FAQ - Domande e risposte sui CND controlli non distruttivi

Il ruolo dei CND (Controlli Non Distruttivi) che conosciamo anche con l’acronimo di NDT (Non-destructive Testing ) e NDE (Non-destructive Evaluation) all’interno del mondo industriale è decisamente fondamentale e rappresenta un tassello molto importante. Difetti, cricche, imperfezioni, crepe e altro ancora possono essere devastanti influenzando e alterando le prestazioni di strutture e componenti nei più svariati settori e applicazioni, in special modo nel mondo dell’ingegneria meccanica e civile. A tale proposito esistono un insieme di metodi ed esami con lo scopo di analizzare e ricercare eventuali difettosità  presenti nei materiali. Da sottolineare che questo mondo è decisamente molto vasto e va ben oltre la semplice ricerca e localizzazione di difetti. Le applicazioni CND sono legate allo studio dei solidi, della loro microstruttura e morfologia attraverso l’analisi delle proprietà fisico chimiche, nonché il controllo delle fasi di preparazione.

CND, cosa sono e cosa è utile sapere

Quali sono i CND e che ruolo hanno?

I CND (controlli non distruttivi) sono dei metodi di controllo atti a verificare l’integrità dei materiali con lo scopo di identificare eventuali difetti attraverso l’impiego di strumentazioni differenti a seconda dell’applicazione, di seguito un parziale elenco di apparecchiature CND per controllo difetti sui materiali:

Quali sono i principali requisiti dei CND:

  • La caratteristica principale è senza dubbio l’attitudine a non alterare le caratteristiche e al funzionalità del componente sottoposto ad esame
  • La possibilità di effettuare il controllo e la verifica sul campo
  • La velocità e rapidità di esecuzione
  • La flessibilità di utilizzo con un risultato immediato di valutazione

Principali scopi di impiego dei CND:

  • Individuazioni di imperfezioni, irregolarità e difetti sia superficiali che interne sui materiali
  • Analisi delle superfici sottoposte a trattamenti e lavorazioni meccaniche
  • Verifica presenza di cricche e collusioni su saldature
  • Verifica di difetti su fusioni e strutture portanti
  • Collaudo strutture portanti
  • Monitoraggio e verifica usura e alterazioni di strutture portanti

Controllo cricche su saldature, che metodo posso utilizzare?

In questo caso, parliamo di CND specifici creati per il controllo dei difetti sulle saldature e si suddividono principalmente i due categorie:

  • Controllo difetti superficiali e sub-superficiali eseguiti con i seguenti metodi: esame visivo, esame con liquidi penetranti, esame magnetoscopico, fluorescenza, ecc…
  • Controllo difetti interni eseguiti con i seguenti metodi: Esame ad ultrasuoni, esame radiografico, ecc…

La scelta è principalmente legata alla tipologia di esigenza che nella quasi totalità dei casi viene accompagnata da una specifica normativa UNI EN ISO di riferimento o linea guida dettata dal committente.

Importante! Per l’impiego dei CND nel controllo di cricche e difetti sui materiali e sulle saldature è fondamentale che venga eseguito da una figura idonea che abbia conseguito una abilitazione attraverso la frequenza a corsi presso strutture abilitate come operatore addetto ai controlli non distruttivi con il relativo livello conseguito in base alla prova eseguita. Nel territorio Italiano esistono numerose strutture in grado di fornire questo servizio.

Liquidi penetranti, come si utilizzano?

Il metodo di verifica con i liquidi penetranti consiste in tre fasi fondamentali da eseguire con attenzione per ottenere un risultato attendibile

  1. La pulizia della superficie, utilizzando il solvente pulitore presente nella gamma dei liquidi penetranti che consente una pulizia accurata della superficie esaminata garantendo una evaporazione e asciugatura molto veloce, In alternativa si possono utilizzare altri metodi purchè abbiano caratteristiche di pulizia e sgrassatura adeguate.
  2. L’applicazione del liquido penetrante (Rosso) su tutta l’area oggetto di verifica lasciandolo agire almeno 15 minuti per permettere al liquido di penetrare nelle cricche e nei difetti presenti sulla superficie del materiale sottoposto ad esame
  3. Pulire nuovamente la superficie dal Liquido Rosso utilizzando il Solvente Pulitore oppure altro prodotto. Se si utilizza un liquido di altro tipo, si raccomanda di attendere il tempo necessario perché la superficie sia completamente asciutta. A questo punto si applica il liquido sviluppatore (Bianco) che deve essere lasciato ad agire per il tempo necessario (circa 15/20 minuti), il suo compito sarà quello di andare ad assorbire il penetrante rosso depositato all’interno dei difetti e di conseguenza evidenziarlo.

 

 

Con i Liquidi penetranti, cosa posso verificare?

Liquidi penetranti sono il livello base dei CND per controllo difetti e cricche superficiali. Si tratta di un metodo molto diffuso e ampiamente utilizzato, specie in ambito meccanico per il controllo su materiali e manufatti metallici nella verifica dell’integrità dei materiali e di eventuali saldature o giunzioni. Il metodo di verifica è molto semplice e consiste nell’impiego di un liquido ad elevato coefficiente di penetrazione abbinato ad un altro liquido sviluppatore per evidenziare il difetto. Da sottolineare che questo esame consente l’individuazione di difetti solamente affioranti in superficie e non in profondità ove devono essere impiegati degli altri sistemi.

 

 

Come funziona il controllo magnetoscopico?

Il metodo CND a particelle magnetiche definito con il termine di “Magnetoscopia” e indicato con l’acronimo MPI o MT consiste nella ricerca di difetti superficiali e sub-superficiali sfruttando le proprietà ferromagnetiche dei materiali, quali il ferro e le leghe di ferro. Il principio di funzionamento si basa sulla capacità di tali materiali nel produrre una indicazione visiva dove siano presenti delle discontinuità fisico strutturale una volta sottoposti ad un campo magnetico indotto.

Il principio di rilevazione è abbastanza semplice e consiste creare un campo magnetico attraverso l’utilizzo di un magnete diviso in due parti, ognuna delle quali con una propria coppia di poli (Nord e Sud). In questa struttura, se la continuità viene anche parzialmente alterata dalla presenza di una cricca o altro difetto avremo la formazione di un nuovo polo in corrispondenza dell’area circostante dove c’è l’assenza del materiali a causa della presenza del difetto (Chicca o crepa). A questo punto è sufficiente spargere della polvere magnetica o un liquido contenente particelle magnetiche per evidenziare tale condizione, noteremo che esse tenderanno a concentrarsi in corrispondenza del bordo del difetto rendendolo di fatto visibile ad occhio nudo. Rispetto al metodo di verifica con liquidi penetranti, questo esame magnetoscopico consente di localizzare anche difetti di dimensioni estremamente ridotte e in modo anche Sub-superficiale.

 

 

Cosa rappresenta la funzione AC/DC presente sul Giogo Magnetoscopico?

Questa funzione (selettore AC/DC) presente sulla stragrande maggioranza dei Gioghi magnetici in commercio permette di commutare da corrente alternata a continua per aumentare considerevolmente la potenza del campo magnetico generato. L’aumento dl magnetismo è certamente un fattore molto importante per incrementale l’area di verifica e soprattutto la potenza permettendo l’identificazione di difetti e cricche anche sub-superficiali.

Posso utilizzare il sistema di verifica magnetoscopico senza disponibilità di alimentazione a rete?

Certamente, oltre alla disponibilità di Gioghi magnetici con collegamento a rete elettrica, esistono anche delle versioni a magnete permanente che possono essere utilizzate anche in situazioni dove non sia possibile un collegamento elettrico. Si tratta di un Giogo a magneti  permanenti  che offre delle prestazioni molto simili alle versioni alimentate ed è particolarmente adatto ad essere utilizzato, oltre che in mancanza di allacciamento a rete,  in situazioni dove la l’alimentazione elettrica potrebbe rappresentare un pericolo, come all’interno di serbatoi e contenitori chiusi o altre situazioni similari.

 

 

Faretto di Wood, di cosa si tratta?        

Il Faretto di Wood è sostanzialmente una semplice lampada a luce di Wood (UV) che permette di identificare, attraverso il principio della fluorescenza, eventuali imperfezioni, difetti o altro presenti sulla superficie esaminata. Probabilmente, molti di noi hanno visto o sentito parlare della luce di Wood o semplicemente chiamata lampada UV per impieghi legati a verifiche e ispezioni legate alla pulizia.

Nel settore CND, per controllo non distruttivo di difetti sui materiali e sulle saldature, viene impiegata la luce di Wood in abbinamento a degli appositi liquidi penetranti fluorescenti. Nel caso si esegua una verifica in abbinamento al metodo della Magnetoscopia con il fine di incrementare l’efficacia del controllo, si impiegano dei particolati liquidi penetranti magnetici fluorescenti.

Nella prima ipotesi, ossia l’utilizzo del solo sistema di verifica CND con penetranti fluorescenti , il metodo di verifica è molto semplice e veloce perché, a differenza degli altri esami, utilizza un unico prodotto penetrante fluorescente liquido o spray. Per tale motivo viene particolarmente utilizzato per evidenziare la presenza di cricche passanti su serbatoi, cisterne, trasformatori elettrici, tubazioni dove abbiamo generalmente degli spessori sottili e risulta particolarmente veloce e meno invasivo rispetto ad altri metodi come i “liquidi penetranti”. La procedura è molto semplice e consiste nell’applicare sulla superficie esaminata, dopo una accurata pulizia per mezzo di appositi solventi, del liquido penetrante fluorescente lasciandolo agire per almeno 15/20 minuti, dopodichè si esegue nuovamente la pulizia della superficie per rimuovere il liquido in eccesso e si procede con il controllo attraverso la lampada di Wood che avrà la funzione di rendere visibile ad occhio nudo gli eventuali difetti, chiaramente l’ispezione deve essere eseguita in un luogo con scarsa illuminazione, altrimenti non si avrà l’effetto visivio.  Si raccomanda di utilizzare solamente dei Faretti di Wood che abbiano il livelli di potenza idonei alla verifica ispettiva CND secondo le norme UNI EN ISO di riferimento.

 

 

Quale è il metodo CND per controllo difetti più veloce

Dipende sostanzialmente dalla tipologia di superficie, dalle dimensioni e dalle specifiche e direttive a cui si deve fare riferimento per il controllo. Se volessimo prescindere da tali considerazioni, presupponendo che qualsiasi metodo possa essere utilizzato, possiamo dire che i liquidi penetranti fluorescenti abbinati al Faretto di Wood sono il metodo più veloce per la ricerca di difetti superficiali e sub-superficiali. Nel caso di verifiche in profondità, sicuramente le radiografie, molto costose, ma anche molto veloci ed efficaci.

Qual’è il metodo più economico per il controllo di cricche su saldatura?

Di base la risposta è certamente i liquidi penetranti perché è sufficiente l’acquisto delle bombolette spray o del liquido in tanica e non è necessario dotarsi di nessun apparecchio per la rilevazione. Fatto stà che la scelta non dipende dal fattore economico, amenochè non sia un controllo interno a scopo privato, ma dipende dalle specifiche e direttive che si devono rispettare e dalla tipologia di controllo che si differenzia tra la ricerca di cricche superficiali e sub-superficiali e cricche interne, dove il metodo a liquidi penetranti non riesce a soddisfare.

Con i liquidi penetranti, riesco ad evidenziare difetti interni?

No, solamente superficiali, si tratta del metodo CND ricerca difetti base che consente di individuare solamente difetti superficiali affioranti. Per la rilevazione in profondità è necessario appoggiarsi ai metodi chiamati “Volumetrici”:

  • Radiografico
  • Ultrasuoni
  • Termografia, solo in casi particolari e specifici
  • Sistema ad Emissioni acustiche

Per il controllo di crepe e difetti su serbatoi o altri contenitori, cosa è meglio utilizzare?

Se la verifica viene fatta solo esternamente possiamo impiegare anche i liquidi penetranti, metodo semplice ed economico, mentre se si vuole identificare delle cricche passanti è necessario agire dall’interno verso l’esterno e il metodo cerca difetti CND più diffuso e utilizzato, specie nel settore dei trasformatori elettrici e dei serbatoi, è il Faretto di Wood abbinato ai liquidi penetranti fluorescenti. Questo sistema, oltre ad essere abbastanza veloce e non eccessivamente costoso, viene impiegato maggiormente per un aspetto fondamentale, ossia, a differenza dei liquidi penetranti, ha un impatto minore in termini di inquinamento del prodotto. Specifichiamo meglio cosa si intende per inquinamento, non si tratta dell’inquinamento ambientale, in quanto il recupero e smaltimento di questi liquidi nel rispetto delle normative vigenti deve essere fatto a prescindere, ma dei residui di prodotto che rimangono sul particolare testato e delle conseguenze che questo crea successivamente. Ossia, nel caso dei trasformatori elettrici per esempio, se si impiegano dei liquidi penetranti (Sgrassante, penetrante rosso e sviluppatore bianco) avremo dei residui di penetrante Rosso all’interno delle porosità che successivamente possono alterare qualsiasi altro liquido, come ad esempio l’olio che viene introdotto anche a distanza di tempo, rendendolo di fatto rosso, cosa spiacevole e che potrebbe creare non pochi danni, calcoliamo che una sola goccia di questo liquido è capace di far diventare rossi litri di acqua. Pertanto, in questi casi, meglio impiegare dei metodi che adottano dei prodotti più neutri come nel caso del sistema a fluorescenza con la luce di Wood.

 

 

Per controllo cricche, collusioni o difetti interni dei materiale e sulle saldature, che metodo è più efficace?

In questo caso dobbiamo escludere i CND impiegati per la rilevazione dei difetti superficiali e sub-superficiali, ossia i liquidi penetranti, il Giogo magnetoscopico e il Faretto di Wood. Per questa applicazione, uno degli esami più diffusi è senza dubbio l’ultrasuoni che permette di controllare ed evidenziare difetti interni attraverso delle apposite sonde diritte o angolate. Da sottolineare che non si tratta di un metodo semplice, ma richiede una buona esperienza da parte dell’operatore che deve essere in grado di utilizzare lo strumento e interpretare i segnali in modo corretto, e questo è possibile solamente attraverso dei corsi di abilitazione specifici secondo quanto evidenziato dalle UNI EN ISO 9712 (per ulteriori informazioni scrivere a : info@arwmisure.it). Altro metodo ampiamente diffuso sono le radiografie, che generalmente vengono eseguite da aziende esterne per svariati motivi tra cui il costo dell’apparecchiatura molto elevato rispetto allo strumento Cerca difetti ad ultrasuoni. Diciamo che l’esame a raggi X è si decisamente più costoso ma anche più veloce rispetto al controllo con gli ultrasuoni che richiede parecchio tempo di verifica dovuto allo screening della superficie punto per punto con differenti sonde in base all’esigenza, perciò se si devono effettuare dei controlli su un’area molto vasta è necessaria una tempistica di esecuzione abbastanza elevata e in alcuni casi è preferibile optare per le radiografie.  Chiaramente nella scelta del metodo CND da utilizzare e nella procedura operativa, vanno sempre rispettate tutte le direttive e avvertenze imposte dalle Normative di riferimento specifiche e da eventuali enti o aziende esterne di competenza.

 

 

Devo verificare dei difetti su un rivestimento, cosa posso utilizzare?

Se si tratta di un Rivestimento protettivo e isolante applicato su un substrato metallico ferroso magnetico, come ad esempio i rivestimenti su tubazioni, cisterne o serbatoi in campo petrolchimico, l’apparecchiatura idonea è il Scintillografo chiamato anche porosimetro o “Holiday Detector”. Questo particolare strumento adotta un principio molto semplice che consiste nel generare una tensione nota su una spazzola di differente misura e forma a seconda dell’applicazione. Il metodo di controllo consiste nel passare la spazzola sul rivestimento e alla presenza di un difetto si genererà una scintilla dovuta al contatto con il substrato ferroso. Nel caso di rivestimenti con spessore molto sottile, al di sotto dei 500 micron, viene utilizzata una tipologia di scintillografo a spugna bagnata “Wet Sponge”.

Per saperne di più                      

https://arwmisure.com/perche-e-importante-lutilizzo-di-un-porosimetro-o-scintillografo/

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