Quali sono i materiali utilizzati negli NDT?

introduzione

I test non distruttivi (NDT) sono un processo cruciale utilizzato nelle industrie per valutare l'integrità strutturale e la qualità dei materiali o dei componenti senza causare alcun danno. Svolge un ruolo essenziale nel garantire la sicurezza, l'affidabilità e le prestazioni di varie strutture e attrezzature. Le tecniche NDT utilizzano un'ampia gamma di materiali per fornire risultati accurati e affidabili. In questo articolo esploreremo i diversi materiali utilizzati negli NDT e il loro significato nel processo di test.

Materiali utilizzati nei controlli non distruttivi

1. Materiali per test elettromagnetici

Il test elettromagnetico è una tecnica NDT comunemente utilizzata basata sull'interazione dei campi elettromagnetici con il materiale da testare. Questa tecnica prevede l'uso di vari materiali, come magneti, bobine e sonde a correnti parassite, per generare e misurare segnali elettromagnetici. Questi materiali sono progettati per indurre una risposta nel materiale sottoposto a test, consentendo il rilevamento di difetti o variazioni nella sua conduttività elettrica, permeabilità magnetica o dimensioni.

I magneti utilizzati nei test elettromagnetici vanno dai magneti permanenti agli elettromagneti. I magneti permanenti generano un campo magnetico costante e sono comunemente usati per rilevare crepe superficiali, mentre gli elettromagneti producono campi magnetici controllati e sono adatti per esaminare le regioni del sottosuolo. Le bobine, note anche come bobine elettromagnetiche, sono fili di rame avvolti attorno a un nucleo e possono generare campi magnetici a corrente alternata. Sono ampiamente utilizzati nei test con correnti parassite per rilevare difetti superficiali e vicini alla superficie.

Le sonde a correnti parassite sono costituite da avvolgimenti di bobine che producono campi elettromagnetici e vengono utilizzate per indurre correnti parassite nel materiale da testare. Queste sonde sono disponibili in varie forme e dimensioni per soddisfare diversi requisiti di test, come il rilevamento di crepe, corrosione o variazioni di spessore del materiale.

I materiali per test elettromagnetici sono fondamentali per rilevare difetti o incoerenze nei materiali, come crepe, vuoti, corrosione e cambiamenti nelle proprietà dei materiali. Offrono un metodo non invasivo ed efficiente per valutare le condizioni dei materiali in settori quali quello aerospaziale, automobilistico ed energetico.

2. Materiali per test ad ultrasuoni

I test a ultrasuoni (UT) utilizzano onde sonore ad alta frequenza (onde ultrasoniche) per ispezionare i materiali e rilevare difetti interni o incoerenze. I materiali utilizzati nei test a ultrasuoni includono trasduttori, accoppianti e blocchi di calibrazione.

I trasduttori sono un componente chiave dei sistemi di test a ultrasuoni e sono responsabili della generazione e della ricezione delle onde ultrasoniche. Sono costituiti da un cristallo piezoelettrico o ceramico che converte l'energia elettrica in vibrazioni meccaniche e viceversa. Quando viene applicata una tensione elettrica al cristallo, questo vibra, producendo onde sonore ad alta frequenza che viaggiano attraverso il materiale da testare. Lo stesso cristallo può anche ricevere le onde riflesse e convertirle in segnali elettrici per l'analisi.

Gli accoppianti sono materiali utilizzati per migliorare la trasmissione delle onde ultrasoniche tra il trasduttore e il materiale da testare. Eliminano i vuoti d'aria e garantiscono un efficiente trasferimento di energia. Gli accoppianti possono presentarsi sotto forma di gel, oli o paste applicati sulla superficie del materiale di prova. Acqua e olio sono accoppianti comunemente usati nei test a ultrasuoni.

I blocchi di calibrazione, noti anche come standard di riferimento o standard di calibrazione, vengono utilizzati per calibrare e verificare le prestazioni delle apparecchiature di prova a ultrasuoni. Questi blocchi sono costituiti da difetti noti e proprietà dei materiali che aiutano a stabilire la sensibilità e la precisione del sistema a ultrasuoni. Sono generalmente realizzati con lo stesso materiale del pezzo in lavorazione e contengono difetti di varie dimensioni e forme per scopi di calibrazione.

I materiali per test a ultrasuoni consentono il rilevamento e la caratterizzazione di difetti interni, come crepe, vuoti e inclusioni, in un'ampia gamma di materiali, inclusi metalli, compositi e plastica. Questa tecnica trova applicazioni in settori quali la produzione, l'edilizia e la manutenzione.

3. Materiali per test radiografici

I test radiografici, noti anche come radiografia industriale, utilizzano raggi X o raggi gamma per esaminare la struttura interna dei materiali. Questa tecnica richiede materiali specializzati, tra cui macchine a raggi X, sorgenti di raggi gamma, pellicole e strumenti di interpretazione delle immagini.

Le macchine a raggi X sono costituite da un tubo a raggi X che genera un fascio di raggi X altamente focalizzato. Queste macchine producono raggi X accelerando gli elettroni e dirigendoli verso un bersaglio metallico. I raggi X emessi dal bersaglio penetrano nel materiale da testare e producono un'immagine radiografica su una pellicola o un rilevatore digitale. Le macchine a raggi X sono comunemente utilizzate nei test radiografici per applicazioni quali ispezioni di saldature e rilevamento di difetti interni.

Le sorgenti di raggi gamma, invece, emettono raggi gamma che sono altamente penetranti e possono ispezionare sezioni più spesse rispetto ai raggi X. Le sorgenti di raggi gamma, come l'iridio-192 e il cobalto-60, sono racchiuse in un contenitore schermato per una manipolazione sicura. Queste sorgenti sono comunemente utilizzate nei test radiografici per applicazioni che coinvolgono materiali a pareti spesse o quando è richiesta una radiazione a energia più elevata.

Le pellicole, note anche come pellicole radiografiche, vengono utilizzate per catturare l'immagine a raggi X o gamma del materiale da testare. Queste pellicole sono sensibili alle radiazioni e producono un'immagine latente che può essere sviluppata e interpretata. Sono disponibili in diverse dimensioni e sensibilità per soddisfare vari requisiti di test.

Gli strumenti di interpretazione delle immagini, come densitometri o software specializzati, vengono utilizzati per analizzare e interpretare le immagini radiografiche. Questi strumenti aiutano a identificare e valutare la presenza di difetti o discontinuità all'interno del materiale.

I materiali per test radiografici svolgono un ruolo cruciale nella valutazione di saldature, fusioni e altri componenti critici. Offrono un metodo completo e non distruttivo per ispezionare le strutture interne e rilevare difetti, come crepe, porosità o inclusioni.

4. Materiali per test con liquidi penetranti

Il test con liquidi penetranti, noto anche come ispezione con liquidi penetranti, è un metodo NDT ampiamente utilizzato per rilevare difetti superficiali su materiali non porosi. Questa tecnica prevede l'uso di vari materiali, inclusi liquidi penetranti, sviluppatori e detergenti.

I liquidi penetranti, comunemente indicati come penetranti o coloranti, sono formulati per avere un'elevata azione capillare e una bassa viscosità, consentendo loro di penetrare nelle discontinuità che rompono la superficie. Questi liquidi contengono coloranti fluorescenti colorati o coloranti visibili che migliorano il rilevamento dei difetti. Il penetrante viene applicato sulla superficie del materiale e lasciato riposare, garantendo la corretta penetrazione nei difetti.

Gli sviluppatori sono materiali applicati dopo che il penetrante è stato rimosso dalla superficie del materiale. Estraggono il penetrante intrappolato dai difetti e creano un'indicazione visibile del difetto. Gli sviluppatori possono presentarsi sotto forma di polveri secche o sospensioni umide. Gli sviluppatori a polvere secca sono comunemente utilizzati per le ispezioni visive, mentre gli sviluppatori a umido consentono l'uso di penetranti fluorescenti sotto la luce ultravioletta (UV) per una migliore visibilità dei difetti.

I detergenti vengono utilizzati per rimuovere i contaminanti superficiali e i penetranti residui dal materiale prima di applicare lo sviluppatore. Garantiscono che la superficie sia pulita e priva di sostanze interferenti che potrebbero ostacolare il rilevamento dei difetti.

I materiali per test con liquidi penetranti forniscono un mezzo efficace per individuare discontinuità superficiali, come crepe, sovrapposizioni o perdite, in un'ampia gamma di materiali, inclusi metalli, ceramica e plastica. Questa tecnica trova applicazioni in settori quali l’industria manifatturiera, l’aerospaziale e l’edilizia.

5. Materiali per test con particelle magnetiche

Il test con particelle magnetiche (MT) è una tecnica NDT ampiamente utilizzata per rilevare difetti superficiali e vicini alla superficie nei materiali ferromagnetici. Questa tecnica prevede l'uso di vari materiali, tra cui apparecchiature di magnetizzazione, particelle magnetiche e detergenti.

Le apparecchiature di magnetizzazione, come gioghi elettromagnetici o magneti permanenti, vengono utilizzate per stabilire un campo magnetico nel materiale da testare. Queste apparecchiature generano un campo magnetico che induce linee di forza magnetiche all'interno del materiale, facilitando il rilevamento e l'individuazione dei difetti. I gioghi elettromagnetici sono dispositivi portatili che forniscono un mezzo portatile e conveniente per magnetizzare materiali ferromagnetici. I magneti permanenti, invece, offrono un campo magnetico costante e sono adatti per test continui.

Le particelle magnetiche, note anche come polveri magnetiche, vengono utilizzate per migliorare il rilevamento dei difetti fornendo indicazioni visive. Sono disponibili in due forme principali: polvere secca e sospensione umida. Le polveri magnetiche secche vengono generalmente applicate direttamente sulla superficie, mentre le sospensioni umide vengono spruzzate o fatte scorrere sul materiale. Queste particelle magnetiche si allineano lungo la perdita di flusso magnetico causata dai difetti, formando indicazioni visibili che possono essere facilmente rilevate.

I detergenti vengono utilizzati per rimuovere le particelle magnetiche residue dalla superficie del materiale al termine dell'ispezione. Garantiscono che la superficie sia pulita e priva di sostanze interferenti che potrebbero mascherare i difetti.

I materiali per test con particelle magnetiche offrono un metodo affidabile e rapido per rilevare crepe superficiali, giunzioni, pieghe e altri difetti nei materiali ferromagnetici. Questa tecnica è ampiamente utilizzata in settori quali quello automobilistico, della produzione di acciaio e ferroviario.

Riepilogo

In sintesi, le tecniche di controllo non distruttivo si basano su una varietà di materiali per valutare accuratamente l'integrità e la qualità di componenti e strutture. I test elettromagnetici utilizzano magneti, bobine e sonde a correnti parassite per rilevare difetti o variazioni nelle proprietà dei materiali. I test a ultrasuoni si basano su trasduttori, accoppianti e blocchi di calibrazione per generare e ricevere onde sonore per il rilevamento dei difetti. I test radiografici utilizzano macchine a raggi X, sorgenti di raggi gamma, pellicole e strumenti di interpretazione delle immagini per ispezionare le strutture interne. Il test con liquidi penetranti coinvolge liquidi penetranti, sviluppatori e detergenti per identificare difetti che danneggiano la superficie. Il test delle particelle magnetiche utilizza apparecchiature di magnetizzazione, particelle magnetiche e detergenti per rilevare difetti superficiali e vicini alla superficie nei materiali ferromagnetici.

Questi materiali, insieme alle corrispondenti tecniche di prova, offrono un'ampia gamma di applicazioni in settori quali quello aerospaziale, automobilistico, manifatturiero ed edilizio. Consentono la valutazione non distruttiva dei materiali, garantendone la sicurezza, l'affidabilità e le prestazioni. Utilizzando questi materiali NDT in modo efficace, le industrie possono ridurre al minimo i tempi di inattività, ridurre i costi e mantenere la qualità dei propri prodotti e strutture.