ISO 16827:2025
(Main)Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Characterization and sizing of discontinuities
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Characterization and sizing of discontinuities
This document specifies the general principles and techniques for the characterization and sizing of previously detected discontinuities in order to ensure their evaluation against applicable acceptance criteria. This document is applicable, in general terms, to discontinuities in those materials and applications covered by ISO 16810. Phased array techniques can also be applied but additional steps or verifications can be needed.
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Caractérisation et dimensionnement des discontinuités
Le présent document décrit les principes généraux et les techniques pour la caractérisation et le dimensionnement des discontinuités détectées au préalable afin de les évaluer correctement par rapport aux critères d’acceptation applicables. Le présent document s’applique, en termes génériques, aux discontinuités des matériaux et applications couvertes par l’ISO 16810. Des techniques de contrôle en multiéléments peuvent également être appliquées mais des étapes ou vérifications supplémentaires peuvent s’avérer nécessaires.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 16827
Second edition
Non-destructive testing —
2025-06
Ultrasonic testing —
Characterization and sizing of
discontinuities
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons —
Caractérisation et dimensionnement des discontinuités
Reference number
© ISO 2025
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principles of characterization of discontinuities . 1
4.1 General .1
4.2 Requirements for surface condition .2
5 Pulse-echo techniques . 2
5.1 General .2
5.2 Location of discontinuity .2
5.3 Orientation of discontinuity .3
5.4 Assessment of multiple indications .3
5.5 Shape of discontinuity .4
5.5.1 Simple classification .4
5.5.2 Detailed classification .4
5.6 Maximum echo height of indication .5
5.7 Size of discontinuity.5
5.7.1 General .5
5.7.2 Maximum echo height techniques .5
5.7.3 Probe movement sizing techniques .6
5.7.4 Selection of sizing techniques .7
5.7.5 Sizing techniques with focusing probes .8
5.7.6 Use of mathematical algorithms for sizing .8
5.7.7 Special sizing techniques .8
6 Through-transmission technique . 9
6.1 General .9
6.2 Location of discontinuity .9
6.3 Evaluation of multiple discontinuities .9
6.4 Reduction of signal amplitude .10
6.5 Size of discontinuity.10
Annex A (normative) Analysis of multiple indications .12
Annex B (normative) Techniques for the classification of discontinuity shape . 14
Annex C (normative) Sizing technique using the maximum echo height .23
Annex D (normative) Sizing techniques using probe movement .25
Annex E (informative) Iterative sizing technique .37
Annex F (informative) Mathematical algorithms for the estimation of the actual size of a
discontinuity . 41
Annex G (informative) Examples of special sizing techniques . 47
Bibliography .50
iii
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)
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this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
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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 16827:2012), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— figures have been updated;
— references have been updated;
— information added in the scope that the technique can also be used with phased array.
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.
iv
Introduction
The following documents 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
v
International Standard ISO 16827:2025(en)
Non-destructive testing — Ultrasonic testing —
Characterization and sizing of discontinuities
1 Scope
This document specifies the general principles and techniques for the characterization and sizing of
previously detected discontinuities in order to ensure their evaluation against applicable acceptance
criteria.
This document is applicable, in general terms, to discontinuities in those materials and applications covered
by ISO 16810.
Phased array techniques can also be applied but additional steps or verifications can be needed.
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.
ISO 5577, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Vocabulary
ISO 16810, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General principles
ISO 16811, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and range setting
3 Terms and definitions
For the purposes 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 Principles of characterization of discontinuities
4.1 General
Characterization of a discontinuity involves the determination of those features which are necessary for its
evaluation with respect to specified acceptance criteria.
Characterization of a discontinuity can include:
a) determination of basic ultrasonic parameters (echo height, time of flight);
b) determination of its basic shape and orientation;
c) sizing, which may take the form of either:
1) the determination of one or more dimensions (or area/volume), within the limitations of the
methods; or
2) the determination of some specified parameter, e.g. echo height, where this is taken as representative
of the physical size of the discontinuity;
d) location, e.g. the proximity to the surface or to other discontinuities;
e) determination of any other parameters or characteristics that may be necessary for complete evaluation;
f) assessment of probable nature, e.g. crack or inclusion, where adequate knowledge of the test object and
its manufacturing history makes this feasible.
g) The requirements of ISO 16810 apply unless stated otherwise.
Where the test in accordance with the principles of ISO 16810 yields sufficient data on the discontinuity
for its evaluation against the applicable acceptance criteria, no further characterization is necessary.
h) The techniques used for characterization shall be specified in conjunction with the applicable acceptance
criteria.
4.2 Requirements for surface condition
a) The surface finish and profile shall be such that it permits sizing of discontinuities with the desired
accuracy.
In general, the smoother and flatter the surface the more accurate the results will be.
For most practical purposes a surface finish of R = 6,3 μm for machined surfaces and 12,5 μm for shot-
a
blasted surfaces are recommended.
NOTE Determination of the surface roughness is out of the scope of this document.
b) The gap between the probe and the surface shall not exceed 0,5 mm.
c) The above surface requirements shall normally be limited to those areas from which sizing is to be
carried out as, in general, they are unnecessary for discontinuity detection.
d) The method of surface preparation shall not produce a surface that gives rise to a high level of noise.
5 Pulse-echo techniques
5.1 General
The principal ultrasonic characteristics/parameters of a discontinuity that are most commonly used for
evaluation by the pulse-echo techniques are described in 5.2 to 5.7 inclusive.
The characteristics/parameters to be determined shall be defined in the applicable standard or any relevant
contractual document, and shall meet the requirements on the characterization of discontinuities given in
ISO 16810.
5.2 Location of discontinuity
The location of a discontinuity is defined as its position within a test object with respect to an agreed system
of reference co-ordinates.
a) It shall be determined in relation to one or more datum points and with reference to the index point and
beam angle of the probe, and measurement of the probe position and sound path length at which the
maximum echo height is observed.
b) Depending on the geometry of the test object and the type of discontinuity, it may be necessary to
confirm the location of the discontinuity from another direction, or with another beam angle, to ensure
that the echo is not caused e.g. by a wave mode conversion at a geometrical feature of the test object.
5.3 Orientation of discontinuity
The orientation of a discontinuity is defined as the direction or plane along which the discontinuity has its
major axis (axes) with respect to a datum reference on the test object.
a) The orientation can be determined by a geometrical reconstruction analogous to that described for
location, with the difference that more beam angles and/or scanning directions are generally necessary
than for a simple location.
b) The orientation may also be determined from observation of the scanning direction at which the
maximum echo height is obtained.
c) In several applications, the precise determination of the discontinuity orientation in space is not
required, only the determination of the projection of the discontinuity onto one or more specified planes
and/or sections within the test object.
5.4 Assessment of multiple indications
The method for distinguishing between single and multiple discontinuities may be based on either
qualitative assessment or quantitative criteria.
a) The qualitative determination consists of ascertaining, through the observation of the variations
of the ultrasonic indications, whether or not such indications correspond to one or more separate
discontinuities. Figure 1 shows typical examples of signals from grouped discontinuities in a forging or
casting.
b) Where acceptance criteria are expressed in terms of maximum allowable dimensions, preliminary
quantitative determinations shall be made in order to determine whether separate discontinuities are
to be evaluated individually or collectively according to pre-established rules governing the evaluation
of the group.
c) Such rules may be based on the concentration of individual discontinuities within the group, expressed
in terms of the total of their lengths, areas or volumes in relation to the overall length, area or volume of
the group.
Alternatively, the rules may specify the minimum distance between individual discontinuities, often as
a ratio of the dimensions of the adjacent discontinuities.
d) Where a more accurate characterization of a group of indications is required, an attempt shall be made to
determine whether the echoes arise from a series of closely spaced but separate discontinuities, or from
a single continuous discontinuity having a number of separate reflecting facets, using the techniques in
accordance with Annex A.
a) Resolvable grouped discontinuities b) Unresolvable grouped discontinuities
Key
s sound path
Y signal amplitude
Figure 1 — Examples of A-scan signals from grouped discontinuities
5.5 Shape of discontinuity
5.5.1 Simple classification
There is a limited number of basic reflector shapes that can be identified by ultrasonic testing.
In many cases, evaluation against the applicable acceptance criteria only requires a relatively simple
classification in accordance with B.1.
a) According to this, the discontinuity shall be classified as either:
1) point, i.e. having no significant extent in any direction;
2) elongated, i.e. having a significant extent in one direction only;
3) complex, i.e. having a significant extent in more than one direction.
b) When required, the classification “complex” may be sub-divided into:
1) planar, i.e. having a significant extent in 2 directions only, and
2) volumetric, i.e., having a significant extent in 3 directions.
c) Depending upon the requirements of the acceptance standard, either:
1) separate acceptance criteria may apply to each of the above classifications; or
2) the discontinuity, independently of its point, elongated or complex configuration, is projected onto
one or more pre-established sections, and each projection is conservatively treated as a crack-like
planar discontinuity.
d) Simple classification will normally be limited to the use of those probes and techniques specified in the
test procedure.
e) Additional probes or techniques may only be used where agreed.
5.5.2 Detailed classification
a) In order to correctly identify the discontinuity types specified in the acceptance criteria, or to make a
correct fitness-for-purpose evaluation, it can be necessary to make a more detailed assessment of the
shape of the discontinuity.
Guidance on the methods that may be used for a more detailed classification is contained in B.2.
A classification can require the use of additional probes and scanning directions to those specified in
the test procedure for the detection of discontinuities, and can also be aided by the use of the special
techniques in Annexes E, F and G.
b) Classification of discontinuity shape will be limited to the determination of those discontinuity shapes
which are necessary for the correct evaluation of a discontinuity against the acceptance criteria or other
requirements.
The validity of such a classification should be proven for the specific application, e.g. materials and
configuration of the test object, test procedure, type of instrument and probes used.
5.6 Maximum echo height of indication
The maximum echo height from a discontinuity is related to its size, shape and orientation. It is measured by
comparison with a specified reference level according to the methods described in ISO 16811.
Depending on the application and acceptance criteria the maximum echo height can be:
a) compared directly with a reference level that is specified in the acceptance standard;
b) used to determine the equivalent size of a discontinuity by comparison with the echo from a reference
reflector at the same sound path length in the material under test, or in a reference block having the
same acoustic properties, as described in 5.7.2;
c) used in probe movement sizing techniques based on a specified echo drop (e.g. 6 dB) below the
maximum, as described in 5.7.3.
5.7 Size of discontinuity
5.7.1 General
The sizing of a discontinuity consists in determining one or more projected dimensions/areas of the
discontinuity onto pre-established directions and/or sections.
If sizing is required, sizing techniques according to Annex C or Annex D shall be applied.
A short description of these techniques is found in Annex F and further details are given in ISO 16811.
5.7.2 Maximum echo height techniques
These techniques are based on a comparison of the maximum echo height from a discontinuity with the
echo height from a reference reflector at the same sound path length.
They are only meaningful if:
a) the shape and orientation of the discontinuity are favourable for reflection, hence the need to perform
echo height determinations from several directions or angles, unless the shape and orientation are
already known; and
b) the dimensions of the discontinuity, perpendicular to the beam axis, are less than the beam width in
either one or both directions;
c) the basic shape and orientation of the reference reflector are similar to those of the discontinuity to be
evaluated.
d) The reference reflector may be either a disc-shaped reflector, e.g. flat-bottomed hole, or an elongated
reflector, e.g. a side-drilled hole or notch.
e) Discontinuities subject to sizing may be classified as follows:
1) discontinuities whose reflective area has dimensions less than the beam width in all directions;
2) discontinuities whose reflective area shows a narrow, elongated form, i.e. having a length greater
than the beam width and a transverse dimension less than the beam width.
f) For discontinuities corresponding to e) 1), the area of the discontinuity, projected onto a section normal to
the ultrasonic beam axis, is assumed to be equivalent to the area of a disc-shaped reflector, perpendicular
to the beam axis, producing a maximum echo of the same height at the same sound path length.
g) For discontinuities corresponding to e) 2), the reference reflectors are generally of elongated form,
transverse to the ultrasonic beam axis, and having a specified transverse profile.
Such reflectors may be notches with rectangular, U- or V-shaped profile, or side-drilled holes.
5.7.3 Probe movement sizing techniques
a) When using a straight-beam probe the dimensions generally determined are l and l , in directions
1 2
parallel to the scanning surface, by probe movement in two mutually perpendicular directions (see
Figure 2).
b) When using an angle-beam probe, the dimensions generally determined are:
1) dimension, l, parallel to the lateral scanning direction, determined by lateral movement of the probe
(see Figure 3);
2) dimension, h, perpendicular to the scanning surface, determined by transverse movement of the
probe (see Figure 3).
c) The techniques are classified into three categories, as follows:
1) fixed amplitude level techniques where the ends of a discontinuity are taken to correspond to the
plotted positions at which the echo height falls below a specified evaluation level;
2) techniques where the edges of the discontinuity are taken to correspond to the plotted positions
at which the maximum echo height at any position along the discontinuity has fallen by a specified
number of decibels.
The edges of the discontinuity may be plotted along the beam axis or along a predetermined beam edge;
3) techniques which aim to position the individual echoes from the tips of the discontinuity, or from
reflecting facets immediately adjacent to the edges.
The principal probe movement sizing techniques are described in Annex D.
Key
1 probe movement in direction x
2 probe movement in direction y
3 straight-beam probe
l extent in direction x
l extent in direction y
Figure 2 — Parameters l and l for the conventional sizing of a discontinuity by a straight-beam probe
1 2
Key
1 transverse movement
2 lateral movement
3 angle-beam probe
l extent parallel to the lateral scanning direction
h extent perpendicular to the scanning surface
Figure 3 — Projected parameters l and h for the conventional sizing of a discontinuity by an angle-
beam probe
5.7.4 Selection of sizing techniques
The selection of sizing technique(s) depends upon the specific application and product type, and on the size
and nature of the discontinuity.
The following general rules apply:
a) maximum echo height techniques (see 5.7.2) may be applied only if the dimension to be measured is less
than the 6 dB beam width;
b) fixed amplitude level techniques [see 5.7.3, c)1)] may be applied to discontinuities of any dimension,
but since the measured size is an arbitrary value dependent on the particular amplitude level selected,
these techniques should only be used when specifically called for in the acceptance standard;
c) techniques based on probe movement at a specified dB drop below the maximum echo height from the
particular discontinuity [see 5.7.3, c)2)] may be applied only where the measured dimension is greater
than the beam width at the same dB drop.
d) If condition c) is not fulfilled the dimension of the discontinuity shall be assumed to be equal to the
applicable beam width;
e) techniques based on positioning the individual edges of a discontinuity [see 5.7.3, c)3)] can only be applied
when the ultrasonic indication from the discontinuity shows two or more resolvable echo maxima;
f) if the dimension to be determined is measured by more than one technique of 5.7.3, that value
determined by the technique whose reliability and accuracy can be demonstrated to be the highest shall
be assumed to be correct.
g) Alternatively, the highest measured value shall be assumed.
5.7.5 Sizing techniques with focusing probes
If focusing probes are used for sizing, the techniques described in 5.7.2 and 5.7.3 can also be used, provided
that the discontinuity falls within the focal zone of the beam.
In general, the rules given under 5.7.4 also apply to focusing probes.
Where a higher accuracy of sizing is requested, an alternative technique can be used that is based on the
construction of a series of C-scan presentations of the discontinuity.
These shall be plotted through an iterative process of 6 dB steps, starting from an initial plot corresponding
to the 6 dB step from the maximum echo of discontinuity, down to the step where the evolution of the plot
corresponding to a 6 dB drop step is equal to, or less than, the 6 dB half-width of the ultrasonic beam.
In principle, this iterative technique can be used with both focused and unfocused ultrasonic beams, but
where high accuracy is required, it is particularly suitable for use with focused beams.
Annex E illustrates this technique in detail.
5.7.6 Use of mathematical algorithms for sizing
The main purpose of the sizing techniques illustrated in 5.7.2 and 5.7.3 is to compare the determined
discontinuity size with acceptance levels expressed in terms of maximum allowable dimensions (or areas/
volumes).
Where a higher accuracy is required in order to better estimate the actual size of a discontinuity, but only
data from the techniques described in 5.7.2 and 5.7.3 are available, mathematical algorithms may be of help.
Annex F illustrates in detail algorithms that can be used for the estimation of the actual size of discontinuities
that are either larger or smaller than the diameter of the ultrasonic beam.
5.7.7 Special sizing techniques
Special sizing techniques are additional to those described in 5.7.2 to 5.7.6 and may be used in particular
applications where higher levels of reliability and accuracy are called for.
a) When required, the reliability and accuracy of a special technique, applied to meet specified acceptance
criteria, shall be demonstrated on the same configuration and type of material using the same test
procedure and type of instrument and probes.
b) The following list of special techniques is not comprehensive due to the large number available and their
continuous development. Those described are the most commonly applied and their use is sufficiently
well established.
1) Tip diffraction techniques
These techniques can be used for the confirmation of the planar nature of a discontinuity (if this is
the case) and for sizing the transverse dimension (“h” of Figure 3) of a planar discontinuity. They
are based on the detection and location of pulses diffracted by discontinuity edges. See Annex G.1.
2) Mode conversion techniques
Where applicable these techniques can be used for the detection and characterization of planar
discontinuities.
They make use of mode conversion to generate an additional ultrasonic beam at a different reflected
angle and velocity when the plane of the discontinuity is oriented at the appropriate angle to the
incident beam.
In certain cases, these techniques can also be used for sizing, but require the use of special reference
blocks representative of the test object and containing planar reflectors of different sizes.
3) Other special techniques
Other examples of ultrasonic techniques for the sizing of volumetric and planar discontinuities are:
— acoustical holography;
— acoustical tomography;
— array techniques using beams of variable angle;
— synthetic aperture focusing techniques (SAFT, see G.2); and
— construction of B-scan presentation or S-scan presentation, if applicable.
6 Through-transmission technique
6.1 General
The general principles and requirements of the through-transmission technique are given in ISO 16823.
6.2 to 6.5 describe some of the ultrasonic parameters and characteristics of the received signals that may be
used, either alone or in combination, to evaluate a discontinuity by this technique.
6.2 Location of discontinuity
When using straight-beam probes as shown in Figure 2, the location of a discontinuity is defined as the
position on the surface of the test object, with respect to a two-dimensional co-ordinate system, at which
the maximum reduction in received signal amplitude is observed.
If it is practicable to direct ultrasonic beams in two different directions through the area to be tested, e. g by
the use of pairs of angle-beam probes, the location of the discontinuity may be determined in 3 directions as
illustrated in Figure 4.
The discontinuity lies at the intersection of the two beam paths A A and B B , at which the maximum
1 2 1 2
reduction in received signal amplitude is observed (see Figure 4).
Key
A , A pair of angle beam probes
1 2
B , B pair of angle beam probes
1 2
1 artificial discontinuity represented by side drilled holes
Figure 4 — Location of discontinuities by the through-transmission technique using angle-beam probes
6.3 Evaluation of multiple discontinuities
a) Whether a discontinuity is continuous or intermittent shall first be determined qualitatively by
observing variations in signal amplitude as the probe is scanned over the discontinuity.
b) If the signal amplitude remains relatively constant the discontinuity shall be classified as continuous
and evaluated as such against the acceptance criteria.
c) Conversely, if the signal amplitude shows marked maxima and minima the discontinuity may be
classified as intermittent.
In this case, it is necessary to determine quantitatively whether the concentration of discrete
discontinuities within the affected area is sufficiently high to apply the size/area limitations imposed by
the acceptance criteria.
d) The concentration of discontinuities within the affected area may be expressed, e. g. in terms of the
ratio between:
1) the dimensions (or area) of individual discontinuities and the distance between them;
2) the total length of discontinuities and a specified overall length; and
3) the total area of individual discontinuities and a specified overall area.
6.4 Reduction of signal amplitude
a) The reduction of signal amplitude shall be taken into account whenever the signal amplitude falls below
the specified evaluation level.
b) If the signal is lost completely, the limits of the zone on the scanning surface over which this occurs shall
be determined.
c) If there is only partial loss of the signal, the position on the scanning surface corresponding to the
maximum amplitude reduction shall be determined, together with the dB value of the reduction
compared to the signal obtained in a zone free from discontinuities.
d) If the area on the scanning surface, affected by the signal reduction, is less than the cross-sectional area
of the ultrasonic beam, the size of the discontinuity normal to the beam shall be estimated by matching
the reduction in amplitude with that due to a known reference reflector, e.g. a flat-bottomed hole, in a
representative sample of discontinuity-free material (see 6.5 a)).
e) Where a relatively constant partial reduction in signal amplitude is observed over a zone significantly
greater than the area of the sound beam, it is probable that the discontinuity can take the form of, e.g. a
band of numerous small inclusions, an area of abnormal grain structure, a layer of ultrasonically semi-
transparent material, or a large discontinuity under high compressive stress.
6.5 Size of discontinuity
The sizing of a discontinuity consists in determining one or more dimensions (or the area) of the projection
of the discontinuity onto the scanning surface. In particular, the dimensions (or areas) so determined are
compared with the applicable acceptance standards, whenever these standards are expressed in terms of
maximum allowable dimensions (or areas), in order to assess the acceptability or unacceptability of the
discontinuity.
Sizing techniques can be classified essentially in the following two categories.
a) Techniques based on the comparison of the maximum amplitude reduction of the signal with respect to
the maximum amplitude reduction of an equivalent reflector.
Adoption of these techniques for sizing is limited to the case where the dimension (or area) of the zone
on the scanning surface corresponding to the signal amplitude reduction below the evaluation level is
less than the probe dimension (or area) projected onto the scanning surface.
In this case, the maximum amplitude reduction of the signal with respect to the signal amplitude in a
zone free of discontinuities shall be determined, together with the reflector, generally a flat-bottomed
hole perpendicular to the beam axis located at a given depth (e.g. half thickness), producing the same
maximum reduction in the received signal amplitude.
The dimension (or area) of the discontinuity, projected onto a plane perpendicular to the beam axis,
shall be assumed to be the same as the dimension (or area) of the flat-bottomed hole.
b) Techniques based on the amplitude reduction of the signal in conjunction with probe movement:
These techniques consist of determining the zone on the scanning surface corresponding either to the
loss of the signal or to its amplitude reduction in comparison to a given value (most frequently 6 dB)
with respect to the signal amplitude from a zone free of discontinuities.
Values other than 6 dB may be used when specified by the referencing documents, particularly when
evaluating discontinuities which are partially transparent to ultrasound.
The extent of the zone so determined is assumed to be the extent of the discontinuity projection on the
scanning surface.
Since the through transmission technique is most frequently used for detecting comparatively large
discontinuities, where the required sizing accuracy is relatively low, the techniques described under b) are
adequate for most of applications.
In this context, the data collected by the techniques described under a) constitute a reference that may be
used to ensure the reproducibility of the test, rather than the basis for the direct sizing of discontinuities.
Annex A
(normative)
Analysis of multiple indications
A.1 General
Some of the techniques which may be used to distinguish between intermittent and continuous
discontinuities are described in A.2 to A.4.
Techniques A.2 to A.4 are particularly applicable to welds but may be adapted for other applications where a
test with angle-beam probes is practicable.
Technique A.4 is of wider application but limited with respect to the minimum area of discontinuities that
can be evaluated.
A.2 Lateral characterization
a) For discontinuities showing a single, sharp, A-scan indication, the scanning direction, beam angle, size
and frequency of the probe shall be selected to give the narrowest practical beam width at the distance
of the discontinuity, and a careful lateral scan shall be carried out under constant coupling conditions.
b) Marked dips in the echo height envelope along its length suggest that the discontinuity is intermittent.
This shall be confirmed by carrying out swivel and orbital scans adjacent to the apparent breaks, and
noting that the echo height falls rapidly about the normal and that no significant secondary echoes are
observed.
Any other response suggests that the apparent break is due to a change in lateral orientation.
A.3 Transverse (through-thickness) characterization
a) Careful transverse scans shall be carried out across the discontinuity, from at least two directions at
short sound path lengths, and the form of the echo envelope shall be noted.
Significant dips, or complete breaks, in the echo envelope suggest that the discontinuity may be
intermittent.
b) Where access permits, it is recommended that a composite through-thickness image of the discontinuity
be built up by plotting all the echoes observed from a number of different directions and angles.
c) Smooth flat scanning surfaces on either side of the discontinuity, and high plotting accuracy, are
necessary if this technique is to be of value.
A.4 Shadow technique
This technique is useful when the dimensions of the discontinuity, or group of discontinuities, are
approximately equal to the beam width.
The described shadow technique is a form of through-transmission technique as described in Clause 6.
In Figure A.1, this is illustrated for angle-beam probes, but is equally applicable to straight-beam probes, either
using separate transmitting and receiving probes, or monitoring variations in the back wall echo height.
A strong received signal through the affected area is positive proof of the absence of a major discontinuity.
The amplitude of the received signal is linked to the ratio of the discontinuity area to the beam area.
The resolution of all the techniques may be improved by the use of focusing probes having a focal distance
close to the sound path range of the discontinuity.
Since the through-thickness dimension of a discontinuity is generally of critical importance, it shall be
assumed to be continuous unless there is conclusive evidence that it is intermittent in this direction.
Key
1 transmit pulse 6 intermittent discontinuity
2 received signal 7 continuous discontinuity
3 no received signal s sound path
4 transmitting angle-beam probe Y signal amplitude
5 receiving angle-beam probe
Figure A.1 — Shadow technique for distinguishing between continuous and intermittent
discontinuities
Annex B
(normative)
Techniques for the classification of discontinuity shape
B.1 Simple classification
B.1.1 General
The simple classification of discontinuity shape is based upon determining whether the discontinuity has a
significant extent in any one or more direction(s).
In the context of this document, the term “significant extent” is defined as a dimension larger than the
minimum measurable dimension, when taking into account the beam width, and the resolution of the beam
at the sound path range of the discontinuity.
In the context of this document the principal discontinuity shapes are defined as follows:
a) point: no significant extent in any direction
b) el
...
Norme
internationale
ISO 16827
Deuxième édition
Essais non destructifs — Contrôle
2025-06
par ultrasons — Caractérisation
et dimensionnement des
discontinuités
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Characterization
and sizing of discontinuities
Numéro de référence
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© ISO 2025
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principes de caractérisation des discontinuités . 1
4.1 Généralités .1
4.2 Exigences relatives à l’état de surface.2
5 Contrôles par réflexion . 2
5.1 Généralités .2
5.2 Localisation de la discontinuité.3
5.3 Orientation de la discontinuité .3
5.4 Évaluation des indications multiples .3
5.5 Forme de la discontinuité .4
5.5.1 Classification élémentaire .4
5.5.2 Classification détaillée .5
5.6 Hauteur maximale de l’écho d’une indication .5
5.7 Dimension d’une discontinuité .5
5.7.1 Généralités .5
5.7.2 Techniques basées sur la hauteur maximale de l’écho .5
5.7.3 Techniques de dimensionnement par déplacement du traducteur .6
5.7.4 Choix des techniques de dimensionnement .8
5.7.5 Techniques de dimensionnement avec faisceaux focalisés .8
5.7.6 Utilisation d’algorithmes mathématiques pour le dimensionnement .8
5.7.7 Techniques de dimensionnement spéciales .9
6 Technique par transmission .10
6.1 Généralités .10
6.2 Localisation de la discontinuité.10
6.3 Évaluation des discontinuités multiples .10
6.4 Réduction de l’amplitude du signal .11
6.5 Dimensionnement d’une discontinuité .11
Annexe A (normative) Analyse des indications multiples .13
Annexe B (normative) Techniques pour la classification des formes de discontinuités .15
Annexe C (normative) Technique de dimensionnement utilisant la hauteur maximale de l’écho.25
Annexe D (normative) Techniques de dimensionnement par déplacement du traducteur .27
Annexe E (informative) Technique de dimensionnement par itération .40
Annexe F (informative) Algorithmes mathématiques pour l’estimation de la dimension réelle
d’une discontinuité .45
Annexe G (informative) Exemples de techniques de dimensionnement spéciales .51
Bibliographie .55
iii
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 brevet 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/patents. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de
propriété.
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 technique 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 16827:2012), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— les figures ont été actualisées;
— les références ont été actualisées;
— une information a été ajoutée dans le Domaine d’application pour indiquer que la technique peut
également être utilisée avec des multiéléments.
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.
iv
Introduction
Les documents suivants relatifs au contrôle par ultrasons sont liés:
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
v
Norme internationale ISO 16827:2025(fr)
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons —
Caractérisation et dimensionnement des discontinuités
1 Domaine d’application
Le présent document décrit les principes généraux et les techniques pour la caractérisation et le
dimensionnement des discontinuités détectées au préalable afin de les évaluer correctement par rapport
aux critères d’acceptation applicables.
Le présent document s’applique, en termes génériques, aux discontinuités des matériaux et applications
couvertes par l’ISO 16810.
Des techniques de contrôle en multiéléments peuvent également être appliquées mais des étapes ou
vérifications supplémentaires peuvent s’avérer nécessaires.
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).
ISO 5577, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Vocabulaire
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
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/
4 Principes de caractérisation des discontinuités
4.1 Généralités
La caractérisation d’une discontinuité comprend la détermination des paramètres nécessaires à son
évaluation en regard des critères d’acceptation spécifiés.
La caractérisation d’une discontinuité peut comprendre:
a) la détermination des paramètres ultrasonores de base (hauteur de l’écho, temps de vol);
b) la détermination de sa forme générale et de son orientation;
c) le dimensionnement, qui peut être obtenu à partir:
1) soit de la détermination d’une ou de plusieurs dimensions (ou surface/volume), dans les limites des
méthodes;
2) soit de la détermination d’un paramètre spécifié (la hauteur d’écho, par exemple), lorsqu’il est
considéré comme représentatif de la dimension physique de la discontinuité;
d) la localisation (par exemple à proximité de la surface ou d’autres discontinuités);
e) la détermination de tout autre paramètre ou caractéristique qui peut être nécessaire à une évaluation
complète;
f) l’estimation de la nature métallurgique probable (fissure ou inclusion, par exemple), là où elle est rendue
possible par une connaissance métallurgique appropriée de la pièce et de son historique de fabrication;
g) les exigences de l’ISO 16810 s’appliquent, sauf indication contraire;
Lorsque le contrôle effectué conformément aux principes de l’ISO 16810 fournit des données sur la
discontinuité en nombre suffisant pour permettre son évaluation par rapport aux critères d’acceptation
applicables, une caractérisation plus approfondie n’est pas nécessaire.
h) les techniques utilisées pour la caractérisation doivent être spécifiées conjointement aux critères
d’acceptation applicables.
4.2 Exigences relatives à l’état de surface
a) L’état de surface et le profil de forme de la zone balayée doivent permettre le dimensionnement des
discontinuités avec la précision recherchée.
En général, plus la surface est lisse et plane, plus les résultats sont précis.
À des fins plus pratiques, une rugosité de surface R = 6,3 μm pour les surfaces usinées et de 12,5 µm
a
pour les surfaces grenaillées est recommandée.
NOTE La détermination de la rugosité de surface n'entre pas dans le domaine d'application du présent
document.
b) L’écart maximal entre le traducteur et la surface ne doit pas être supérieur à 0,5 mm.
c) Les exigences relatives à l’état de surface mentionnées ci-dessus doivent être limitées aux zones à
dimensionner; elles ne sont généralement pas nécessaires pour la détection des discontinuités.
d) La méthode de préparation de la surface ne doit pas conduire à une surface qui induise un niveau de
bruit élevé.
5 Contrôles par réflexion
5.1 Généralités
Les principaux paramètres/caractéristiques ultrasonores d’une discontinuité les plus couramment utilisés
pour l’évaluation par les contrôles par réflexion sont décrits aux 5.2 à 5.7 inclus.
Les paramètres/caractéristiques à déterminer doivent être définis dans la norme d’application appropriée
ou dans tout document contractuel correspondant, et doivent satisfaire aux exigences relatives à la
caractérisation des discontinuités de l’ISO 16810.
5.2 Localisation de la discontinuité
La localisation d’une discontinuité est définie comme la détermination de sa position dans une pièce
par rapport à un système convenu de coordonnées de référence.
a) Elle doit être déterminée à l’aide d’une ou plusieurs informations telles que le point d’émergence et l’angle
du faisceau du traducteur, le mesurage de la position du traducteur et la longueur du trajet ultrasonore
pour laquelle la hauteur maximale d’écho est observée.
b) Selon la géométrie de la pièce à examiner et le type de discontinuité, il peut être nécessaire de confirmer
la localisation de la discontinuité selon une autre direction, ou avec un autre angle de faisceau, afin de
s’assurer que l’écho n’est pas dû, par exemple, à une conversion de mode de l’onde acoustique causé par
une caractéristique géométrique propre à la pièce considérée.
5.3 Orientation de la discontinuité
L’orientation d’une discontinuité est définie comme la direction ou le plan dans lequel se trouvent son ou ses
axes principaux par rapport à un système de référence donné sur la pièce.
a) L’orientation peut être déterminée par une reconstruction géométrique analogue à celle décrite pour
la localisation, à la différence que le nombre d’angles de faisceau et/ou de directions de balayage
généralement nécessaires est supérieur à celui requis pour une simple localisation.
b) L’orientation peut également être déterminée à partir de l’observation de la direction de balayage à
laquelle est obtenue la hauteur d’écho maximale.
c) Dans plusieurs applications, la détermination précise de l’orientation des discontinuités dans l’espace
n’est pas requise. Seule l’est la détermination de la projection de la discontinuité sur un ou plusieurs
plans et/ou sections spécifiés de la pièce.
5.4 Évaluation des indications multiples
La méthode de différenciation entre les discontinuités isolées et groupées peut être fondée sur une
évaluation qualitative ou sur des critères quantitatifs.
a) La détermination qualitative consiste à s’assurer, par observation de la variation des indications
ultrasonores, que ces indications correspondent ou non à une ou plusieurs discontinuités isolées. La
Figure 1 montre un exemple type de signaux provenant de discontinuités groupées dans une pièce
forgée ou moulée.
b) Lorsque les critères d’acceptation sont exprimés sous forme de dimensions maximales admissibles,
des déterminations quantitatives préliminaires doivent être effectuées afin de déterminer si chaque
discontinuité isolée doit être évaluée de manière individuelle, ou si des règles préétablies régissant
l’évaluation du groupe de discontinuités dans son ensemble doivent être appliquées.
c) Ces règles peuvent être fondées sur la concentration des discontinuités isolées dans le groupe, exprimées
sous forme de leurs longueurs, surfaces ou volumes cumulés par rapport à la longueur globale, à la
surface globale ou au volume global du groupe.
Les règles peuvent également spécifier la distance minimale entre les discontinuités isolées, souvent
par rapport aux dimensions des discontinuités contiguës.
d) Lorsqu’une caractérisation plus précise d’un groupe d’indications est demandée, il est permis de tenter
de déterminer si les échos proviennent soit d’une série de discontinuités rapprochées mais séparées,
soit d’une discontinuité continue ayant un certain nombre de facettes réfléchissantes, en utilisant les
techniques conformément à l’Annexe A.
a) Discontinuités groupées distinctes (résolues) b) Discontinuités groupées indistinctes (non réso-
lues)
Légende
s trajet ultrasonore
Y amplitude du signal
Figure 1 — Exemples de représentations de type A de discontinuités groupées
5.5 Forme de la discontinuité
5.5.1 Classification élémentaire
Il existe un nombre limité de formes-types de réflecteur qui peuvent être identifiées par ultrasons.
Dans de nombreux cas, l’évaluation par rapport aux critères d’acceptation applicables ne requiert qu’une
classification relativement simple, conformément au B.1.
a) Selon ce principe, la discontinuité doit être classée soit comme:
1) ponctuelle, c’est-à-dire n’ayant aucune étendue significative/mesurable dans une quelconque
direction;
2) allongée, c’est-à-dire ayant une étendue significative/mesurable dans une seule direction;
3) complexe, c’est-à-dire ayant une étendue significative/mesurable dans plusieurs directions.
b) Lorsque requis, la classification «complexe» peut être subdivisée en:
1) plane, c’est-à-dire ayant une étendue significative uniquement dans 2 directions; et
2) tridimensionnelle, c’est-à-dire ayant une étendue significative dans 3 directions.
c) En fonction des exigences de la norme d’acceptation:
1) soit des critères d’acceptation propres peuvent s’appliquer à chacune des classifications ci-dessus;
2) soit la discontinuité, indépendamment de sa configuration ponctuelle, allongée ou complexe,
est projetée sur une ou plusieurs coupes pré-établies, et chaque projection est traitée de façon
conservatrice comme une discontinuité plane assimilée à une fissure.
d) La classification simple est normalement limitée à l’utilisation des traducteurs et techniques spécifiés
dans le mode opératoire de contrôle.
e) D’autres traducteurs ou techniques ne peuvent être utilisés qu’après accord.
5.5.2 Classification détaillée
a) Afin d’identifier correctement les types de discontinuité spécifiés dans les critères d’acceptation, ou de
procéder à une évaluation correcte d’aptitude à l’emploi, il peut être nécessaire d’évaluer plus en détail
la forme de la discontinuité.
Les principes directeurs des méthodes qui peuvent être utilisées pour une classification plus détaillée
sont décrits en B.2.
Une classification peut nécessiter l’utilisation de traducteurs et de directions de balayage
complémentaires à ceux spécifiés dans le mode opératoire de contrôle pour la détection des
discontinuités, ainsi que l’utilisation des techniques spéciales décrites aux Annexes E, F et G.
b) La classification de la forme de discontinuité sera limitée à la détermination des formes de discontinuités
nécessaires à l’évaluation correcte d’une discontinuité par rapport aux critères d’acceptation ou à
d’autres exigences.
Il convient de démontrer la validité de cette classification pour l’application spécifique, par exemple
matériaux et configuration de la pièce à examiner, mode opératoire de contrôle, type d’instrument et de
traducteurs utilisés.
5.6 Hauteur maximale de l’écho d’une indication
La hauteur maximale de l’écho d’une discontinuité dépend de ses dimensions, forme et orientation. Elle est
mesurée par rapport à un niveau de référence spécifié, selon les méthodes décrites dans l’ISO 16811.
Selon l’application et les critères d’acceptation, la hauteur maximale de l’écho peut être:
a) comparée directement à un niveau de référence qui est spécifié dans la norme d’acceptation;
b) utilisée pour déterminer la dimension équivalente d’une discontinuité par comparaison avec l’écho
provenant d’un réflecteur de référence à une longueur équivalente de trajet ultrasonore dans le matériau
contrôlé, ou dans un bloc de référence ayant les mêmes propriétés acoustiques, tel que décrit au 5.7.2;
c) utilisée dans les techniques de dimensionnement par déplacement du traducteur, basées sur une chute
spécifiée du maximum de l’écho (par exemple 6 dB), tel que décrit au 5.7.3.
5.7 Dimension d’une discontinuité
5.7.1 Généralités
Le dimensionnement d’une discontinuité consiste à déterminer une ou plusieurs dimensions/surfaces
projetées de la discontinuité selon des directions et/ou coupes pré-établies.
Si un dimensionnement est requis, des techniques de dimensionnement conformes à l'Annexe C ou à
l'Annexe D doivent être appliquées.
Une brève description de ces techniques est fournie en Annexe F et des informations complémentaires sont
données dans l’ISO 16811.
5.7.2 Techniques basées sur la hauteur maximale de l’écho
Ces techniques sont fondées sur la comparaison de la hauteur maximale d’écho d’une discontinuité avec la
hauteur de l’écho d’un réflecteur de référence pour une longueur équivalente de trajet ultrasonore.
Elles ne sont significatives que lorsque:
a) la forme et l’orientation de la discontinuité sont favorables à la réflexion, d’où le besoin de déterminer la
hauteur d’écho selon plusieurs directions ou angles, à moins que la forme et l’orientation ne soient déjà
connues; et
b) les dimensions de la discontinuité, perpendiculairement à l’axe du faisceau, sont inférieures à la largeur
du faisceau dans l’une quelconque des deux directions;
c) la forme-type et l’orientation du réflecteur de référence sont similaires à celles de la discontinuité à
évaluer;
d) le réflecteur de référence peut être soit un réflecteur en forme de disque (trou à fond plat, par exemple)
ou un réflecteur allongé (trou percé latéralement ou entaille, par exemple);
e) les discontinuités soumises au dimensionnement peuvent être classées comme suit:
1) discontinuités dont la surface réfléchissante a des dimensions inférieures à la largeur de faisceau
dans toutes les directions;
2) discontinuités dont la surface réfléchissante présente une forme étroite, allongée, c’est-à-dire ayant
une longueur supérieure à la largeur du faisceau et une direction transversale inférieure à la largeur
du faisceau;
f) pour les discontinuités citées en e) 1), la surface de la discontinuité, projetée sur une section normale
à l’axe du faisceau ultrasonore, est présumée égale à la surface d’un réflecteur en forme de disque,
perpendiculaire à l’axe du faisceau, produisant un écho maximal de même hauteur avec la longueur
équivalente de trajet ultrasonore;
g) pour les discontinuités correspondant au point e) 2), les réflecteurs de référence sont habituellement
de forme allongée, transversaux par rapport à l’axe du faisceau ultrasonore, et présentant une forme
transversale spécifiée.
Ces réflecteurs peuvent être des entailles à profils rectangulaires, en U ou en V, ou des trous percés
latéralement, etc.
5.7.3 Techniques de dimensionnement par déplacement du traducteur
a) En cas d’utilisation d’un traducteur droit, les dimensions généralement déterminées sont l et l , dans
1 2
des directions parallèles au plan de la surface balayée, par un déplacement du traducteur suivant des
axes perpendiculaires (voir Figure 2).
b) Lors de l’utilisation d’un traducteur de faisceau d’angle, les dimensions habituellement déterminées sont:
1) la dimension, l, dans une direction parallèle au balayage latéral, déterminée par le déplacement
latéral du traducteur (voir Figure 3);
2) la dimension, h, dans une direction perpendiculaire à la surface de balayage, déterminée par le
déplacement transversal du traducteur (voir Figure 3).
c) Les techniques sont classées en trois catégories, comme suit:
1) techniques d’amplitude à seuil où les extrémités d’une discontinuité doivent correspondre aux
positions tracées pour lesquelles la hauteur d’écho décroît en dessous d’un niveau d’évaluation
spécifié;
2) techniques où les bords de la discontinuité doivent correspondre aux positions tracées pour
lesquelles la hauteur d’écho maximale en toute position le long de la discontinuité a chuté d’un
nombre de décibels spécifié.
Les bords de la discontinuité peuvent être relevés le long de l’axe du faisceau ou d’un bord du
faisceau prédéterminé;
3) techniques visant à positionner les échos individuels des extrémités de la discontinuité, ou des
facettes réfléchissantes immédiatement adjacentes à ces extrémités.
Les principales techniques de dimensionnement basées sur le déplacement du traducteur sont décrites en
Annexe D.
Légende
1 déplacement du traducteur dans la direction x
2 déplacement du traducteur dans la direction y
3 traducteur droit
l étendue dans la direction x
l étendue dans la direction y
Figure 2 — Paramètres l et l pour le dimensionnement conventionnel d’une discontinuité à l’aide
1 2
d’un traducteur droit
Légende
1 déplacement transversal
2 déplacement latéral
3 traducteur de faisceau d’angle
l étendue dans une direction parallèle au balayage latéral
h étendue dans une direction perpendiculaire à la surface de balayage
Figure 3 — Paramètres projetés l et h pour le dimensionnement conventionnel d’une discontinuité à
l’aide d’un traducteur de faisceau d’angle
5.7.4 Choix des techniques de dimensionnement
Le choix de la ou des techniques de dimensionnement dépend de l’application spécifique et du type de
produit, ainsi que de la dimension et de la nature de la discontinuité.
Les règles générales suivantes s’appliquent:
a) les techniques de la hauteur maximale de l’écho (voir 5.7.2) ne peuvent être appliquées que lorsque la
dimension à mesurer est inférieure à la largeur à −6 dB du faisceau;
b) les techniques d’amplitude à seuil [voir 5.7.3, c)1)] peuvent être appliquées aux discontinuités de
toute dimension, mais dans la mesure où la dimension mesurée est une valeur arbitraire dépendant
de l’amplitude particulière choisie, il convient de n’utiliser ces techniques que lorsqu’elles sont
spécifiquement appelées par la norme d’acceptation;
c) les techniques basées sur le déplacement du traducteur pour une chute, d’un nombre de dB spécifié, par
rapport à la hauteur maximale de l’écho de la discontinuité particulière [voir 5.7.3, c)2)] ne peuvent être
appliquées que lorsque la dimension mesurée est supérieure à la largeur du faisceau pour une même
valeur de chute de dB;
d) si la condition c) n’est pas remplie, la dimension de la discontinuité doit être présumée égale à la largeur
du faisceau utilisé;
e) les techniques basées sur le positionnement des bords individuels d’une discontinuité [voir 5.7.3, c)3)]
ne peuvent être appliquées que lorsque l’indication ultrasonore de la discontinuité présente au moins
deux maxima d’écho distincts;
f) lorsque la dimension à déterminer est mesurée avec plus d’une des techniques mentionnées au 5.7.3 ci-
dessus, la valeur déterminée par la technique dont la fiabilité et la précision peuvent être démontrées
comme étant les plus élevées, doit être admise comme correcte;
g) sinon, la valeur mesurée la plus élevée doit être retenue.
5.7.5 Techniques de dimensionnement avec faisceaux focalisés
Lorsque des traducteurs focalisés sont utilisés pour le dimensionnement, les techniques décrites aux 5.7.2
et 5.7.3 peuvent également être utilisées, à condition que la discontinuité soit située dans la tache focale du
faisceau.
En général, les règles données au 5.7.4 s’appliquent également aux traducteurs focalisés.
Lorsqu’une précision accrue du dimensionnement est requise, une autre technique basée sur la construction
d’une série de représentations de type C de la discontinuité peut être utilisée.
Ces représentations doivent être relevées par pas de 6 dB, par un processus itératif, en commençant par un
relevé initial correspondant au pas de 6 dB de l’écho maximal de la discontinuité, jusqu’à l’étape où l’évolution
du relevé correspondant à une chute de 6 dB est égale, ou inférieure, à la demi-largeur à −6 dB du faisceau
ultrasonore.
En principe, cette technique itérative peut être utilisée avec des faisceaux ultrasonores focalisés ou non,
mais lorsqu’une précision élevée est requise, l’emploi de faisceaux focalisés est plus approprié.
L’Annexe E décrit cette technique en détail.
5.7.6 Utilisation d’algorithmes mathématiques pour le dimensionnement
Le but principal des techniques de dimensionnement décrites aux 5.7.2 et 5.7.3 est de comparer la dimension
déterminée avec des niveaux d’acceptation exprimés sous forme de dimensions (ou surfaces/volumes)
maximales admissibles.
Lorsqu’une précision plus élevée est requise afin de procéder à une meilleure estimation de la dimension
réelle d’une discontinuité, mais que seules les données des techniques décrites aux 5.7.2 et 5.7.3 sont
disponibles, les algorithmes mathématiques peuvent fournir une aide appréciable.
L’Annexe F décrit en détail les algorithmes qui peuvent être utilisés pour l’estimation de la dimension réelle
des discontinuités supérieures ou inférieures au diamètre du faisceau ultrasonore.
5.7.7 Techniques de dimensionnement spéciales
Les techniques de dimensionnement spéciales viennent en complément de celles décrites aux 5.7.2 à 5.7.6 et
peuvent être utilisées dans des applications particulières pour lesquelles des niveaux supérieurs de fiabilité
et de précision sont exigés.
a) Lorsque requis, la fiabilité et la précision d’une technique spéciale, appliquée afin de satisfaire aux
critères d’acceptation spécifiés, doivent être démontrées pour la même configuration et le même type
de matériau en utilisant le même mode opératoire de contrôle et les mêmes types d’instrument et de
traducteurs.
b) La liste suivante des techniques spéciales n’est pas exhaustive en raison de leur grande variété et de leur
développement continu. Les techniques décrites sont les plus couramment appliquées et leur utilisation
est suffisamment bien établie.
1) Techniques de diffraction des extrémités
Ces techniques peuvent être utilisées pour confirmer le caractère plan d’une discontinuité (lorsque
tel est le cas) et pour le dimensionnement transversal (“h” de la Figure 3) d’une discontinuité plane.
Elles sont basées sur la détection et la localisation des impulsions diffractées par les bords des
discontinuités. Voir Annexe G.1.
2) Techniques de conversion de mode
Lorsqu’elles sont applicables, ces techniques peuvent être utilisées pour la détection et la
caractérisation des discontinuités de nature plane.
Lorsque le plan de la discontinuité forme un angle approprié par rapport au faisceau incident,
ces techniques utilisent la conversion de mode pour générer un faisceau ultrasonore additionnel
réfléchi, d’angle et de vitesse différents.
Dans certains cas, ces techniques peuvent également être utilisées pour le dimensionnement, mais
requièrent l’utilisation de blocs de référence particuliers représentatifs de la pièce, et contenant des
réflecteurs plans de dimensions différentes.
3) Autres techniques spéciales
Les autres exemples de techniques ultrasonores de dimensionnement des discontinuités à caractère
tridimensionnel ou plan sont:
— l’holographie acoustique;
— la tomographie acoustique;
— les techniques en multiéléments utilisant des faisceaux à angle variable;
— les techniques de focalisation à ouverture synthétique (SAFT, voir G.2); et
— la construction de la représentation de type B ou S, le cas échéant.
6 Technique par transmission
6.1 Généralités
Les principes généraux et les exigences du contrôle par transmission sont donnés dans l’ISO 16823.
Les paragraphes 6.2 à 6.5 décrivent certains des paramètres ultrasonores et des caractéristiques des
signaux reçus qui peuvent être utilisés, seuls ou combinés, pour évaluer une discontinuité à l’aide de cette
technique.
6.2 Localisation de la discontinuité
Lors de l’utilisation de traducteurs droits tels que ceux représentés à la Figure 2, la position d’une
discontinuité est définie comme la position à la surface de la pièce pour laquelle la réduction maximale de
l’amplitude du signal reçu est observée, en référence à un système de coordonnées bidimensionnel.
S’il est possible de diriger des faisceaux ultrasonores dans deux directions différentes à travers la zone
à analyser, par exemple en utilisant des paires de traducteurs de faisceau d’angle, la localisation de la
discontinuité peut être déterminée dans 3 directions, tel que présenté à la Figure 4.
La discontinuité se situe à l’intersection des deux trajets ultrasonores A A et B B , pour lesquels la réduction
1 2 1 2
maximale de l’amplitude du signal reçu est observée (voir Figure 4).
Légende
A , A paire de traducteurs de faisceau d’angle
1 2
B , B paire de traducteurs de faisceau d’angle
1 2
1 discontinuité artificielle représentée par des trous percés latéralement
Figure 4 — Localisation des discontinuités au moyen de traducteurs d’angle par la technique
par transmission
6.3 Évaluation des discontinuités multiples
a) Il faut tout d’abord déterminer qualitativement le caractère continu ou non d’une discontinuité en
observant la variation de l’amplitude du signal, à mesure que le traducteur balaie la discontinuité.
b) Si l’amplitude du signal demeure relativement constante, la discontinuité doit être classée comme
continue et évaluée comme telle, en regard des critères d’acceptation.
c) À l’inverse, si l’amplitude du signal présente des maxima et des minima marqués, la discontinuité peut
être classée comme morcelée.
Dans ce cas, il est nécessaire de déterminer de manière quantitative si la concentration de discontinuités
distinctes dans la zone affectée est suffisamment élevée pour appliquer les limites de dimension/surface
imposées par les critères d’acceptation.
d) La concentration des discontinuités dans la zone affectée peut être exprimée, par exemple, sous forme
de rapport entre:
1) les dimensions (ou la surface) des discontinuités isolées et la distance qui les sépare;
2) la longueur totale des discontinuités et une longueur totale donnée; et
3) la surface totale des discontinuités isolées et une surface totale spécifiée.
6.4 Réduction de l’amplitude du signal
a) La réduction d’amplitude du signal doit être prise en compte lorsque l’amplitude du signal décroît en
dessous du niveau d’évaluation spécifié.
b) En cas de perte complète du signal, les limites de la zone balayée sur laquelle cette perte a eu lieu doivent
être déterminées.
c) Lorsque la perte du signal n’est que partielle, la position de la zone balayée correspondant à la réduction
maximale d’amplitude doit être déterminée, avec la valeur en dB de la réduction comparée au signal
obtenu dans la zone exempte de discontinuités.
d) Lorsque la surface de la zone balayée, affectée par la réduction de signal, est inférieure à la section
efficace du faisceau ultrasonore, la dimension de la discontinuité normale au faisceau doit être estimée
par comparaison à la réduction d’amplitude due à un réflecteur de référence connu (par exemple, un
trou à fond plat dans un échantillon représentatif du matériau sain (voir 6.5 a)).
e) Si une réduction partielle relativement constante de l’amplitude du signal est observée sur une zone
bien supérieure à la surface du faisceau ultrasonore, il est permis que la discontinuité prenne la forme,
par exemple, d’un groupement de plusieurs petites inclusions, d’une zone à structure de grain anormale,
d’une couche de matériau semi-transparent aux ultrasons, ou d’une discontinuité importante sous une
contrainte de compression élevée.
6.5 Dimensionnement d’une discontinuité
Le dimensionnement d’une discontinuité consiste à déterminer une ou plusieurs dimensions (ou la surface)
de la projection de la discontinuité sur la surface balayée. En particulier, les dimensions (ou surfaces) ainsi
déterminées sont comparées aux normes d’acceptation applicables, lorsque ces normes sont exprimées
sous forme de dimensions (ou surfaces) maximales admissibles, afin d’évaluer l’acceptabilité ou non de la
discontinuité.
Les techniques de dimensionnement peuvent être classées essentiellement selon les deux catégories
suivantes:
a) les techniques basées sur la comparaison entre la réduction maximale d’amplitude du signal transmis et
la réduction maximale d’amplitude d’un réflecteur équivalent;
L’adoption de ces techniques de dimensionnement est limitée au cas où la dimension (ou la surface) de la
surface de la zone balayée correspondant à la réduction d’amplitude du signal sous le niveau d’évaluation
est inférieure à la dimension (ou surface) du traducteur projetée sur la surface balayée.
Dans ce cas, la réduction maximale d’amplitude du signal par rapport à l’amplitude du signal dans une
zone exempte de discontinuités, doit être déterminée avec le réflecteur, en général un trou à fond plat
perpendiculaire à l’axe de propagation du faisceau, situé à une profondeur donnée (par exemple une
demi-épaisseur), produisant la même réduction maximale de l’amplitude du signal reçu.
La dimension (ou surface) de la discontinuité, projetée sur un plan perpendiculaire à l’axe du faisceau
ultrasonore, doit être présumée identique à la dimension (ou surface) du trou à fond plat.
b) les techniques basées sur la réduction d’amplitude du signal associée au déplacement du traducteur:
Ces techniques consistent à déterminer la zone sur la surface balayée correspondant soit à la perte
du signal transmis, soit à sa réduction d’amplitude supérieure ou égale à une valeur donnée (le plus
fréquemment 6 dB) par rapport à l’amplitude du signal dans une zone exempte de discontinuités.
Des valeurs autres que 6 dB peuvent être utilisées lorsque spécifiées dans des documents de référence,
en particulier pour l’évaluation de discontinuités partiellement transparentes aux ultrasons.
L’étendue de la zone ainsi déterminée est présumée être l’étendue de la projection de la discontinuité sur
la surface balayée.
Dans la mesure où la technique par transmission est la plus fréquemment utilisée pour la détection de
discontinuités importantes, lorsque la précision de dimensionnement requise est relativement faible, les
techniques décrites en b) conviennent à la plupart des applications.
Dans ce contexte, les données collectées par les techniques décrites en a) constituent une référence
qui peut être utilisée afin de garantir la reproductibilité du contrôle, plutôt que de constituer la base du
dimensionnement direct des discontinuités.
Annexe A
(normative)
Analyse des indications multiples
A.1 Généralités
Certaines des techniques qui peuvent être utilisées pour différencier les discontinuités morcelées ou
continues sont décrites de A.2
...
Questions, Comments and Discussion
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