CHE COS'È L'esame non distruttivo？
L'esame non distruttivo (NDE), noto anche come test non distruttivo (NDT), si riferisce al processo di ispezione, test o valutazione di materiali, componenti o strutture senza causare danni o alterazione permanente. Le tecniche NDE vengono utilizzate per valutare l'integrità, la qualità e le prestazioni degli oggetti, identificare difetti, discontinuità o anomalie e garantire la loro sicurezza e affidabilità. Ecco alcune tecniche di esame non distruttive comunemente impiegate
- Ispezione visiva (VT)
- Test ad ultrasuoni (UT)
- Esami radiografici (RT)
- Test con particelle magnetiche (MT)
- Test con liquidi penetranti (PT)
- Test delle correnti parassite (ECT)
- Termografia
- Test sulle emissioni acustiche (AE)
Ispezione visiva (VT)
L'ispezione visiva (VT) è una tecnica di esame non distruttiva che comporta un esame visivo diretto della superficie di un oggetto per identificare difetti superficiali, irregolarità o indicazioni visive di potenziali problemi. È uno dei metodi di ispezione più basilari e ampiamente utilizzati in vari settori.
Durante l'ispezione visiva, un ispettore qualificato esamina visivamente l'oggetto usando gli occhi, insieme a strumenti di illuminazione e ingrandimento appropriati se necessario. L'obiettivo è rilevare eventuali difetti visibili, come crepe, corrosione, usura, vaiolazione, rugosità superficiale, scolorimento o qualsiasi altra anomalie che possono influire sull'integrità o la funzionalità dell'oggetto.
L'ispezione visiva può essere eseguita in diverse fasi del ciclo di vita di un oggetto, anche durante la produzione, l'assemblaggio, la manutenzione o le ispezioni periodiche. Viene spesso usato come tecnica di ispezione preliminare per identificare ovvie difetti o anomalie prima di utilizzare metodi di esame non distruttivi più avanzati.
I vantaggi dell'ispezione visiva (VT) includono
Test ad ultrasuoni (UT)
Il test ad ultrasuoni (UT) è una tecnica di esame non distruttiva che utilizza onde sonore ad alta frequenza per ispezionare e valutare la struttura e le condizioni interne di materiali e componenti. È ampiamente utilizzato in vari settori per rilevare difetti, misurare lo spessore e valutare le proprietà dei materiali.
Il processo UT prevede i seguenti passaggi chiave:
Generazione e trasmissione di onde sonore: un trasduttore viene utilizzato per generare onde ad ultrasuoni, in genere nell'intervallo di frequenza da 0,5 a 25 MHz. Queste onde vengono trasmesse nel materiale da ispezionare.
Propagazione e interazione delle onde: le onde ad ultrasuoni viaggiano attraverso il materiale e interagiscono con la sua struttura interna. Quando si incontrano interfacce, come i confini tra materiali diversi o difetti interni, le onde possono essere riflesse, refrattate, diffratte o disperse.
Ricezione e analisi delle onde riflesse: lo stesso trasduttore utilizzato per generare le onde funge anche da ricevitore per le onde riflesse. I segnali ricevuti vengono quindi elaborati e analizzati per determinare le proprietà e le condizioni del materiale da ispezionare.
Rilevamento e caratterizzazione dei difetti: analizzando il tempo di volo e l'ampiezza delle onde riflesse, UT può rilevare e caratterizzare vari tipi di difetti, come crepe, vuoti, inclusioni, delaminazioni e variazioni di spessore.
Il test ad ultrasuoni offre numerosi vantaggi:
Test con particelle magnetiche (MT)
Il test delle particelle magnetiche (MT), noto anche come ispezione di particelle magnetiche (MPI), è una tecnica di esame non distruttiva utilizzata per rilevare difetti di superficie e superficie nei materiali ferromagnetici. È particolarmente efficace per identificare difetti come crepe, giri, cuciture e altre discontinuità che possono influenzare l'integrità e le prestazioni del materiale.
Il processo di test delle particelle magnetiche prevede i seguenti passaggi:
Magnetizzazione: l'oggetto da ispezionare, in genere realizzato in materiale ferromagnetico come ferro, nichel o acciaio, viene magnetizzato usando un campo magnetico. Ciò può essere ottenuto usando un magnete permanente, un giogo elettromagnetico o una bobina.
Applicazione di particelle magnetiche: le particelle magnetiche, in forma secca o umida, vengono applicate alla superficie dell'oggetto magnetizzato. Queste particelle sono generalmente a base di ferro e hanno proprietà magnetiche.
Accumulo di particelle: le particelle magnetiche applicate aderiscono alla superficie dell'oggetto, formando indicazioni visibili in posizioni in cui si verifica la distorsione del campo magnetico a causa della presenza di difetti o discontinuità.
Ispezione e interpretazione: gli ispettori addestrati esaminano la superficie dell'oggetto in condizioni di illuminazione adeguate. Le particelle magnetiche accumulate creano indicazioni visibili, come linee o cluster, rivelando la presenza e le caratteristiche dei difetti. L'ispettore valuta le dimensioni, la forma e la distribuzione delle indicazioni per determinare la natura e la gravità dei difetti.
Il test con particelle magnetiche offre numerosi vantaggi
Test con liquidi penetranti (PT)
Il test del penetrante liquido (PT), noto anche come ispezione del penetrante colorante o ispezione del penetrante liquido (LPI), è una tecnica di esame non distruttiva utilizzata per rilevare difetti di rottura della superficie nei materiali non porosi. È un metodo efficace per identificare crepe, fratture, giri, porosità e altre discontinuità superficiali che possono compromettere l'integrità del materiale.
Il processo di test con liquidi penetranti prevede i seguenti passaggi:
Pre-pulizia: la superficie dell'oggetto da ispezionare viene pulita accuratamente per rimuovere qualsiasi sporcizia, grasso, olio o altri contaminanti che potrebbero interferire con i risultati del test.
Applicazione del penetrante: un penetrante liquido, che è un colorante colorato o fluorescente a bassa viscosità, viene applicato sulla superficie dell'oggetto. Il penetrante è permesso di soffermarsi sulla superficie per un periodo specifico, tipicamente noto come tempo di permanenza, per consentirgli di penetrare in qualsiasi difetto di superficie attraverso l'azione capillare.
Rimozione penetrante: il penetrante in eccesso sulla superficie viene rimosso con cura, lasciando solo il penetrante che è entrato nei difetti della superficie.
Applicazione dello sviluppatore: uno sviluppatore bianco o contrastante, sotto forma di polvere o sospensione, viene applicato sulla superficie. Lo sviluppatore aiuta a eliminare il penetrante intrappolato nei difetti, rendendoli visibili.
Ispezione e interpretazione: gli ispettori addestrati esaminano la superficie in condizioni di illuminazione appropriate. La presenza di indicazioni, come sanguinamento colorato o indicazioni fluorescenti, indica la presenza di difetti superficiali. L'ispettore valuta le dimensioni, la forma e l'intensità delle indicazioni per determinare la natura e la gravità dei difetti.
Il test con liquidi penetranti offre numerosi vantaggi:
Test delle correnti parassite (ECT)
Il test della corrente di vortice (ECT) è una tecnica di esame non distruttiva utilizzata per rilevare difetti di superficie e superficie nei materiali conduttivi. Si basa sul principio dell'induzione elettromagnetica per identificare le variazioni della conduttività elettrica, della permeabilità magnetica o di entrambi.
Il processo di test delle correnti parassite prevede i seguenti passaggi:
Generazione di correnti elementi: una corrente alternata viene passata attraverso una bobina o una sonda, che crea un campo magnetico attorno ad esso. Questo campo magnetico induce correnti parassite nel materiale ispezionato.
Interazione di corrente vorticosa: le correnti parassite che circolano all'interno del materiale creano i propri campi magnetici. Quando le correnti parassite incontrano variazioni del materiale, come le fessure superficiali, la corrosione o le variazioni dello spessore del materiale, si verificano cambiamenti nella conduttività elettrica o permeabilità magnetica, con conseguenti alterazioni del flusso di corrente parassita.
Risposta della sonda e analisi del segnale: la bobina o la sonda utilizzata per generare le correnti parassite fungono anche da ricevitore. Rileva le modifiche al flusso di corrente parassita e produce segnali analizzati. I segnali possono essere visualizzati su uno schermo o elaborati con apparecchiature specializzate.
Rilevamento e caratterizzazione dei difetti: gli ispettori addestrati interpretano i segnali per identificare le indicazioni dei difetti. Le caratteristiche dei segnali, compresa la loro ampiezza, fase, frequenza e distribuzione, forniscono informazioni sulla natura, le dimensioni e la posizione dei difetti rilevati.
Il test delle correnti parassite offre numerosi vantaggi:
Termografia
La termografia, nota anche come termografia a infrarossi o imaging termica, è una tecnica di ispezione senza contatto che utilizza radiazioni a infrarossi per creare immagini della distribuzione della temperatura sulla superficie degli oggetti. È comunemente impiegato per rilevare anomalie, valutare i modelli termici e identificare potenziali problemi in una vasta gamma di applicazioni.
Il processo di Termografia prevede i seguenti passaggi:
Configurazione della telecamera a infrarossi: una fotocamera a infrarossi, chiamata anche una fotocamera di imaging termico, viene utilizzata per catturare la radiazione a infrarossi emessa dalla superficie dell'oggetto. La fotocamera è dotata di sensori che rilevano le variazioni di temperatura e le convertono in una rappresentazione visiva.
Acquisizione dell'immagine: la fotocamera a infrarossi è diretta verso l'oggetto e cattura la radiazione infrarossa emessa dalla superficie. La fotocamera può scansionare attraverso la superficie o concentrarsi su aree di interesse specifiche. Registra i dati di temperatura per ciascun pixel, creando un'immagine nota come termogramma.
Analisi e interpretazione dell'immagine: il termogramma catturato viene analizzato da un operatore o un interprete addestrato. Valutano i modelli di temperatura e le variazioni per identificare anomalie o aree di interesse. I punti caldi, i punti freddi, i gradienti termici e i differenziali di temperatura sono valutati per comprendere le condizioni dell'oggetto o del sistema in ispezione.
Reporting e azione: in base all'analisi, l'interprete genera un rapporto che evidenzia i risultati, tra cui eventuali anomalie o potenziali problemi. Queste informazioni vengono utilizzate per guidare ulteriori indagini o azioni correttive.
La termografia offre diversi vantaggi
Test sulle emissioni acustiche (AE)
Il test di emissione acustica (AE) è una tecnica di esame non distruttiva che utilizza il rilevamento e l'analisi dei segnali acustici emessi da un materiale o struttura sotto stress o in corso di deformazione. Viene utilizzato per monitorare il comportamento dei materiali, rilevare difetti attivi e valutare l'integrità strutturale di vari componenti.
Il processo di test delle emissioni acustiche prevede le seguenti fasi:
Posizionamento del sensore: i sensori di emissione acustica, noti anche come trasduttori o ricevitori, sono strategicamente posizionati sulla superficie dell'oggetto o della struttura da testare. Questi sensori sono sensibili alle onde ad ultrasuoni generate dal materiale durante la deformazione o lo stress.
Applicazione di sollecitazione: l'oggetto o la struttura sono soggetti a sollecitazioni, che possono essere sotto forma di carico meccanico, variazioni di pressione, fluttuazioni della temperatura o qualsiasi altra fonte di energia che inducono la deformazione.
Rilevamento delle emissioni acustiche: poiché il materiale subisce deformazione o danno, vengono generate onde acustiche e si propagano attraverso l'oggetto. I sensori rilevano queste onde e le convertono in segnali elettrici.
Analisi del segnale: i segnali acquisiti vengono elaborati e analizzati utilizzando apparecchiature e software specializzati. Vari parametri, come ampiezza, frequenza, durata e posizione degli eventi acustici, vengono valutati per determinare la natura e la gravità delle emissioni rilevate.
Interpretazione e valutazione: gli analisti addestrati interpretano i risultati per identificare difetti attivi, come crepe, delaminazioni e degrado del materiale. La posizione delle emissioni può fornire approfondimenti sulle regioni specifiche della struttura che richiedono ulteriori indagini o manutenzione.
Il test delle emissioni acustiche offre numerosi vantaggi
Vantaggi della NDE
La valutazione non distruttiva (NDE) offre diversi vantaggi rispetto ai tradizionali metodi di test distruttivi. Ecco alcuni vantaggi chiave di NDE:
Qual è la differenza tra NDT e NDE?
NDT sta per test non distruttivi, mentre NDE sta per una valutazione non distruttiva. Sebbene i termini siano spesso usati in modo intercambiabile, può esserci una sottile differenza nel loro significato a seconda del contesto.
Il test non distruttivo (NDT) si riferisce al processo di ispezione o esame di materiali, componenti o strutture senza causare danni. Le tecniche NDT vengono applicate per valutare l'integrità, la qualità o le prestazioni di un oggetto o di un sistema. L'obiettivo principale di NDT è rilevare e identificare difetti, discontinuità o anomalie che possono influire sulla funzionalità o sulla sicurezza dell'articolo ispezionato. I metodi NDT includono tecniche come test ad ultrasuoni, test radiografici, test di particelle magnetiche, test del penetrante liquido, test di corrente parassita, termografia e test di emissione acustica, tra gli altri.
La valutazione non distruttiva (NDE), d'altra parte, comprende un ambito più ampio. NDE si riferisce al processo di valutazione della condizione, dell'integrità e delle prestazioni di materiali, componenti o strutture utilizzando tecniche non distruttive. Mentre NDE include il rilevamento e l'identificazione di difetti o anomalie (come in NDT), comporta anche una valutazione più completa delle proprietà del materiale, del comportamento strutturale e dell'idoneità generale per uno scopo specifico. Le tecniche NDE possono comportare metodi avanzati di analisi e interpretazione dei dati per fornire informazioni quantitative sul materiale o sulla struttura in fase di valutazione. L'NDE può includere tecniche come lo stress test, l'analisi modale, l'analisi delle vibrazioni, i test di fatica e il monitoraggio della salute strutturale.
In sintesi, NDT si concentra principalmente sulla rilevazione e l'identificazione di difetti o anomalie, mentre NDE comprende una gamma più ampia di tecniche e mira a valutare le condizioni, le prestazioni e l'idoneità allo scopo di materiali o strutture. La distinzione tra NDT e NDE può variare a seconda del contesto e dell'industria e i termini sono spesso usati in modo intercambiabile nella pratica.
DOVE VIENE UTILIZZATA LA NDE (Applicazione NDE)?
Le tecniche di valutazione non distruttiva (NDE) sono utilizzate in vari settori e applicazioni in cui è essenziale la valutazione dell'integrità dei materiali, delle prestazioni strutturali e della garanzia della qualità. Ecco alcune aree comuni in cui viene applicato NDE:
Aerospaziale
La NDE è ampiamente utilizzata nel settore aerospaziale per ispezionare i componenti e le strutture degli aeromobili, come ali, fusoliere, parti del motore e carrello di atterraggio. Aiuta a rilevare difetti, fessure di fatica, corrosione e altri danni che potrebbero compromettere la sicurezza e l'affidabilità degli aeromobili.
Settore automobilistico
NDE svolge un ruolo cruciale nella produzione e nella manutenzione automobilistica. Viene utilizzato per il controllo di qualità e l'ispezione di componenti come parti del motore, saldature, sistemi di sospensione e strutture del corpo. Le tecniche NDE aiutano a garantire l'integrità strutturale e le prestazioni dei veicoli.
Olio e gas
Le tecniche NDE vengono utilizzate nell'industria petrolifera e del gas per ispezionare condutture, serbatoi di stoccaggio, vasi a pressione e strutture offshore. Aiuta a identificare difetti, crepe, corrosione e perdite che potrebbero causare danni ambientali o mettere a repentaglio la sicurezza operativa.
Energia nucleare
NDE svolge un ruolo fondamentale nell'industria dell'energia nucleare per l'ispezione dei componenti del reattore, delle aste di combustibile, dei generatori di vapore e di altre attrezzature per impianti nucleari. Aiuta a rilevare difetti, crepe e degradazione che potrebbero influire sulla sicurezza e l'affidabilità degli impianti nucleari.
Produzione
NDE è ampiamente utilizzato in vari processi di produzione per garantire la qualità e l'integrità dei prodotti. È impiegato per ispezionare saldature, getti, componenti forgiati e altre parti fabbricate per identificare difetti, discontinuità e incoerenze materiali.
Medico
Le tecniche NDE sono utilizzate in imaging medico e diagnostica, come raggi X, ultrasuoni e risonanza magnetica (MRI). Queste tecniche aiutano a visualizzare le strutture interne, identificare anomalie e assistere nelle diagnosi mediche.
Edilizia e infrastrutture
NDE viene applicato nel settore delle costruzioni per valutare la qualità e l'integrità di edifici, ponti, dighe, tunnel e altri progetti infrastrutturali. Aiuta a rilevare difetti strutturali, delaminazione concreta, corrosione di rinforzo e altri potenziali punti deboli.
Marino e offshore
Le tecniche NDE vengono applicate nell'industria marina e offshore per ispezionare scafi di navi, strutture offshore, condutture e componenti sottomarini. Aiuta a identificare la corrosione, le crepe di fatica, le debolezze strutturali e garantisce la sicurezza e le prestazioni delle attività marittime.
CODICI E STANDARD NDE
Esistono diversi codici, standard e linee guida che regolano la pratica della valutazione non distruttiva (NDE) per garantire coerenza, affidabilità e sicurezza in vari settori. Ecco alcuni codici e standard NDE ampiamente riconosciuti:
ASNT
ASNT (American Society for non distruttivo test) è una società professionale che si concentra sul progresso di NDT. Sebbene ASNT non sviluppi direttamente codici e standard, fornisce risorse e pubblicazioni che supportano i professionisti NDT nel seguire standard e migliori pratiche consolidate.
ASTM
ASTM (American Society for Testing and Materials) International sviluppa e pubblica standard per una vasta gamma di settori, tra cui NDT. Gli standard ASTM coprono vari metodi NDT, come il test delle particelle magnetiche (ASTM E1444), il test del penetrante liquido (ASTM E1417) e il test ad ultrasuoni (ASTM E317).
COME ME
ASME (American Society for Mechanical Engineers) sviluppa codici e standard per varie discipline ingegneristiche. Include standard relativi a NDT, come il codice del vaso di caldaia e pressione (sezione V - esame non distruttivo), che fornisce linee guida per metodi NDT come test radiografici, test ad ultrasuoni e test penetranti liquidi.
API
L'API (American Petroleum Institute) sviluppa standard e pratiche raccomandate per l'industria petrolifera e del gas. Include standard relativi a NDT, come API 570 (ispezione delle tubazioni), API 510 (ispezione della nave a pressione) e API 653 (ispezione del serbatoio di stoccaggio).
Qual è la differenza tra test distruttivi e test non distruttivi?
I test distruttivi (DT) e i test non distruttivi (NDT) sono due metodi di test distinti utilizzati per valutare le proprietà, l'integrità e le prestazioni di materiali, componenti e strutture. Ecco la differenza tra i due:
Prove Distruttive (DT)
Controlli non distruttivi (NDT)
Tabella riepilogativa delle principali differenze tra DT e NDT
| Prove Distruttive (DT) | Controlli non distruttivi (NDT) | |
|---|---|---|
| Scopo | Comprendere il comportamento, la forza e le limitazioni | Valutare la qualità, l'integrità e le prestazioni |
| Integrità del campione | Il campione viene distrutto o alterato in modo permanente | Il campione viene conservato e può essere rimesso in servizio |
| Informazioni ottenute | Informazioni dettagliate su proprietà meccaniche, modalità di errore, limiti di prestazioni | Rilevamento dei difetti, valutazione dei difetti, valutazione delle proprietà del materiale |
| Esempi | Testi di trazione, test di piega, test di impatto, test di resistenza alla frattura, test di fatica, test di durezza | Test ad ultrasuoni, test radiografici, test di particelle magnetiche, test del penetrante liquido, test di corrente parassita, ispezione visiva, termografia |
| Usabilità | Rende il campione inutilizzabile dopo il test | Il campione può rimanere in servizio o essere rimesso in servizio dopo l'ispezione |
Differenze chiave
Sia DT che NDT hanno i rispettivi vantaggi e applicazioni. DT viene spesso utilizzato per la caratterizzazione del materiale, la valutazione delle prestazioni e il controllo di qualità durante le fasi di sviluppo e produzione. NDT, d'altra parte, è impiegato per l'ispezione in servizio, la manutenzione e il monitoraggio in corso per garantire l'integrità e la sicurezza di materiali, componenti e strutture senza causare danni.
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