UT - Controllo ad ultrasuoni

UT - Controllo ad ultrasuoni

UT - Controllo ad Ultrasuoni Spessimetrico e Difettoscopico

Il Controllo Non Distruttivo ad Ultrasuoni (UT) si basa sulla generazione di un’onda di vibrazione, sulla propagazione di questa al pezzo in prova e sull’ analisi delle caratteristiche dell’onda emergente (ampiezza, ritardo, permanenza del segnale in relazione allo spostamento della sonda).

Applicazioni tipiche del metodo ultrasonoro nel settore industriale riguardano le molteplici applicazioni della produzione metallurgica (fusioni, laminati, estrusi, fucinati, forgiati, tubi e saldature).

Il controllo tramite metodo ultrasonoro nel campo dell’ispezione in servizio o in fase di costruzione si suddivide in due tipologie:

  • Controllo ad Ultrasuoni di tipo Spessimetrico: La misurazione degli spessori residui di componenti quali recipienti a pressione o serbatoi di fluido, aria o gas, soggetti a degrado da servizio (assottigliamento per corrosione e usura) rientra tra le verifiche d’integrità delle attrezzature a pressione, che vengono tradizionalmente svolte combinando le risultanze di un esame visivo condotto esternamente e, ove possibile, internamente alla membratura, integrato appunto da misure ad ultrasuoni di tipo spessimetriche.

La periodicità delle verifiche di integrità delle attrezzature a pressione è normata dall'allegato VII DEL DLGS 81/08

La spessimetria può essere eseguita anche a caldo. 

ITALSABI dispone di strumenti NKD-019E di Nordinkraft per l’esecuzione in servizio di controlli spessimetrici per mezzo di sonde tipo EMAT, su manufatti e componenti metallici con caratteristiche fisiche proprie dell’impiego su impianti chimici, petrolchimici e termici in un intervallo di spessori di 1.5÷100 mm con temperature fino a +720°C.

  • Controllo ad Ultrasuoni di tipo Difettoscopico: Il controllo ad Ultrasuoni Manuale di ricerca di difetti originatisi in servizio, in fusione e/o in fase di saldatura e pregiudizievoli all’affidabilità del componente (tipicamente cricche di fatica, cricche di tensocorrosione, cricche da infragilimento) viene eseguito dai nostri tecnici qualificati secondo e terzo livello in accordo con gli standard ASME e UNI EN ISO.  

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.

Misure e difetti riscontrabili con il controllo mediante ultrasuoni, come distinguere 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.

I tecnici ITALSABI con qualifica di III Livello SNT-TC-1A ed EN 9712 possono scrivere ed approvare procedure specifiche dedicate ai controlli sopra descritti.

  

    ESECUZIONE CONTROLLI SPESSIMETRICI UTS AD ELEVATE TEMPERATURE MEDIANTE SONDE EMAT

    ITALSABI dispone di strumenti NKD-019E di Nordinkraft per l’esecuzione in servizio di controlli spessimetrici per mezzo di sonde tipo EMAT, su manufatti e componenti metallici con caratteristiche fisiche proprie dell’impiego su impianti chimici, petrolchimici e termici in un intervallo di spessori di 1.5÷100 mm con temperature fino a 720°C.

    Vantaggi

    • In grado di trasmettere e ricevere onde a ultrasuoni senza l'uso di accoppiante e ad una distanza fino a 4 mm
    • Possono essere testate anche le unità con coperture isolanti, con corrosione o con una superficie ruvida
    • Precisione a 0,01 mm
    • Velocità dell'onda ottimizzata automaticamente per testare la temperatura dell'oggetto