Controlli non distruttivi ad ultrasuoni Phased Array, TOFD e FMC
Gli ultrasuoni (UT) computerizzati: Phased Array, TOFD e FMC
Le tecniche CND a ultrasuoni phased array, TOFD e FMC sono tecniche avanzate che offrono una serie di vantaggi rispetto ai controlli ultrasonori tradizionali, tra cui maggiore rapidità di esecuzione, flessibilità, accuratezza e riproducibilità. L’ispezione mediante queste tecnologie sta progressivamente soppiantando il controllo radiografico perché tale metodologia di ispezione non solo è in grado di fornire una documentazione precisa e riproducibile del controllo effettuato – come già avviene mediante il controllo radiografico – ma è anche più rapida, economica e soprattutto comporta minori rischi per la salute e minori difficoltà normative, in quanto non genera emissioni di radiazioni ionizzanti. Inoltre, le scansioni effettuate dai nostri tecnici presso i clienti possono essere esaminate in remoto da un team di tecnici di 3° Livello presenti in sede.
Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT)
Il metodo Phased Array prevede l’utilizzo di una o più sonde a ultrasuoni costituite da una matrice di elementi trasduttori piezoelettrici. Questi elementi possono essere attivati in modo indipendente programmando opportune leggi di ritardo, in modo da creare per interferenza il fronte d’onda desiderato, il che consente di controllare la forma e l’orientamento del fascio ultrasonoro. Il metodo Phased Array è particolarmente adatto al controllo delle saldature e consente di ispezionare geometrie complesse e con limitata accessibilità che non potrebbero essere controllate efficacemente con tecniche ultrasonore convenzionali. È ampiamente utilizzato nei settori dell’industria petrolifera e del gas, medicale, aerospaziale, nucleare, navale, ferroviario e delle costruzioni; viene applicato nel controllo in produzione e in servizio di saldature, forgiati, tubazioni, brasature, e componenti lavorati quali le palette turbina.
Mediante la tecnica PAUT eseguiamo comunemente controlli su recipienti in pressione, anche su acciai Cr-Mo-V e su acciai inossidabili austenitici o leghe a base nickel, sia nel settore Oil&Gas che nel nucleare; la applichiamo inoltre per effettuare con efficienza controlli automatici su tubazioni saldate e corpo tubi seamless. Siamo specialisti nel controllo in servizio e in produzione di Yankee Dryer per la produzione della carta.
Ci occupiamo anche di elaborare le procedure operative e di autocostruire scanner e automazioni per progetti speciali. Le nostre attrezzature operano con frequenze da 1,5 MHz a 15 MHz, con Array lineari, a matrice e circolari, utilizzando strumentazione allo stato dell’arte.
I vantaggi della tecnica Phased Array nei CND
La tecnica Phased Array offre numerosi vantaggi nei controlli non distruttivi.
- Maggiore flessibilità: il fascio ultrasonoro può essere controllato in modo preciso, il che consente di eseguire ispezioni in aree difficili da raggiungere.
- Maggiore accuratezza: la tecnica phased array consente di misurare con maggiore precisione la posizione e le dimensioni dei difetti.
- Maggiore rapidità e minori costi rispetto ad altri metodi di controllo volumetrico.
- Minori rischi: non si utilizzano radiazioni ionizzanti.
- Maggiore sensibilità per alcune tipologie di difetti critici in saldatura (es. mancata fusione dei lembi).
TOFD (Time of Flight Diffraction)
La TOFD è una tecnica avanzata di ispezione non distruttiva che offre elevata sensibilità e riproducibilità nella rilevazione di difetti, come cricche, inclusioni e altre imperfezioni interne nelle saldature. La tecnica TOFD, applicata agli ultrasuoni, si basa sul fenomeno della diffrazione delle onde causata dagli apici di una discontinuità, misurando il tempo di volo delle onde ultrasonore riflesse o diffratte da eventuali difetti, e consentendo di ottenere una rappresentazione dettagliata dell’interno del materiale o della struttura esaminata.
Controlliamo con la tecnica TOFD (Time Of Flight Diffraction) spessori che vanno dai 6 a oltre i 300 mm.
La tecnica TOFD necessita di due punti d’accesso alla saldatura, la saldatura deve essere cioè accessibile da due lati della stessa superficie. Ampiamente utilizzato nei settori petrolchimico e gas, delle costruzioni, aerospaziale, nucleare, delle energie rinnovabili e manifatturiero.
I vantaggi della tecnica TOFD nei CND
La tecnica TOFD offre numerosi vantaggi nei controlli non distruttivi.
- Rapidità e bassi costi: permette di controllare spessori notevoli in tempi ristretti.
- Riproducibilità: non basandosi sull’ampiezza dei segnali, il setup e la taratura sono relativamente semplici, e le scansioni effettuate costituiscono un’affidabile fotografia dello stato della saldatura
- Maggiore sensibilità nella rilevazione di alcuni tipi di difetti in saldatura (porosità, inclusioni)
FMC (Full Matrix Capture)
La Full Matrix Capture (FMC) è una tecnica avanzata di acquisizione dati, che sfrutta una sonda multielemento per ottenere immagini ad alta risoluzione degli oggetti sotto esame. La FMC coinvolge, per ogni singolo fascio ultrasonoro, la registrazione simultanea dei segnali ricevuti da ogni trasduttore elementare, ottenendo così una matrice completa di dati. Questo approccio consente di sfruttare al massimo le informazioni che si possono ottenere dalla tecnica a ultrasuoni, raccogliendo dati da ogni direzione e profondità.
La tecnica FMC può essere accoppiata ad algoritmi avanzati quali il Total Focusing Method, che permettono di ricostruire immagini ad alta definizione che riproducono accuratamente la forma reale dei difetti, simulando la focalizzazione dell’energia ultrasonora in tutto il volume sotto esame. Queste tecniche innovative stanno venendo progressivamente adottate per il controllo delle saldature in molti settori manifatturieri, vista la loro capacità di fornire immagini di alta qualità che facilitano la valutazione accurata dell’integrità strutturale dei materiali, riducendo al contempo il rischio di falsi positivi o negativi.
I vantaggi della tecnica FMC nei CND
- Alta definizione: la geometria dei difetti viene riprodotta con grande accuratezza.
- Flessibilità: la tecnica di esame permette di focalizzare l’energia e l’informazione del segnale ultrasonoro contemporaneamente in tutto il volume di esame.
- Maggiore sensibilità nella rilevazione di alcuni tipi di difetti in saldatura (cricche) in particolar modo in geometrie di saldatura non convenzionali.
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