Impianto controllo ultrasuoni
I controlli ad ultrasuoni
I controlli non distruttivi consentono, come dice il termine stesso, di controllare un componente senza danneggiarlo.
Questo permette di assolvere a due compiti fondamentali:
- analizzare il componente che verrà fornito al cliente (e non una sua copia che potrà essere simile ma mai uguale);
- evitare perdite economiche dovute alla distruzione del componente realizzato per eseguire il test.
Il mondo dei controlli non distruttivi è però molto ampio e i metodi di controllo non tutti uguali.
La differenza principale è tra controlli superficiali e controlli volumetrici.
I primi consentono di ispezionare la sola superficie o, tuttalpiù, lo strato sub-superficiale del componente in esame.
I controlli non distruttivi volumetrici permettono invece l’analisi del componente in tutto il suo volume.
Tra i metodi volumetrici i più importanti sono sicuramente quello radiografico e quello ultrasonoro con vantaggi che li rendono spesso complementari e, di rado, alternativi.
Il metodo ultrasonoro sfrutta l’effetto piezo-elettrico di alcuni materiali per generare un’onda sonora (nelle frequenze ultrasonore).
L’onda si propagherà all’interno del componente fintanto che incontrerà un riflettore.
Il riflettore potrebbe essere una discontinuità determinante uno scarto e, in tal caso, verrà individuato e segnalato.
Dimensioni e posizione della discontinuità saranno determinati dallo strumento grazie al calcolo della “distanza = velocità degli ultrasuoni nel materiale x tempo di risposta” e formule trigonometriche.
Manuale, semi-automatico o automatico?
Il controllo ultrasonoro si presta particolarmente alla realizzazione di macchinari e impianti per ridurre tempi e costi delle ispezioni.
Ispezione manuale ad ultrasuoni
Il controllo manuale consiste nell’applicazione da parte di un operatore che muove la sonda ad ultrasuoni sul componente in esame ed interpreta i dati che lo strumento ad ultrasuoni visualizza.
Ovviamente, perché questo sia possibile sono necessarie alcune condizioni:
- il componente deve essere fermo e le zone da controllare facilmente raggiungibili;
- la temperatura del componente deve consentire all’operatore di avvicinarsi a sufficienza;
- la produttività è limitata al numero di operatori disponibili;
- è fondamentale che ogni operatore sia esperto nel controllo che esegue.
Macchinari ad ultrasuoni semi-automatici
Quando vi è una certa ripetitività nel controllo è possibile impiegare macchinari semi-automatici ad ultrasuoni.
In questo caso l’operatore ha il compito di posizionare il macchinario ed interpretare i dati ma la scansione viene effettuata dal macchinario stesso.
L’evidente vantaggio è legato alla produttività e ad una maggiore ripetibilità delle scansioni.
Le condizioni per cui è possibile impiegare questo tipo di macchinari sono le seguenti:
- il componente deve essere fermo e la zona di inizio e fine scansione devono essere raggiungibili;
- la produttività è limitata al numero di macchinari disponibili (e, in minor parte, al numero di operatori);
- è richiesta esperienza elevata solo agli operatori che leggono le scansioni.
Impianti automatici ad ultrasuoni
Gli impianti di controllo ad ultrasuoni sono la soluzione ideale per le situazioni in cui vi è focus particolare sui seguenti punti:
- produttività;
- affidabilità (qualità e ripetibilità) del controllo.
Questo tipo di sistemi può infatti essere installato in linea con la produzione senza creare un imbuto alla sua velocità e controllare anche al 100% i componenti.
È ovvio che non sempre sia possibile installare l’impianto ad ultrasuoni in linea ma, anche quando non lo fosse, produttività e affidabilità restano irraggiungibili con altre soluzioni.
Le condizioni per cui è possibile impiegare un impianto automatico ad ultrasuoni sono:
- disporre di un’area dedicata (in linea o meno);
- la componentistica da controllare deve avere una certa ripetibilità (vedremo meglio dopo questo punto).
Uno dei punti di forza è legato alla non più necessaria ispezione da parte di un operatore dei risultati dell’ispezione.
Gli impianti di controllo ad ultrasuoni possono essere dotati della funzione di scarto automatico in caso di superamento delle soglie di accettabilità impostate.
La soluzione su misura
Spesso, parlando di impianti di controllo ad ultrasuoni, ci vengono presentate soluzioni mono o multicanale ad ultrasuoni convenzionale.
Non è però detto, soprattutto negli impianti ad ultrasuoni semi-automatici e negli impianti automatici ad ultrasuoni, che questa sia la tecnologia giusta per i componenti che dobbiamo verificare.
Gli impianti di controllo ad ultrasuoni possono essere in effetti basati su una o più delle tecnologie (o metodi) seguenti:
- impianto di controllo ad ultrasuoni per indagini spessimetriche;
- impianto di controllo ad ultrasuoni convenzionali mono o multicanale;
- impianto di controllo ad ultrasuoni phased array;
- impianto di controllo ad ultrasuoni phased array con TFM;
- impianto di controllo ad ultrasuoni tofd;
- impianto di controllo ad ultrasuoni con più di uno dei precedenti metodi.
È evidente che di rado si possa trovare sul mercato una soluzione pronta e adatta alle nostre esigenze.
Ci si può quindi accontentare oppure rivolgersi a società, quali NDT Custom, specializzate nella fornitura di impianti ad ultrasuoni customizzati per il cliente.
NDT Custom è infatti in grado di studiare e realizzare soluzioni integrate con ogni tecnologia ut e con l’ausilio della meccanica più sofisticata quali, ad esempio, bracci antropomorfi,
Gli impianti ad ultrasuoni su misura hanno il vantaggio di focalizzarsi sulle necessità del cliente e del controllo.
Spesso questa soluzione, oltre che ovviamente più efficace ed efficiente, risulta più economica di un impianto standard poiché evita tutto ciò non necessario per il cliente che lo sta richiedendo.
Il focus è infatti quello di fornire un impianto di controllo ad ultrasuoni che consenta, con ottimo margine, di sopperire alle esigenze presenti e future del cliente lasciando spazio ad eventuali integrazioni.
Questo punto, quello delle integrazioni, è molto importante per un corretto investimento.
Gli impianti realizzati in quest’ottica possono essere facilmente aggiornati o dotati di nuovi moduli per sopperire a nuove esigenze non previste.
Impianti per controllo ad ultrasuoni standard o mal-progettati nascono quale soluzione chiusa e sono di difficile (se non impossibile) ed onerosa modifica in caso di necessità.
Formazione e assistenza continua
Forse è un po’ inflazionato come esempio, ma immaginiamo un impianto di controllo ad ultrasuoni come un’automobile.
Ovviamente prima di utilizzarla ci saremo premurati di prendere la patente di guida (leggi patentino ultrasuoni).
A quel punto ben sapete che, legalmente, potreste salire su qualunque auto e guidarla senza troppe preoccupazioni se non quelle di effettuare il tagliando.
O forse no?
Leggereste il manuale d’uso e manutenzione prima?
Quanto tempo impieghereste per conoscerla tutta e utilizzare tutte le sue funzioni?
Una volta in un’automobile, oltre a pedali, volante e cambio, c’era poco da conoscere.
Oggi, anche gli impianti per controllo ad ultrasuoni sono diventati sempre più complessi e sofisticati.
Ecco perché è fondamentale essere correttamente formati dal fornitore in modo da sfruttare tutte le potenzialità di quanto acquistato.
Bisognerà inoltre apprendere quei piccoli riguardi di manutenzione ordinaria (laddove previsti) e, come per un’automobile, non dimenticare l’importanza dei tagliandi.
Solo con la corretta formazione ed assistenza da parte del fornitore si potrà essere certi dell’efficacia e affidabilità nel tempo di quanto acquistato e trarne il massimo beneficio.
