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Sans équivalence sur le marché, TRAXX M2-B est un nouveau système électronique de mesure par ultrasons développé et commercialisé par la société TRAXX afin de déterminer en temps réel et avec une précision optimale, lʼétat dʼun assemblage vissé sensible.

Evoluant dans tous les domaines du développement, de la production et de la maintenance industrielles, TRAXX M2-B est une solution par ultrasons qui permet de contrôler et de maîtriser la qualité de tout assemblage vissé, quel que soit l’outil de serrage utilisé.

TRAXX M2-B, un appareil compact, transportable et étanche

Présentée dans une petite mallette compacte de faible encombrement pour faciliter sa protection et son transport, TRAXX M2-B est un appareil transportable étanche (IP64), qui fonctionne sur batterie avec plus de cinq heures d’autonomie. Il ne pèse que trois kilos, tout en intégrant un PC industriel qui lui donne la possibilité de gérer toute la traçabilité des données enregistrées (à vie). En complément, bénéficiant d’un grand écran tactile couleurs VGA et d’une ergonomie adaptée, TRAXX M2 est un équipement fonctionnel au design soigné, qui est très agréable à utiliser sur site pour tout professionnel, quel que soit son niveau.

Enfin, TRAXX M2-B permet dʼatteindre, toutes causes dʼerreurs confondues, une précision exceptionnelle, meilleure que 5 % sur la tension réelle dʼun assemblage vissé, et jusquʼà 1 à 2 % quand les conditions sont particulièrement favorables.

Un principe de mesure pau ultrasons, simple et performant

Le principe consiste à mesurer lʼélongation de la vis ou du goujon sous lʼeffet de la tension induite par le serrage. Celle-ci étant proportionnelle à la tension (dans le domaine élastique), une simple déduction par application dʼun coefficient sera opérée. Ainsi, le traducteur ultrasonore posé sur la tête de la vis ou du goujon agit :
 Tout dʼabord comme un émetteur qui transforme lʼimpulsion électrique fournie par le système de mesure en une onde ultrasonore qui va se propager longitudinalement dans le matériau.
 Puis comme un récepteur qui va recueillir lʼonde ultrasonore très affaiblie qui sʼest réfléchie sur le fond de la vis, pour la transformer en un signal électrique qui sera traité par le système de mesure.

Cette opération est répétée plusieurs centaines ou milliers de fois par seconde. Lors de chaque « tir », le système de mesure chronomètre le temps écoulé entre lʼémission de lʼimpulsion et le retour de son écho. Cʼest le principe du sonar, mais la grande vitesse de propagation des ultrasons (environ 5800 m.s-1 dans lʼacier) et la résolution recherchée sur lʼallongement (quelques μm) nécessite une résolution de mesure du temps de lʼordre de la nanoseconde (10 - 9 s). Ainsi, ce temps mesuré par le système est appelé « longueur ultrasonore ».

Un étalonnage préalable pour parfaire la mesure

Au repos, à lʼétat dit initial, on mesure une longueur ultrasonore Li. Après serrage, à lʼétat dit FINAL, on mesurera une longueur ultrasonore Lf. Cette élongation ultrasonore Lf – Li résulte de deux opérations :
 Lʼallongement mécanique de la vis
 La diminution de la vitesse de propagation de lʼonde ultrasonore due à la tension introduite dans le matériau.

Généralement, lʼeffet du à la vitesse est largement prédominant, plus ou moins selon le matériau. Ces deux causes ne sont pas discernables par le système. Mais différents travaux de recherche, dont ceux du CETIM en France, ont montré depuis prés de quarante ans que ces deux effets étant proportionnels à la tension, leur combinaison lʼest également. Heureusement, car cʼest ce qui rend la méthode applicable !

Le rapport de proportionnalité entre lʼélongation ultrasonore mesurée, et la tension induite recherchée, va être établi par un étalonnage préalable de lʼassemblage. Pour cela, une maquette représentative de lʼassemblage (même type de vis/goujon et même longueur serrée) va être soumise à des efforts calibrés, par exemple sur une machine de traction.

Pour chaque valeur de tension, mesurée par la machine de traction ou par un capteur de force, le système de mesure va enregistrer lʼélongation ultrasonore correspondante. Le système calcule alors et enregistre le coefficient de proportionnalité K.

Tension (daN) = K x Allongement ultrasonore (ns)

K sera exprimé en daN.ns-1 ou kN.ns-1

Cette méthode prend automatiquement en compte la vitesse de propagation des ultrasons et ses modifications par la tension, sans quʼil soit utile de les connaître. Cette opération ne dure que quelques minutes et ne sera réalisée quʼune seule fois pour un type d’ʼassemblage donné.

TRAXX M2-B pour des utilisations multiples

- Mesure en désserrage

La longueur initiale est mesurée sur la vis tendue. Puis elle est desserrée, et la longueur finale est mesurée sur la vis détendue. On connaîtra ainsi la tension qui existait avant le desserrage. (K x (Li – Lf)).

-Asservissement du serrage par la mesure ultrasons

Le traducteur est laissé en place pendant le serrage. Le système permet alors de suivre en temps réel lʼaugmentation de la tension. On peut ainsi arrêter le serrage quand la tension souhaitée est atteinte. Cet asservissement du serrage par les ultrasons peut être manuel (méthode utilisée sur le Rafale, où lʼopérateur surveille non pas le couple quʼil applique, mais directement la valeur de tension lue sur lʻappareil) ou automatique (asservissement dʼune visseuse).

- Suivi de l’évolution du serrage à long terme

Le système mémorise la « longueur initiale » de la vis. Des mesures périodiques de « longueur finale » sont effectuées pour suivre lʼévolution de lʼassemblage dans le temps (se desserre-t-il ou non ?, comment vieillit-il ?). Ces mesures sʼeffectuent sans démontage et sans intrusion dans lʼassemblage.

- Utilisation dans le domaine plastique

La méthode est utilisable dans le domaine plastique, moyennant certaines précautions méthodologiques.

-Mesures dynamiques en temps réel

Avec un système capable de prendre une mesure en un temps très bref (par exemple quelques microsecondes), on pourra mesurer les efforts réels subis par un assemblage en fonctionnement. Par exemple un goujon de fixation de culasse sur un moteur en fonctionnement. On pourra ainsi établir par exemple la cartographie des efforts subis par lʼassemblage en fonction par exemple de lʼangle du vilebrequin.

- Surveillance continue

Il est possible de surveiller le comportement dʼun assemblage en permanence, le traducteur et le système restant à demeure. Cette méthode (dʼavenir) permettra de détecter les problèmes avant quʼils ne surviennent sur des assemblages particulièrement critiques, et dʼéviter ainsi des casses dangereuses et/ou coûteuses. Une télé-alarme pourra être déclenchée par le système.

TRAXX M2-B pour de nombreux domaines dʼapplications :

Grues, Engins lourds (travaux publics), Ponts et ouvrages dʼart, Téléphériques, Industrie lourde (laminoirs), Centrales électriques, Aéronautique, Navires, Ferroviaire, Exploitation pétrolière, Eoliennes …

http://www.traxx.eu