CONTROLLI NON DISTRUTTIVI MEDIANTE ULTRASUONI (UT)

Quali tipi di controlli non distruttivi si possono fare mediante gli ultrasuoni UT?

Ho posto la domanda a Gianbattista, tecnico UT di II livello di MotivexLab.

“L’esame ultrasonoro è un metodo non distruttivo attraverso il quale è possibile inviare onde sonore ad alta frequenza nel materiale, con l’obiettivo di misurare lo spessore dei materiali, misurare la distanza oppure identificare eventuali difettosità.

In sostanza il controllo tramite metodo ultrasonoro è un controllo volumetrico efficace, economico e veloce.

Il controllo ultrasonoro si basa sull’invio di onde meccaniche che si propagano nel materiale fin quando non incontrano un’impedenza acustica. Sullo schermo dello strumento appare un grafico dal quale l’operatore interpreta l’esame.

Tutta la differenza del mondo tra una buona e una cattiva interpretazione del controllo non distruttivo con ultrasuoni la fa l’esperienza del tecnico abilitato.

L’esame viene eseguito attraverso l’utilizzo di un apposito strumento ultrasonoro accoppiato da un cavo e una sonda (trasduttore) specifica per il tipo di controllo da eseguire.

TIPI DI SONDE PER IL CONTROLLO CON ULTRASUONI

Esistono diversi tipi di sonde (trasduttori) per le varie applicazioni:

  • Sonde longitudinali: cosiddette sonde piane, indicate per il rilevamento di difetti e cricche, misurazione di spessori e caratterizzazione dei materiali;
  • Sonde focalizzate (sonda doppia): indicate per la misurazione di spessori e il rilevamento di difetti nel caso un lato del pezzo da esaminare non fosse accessibile;
  • Sonde angolate: indicate per la ricerca di difetti non posizionati in modo parallelo rispetto alla superficie del pezzo; permette ad esempio il controllo di saldature che non sono state molate sul cordone;
  • Sonde ad immersione: praticamente queste sonde permettono di garantire un costante accoppiamento tra pezzo e sonda consentendo anche il controllo di pezzi con geometrie complesse; il sistema è molto più complesso rispetto al semplice controllo manuale e necessita di macchinari tecnologicamente più avanzati;
  • Phased Array: è una tecnologia tra le più innovative, il controllo viene eseguito da un solo trasduttore che ha al suo interno una sonda multi elemento in grado di generare svariati fasci ultrasonori personalizzabili in base alle esigenze. In pratica è come se stessimo utilizzando diverse sonde tradizionali nello stesso momento. Questo tipo di metodo si sta sviluppando sempre più negli ultimi anni.

TIPI DI SONDE A ULTRASUONI PER TIPOLOGIA DI CAMPIONI DA CONTROLLARE

Le varie sonde si distinguono anche per il proprio campo di applicazione:

  • Sonde longitudinali: billette, forgiati, laminati, getti
  • Sonde focalizzate: lamiere, piatti e tubazioni
  • Sonde angolate: forgiati, saldature, rullati e tubazioni
  • Sonde ad immersione: billette, forgiati, laminati, saldature e tubazioni

Sono diversi i tipi di componenti che solitamente vengono controllati con gli ultrasuoni per la ricerca di difettosità:

  • Laminati, tondi, getti, forgiati, billette
  • Materiale ferroviario
  • Componenti automotive
  • Particolari nell’aerospaziale
  • Tubazioni
  • Saldature

MISURE E DIFETTI RISCONTRABILI CON IL CONTROLLO MEDIANTE ULTRASUONI

I vari tipi di componenti da analizzare presentano difetti diversi tra loro, qui evidenziamo come si distinguono i materiali e le proprie difettologie.

Laminati: per questa tipologia di materiale vengono eseguiti controlli con sonde longitudinali o a doppio cristallo, solitamente l’obiettivo è misurarne gli spessori ma talvolta si va alla ricerca dei difetti quali inclusioni, cricche, strappi o incollature.

Tondi: l’esecuzione del controllo su prodotti a sezione circolare prevede l’utilizzo di sonde di diametro apposito che consentano il corretto accoppiamento. La sonda longitudinale posizionata trasversalmente sul pezzo permette di evidenziare difetti longitudinali. Se si posiziona la stessa sonda in testa al tondo si evidenzieranno invece i difetti trasversali. I difetti più comuni nei tondi sono inclusioni, cricche e incollature.

Tubi: con il metodo ultrasonoro è possibile controllare tubi saldati e non, in questo caso verranno utilizzate sonde angolate così da permettere l’identificazione di difetti longitudinali quali cricche circonferenziali e sfogliature.

Fusioni e getti: per questi tipi di materiali è necessario utilizzare delle frequenze ultrasonore basse a causa della grossezza del grano. Come difetti si possono trovare cavità, inclusioni solide e gassose, spaccature e cricche.

Saldature: per quanto riguarda la saldatura, con il metodo ad ultrasuoni, si verifica l’integrità di tutto il cordone più la parte adiacente alla stessa (Zona termicamente alterata) e il materiale base. Per questo controllo è necessario utilizzare sia le sonde longitudinali, doppie focalizzate che le angolate. Tutto dipende dal tipo di saldatura in esame, ad esempio a testa, a T o ad angolo. La superficie adiacente al cordone deve essere completamente pulita per garantire un corretto esame. I difetti riscontrabili nelle saldature sono molteplici e possono essere suddivisi in gruppi. Incisioni marginali o al vertice, insellamenti, slivellamenti, concavità sono degli esempi di difetti di profilo delle saldature. Nell’altro gruppo invece troviamo cricche, incollature, porosità, inclusioni di scoria o gas, cavità, mancanza di penetrazione al vertice/cuore o mancanza di fusione.

Oltre al controllo ad ultrasuoni in manuale, qua sopra citato, è possibile sfruttare lo strumento per altre applicazioni.

Spessore dei materiali: con gli ultrasuoni è possibile misurare lo spessore di un componente metallico a seguito di una taratura con un pezzo campione avente uno spessore noto. Lo strumento utilizzato prende il nome di Spessimetro ad ultrasuoni, i più avanzati permettono di interagire con un personal computer e di distinguere il metallo base da un eventuale rivestimento. Questo permette di eseguire il controllo passa non passa a lavori ultimati nonostante il materiale sia già stato, ad esempio, verniciato. Gli Spessimetri ultrasonici possono essere utilizzati per risolvere problematiche su vari tipi di superfici quali tubature o grosse lamiere. Anche nel caso un lato non fosse raggiungibile è possibile eseguire il controllo. Per esempio questo tipo di controllo è indicato nella ricerca di un’eventuale corrosione all’interno di tubi. 

Controllo dei punti di saldatura: la saldatura a punti prevede l’unione di due lamiere. Il controllo dei punti di saldatura presume l’utilizzo di apposite sonde a colonne d’acqua di vari diametri (in base allo spessore delle lamiere) per il controllo di ogni singolo punto e del suo nocciolo. La presenza di acqua all’interno della sonda permette di controllare spessori molto ridotti perché va ad eliminare la “zona morta”, inoltre la membrana, essendo in gomma flessibile, facilita il posizionamento della sonda sul punto di saldatura nonostante la lamiera sia deformata. L’accoppiamento tra sonda e pezzo è dato da un apposito gel.

L’obiettivo del controllo dei punti di saldatura è la riduzione degli scarti dovuti ad una sbottonatura per la verifica della tenuta del punto, normalmente per vedere l’integrità di un punto di saldatura è necessario eseguire un controllo distruttivo. Con il metodo ultrasonoro è possibile invece farsi un’idea delle problematiche che un punto di saldatura potrebbe avere.

Tramite gli ultrasuoni si possono notare vari difetti delle saldature: punto incollato, saldatura fredda, saldatura bruciata, nocciolo piccolo, eccessivo e ridotto indentamento ed eventuali porosità.

Di fatto possiamo trovare diversi vantaggi nell’utilizzo di un controllo ad ultrasuoni; l’elevata sensibilità permette di identificare discontinuità molto piccole, consente il rilevamento di difetti a livello volumetrico, la strumentazione è facilmente trasportabile e soprattutto è sufficiente che una sola superficie del particolare sia accessibile.”

Spero che le spiegazioni fornite da Gianbattista ti siano utili.

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In 24 ore avrai i risultati del controllo mediante ultrasuoni sulla tua scrivania.

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No a lunghe attese per richiedere un intervento

No a report incomprensibili che nessuno ti spiega

No a tempi lunghi di consegna dei report

Spero di incontrarti presto.

Elisabetta Ruffino

P.S. Quella nella foto sono io, e in mano ho Tutto e Subito, il libro che racconta come sia possibile fornire i risultati delle prove in 24 ore.

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By | 2018-09-17T10:24:55+00:00 settembre 5th, 2018|Controlli non distruttivi|0 Commenti

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