reference point at s
j j
q Coordinate of reflector mm
s Sound path length (single trip) mm
s Equivalent sound path distance in the delay block
d
s Sound path length of reference reflector mm
j
s Maximum sound path length mm
max
s Sound path length associated with evaluated signal mm
u
s Acoustic equivalent to delay path in test object mm
v
t Depth coordinate of reflector mm
V Gain in DGS diagram dB
V Basic gain dB
j
V Recording gain dB
r
V Gain for determining ΔV dB
t t
TTabablele 1 1 ((ccoonnttiinnueuedd))
Symbol Quantity Unit
V Indication gain dB
u
ΔV Gain difference dB
ΔV Correction for ΔV dB
~ t
ΔV Gain correction for cylindrical reflector surface dB
k
ΔV Gain difference associated with sound path length dB
s
ΔV Transfer correction (average) dB
t
V Gain for back wall echo on reference block dB
t,r
V Gain for back wall echo on test object dB
t,t
ΔV Difference between indication gain and recording gain dB
u
w Width of probe shoe mm
ps
Δw Width of contouring of the probe face mm
ps
x Distance between probe index point and front edge of probe, for an uncontoured mm
probe
Δx Probe index shift mm
5 Qualification of personnel
a) The testing shall be performed by personnel qualified in accordance with ISO 9712.
b) The requirements for qualification of test personnel shall be specified in the product standards and/or
other applicable documents.
6 Test equipment
6.1 Instrument
The ultrasonic instrument shall fulfil the requirements of ISO 22232-1.
6.2 Probes
6.2.1 General
The probe(s) shall initially fulfil the requirements of ISO 22232-2.
6.2.2 Probe selection
The choice of the probe depends on the purpose of the testing and the requirements of the referencing
standard or specification. It depends on:
— the material thickness, shape and surface condition of the test object;
— the type and metallurgical condition of the material to be tested;
— the type, position and orientation of discontinuities to be detected and assessed.
The probe parameters listed in 6.2.3, 6.2.4 and 6.2.5 shall be considered in relation to the characteristics of
the test object stated above.
6.2.3 Frequency and dimensions of transducer
The frequency and dimensions of a transducer determine the shape of the sound beam (near field and beam
divergence).
a) The selection shall assure that the characteristics of the beam are the optimum for the testing by a
compromise between the following:
1) the near-field length which shall remain, whenever possible, smaller than the thickness of the
test object.
NOTE It is possible to detect discontinuities in the near field, but their characterization is less accurate and
less reproducible than in the far field.
2) the beam width, which shall be sufficiently small within the test volume furthest from the probe to
maintain an adequate detection level;
3) the beam divergence, which shall be sufficiently large to detect planar discontinuities that are
unfavourably orientated.
b) Apart from the above considerations, the selection of frequency shall take into account the influence of
the sound attenuation in the material and the reflectivity of discontinuities.
The higher the frequency, the greater the test resolution, but the sound waves are more attenuated (or the
spurious signals due to the structure are greater) than with lower frequencies.
The choice of frequency thus represents a compromise between these two factors.
Most ultrasonic tests are performed at frequencies between 1 MHz and 10 MHz.
6.2.4 Dead zone
The choice of the probe shall take into account the influence of the dead zone in relation to the test volume.
6.2.5 Damping
The probe selection shall also include consideration of the damping which influences the axial resolution as
well as the frequency spectrum.
6.2.6 Focusing probes
Focusing probes are mainly used for the detection of small discontinuities and for sizing reflectors.
Their advantages in relation to non-focused single-transducer probes are an increased lateral resolution
and a higher signal-to-noise ratio than with non-focussing probes.
a) Their sound beams shall be described by the focal distance, the focal zone and the width of the focal zone.
b) The sensitivity setting shall be carried out by using reference reflectors.
6.3 Coupling media
a) Different coupling media can be used, but their type shall be compatible with the materials to be tested.
Examples are:
— water, possibly containing an agent, e.g. wetting, anti-freeze, corrosion inhibitor;
— contact paste;
— oil;
— grease;
— cellulosic paste containing water
b) The characteristics of the coupling medium shall remain constant throughout the verification, the
setting operations and the testing.
c) If the constancy of the characteristics cannot be guaranteed between setting and testing, a transfer
correction may be applied.
One method for determining the necessary correction is described in 12.5.
d) The coupling medium shall be suitable for the temperature range in which it will be used.
e) After testing is completed, the coupling medium shall be removed if its presence will adversely affect
subsequent operations or use of the test object.
6.4 Standard blocks
The blocks used for setting up the ultrasonic test equipment shall be in accordance with those specified in
ISO 2400 and ISO 7963.
The stability of test equipment and setting can be verified by using the blocks given in ISO 2400 and ISO 7963.
6.5 Reference blocks
a) When amplitudes of echoes from the test object are compared with echoes from a reference block,
certain requirements relating to the material, surface condition, geometry and temperature of the block
shall be observed.
b) Where possible, the reference blocks shall be made from a material with acoustic properties which are
within a specified range with respect to the material to be tested and shall have a surface condition
comparable to that of the test object.
c) If these characteristics are not the same, a transfer correction shall be applied.
A method for determining the necessary correction is described in 12.5.
d) The geometrical conditions of the reference blocks and the test object shall be considered.
For further details, see Clause 8.
e) The geometry of the reference blocks, its dimensions, and the position of any reflectors, shall be
indicated on a case by case basis in the specific standards and specifications.
f) The position and number of reflectors shall relate to the scanning of the entire test volume.
g) The most commonly used reflectors are:
1) large planar reflectors, compared to the beam width, perpendicular to the beam axis (e.g. back wall);
2) flat-bottomed holes;
3) side-drilled holes;
4) grooves or notches of various cross-sections
h) When reference blocks are submerged, e.g. for immersion testing, the influence of water in the holes
shall be considered or the ends of the holes shall be plugged.
i) The consequences of temperature differences between test object, probes, and reference blocks shall be
considered and compared to the requirements for the accuracy of the test.
j) If necessary, the reference blocks shall be maintained within the specified temperature range during
the testing.
6.6 Specific test blocks
In certain cases, specific blocks, e.g. with identified natural discontinuities, can be used to optimise the test
technique and to check the stability of the test sensitivity.
7 Categories of test objects
The requirements for range and sensitivity setting will depend on the geometrical form of the test object.
Five categories of test objects are specified in Table 2.
Table 2 — Categories of test objects
Category Feature Section in x-direction Section in y-direction
1 Plane parallel surfaces (e.g. plate/
sheet)
2 Parallel, uniaxially curved surfac-
es (e.g. tubes)
3 Parallel surfaces curved in more
than one direction (e.g. dished
ends)
4 Solid material of circular cross
section (e.g. rods and bars)
5 Complex shapes (e.g. nozzles,
sockets)
8 Test objects, reference blocks and reference reflectors
Requirements for geometrical features of test objects, reference blocks and reference reflectors in general
are contained in Table 3 and Table 4.
Table 3 — Reference blocks — Requirements for scanning surface, wall thickness and reflectors
Requirements when using back-wall echoes
Straight-beam probe Angle-beam probe Condition
2λs
e>
D
eff
λs
ee, >
D
eff
Key
1 sound beam diameter
Requirements when using side-drilled holes
Straight-beam probe Angle-beam probe Condition
D ≥15, λ
SDH
2λs
e>
D
eff
λs
ee, >
D
eff
sN>15,
eff
Requirements when using disc-shaped reflectors
Straight-beam probe Angle-beam probe Condition
λs
D <
DSR
D
eff
λs
ee, >
D
eff
sN>07,
eff
Key
1 sound beam diameter
TTabablele 3 3 ((ccoonnttiinnueuedd))
Requirements for test surface and wall thickness
Straight-beam probe Angle-beam probe Condition
d larger than the length of the dead
zone for α equal to 0°.
d > 5 λ for
α > 0°
e > 1,5 w
1 ps
e > 1,5 l
2 ps
e > 1,5 D
3 ps
Requirements when using spherical-shaped reflectors
Straight-beam probe Angle-beam probe Condition
s > 1,5 N with
eff
πλs
D <
SSH
D
eff
β ≤ 60°
λs
ee, >
D
eff
Table 4 — Reference blocks and reference reflectors for category 1 objects
Reference blocks and reference
Wall thickness, d, in mm Conditions
reflectors
2λs
e>
D
eff
10 ≤ d ≤ 15
15 ≤ d ≤ 20
D ≥15, λ
SDH
20 ≤ d ≤ 40
d−10
e =
d−10
d > 40 e ≤
9 Probes
9.1 General
Contouring of the probe shoe, for categories 2 to 5 of Table 2, may be necessary to avoid probe rocking, i.e. to
ensure good, uniform, acoustic contact and a constant beam angle in the test object.
Contouring is only possible with probes having a hard-plastic delay block (normally dual-transducer
straight-beam probes or angle-beam probes with wedges).
The following conditions for the different categories exist (see Table 2 and Figure 1):
— Category 1: No probe contouring necessary in either x- or y-direction;
— Categories 2 and 4: Contouring in x-direction for all probes (angle-beam probe orientation in x-direction
shall be longitudinally curved; angle-beam probe orientation in y-direction shall be transversely curved);
— Categories 3 and 5: Contouring in both x- or y-directions: Probe face longitudinally and transversely curved.
The use of contoured probes necessitates setting the range and sensitivity on reference blocks contoured
similar to the test object, or the application of mathematical correction factors.
When using Formula (1) or Formula (2), problems due to low energy transmission or beam misalignment
are avoided.
9.2 Longitudinally curved probes
9.2.1 Convex scanning surface
For scanning on convex surfaces, the probe face shall be contoured when the diameter of the test object, D ,
obj
is below ten times the length of the probe shoe, l , (see Figure 1):
ps
Dl<10 (1)
objps
9.2.2 Concave scanning surface
On a concave scanning surface, the probe face shall always be contoured, unless adequate coupling can be
achieved due to very large radii of curvature.
9.3 Transversely curved probes
9.3.1 Convex scanning surface
For scanning on convex surfaces, the probe face shall be contoured when the diameter of the test object, D ,
obj
is below ten times the width of the probe shoe, w , (see Figure 1):
ps
Dw<10 (2)
objps
Key
1 transversely curved
2 longitudinally curved
Figure 1 — Length, l , and width, w , of probe shoe in direction of curvature of the test object
ps ps
9.3.2 Concave scanning surface
On a concave scanning surface, the probe face shall always be contoured, unless adequate coupling can be
achieved due to very large radii of curvature.
10 Determination of probe index point and beam angle
10.1 General
a) For straight-beam probes there is no requirement to determine probe index point and beam angle as it
is assumed that the probe index point is in the centre of the probe face and the angle of refraction is zero
degrees.
b) When using angle-beam probes, these parameters shall be determined in order that the position of a
reflector in the test object can be determined in relation to the probe position.
The techniques and reference blocks employed depend on the contouring of the probe face.
c) Measured beam angles depend on the sound velocity of the reference block used.
If the block is not made of non-alloy steel, its velocity shall be determined and recorded.
10.2 Flat angle-beam probes
10.2.1 Calibration block technique
Probe index point and beam angle shall be determined using calibration block No. 1 or calibration block No. 2
according to the specifications given in ISO 2400 or ISO 7963 respectively, depending on the size of the probe.
10.2.2 Reference block technique
An alternative technique using a reference block containing at least 3 side-drilled holes may be used. In this
case, a block as given in ISO 22232-3 shall be used.
10.3 Angle-beam probes curved longitudinally
10.3.1 Mechanical determination
a) Before contouring the probe face, the probe index point and beam angle shall be measured as described
in 10.2.1.
b) The incident angle at the probe face (α ) shall be calculated from the determined beam angle (α) and a
d
line, originating from the probe index point and parallel to the incident beam, shall be marked on the
side of the probe, as shown in Figure 2.
c) The incident angle is given by Formula (3):
c
d
αα=arcsin sin (3)
d
c
t
where
c is the longitudinal wave velocity in the probe wedge (normally 2 730 m/s for acrylic glass);
d
c is the transverse wave velocity in the test object (3 255 m/s ± 15 m/s for non-alloy steel).
t
d) After contouring, the probe index point will have moved along the marked line, and its new position can
be measured by mechanical means directly on the probe housing, as shown in Figure 2.
e) The beam angle shall be determined by maximizing the echo from a side-drilled hole satisfying the
conditions given in Table 3.
f) The beam angle may then be determined directly on the test object, on the reference block, or on a scale
drawing. See Figure 3.
g) Alternatively, the beam angle may be determined by calculation on the basis of the sound path length
measured on the reference block by mechanical means, using Formula (4).
This may be accomplished together with the range setting as described in 11.4.4:
()Ds/2 +−ts++DtD
SDHSDH Obj
α =arccos (4)
Ds[]+()D /2
objSDH
The symbols used in this equation are illustrated in Figure 3.
h) The radius of curvature of the surface used for the calibration shall be within ±10 % of that of the test object.
Key
1 marked line for index shift
2 index point after contouring
3 index point before contouring
Figure 2 — Determination of index shift for longitudinally curved probes
Figure 3 — Determination of beam angle α for a longitudinally contoured probe
10.3.2 Reference block technique
This technique is similar to that referenced in 10.2.2, except that the test block shall have a radius of
curvature within ±10 % of that of the test object.
10.4 Angle-beam probes curved transversely
10.4.1 Mechanical determination
a) Before contouring the probe face the probe index point and beam angle shall be determined as described
in 10.2.1.
b) After contouring, either:
1) a line representing the incident beam, originating from the probe index point, shall be marked on
the side of the probe. The new position of the probe index point shall be measured on the side of the
probe as shown in Figure 4;
2) the shift in probe index point position (Δx) shall be calculated using Formula (5):
Δxg= tan()α (5)
d
The symbols used in this equation are illustrated in Figure 4.
c) For acrylic glass wedges (c = 2 730 m/s) and non-alloy steel test objects (c = 3 255 m/s) the shift in
d t
the probe index point position (Δx), for the three most commonly used beam angles, shall be read from
Figure 5 in relation to the depth of contouring (g).
d) The beam angle shall not change during contouring.
e) However, if it is not known, or if there is any variation in the depth of contouring along the length of the
probe, it shall be determined on a suitably contoured reference block using a side drilled hole satisfying
the conditions given in Table 3. The beam angle shall be determined:
— by drawing a straight line between the hole and the probe index point on a scale drawing; or
— by calculation using Formula (6) for the setup illustrated in Figure 6:
′
Ax+−q
α =arctan (6)
t
Key
1 marked line for index shift
2 index point after contouring
3 index point before contouring
Figure 4 — Determination of index shift for transversely curved probes
10.4.2 Reference block technique
This technique is similar to that referenced in 10.2.2 except that the test block shall be curved transversely
in relation to the probe, and shall have a radius of curvature not exceeding 10 % greater, or 30 % lower, than
that of the test object.
Key
g depth of contouring
Δx probe index point shift
Figure 5 — Probe index shift, Δx, for delay paths in acrylic glass
Key
A’ probe coordinate
x distance of probe index point and front edge of probe
q coordinate of reflector
s sound path length
t depth coordinate of reflector
D diameter of side-drilled hole
SDH
α beam angle in steel
Figure 6 — Determination of beam angle using a side-drilled hole
10.5 Probes curved in two directions
Unless the need for multiaxial curving of the probe face can be avoided, e.g. by use of smaller probes, the
procedures specified in 10.2, 10.3 and 10.4 shall be followed as appropriate.
10.6 Probes for use on materials other than non-alloy steel
If the sound velocity in the material under test is markedly different from that in non-alloy steel, the beam
angle will be significantly changed.
The use of the radii on calibration block No. 1 or calibration block No. 2 then may lead to confusing results.
If the sound velocity is known, the beam angle can be calculated using Formula (7):
c
t
αα=arcsin sin (7)
t r
c
r
where
α is the beam angle in a non-alloy steel reference block;
r
α is the beam angle in the test object;
t
c is the transverse wave velocity in the test object;
t
c is the transverse wave velocity in the non-alloy steel reference block (3 255 m/s ± 15 m/s).
r
If the sound velocity is not known, the beam angle can be determined using an echo from a side-drilled hole
in a sample of the material to be tested, as illustrated in Figure 6, or as described in 10.3.1 or in 10.4.1, as
appropriate.
11 Time base setting
11.1 General
a) For all tests using the pulse-echo technique, the time base of the ultrasonic instrument shall be set to
indicate, on the screen, the sound propagation time, or, more usually, some parameters directly related to it.
Such parameters may be the sound path length of a reflector, its depth below the test surface, its
projected sound path length, a, or its reduced projected sound path length, a’, s
...
Norme
internationale
ISO 16811
Deuxième édition
Essais non destructifs — Contrôle
2025-03
par ultrasons — Réglage de la
sensibilité et de la base de temps
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and
range setting
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Grandeurs et symboles . 2
5 Qualification du personnel . 3
6 Équipement d’essai . 3
6.1 Appareil.3
6.2 Traducteurs .3
6.2.1 Généralités .3
6.2.2 Choix du traducteur .3
6.2.3 Fréquence et dimensions des traducteurs .4
6.2.4 Zone morte .4
6.2.5 Amortissement . . .4
6.2.6 Traducteurs focalisés .4
6.3 Milieux de couplage .4
6.4 Blocs étalons .5
6.5 Blocs de référence .5
6.6 Blocs d’essai spécifiques .6
7 Catégories des pièces à contrôler . 6
8 Pièces à contrôler, blocs de référence et réflecteurs de référence . 6
9 Traducteurs . 9
9.1 Généralités .9
9.2 Traducteurs à courbure longitudinale .10
9.2.1 Surface de balayage convexe .10
9.2.2 Surface de balayage concave .10
9.3 Traducteurs à courbure transversale .10
9.3.1 Surface de balayage convexe .10
9.3.2 Surface de balayage concave .11
10 Détermination du point d’émergence et de l’angle du faisceau .11
10.1 Généralités .11
10.2 Traducteurs plats de faisceau d’angle .11
10.2.1 Technique utilisant un bloc d’étalonnage .11
10.2.2 Technique utilisant un bloc de référence . 12
10.3 Traducteurs de faisceau d’angle à courbure longitudinale . 12
10.3.1 Détermination mécanique . 12
10.3.2 Technique utilisant un bloc de référence . 13
10.4 Traducteurs de faisceau d’angle à courbure transversale . 13
10.4.1 Détermination mécanique . 13
10.4.2 Technique utilisant un bloc de référence .14
10.5 Traducteurs à courbure bidirectionnelle .16
10.6 Traducteurs à utiliser avec des matériaux autres que l’acier non allié .16
11 Réglage de la base de temps.16
11.1 Généralités .16
11.2 Blocs de référence et réflecteurs de référence .17
11.3 Traducteurs droits .17
11.3.1 Technique à réflecteur simple .17
11.3.2 Technique à réflecteurs multiples .18
11.4 Traducteurs de faisceau d’angle .18
iii
11.4.1 Technique des quarts de rond .18
11.4.2 Technique utilisant un traducteur droit .18
11.4.3 Technique utilisant un bloc de référence .18
11.4.4 Traducteurs de forme .18
11.5 Autres réglages de la base de temps pour les traducteurs de faisceau d’angle .19
11.5.1 Surfaces planes .19
11.5.2 Surfaces courbes .19
12 Réglage de la sensibilité et évaluation de la hauteur d’écho .20
12.1 Généralités . 20
12.2 Angle d’incidence .21
12.3 Technique de la courbe amplitude-distance (CAD).21
12.3.1 Blocs de référence .21
12.3.2 Préparation d’une courbe amplitude-distance . 22
12.3.3 Évaluation des signaux au moyen d’une courbe amplitude-distance . 23
12.3.4 Évaluation des signaux au moyen d’une hauteur de référence .24
12.4 Technique des diagrammes de réflectivité (méthode AVG) .24
12.4.1 Généralités .24
12.4.2 Blocs de référence . 26
12.4.3 Utilisation des diagrammes de réflectivité .27
12.4.4 Restrictions d’utilisation de la technique des diagrammes de réflectivité pour
des raisons géométriques . . . 29
12.5 Correction de transfert . 29
12.5.1 Généralités . 29
12.5.2 Technique du trajet fixe. 30
12.5.3 Technique comparative . 30
12.5.4 Compensation des variations locales de la correction de transfert .31
Annexe A (informative) Détermination du trajet ultrasonore et de l’angle d’incidence dans les
objets à contrôler de catégorie 2 .33
Annexe B (informative) Diagramme général de réflectivité .38
Annexe C (informative) Détermination des facteurs de correction de transfert par contact .40
Bibliographie .43
iv
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n’avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l’adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits
de 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 le comité ISO/TC 135, Essais non destructifs sous-comité SC 3, Contrôle
par ultrasons, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 138, Essais non-destructifs, du Comité
européen de normalisation (CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN
(Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 16811:2012), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— mise à jour des références normatives;
— déplacement du contenu de l’Annexe A et de l’Annexe B de l’édition précédente dans le texte principal;
— révision rédactionnelle du document.
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.
v
Introduction
Les normes suivantes relatives au contrôle par ultrasons sont liées:
— ISO 16810, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Principes généraux;
— ISO 16811, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Réglage de la sensibilité et de la base
de temps;
— ISO 16823, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Technique par transmission;
— ISO 16826, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Contrôle des discontinuités perpendiculaires
à la surface;
— ISO 16827, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Caractérisation et dimensionnement
des discontinuités;
— ISO 16828, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Technique de diffraction du temps de vol
utilisée comme méthode de détection et de dimensionnement des discontinuités.
vi
Norme internationale ISO 16811:2025(fr)
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Réglage de
la sensibilité et de la base de temps
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les règles générales de réglage de l’échelle de la base de temps et de la
sensibilité (c’est-à-dire la commande de gain) d’un appareil de contrôle par ultrasons à commande manuelle
et à représentation de type A afin de pouvoir effectuer des déterminations reproductibles de la localisation
et de la hauteur d’écho d’un réflecteur.
Le présent document s’applique aux techniques au contact qui utilisent un traducteur à transducteur simple
ou à émetteur et récepteur séparés. Le présent document ne s’applique pas à la technique en immersion
ni aux techniques utilisant plus d’un traducteur.
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).
o 1)
ISO 2400, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Spécifications relatives au bloc d’étalonnage n 1
ISO 5577, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Vocabulaire
1)
ISO 7963, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Spécifications relatives au bloc d’étalonnage n° 2
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 22232-1, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par ultrasons
— Partie 1: Appareils
ISO 22232-2, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par ultrasons
— Partie 2: Traducteurs
ISO 22232-3, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par ultrasons
— Partie 3: Equipement complet
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 5577 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 l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
1) Dans la prochaine révision de la norme, il est prévu de remplacer le terme «bloc d’étalonnage» par le terme
«bloc étalon».
4 Grandeurs et symboles
Une liste complète des grandeurs et symboles utilisés dans le présent document est donnée dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Grandeurs et symboles
Symbole Grandeur Unité
A Distance normalisée dans le diagramme de réflectivité
A' Coordonnée du traducteur mm
a Trajet ultrasonore projeté mm
a' Trajet ultrasonore projeté réduit mm
α Angle du faisceau dans l’acier °
α Angle du faisceau dans un bloc de référence en acier non allié °
r
α Angle d’incidence (angle du faisceau dans le bloc de retard ou un sabot) °
d
α Angle du faisceau dans la pièce à contrôler °
t
β Angle d’incidence °
c Vitesse de l’onde ultrasonore dans le bloc de référence m/s
e
c Vitesse des ondes transversales dans la pièce à contrôler m/s
t
c Vitesse des ondes longitudinales dans le bloc de retard ou le sabot m/s
d
D Diamètre extérieur de la pièce à contrôler ou courbure de la surface de balayage mm
obj
d Épaisseur de paroi mm
D Dimensions effectives du transducteur mm
eff
D diamètre du réflecteur équivalent mm
f
D Diamètre du réflecteur en forme de sphère mm
SSH
D Diamètre du réflecteur en forme de disque mm
DSR
D Diamètre de la semelle du traducteur mm
ps
D Diamètre du trou de génératrice mm
SDH
e to e Dimensions du bloc de référence mm
1 7
g Profondeur de contour de la surface de contact du traducteur mm
G Diamètre normalisé du réflecteur en forme de disque dans le diagramme de réflectivité
λ Longueur d’onde mm
ΔH Différence entre la hauteur d’écho d’un réflecteur de référence et la hauteur d’écho dB
u
d’une discontinuité
l Longueur de la semelle du traducteur mm
ps
l Longueur du trajet de retard mm
d
Δl Longueur de la face du traducteur de forme mm
ps
N Longueur effective du champ proche mm
eff
P Point de référence à s
r max
P Point de référence à s
j j
q Coordonnée du réflecteur mm
s Trajet ultrasonore (aller) mm
s Distance équivalente du trajet ultrasonore dans le bloc de retard
d
s Trajet ultrasonore du réflecteur de référence mm
j
s Trajet ultrasonore maximal mm
max
s Trajet ultrasonore associé au signal évalué mm
u
s Équivalent acoustique du trajet de retard dans la pièce à contrôler mm
v
t Coordonnée de profondeur du réflecteur mm
V Gain dans le diagramme de réflectivité dB
TTabableleaauu 1 1 ((ssuuiitte)e)
Symbole Grandeur Unité
V Gain de base dB
j
V Gain d’enregistrement dB
r
V Gain de détermination de ΔV dB
t t
V Gain d’indication dB
p
ΔV Différence de gain dB
ΔV Correction de ΔV dB
~ t
ΔV Correction de gain pour surface de réflecteur cylindrique dB
k
ΔV Différence de gain associée au trajet ultrasonore dB
s
ΔV Correction de transfert (moyenne) dB
t
V Gain pour l’écho de fond du bloc de référence dB
t,r
V Gain pour l’écho de fond de la pièce à contrôler dB
t,t
ΔV Différence entre le gain d’indication et le gain d’enregistrement dB
u
w Largeur de la semelle du traducteur mm
ps
Δw Portion en largeur de la face du traducteur mise en forme mm
ps
x Distance entre le point d’émergence du traducteur et le bord avant du traducteur, dans le mm
cas d’un traducteur non formé
Δx Déplacement du point d’émergence mm
5 Qualification du personnel
a) Les essais doivent être effectués par un personnel qualifié conformément à l’ISO 9712.
b) Les exigences relatives à la qualification du personnel en charge des essais doivent être spécifiées dans
les normes de produits et/ou d’autres documents applicables.
6 Équipement d’essai
6.1 Appareil
L’appareil de contrôle par ultrasons doit répondre aux exigences de l’ISO 22232-1.
6.2 Traducteurs
6.2.1 Généralités
Le ou les traducteurs doivent répondre préalablement aux exigences de l’ISO 22232-2.
6.2.2 Choix du traducteur
Le choix du traducteur repose sur l’objectif des essais et les exigences de la norme ou de la spécification
de référence. Il dépend:
— de l’épaisseur du matériau, de la forme et de l’état de surface de la pièce à contrôler;
— du type et de l’état métallurgique du matériau à soumettre à essai;
— du type, de la position et de l’orientation des discontinuités à détecter et à identifier.
Les paramètres des traducteurs énumérés en 6.2.3, 6.2.4 and 6.2.5 doivent être pris en compte en fonction
des caractéristiques de la pièce à contrôler définies ci-dessus.
6.2.3 Fréquence et dimensions des traducteurs
La fréquence et les dimensions du traducteur déterminent la forme du faisceau acoustique (champ proche
et divergence du faisceau).
a) Le choix effectué doit garantir que les caractéristiques du faisceau sont optimales pour les essais,
en réalisant un compromis entre:
1) la longueur du champ proche qui doit rester, si possible, inférieure à l’épaisseur de la pièce à
contrôler;
NOTE Il est possible de détecter des discontinuités dans le champ proche, mais leur caractérisation est
moins précise et moins reproductible que dans le champ éloigné.
2) la largeur du faisceau qui doit être suffisamment faible dans le volume à contrôler le plus éloigné
du traducteur pour conserver un niveau de détection adéquat;
3) la divergence du faisceau qui doit être suffisamment grande pour permettre de détecter des
discontinuités planes dont l’orientation n’est pas favorable.
b) Outre les considérations ci-dessus, le choix de la fréquence doit tenir compte de l’influence de
l’atténuation acoustique dans le matériau et de la réflectivité des discontinuités.
Plus la fréquence est élevée et plus le pouvoir de résolution sera grand, mais les ondes acoustiques seront plus
atténuées (ou les signaux parasites dus à la structure seront augmentés) qu’avec des fréquences plus basses.
Le choix de la fréquence représente ainsi un compromis entre ces deux facteurs.
La majeure partie des essais s’effectue à des fréquences comprises entre 1 MHz et 10 MHz.
6.2.4 Zone morte
Le choix du traducteur doit tenir compte de l’influence de la zone morte en fonction du volume à contrôler.
6.2.5 Amortissement
Le choix du traducteur doit également tenir compte de l’amortissement qui influence le pouvoir de résolution
axiale ainsi que le spectre de fréquences.
6.2.6 Traducteurs focalisés
Les traducteurs focalisés sont principalement utilisés pour la détection de petites discontinuités et pour
le dimensionnement des réflecteurs.
Par rapport aux transducteurs à traducteur simple non focalisé, ils présentent l’avantage d’un pouvoir de
résolution latérale amélioré et d’un rapport signal/bruit plus élevé qu’avec des traducteurs non focalisés.
a) Leurs faisceaux acoustiques doivent être décrits par la distance focale, la tache focale et la largeur de
la tache focale.
b) Le réglage de la sensibilité doit être effectué à l’aide de réflecteurs de référence.
6.3 Milieux de couplage
a) Différents milieux de couplage peuvent être utilisés, mais leur type doit être compatible avec les
matériaux à soumettre à essai. Par exemple:
— eau, contenant éventuellement un agent (par exemple mouillant, antigel, inhibiteur de corrosion);
— pâte de contact;
— huile;
— graisse;
— pâte cellulosique à base d’eau.
b) Les caractéristiques du milieu de couplage doivent demeurer constantes pendant la vérification,
les opérations d’étalonnage et les essais.
c) Si la constance des caractéristiques ne peut pas être garantie entre le réglage et les essais, une correction
de transfert peut être faite.
Une méthode permettant de déterminer la correction nécessaire est décrite en 12.5.
d) Le milieu de couplage doit être adapté à la plage de température d’utilisation.
e) À l’issue des essais, le milieu de couplage doit être éliminé si sa présence peut perturber les opérations
ultérieures ou nuire à l’utilisation de la pièce à contrôler.
6.4 Blocs étalons
Les blocs utilisés pour le montage de l’appareillage de contrôle par ultrasons doivent être conformes à ceux
spécifiés dans l’ISO 2400 et l’ISO 7963.
La stabilité de l’équipement d’essai et du réglage peut être vérifiée à l’aide des blocs indiqués dans l’ISO 2400
et l’ISO 7963.
6.5 Blocs de référence
a) Lorsque les échos de la pièce à contrôler sont comparés à ceux d’un bloc de référence, certaines
exigences relatives au matériau, à l’état de surface, à la géométrie et à la température du bloc doivent
être observées.
b) Si possible, le bloc de référence doit être réalisé en un matériau ayant des propriétés acoustiques qui
se situent dans des limites spécifiées par rapport à celles du matériau à soumettre à essai et avoir un
état de surface comparable à celui de la pièce à contrôler.
c) Si ces caractéristiques ne sont pas les mêmes, une correction de transfert doit être faite.
Une méthode permettant de déterminer la correction nécessaire est décrite en 12.5.
d) Les conditions géométriques des blocs de référence et de la pièce à contrôler doivent être prises en compte.
Pour de plus amples détails, voir Article 8.
e) La géométrie des blocs de référence, leurs dimensions et la position des réflecteurs doivent être
indiquées au cas par cas dans les normes et spécifications pertinentes.
f) La position et le nombre de réflecteurs doivent également être définis de manière à assurer le balayage
de la totalité du volume à contrôler.
g) Les réflecteurs les plus communément utilisés sont:
1) les réflecteurs plans de grande taille par rapport à la largeur du faisceau, perpendiculaires à l’axe
du faisceau (fond de la pièce, par exemple);
2) les trous à fond plat;
3) les trous de génératrice;
4) les rainures ou entailles de diverses sections.
h) Lorsque des blocs de référence sont immergés, par exemple pour des essais en immersion, l’effet de l’eau
dans les trous doit être pris en considération ou les extrémités des trous doivent être bouchées.
i) Les conséquences de différences de température entre la pièce à contrôler, les traducteurs et les blocs
de référence doivent être prises en considération et comparées aux exigences relatives à la précision
du contrôle.
j) Pendant les essais, les blocs de référence doivent, si nécessaire, être maintenus dans une plage de
température spécifiée.
6.6 Blocs d’essai spécifiques
Dans certains cas, des blocs spécifiques, par exemple présentant des discontinuités naturelles identifiées,
peuvent être utilisés pour optimiser la technique d’essai et vérifier la stabilité de la sensibilité d’essai.
7 Catégories des pièces à contrôler
Les exigences relatives au réglage de l’échelle et de la sensibilité dépendent de la forme géométrique de
la pièce à contrôler.
Cinq catégories de pièces à contrôler sont spécifiées dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Catégories des pièces à contrôler
Catégorie Caractéristique Section selon la direction x Section selon la direction y
1 Surfaces parallèles planes (plaque/
tôle, par exemple)
2 Surfaces parallèles à courbure
uniaxiale (tubes, par exemple)
3 Surfaces parallèles à courbures multi-
directionnelles
(extrémités incurvées, par exemple)
4 Matériau plein à section circulaire
(tiges et barres, par exemple)
5 Formes complexes
(tuyères/tubulures, par exemple)
8 Pièces à contrôler, blocs de référence et réflecteurs de référence
Le Tableau 3 et le Tableau 4 contiennent les exigences relatives aux caractéristiques géométriques des pièces
à contrôler, des blocs de référence et des réflecteurs de référence en général.
Tableau 3 — Blocs de référence — Exigences pour la surface de balayage,
l’épaisseur de paroi et les réflecteurs
Exigences en cas d’utilisation d’échos de fond
Traducteur droit Traducteur de faisceau d’angle Condition
2λs
e>
D
eff
λs
ee, >
D
eff
Légende
1 diamètre du faisceau acoustique
Exigences en cas d’utilisation de trous de génératrice
Traducteur droit Traducteur de faisceau d’angle Condition
D ≥15, λ
SDH
2λs
e>
D
eff
λs
ee, >
D
eff
sN>15,
eff
Exigences en cas d’utilisation de réflecteurs en forme de disque
Traducteur droit Traducteur de faisceau d’angle Condition
λs
D <
DSR
D
eff
λs
ee, >
D
eff
sN>07,
eff
Légende
1 diamètre du faisceau acoustique
TTabableleaauu 3 3 ((ssuuiitte)e)
Exigences relatives à la surface à contrôler et à l’épaisseur de paroi
Traducteur droit Traducteur de faisceau d’angle Condition
d supérieur à la longueur
de la zone morte pour α
égal à 0°.
d > 5 λ pour
α > 0°
e > 1,5 w
1 ps
e > 1,5 l
2 ps
e > 1,5 D
3 ps
Exigences en cas d’utilisation de réflecteurs en forme de sphère
Traducteur droit Traducteur de faisceau d’angle Condition
s > 1,5 N avec
eff
πλs
D <
SSH
D
eff
β ≤ 60°
λs
ee, >
D
eff
Tableau 4 — Blocs de référence et réflecteurs de référence pour les pièces de catégorie 1
Blocs de référence et réflecteurs
Épaisseur de paroi, d, en mm Conditions
de référence
2λs
e>
D
eff
10 ≤ d ≤ 15
15 ≤ d ≤ 20
D ≥15, λ
SDH
20 ≤ d ≤ 40
d−10
e =
d−10
d > 40 e ≤
9 Traducteurs
9.1 Généralités
La mise en forme de la semelle, pour les catégories 2 à 5 du Tableau 2, peut être nécessaire afin d’éviter
l’oscillation du traducteur, c’est-à-dire pour assurer un contact acoustique correct et uniforme, et un angle
de faisceau constant sur la pièce à contrôler.
La mise en forme n’est possible qu’avec des traducteurs constitués d’un bloc de retard en plastique rigide
(habituellement des traducteurs droits à émetteur et récepteur séparés ou des traducteurs de faisceau
d’angle avec sabots).
Les conditions suivantes sont applicables aux différentes catégories (voir Tableau 2 et Figure 1):
— catégorie 1: aucune mise en forme du traducteur nécessaire dans la direction x ou y;
— catégories 2 et 4: mise en forme dans la direction x pour tous les traducteurs (l’orientation du traducteur
de faisceau d’angle dans la direction x doit présenter une courbure longitudinale; l’orientation du
traducteur de faisceau d’angle dans la direction y doit présenter une courbure transversale);
— catégories 3 et 5: mise en forme dans les directions x et y: face du traducteur à courbure longitudinale
et transversale.
L’utilisation de traducteurs de forme nécessite le réglage de la base de temps et de la sensibilité sur des
blocs de référence de forme similaire à celle de la pièce à contrôler, ou l’application de facteurs de correction
mathématiques.
Les problèmes dus à une faible transmission d’énergie ou à un mauvais alignement de faisceau sont évités
en utilisant la Formule (1) ou la Formule (2).
9.2 Traducteurs à courbure longitudinale
9.2.1 Surface de balayage convexe
Pour le balayage des surfaces convexes, la face du traducteur doit être mise en forme lorsque le diamètre
de la pièce à contrôler, D , est inférieur à dix fois la longueur de la semelle du traducteur, l (voir Figure 1):
obj ps
Dl<10 (1)
objps
9.2.2 Surface de balayage concave
Pour le balayage des surfaces concaves, la face du traducteur doit toujours être mise en forme, à moins qu’un
couplage approprié puisse être réalisé en raison des très grands rayons de courbure.
9.3 Traducteurs à courbure transversale
9.3.1 Surface de balayage convexe
Pour le balayage des surfaces convexes, la face du traducteur doit être mise en forme lorsque le diamètre
de la pièce à contrôler, D , est inférieur à dix fois la largeur de la semelle du traducteur, w (voir Figure 1):
obj ps
Dw<10 (2)
objps
Légende
1 courbure transversale
2 courbure longitudinale
Figure 1 — Longueur, l , et largeur, w , de la semelle du traducteur
ps ps
dans le sens de courbure de la pièce à contrôler
9.3.2 Surface de balayage concave
Pour le balayage des surfaces concaves, la face du traducteur doit toujours être mise en forme, à moins qu’un
couplage approprié puisse être réalisé en raison des très grands rayons de courbure.
10 Détermination du point d’émergence et de l’angle du faisceau
10.1 Généralités
a) Aucune exigence ne s’applique à la détermination du point d’émergence et de l’angle du faisceau pour
les traducteurs droits dans la mesure où il est considéré que le point d’émergence est au centre de la face
du traducteur et que l’angle de réfraction est de zéro degré.
b) Pour les traducteurs de faisceau d’angle, ces paramètres doivent être déterminés afin que la position
d’un réflecteur sur la pièce à contrôler puisse être déterminée par rapport à la position du traducteur.
Les techniques et les blocs de référence utilisés dépendent de la mise en forme de la face du traducteur.
c) Les angles de faisceau mesurés dépendent de la vitesse de l’onde ultrasonore du bloc de référence utilisé.
Si le bloc n’est pas en acier non allié, sa vitesse doit être déterminée et enregistrée.
10.2 Traducteurs plats de faisceau d’angle
10.2.1 Technique utilisant un bloc d’étalonnage
Le point d’émergence du traducteur et l’angle du faisceau doivent être déterminés en utilisant le bloc
o o
d’étalonnage n 1 ou n 2 conformément aux spécifications respectives de l’ISO 2400 ou de l’ISO 7963,
en fonction des dimensions du traducteur.
10.2.2 Technique utilisant un bloc de référence
Une autre technique utilisant un bloc de référence comportant au moins 3 trous de génératrice peut être
utilisée. Dans ce cas, un bloc tel que défini dans l’ISO 22232-3 doit être utilisé.
10.3 Traducteurs de faisceau d’angle à courbure longitudinale
10.3.1 Détermination mécanique
a) Avant de mettre en forme la face du traducteur, le point d’émergence du traducteur et l’angle du faisceau
doivent être mesurés comme décrit en 10.2.1.
b) L’angle d’incidence à la surface du traducteur (α ) doit être calculé à partir de l’angle de faisceau
d
déterminé (α) et la droite, ayant pour origine le point d’émergence et parallèle au faisceau incident,
doit être repérée sur le côté du traducteur, tel que représenté à la Figure 2.
c) L’angle d’incidence est donné par la Formule (3):
c
d
αα=arcsin sin (3)
d
c
t
où
c est la vitesse d’onde longitudinale dans le sabot du traducteur (normalement 2 730 m/s pour
d
le verre acrylique);
c est la vitesse d’onde transversale dans la pièce à contrôler (3 255 m/s ± 15 m/s pour un acier
t
non allié).
d) Après la mise en forme, le point d’émergence se déplace le long de la droite repère et sa nouvelle position
peut être mesurée mécaniquement, directement sur le boîtier du traducteur, tel que représenté à la
Figure 2.
e) L’angle du faisceau doit être déterminé en maximisant l’écho d’un trou de génératrice satisfaisant
aux conditions données dans le Tableau 3.
f) L’angle du faisceau peut ensuite être déterminé directement sur la pièce à contrôler, sur le bloc de
référence ou sur un dessin à l’échelle. Voir Figure 3.
g) L’angle du faisceau peut également être déterminé par calcul sur la base du trajet ultrasonore mesuré
mécaniquement sur le bloc de référence, en utilisant la Formule (4).
Ce calcul peut être combiné avec le réglage de la base de temps, comme décrit en 11.4.4:
2 22
Ds/2 +−ts++DtD
()
SDHSDH Obj
α =arccos (4)
Ds+ D /2
[]()
objSDH
Les symboles utilisés dans cette équation sont illustrés à la Figure 3.
h) Le rayon de courbure de la surface utilisée pour l’étalonnage doit être à ±10 % près celui de la pièce
à contrôler.
Légende
1 droite repère de déplacement du point d’émergence
2 point d’émergence après mise en forme
3 point d’émergence avant mise en forme
Figure 2 — Détermination du déplacement du point d’émergence des traducteurs
à courbure longitudinale
Figure 3 — Détermination de l’angle de faisceau α pour les traducteurs à courbure longitudinale
10.3.2 Technique utilisant un bloc de référence
Cette technique est similaire à celle indiquée en 10.2.2, sauf que le bloc d’essai doit avoir un rayon de
courbure équivalent à ±10 % près à celui de la pièce à contrôler.
10.4 Traducteurs de faisceau d’angle à courbure transversale
10.4.1 Détermination mécanique
a) Avant de mettre en forme la face du traducteur, le point d’émergence du traducteur et l’angle du faisceau
doivent être déterminés comme décrit en 10.2.1.
b) Après la mise en forme:
1) une ligne représentant le faisceau incident, ayant pour origine le point d’émergence, doit être
marquée sur le côté du traducteur. La nouvelle position du point d’émergence doit être mesurée sur
le côté du traducteur tel que représenté à la Figure 4;
2) le déplacement du point d’émergence (Δx) doit être calculé au moyen de la Formule (5):
Δxg= tan()α (5)
d
Les symboles utilisés dans cette équation sont illustrés à la Figure 4.
c) Pour les sabots en verre acrylique (c = 2 730 m/s) et les pièces à contrôler en acier non allié
d
(c = 3 255 m/s), le déplacemen
...
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