I controlli non distruttivi (CND) sono il complesso di esami, prove e rilievi condotti impiegando metodi che non alterano il materiale e non richiedono la distruzione o l’asportazione del campione della struttura in esame, finalizzati alla ricerca e identificazione di difetti della struttura stessa.
Di frequente utilizzo è la sigla NDT dall’inglese Non Distructive Testing, o la sigla PnD ( Prove non Distruttive).
Nel settore industriale ogni prodotto di importanza critica, deve essere controllato per la verifica della sua integrità e conformità alle specifiche vigenti.
Tra le tipologie di controlli non distruttivi, BRVI vanta più che ventennale esperienza nei seguenti metodi :
La prova non distruttiva dei liquidi penetranti è una procedura di integrità superficiale di un pezzo ferroso, non ferroso o di una saldatura. Il penetrante (liquido a bassa tensione superficiale) viene cosparso sul pezzo mediante spruzzatura, pennello o immersione permettendo così all’azione capillare di agire per il tempo necessario alla penetrazione negli eventuali difetti. Successivamente si asporta il penetrante in eccesso e si cosparge la superficie con un mezzo di contrasto, rivelatore, che consentirà al liquido penetrante di riaffiorare in superficie. Sarà cosi possibile, grazie alla capillarità, di evidenziare l’eventuale difettosità sul pezzo da controllare.
Tipicamente il penetrante è di colore rosso violaceo (presenza di anilina) mentre il rilevatore (a base di silice amorfa) normalmente è bianco, tale differenza cromatica mette facilmente in risalto l’eventuale difettosità.
Con tale terminologia si indica il controllo effettuato su materiali o strutture impiegando onde ultrasoniche. Questi tipi di controlli sfruttano i fenomeni della propagazione nei solidi, liquidi e gas di fasci d’onde elastiche con frequenza superiore a quella della soglia dei suoni udibile dall’orecchio umano.
Le onde ultrasonore, che sono inviate nel sistema spaziale da sottoporre ad esame, sono attenuate dalla materia che incontrano e da essa riflesse, deviate od assorbite a causa delle discontinuità presenti nella stessa.
Il metodo di rivelazione dei difetti con ultrasuoni è l’applicazione tecnologica del principio dell’eco.
Gli ultrasuoni, generati da un cristallo piezoelettrico, sono trasferiti direttamente nel materiale da controllare grazie al contatto trasduttore- superficie. Il fascio d’onde ultrasonore si propaga quindi nel materiale da esaminare con la medesima frequenza con cui il cristallo lo ha generato. Quando il fascio incontra un ostacolo, verrà riflesso, assorbito o deviato e le onde così riflesse avranno sempre la medesima frequenza, ma saranno sfasate, un oscilloscopio metterà in evidenza tale sfasatura.
Questo metodo si basa sull’attrazione di particelle ferromagnetiche disperse in liquido attratte dal campo magnetico deviato in prossimità delle eventuali cricche.
Procedura:
per quanto riguarda il controllo in umido la procedura pratica si articola nelle fasi seguenti:
Analizzando la direzione, l'ampiezza e la fase della luce diffusa o riflessa dalla superficie di un oggetto opaco, o trasmessa all'interno di un mezzo trasparente, si possono ottenere informazioni sullo stato fisico dell'oggetto sotto esame.
Col termine di esame visivo o metodi ottici si indicano tutte quelle tecniche che permettono l'osservazione diretta di superfici anche se poste in zone remote o inaccessibili, i metodi più avanzati permettono la rilevazioni anche di difetti interni ai materiali. I metodi ottici permettono di rilevare un numero vastissimo di difetti quali cricche, corrosioni, alterazioni di colore dovuti a surriscaldamenti, erosioni, deformazioni, irregolarità della finitura superficiale, errori di montaggio di sistemi meccanici, variazioni dimensionali etc.
In tutti i casi in cui la superficie da esaminare è facilmente accessibile, l'esame viene effettuato a occhio nudo, con l'ausilio di una lente di ingrandimento, oppure con telecamere. In questo caso è possibile condurre esami anche molto sofisticati con tecniche di elaborazione di immagine. Le superfici inaccessibili possono essere ispezionate a vista con endoscopi a fibre ottiche, rigidi o flessibili, che permettono di acceder anche all'interno di particolari geometricamente complessi. I più recenti sono costituiti da telecamere aventi un diametro di 6-8 mm che vengono introdotte e guidate all'interno della cavità da esaminare
Come tutti i metodi non distruttivi anche il Visual Test ha dei limiti.
Il principale limite di questo metodo consiste nella possibilità di rilevare soltanto difetti affioranti in superficie, inoltre, l'interpretazione del segnale è soggettiva. Su superfici speculari sono inutilizzabili tutte quelle tecniche che sfruttano fasci di luce radente alla superficie per rilevare, attraverso il fenomeno della diffusione, la presenza di difetti.
Le nuove tecnologie ad ultrasuoni permettono di condurre esami con apparecchiature digitali dotate di sistemi di scansione meccanizzati, automatici e/o manuali, sfruttando una gestione dell’elettronica molto spinta mediante programmi software dedicati. La tecnologia PHASED ARRAY presenta ulteriori vantaggi rispetto ai tradizionali ultrasuoni tra i quali, da non sottovalutare, il gruppo sonda-meccanica risulta di dimensioni molto contenute ed è quindi maggiormente versatile su diametri inferiori e su saldature dal profilo piccolo.
Aspetti teorici e pratici
in questo tipo di apparecchiature una serie di elementi ultrasonori è disposto parallelamente su di un asse ed inseriti in un contenitore, tale contenitore è la sonda “ Phased array”. La sonda ha la caratteristica che ogni elemento, che la costituisce, genera un proprio fascio ultrasonoro. Impiegando ritardi variabili nel tempo e opportunamente calcolati, i fasci ultrasonori possono essere generati e distribuiti nei materiali, tali da essere focalizzati a profondità specifiche e con angoli desiderati.
Vantaggi: