Controlli non distruttivi e misura delle tensioni residue

Presso la nostra sede eseguiamo controlli non distruttivi su manufatti industriali, componenti per off-shore, impianti petrolchimici e civili, in conformità alle normative nazionali ed internazionali (UNI, UNI EN, UNI EN ISO, UNI CEI EN ISO, ISO, BSI, AFNOR, DIN, ASTM, ASME, API, UL,CSA, IEC,NEMA, IEEE,TIA, AMS, UL, VDA, VDI e altre..) con personale qualificato al II° Liv. SNT-TC-1A, UNI EN 473.

Si eseguono:

controlli ultrasonici su saldature, manufatti fusi e fucinati;

controlli magnetoscopici;

controlli con liquidi penetranti a contrasto di colore e con metodo fluorescente;

misure di tensione residua con metodo diffrattometrico, estensimetrico o con il sistema di Barkhausen;

misure di durezza.

Controlli ultrasonici

Il controllo con metodo ad ultrasuoni si basa sul fenomeno della riflessione che un’onda acustica subisce quando, viaggiando all’interno di un materiale, incontra un ostacolo alla sua propagazione. Se l’ostacolo è posto ortogonalmente alla direzione di incidenza dell’onda, questa ritorna verso la sorgente (sonda) che l’aveva generata indicando all’operatore la presenza di un difetto o discontinuità. Gli ultrasuoni sono onde acustiche con frequenze superiori alla soglia dell’udito (0,5 – 25 MHz).

L’impulso ultrasonoro viene trasmesso nel materiale da un apposito trasduttore, detto comunemente sonda. Gli impulsi riflessi dalle superfici del difetto o dalle pareti del pezzo, vengono captati dal trasduttore, trasformati in segnali elettrici e rappresentati sullo schermo dell’apparecchio utilizzato per il controllo.

In relazione:

al tempo impiegato dal segnale trasmesso, riflesso dal difetto, è possibile stimare con precisione la posizione della discontinuità nel pezzo;
all’intensità del segnale di ritorno alla sonda, sono sempre stimabili, con una certa accuratezza, le dimensioni reali del difetto e quindi accettare o scartare il manufatto sulla base delle prescrizioni delle normative o specifiche applicabili.

Campi di applicazione

Sono svariati i campi in cui è possibile utilizzare gli ultrasuoni per verificare l’integrità di un pezzo di nuova costruzione o durante il suo esercizio. L’esame ultrasonico è applicato per il controllo di saldature (a piena penetrazione), lamiere, fucinati, stampati, fusioni, e materiali compositi e per il dimensionamento di difetti dovuti all’esercizio in svariati manufatti che durante il loro esercizio lavorano a fatica o sono soggetti a fenomeni di stress corrosion cracking. La tecnica ultrasonica trova largo impiego, inoltre, nella misura di spessore su apparecchi in esercizio soggetti a corrosione e di nuova costruzione.

Tecniche d'esame

Si dividono fondamentalmente in due classi : tecnica a contatto, tecnica non a contatto o per immersione. Nel primo caso il trasduttore viene appoggiato direttamente a contatto del pezzo su superfici che, necessariamente, devono essere lisce e permettere un buon accoppiamento, usando come accoppiante acqua, olio, gelatina od altro (tecnica applicata a prodotti di medio/grosse dimensioni e su strutture saldate). Nel secondo caso la sonda è sempre mantenuta ad una certa distanza dal pezzo immerso in vasche d’acqua (tecnica utilizzata nel controllo automatizzato di grandi serie di particolari identici).

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Controlli magnetoscopici

In presenza di una discontinuità, le linee del campo magnetico indotto in un materiale subiscono una deviazione. Evidenziate con un opportuno rilevatore, in polvere o in sospensione liquida, è possibile determinare la presenza e l’orientamento di una discontinuità o di un difetto nel materiale.

Applicazione

Il controllo magnetoscopico è un metodo d’indagine non distruttivo per il rilievo di difetti superficiali e subsuperficiali in materiali ferromagnetici. E’ applicato per il controllo delle fusioni in acciaio a struttura ferritica, i fucinati, gli estrusi, gli stampati, le saldature ed altri componenti a matrice ferritica. Per essere rilevati con questa tecnica i difetti, oltre ad essere superficiali o subsuperficiali, devono essere orientati in modo da essere intercettati dalle linee di forza del flusso magnetico indotto; per tale ragione lo stesso pezzo deve essere come minimo magnetizzato in due direzioni, fra di loro ortogonali.

Tecniche d'esame

Numerose sono le tecniche d’esame del metodo magnetoscopico; la scelta dipende da numerosi fattori, fra cui: il tipo di prodotto da controllare (saldatura, fucinati, stampati, estrusi etc.), la sua forma, lo stato superficiale del pezzo (saldato, molato, rettificato, sabbiato etc.), la metodologia di controllo (con puntali, con elletromagnete, con bancale fisso etc.). La corrente impiegata (alternata-continua) e il tipo di particelle magnetiche (fluorescenti, in sospensione liquida, a secco) che sono impiegate per rilevare i difetti determinerà, invece, la sensibilità del controllo. Quando applicabile, in relazione alla superficie del manufatto da controllare, l’utilizzo di particelle magnetiche fluorescenti permetterà di avere la massima sensibilità nel controllo rilevando difetti lineari di larghezza estremamente ridotta.

Limiti

Il principale limite del controllo magnetoscopico riguarda l’applicabilità ai soli materiali ferromagnetici. Presso il nostro stabilimento di Nova Milanese possiamo eseguire, prima e dopo trattamento termico e condizionamento delle superfici mediante sabbiatura, controlli magnetoscopici con giogo, puntali e banco su pezzi anche di grandi dimensioni.

Controlli con liquidi penetranti

Principio del metodo

Il metodo si basa sul fenomeno della capillarità, ossia la tendenza di un liquido a risalire all’interno di un tubo capillare e su caratteristiche fisiche dei liquidi quali la viscosità e la tensione superficiale. Il potere penetrante è una caratteristica molto importante dalla quale dipende in larga parte la sensibilità dell’esame.

Applicazioni

Il controllo con liquidi penetranti è idoneo a rilevare difetti di qualunque tipo, affioranti in superficie. Possono essere rilevati difetti in fusioni, di tutti i materiali, purché non eccessivamente porosi e in saldatura, come porosità, cricche a caldo, cricche a freddo etc..

E’ un valido metodo per il rilevamento di difetti in che possono manifestarsi in seguito a processi di tempra, filature, sdoppiature di laminazione, etc. , e di servizio come cricche di fatica e dovute a fenomeni di tensocorrosione. Il metodo non è vincolato al tipo di materiale od alla sua struttura; come detto in precedenza, il materiale, tuttavia, non deve essere poroso, come certi materiali ceramici. Possono essere controllati: acciaio, alluminio, materiali compositi, ghisa, etc.

Limiti

Sussistono vari limiti per i controllo con liquidi penetranti :

non è possibile rilevare discontinuità sotto pelle o chiuse in superficie
non è normalmente applicabile per l’esame di superfici eccessivamente rugose o porose
è un controllo limitato a zone facilmente accessibili
il campo di temperatura in cui è possibile eseguire il controllo con i prodotti per impiego normale è da 12° a 56°C (esistono comunque prodotti specifici per alte temperature)
la sensibilità del metodo è condizionata dal grado di finitura superficiale.

Trater può eseguire, presso la propria clientela o nello stabilimento di Nova Milanese, i controlli con liquidi penetranti adatti a qualsiasi pezzo e con la sensibilità appropriata alla richiesta del cliente e alle norme di riferimento. Dispone, inoltre, di un impianto automatizzato per il controllo con liquido fluorescente, per immersione, di piccoli pezzi, di grande serie.

Tecniche d'esame

Si possono applicare diverse tecniche di esame a seconda del tipo di penetrante utilizzato, dell’oggetto da controllare e del numero di pezzi. Le fasi principali del metodo prevedono sempre:

l’applicazione del penetrante sulla superficie da controllare;
la rimozione del penetrante in eccesso;
l’applicazione del rilevatore.

I prodotti da utilizzare sono scelti in funzione della sensibilità di controllo desiderata e delle condizioni della superficie del pezzo.

Misure di durezza

Le prove di durezza sono eseguite per ottenere un indice convenzionale dal quale trarre informazioni sulle qualità e sulle proprietà del materiale.

La prova di durezza è una delle più importanti e delle più utilizzate che si eseguono in laboratorio o in campo. In metallurgia per durezza s’intende la resistenza che un materiale oppone alla penetrazione di un materiale più duro secondo una compressione localizzata.

Ai fini industriali, le prove di durezza e si dividono in:

Prove di macrodurezza, eseguite anche direttamente sui pezzi;
Prove di microdurezza eseguibili solo in laboratorio, su talloni appositamente preparati.

Le prove di durezza sono molto in uso perché hanno diversi vantaggi:

non richiedono provette, potendosi eseguire direttamente sul pezzo in esame;
non distruggono ne alterano l’organo sottoposto alla prova;
forniscono indici di confronto per un giudizio sulle qualità dei materiali;
consentono di stabilire il grado di lavorabilità alle macchine utensili di un pezzo;
consentono di valutare con buona approssimazione, la resistenza a trazione degli acciai.

Trater, per questo tipo di test, dispone di strumenti da banco, tipo Heckert HPO 250, e portatili Ernst HANDY ESATEST, Ernst a rottura di spina e il classico Poldi.

Tutti gli apparecchi sono periodicamente tarati e le misurazioni sono certificate su apposita modulistica, rilasciata al termine dell’indagine. In accordo al nostro Sistema Qualità o su espressa richiesta dei clienti eseguiamo le misure di durezza nei seguenti casi:

dopo ogni trattamento di qualità (trattamenti di quenching & tempering, invecchiamenti, ricotture) eseguiti su acciai, leghe, alluminio rame ottone e bronzo;
prima e dopo i trattamenti PWHT degli acciai bassolegati e legati per verificare la durezza iniziale e finale del materiale base, delle saldature e della zona termicamente alterata dei giunti;
dopo ogni trattamento con specifiche NACE, sul 100% delle saldature, ZTA per verificare che effettivamente le durezze siano scese al di sotto del valore di riferimento (200HB per gli acciai al carbonio);

sui manufatti o parti degli stessi in acciaio bonificato dopo trattamento termico di distensione per verificare che il materiale non abbia perso le caratteristiche meccaniche durante il ciclo termico.

Misure di tensione residua

Trater, presso il proprio stabilimento di Nova Milanese e presso la spettabile clientela, può eseguire misure di tensione residua mediante la tecnica diffrattometrica, la tecnica estensimetrica (Hole Drilling) e il umore di Barkhausen.

Dispone di due diffrattometri a raggi X, dell’apparecchiatura per il rilievo delle tensioni mediante rosette estensimetriche e di un apparecchio per le misure con il metodo di Barkhausen. Per maggiori dettagli sulle singole tecniche e si rimanda allo specifico capitolo nella sezione “Società di ingegneria”.

Assistenza alla Spett. Clientela

Trater mettere a disposizione i propri spazi, anche coperti ed attrezzati, alla propria Clientela per eseguire i collaudi previsti sui manufatti, dopo trattamento termico, prima della loro sabbiatura, verniciatura e spedizione.

Nelle aree dedicate, il Cliente può eseguire i controlli non distruttivi, ad eccezione dei controlli radiografici, avvalendosi anche di aziende esterne, e le prove idrauliche degli apparecchi a pressione risparmiando sui costi di trasporto. Nel caso di anomalie e difetti eventualmente riscontrati durante i test è possibile inoltre effettuare immediatamente le riparazioni e rimettere gli apparecchi in trattamento termico.

Dopo sabbiatura e verniciatura, vengono messi a disposizione dei Clienti spazi attrezzati per eseguire i montaggi degli apparecchi e il loro imballaggio per la spedizione a destinazione.