Formazione e assistenza tecnica nei controlli non distruttivi

Controlli non distruttivi

Per prove non distruttive ( PnD o NDT Non Destructive Testing) l'insieme delle procedure e delle tecniche volte alla valutazione dell'integrità di materiali o manufatti senza alterarne o distruggere lo stato.

Le prove non distruttive vengono eseguite allo scopo di ottenere le informazioni necessarie alla valutazione dell'accetabilità di un manufatto. L' acquisizione e la valutazione di queste informazioni deve essere fatta da personale esperto, specificatamente addestrato e qualificato idoneo a valutare il grado di affidabilità ed i limiti del metodo di esame utilizzato e dei risultati ottenuti. I documenti relativi alle procedure di ispezione devono riportare il livello di competenza richiesto per il personale.

Viene indicata, in genere, con il termine anomalia ogni elemento che rende il manufatto non pienamente rispondente ai requisiti di progetto o alle prescrizioni.

Con il termine difetto si intende una anomalia nel materiale, rilevante ai fini di una possibile rottura del manufatto. I difetti possono avere cause metallurgiche o di lavorazione, possono preesistere alla messa in servizio del componente o essere conseguenza dell'esercizio. Si possono indicare numero tipologie ( ad esempio cricche, porosità inclusioni, ecc ) e forme ( tondeggiante, allungata, planare, volumetrica ) di difetti.

Le prove non distruttive vengono eseguite allo scopo di rilevare la presenza di eventuali difetti in materiali o in manufatti ( rilevazione ), di identificare la tipologia ( caratterizzazione ) e, quando possibile, definirne le dimensioni ( dimensionamento ).

Identificata la difettosità presente nel manufatto, è possibile a fronte delle prescrizioni di una normativa o di requisiti contrattuali stabilire se la presenza del difetto nella struttura è accettabile o meno.

 

Rilevazione del difetto.

Questa fase consiste nell'appurare se nel pezzo in esame siano o meno presenti dei difetti.

 

Caratterizzazione del difetto.

Dopo aver rilevato la presenza di un difetto si cerca di definirne la natura. E' compito dell'operatore stabilire se il difetto rilevato è interno o affiorante, se planare o volumetrico, se allungato o tondeggiante. In funzione dell'accuratezza consentita dal metodo di PnD utilizzato, è possibile caratterizzare il difetto. Nel caso di difetti in saldatura, per caratterizzare il difetto ci si avvale anche di altre informazioni relative al giunto saldato quali, ad esempio, il tipo di materiale base, il materiale d'apporto, il procedimento di saldatura impiegato, il tipo di preparazione del giunto, trattamenti termici ecc.

In alcuni casi la caratterizzazione è sufficiente a stabilire se un difetto è accettabile o meno. Nei casi di saldature molto sollecitate o comunque critiche, difetti come cricche o incollature non sono mai giudicate accettabili dalla normativa indipendentemente dalle dimensioni. In altri casi ,e per altri tipi di difetti, l'accettabilità dipende dalle dimensioni dei difetti stessi . In questo caso è necessario passare al dimensionamento del difetto.

 

Dimensionamento del difetto.

Consiste nel determinare la lunghezza, la larghezza e l'altezza del difetto, nonché la sua posizione nella parte oggetto del controllo.

 

In riferimento alla UNI EN 473 sono citabili quali prove non distruttive le seguenti tipologie :

 

– PT – Liquidi penetranti, si basa sull'esaltazione della visibilità di difetti superficiali mediante contrasto cromatico tra una sostanza liquida che penetra per capillarità nei difetti (penetrante) ed uno sfondo (rivelatore)

– RT – Radiografia, comprendente i sistemi Raggi X e Raggi gamma

– UT – Ultrasuoni, tecnica che fa impiego di onde acustiche ad alta frequenza (nell'ordine dei MHz per i materiali metallici, dei kHz per materiali più eterogenei quali quelli lapidei ed i conglomerati cementizi)

– ET – Correnti indotte, tipologia di controllo basato sullo studio della variazione di Impedenza di una bobina in funzione del campo magnetico indottoVT – Visual test, sistema di controllo visivo.

– MT – Flusso Magnetico, Verifica delle alterazioni di flusso del campo magnetico in prossimità della superficie del particolare posto sotto esame.

– AT – Emissione Acustica, sistema per l'identificazione di propagazione delle difettologie

– TIR – Termografia, analisi della risposta termica in presenza di discontinuità del materiale.

– Prove di tenuta e metodi per la rilevazione di fughe

 

Il metodo PT viene impiegato per la ricerca di cricche o cavità. La superficie di un prezzo viene irrorata di un liquido che ha alte capacità di penetrazione. viene poi applicata una sostanza di contrasto che rende visibile il difetto.

L'impiego dei liquidi penetranti richiede una modesta attrezzatura e permette una facile interpretazione dell'osservazione effettuata. Con un ottima applicazione di questo metodo sono state rilevate fessure aventi dimensioni dell'ordine di 0,05 – 0,025 mm.

 

Il metodo RT impiega i raggi X ( radiografia ), prodotti dall' impatto di elettroni accelerate contro atomi pesanti, oppure raggi gamma ( gammagrafia )emessi spontaneamente da materiale radioattivo ( isotopi ), allo scopo di ottenere un'immagine per trasparenza del pezzo, che viene attraversato dai raggi stessi, i quali impressionano una pellicola sensibile: Gli eventuali difetti sono rilevabili attraverso l'esame dell'immagine così ottenuta.

La gammagrafia e la radiografia sono applicabili a tutti i materiali, essendo limitate solo dai più grossi spessori e dai più elevati assorbimenti. Esse costituiscono una delle tecniche di controllo non distruttivo più affidabili e sono quindi impiegate per l'esame di parti di grande importanza strutturale.

 

Il metodo UT sfrutta la propagazione e la riflessione, all'interno di un pezzo, di onde di frequenza superiore a quelle percepibili dall' udito. La presenza di difetti modifica la riflessione di queste onde e permette di l'individuazione della presenza di difetti e, in certi casi, anche delle loro dimensioni.

La tecnica ultrasonora viene impiegata molto grazie al fatto che permette di individuare sia difetti superficiali che difetti in profondità.

In genere il metodo degli ultarsuoni viene impiegato nell'industria metallurgica ma l'invecchiamento delle infrastrutture, dalle strade alle costruzioni ai velivoli, ha presentato un nuovo insieme di luoghi misura, di ricerca e di evoluzione.

 

Il metodo ET. La tecnica utilizza le correnti indotte inn un pezzo di materiale magnetico da un campo elettromagnetico indotto da una o più bobine eccitatrici esterne. Queste correnti producono, a loro volta, un campo magnetico che contrasta quello eccitatore e, quindi, modifica l'impedenza delle bobine eccitatrici. Poiché le linee correnti parassite possono essere alterate da eventuali difetti presenti nel pezzo, tali difetti inducono, indirettamente, un' alterazione dell'impedenza delle bobine eccitatrici. Eseguendo una misura dell'impedenza delle bobine eccitatrici, oppure di altre ausiliarie, è possibile tarare l'apparecchiatura con un pezzo campione, sicuramente esente da difetti, e rilevare per confronto le difettosità di altri pezzi.

La tecnica delle correnti indotte si adatta in modo particolare al controllo automatizzato di grande serie, su barre o tubi estrusi o trafilati su bulloneria o su altri pezzi meccanici di forma semplice.

Le dimensioni minime del difetto rilevabile dipendono sensibilmente dal diametro della bobina.

 

Il metodo MT o magnetoscopico consiste nel creare nel pezzo un campo magnetico e di rendere osservabili le alterazioni del campo stesso, che sono localmente indotte da difetti superficiali o subsuperficiali, tramite l'irrorazione di una polvere costituita da particelle magnetiche.

La tecnica magnetoscopica può essere applicata ai materiali magnetici ( ghise e accia non austenitici ).

E' possibile individuare difetti superficiali o posti a poca distanza dalla superficie, fino ad una massima profondità dell'ordine delle di una decina di millimetri.

 

Le prove di tenuta. i sistemi destinati al contenimento di sostanze fluide liquide o gassose possono essere di varie forme, dimensioni inoltre possono essere caratterizzati da impieghi differenti.

Per molti di questi difetti è necessario effettuare, durante la costruzione o dopo un certo periodo di funzionamento, un controllo che determini l'esistenza o meno di difetti che possano consentire la perdita del fluido contenuto.

La tecnica di controllo per la rilevazione di fughe si articola in numerosi e notevolmente differenti metodi di prova.

Di seguito elencherò i metodi più diffusi in ambito industriale :

  • Prova di tenuta mediante emissione di bolle
  • Prove di tenuta mediante variazione di pressione
  • Prove di tenuta mediante diodi ad alogeni
  • Prove di tenuta mediante spettrometro di massa

 

 

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