Nell'esame di Certificazione secondo UNI EN ISO 9712, una parte essenziale riveste la prova pratica.
Ci interessiamo, in questa "pillola" di come si svolge la prova, quanti e quali campioni di prova si impiegano, come viene valutata la prova, e quali sono i requisiti minimi per superare la prova.
Specifichiamo anche come viene "costruito e classificato" un campione di prova per esami.
Ed infine come viene standardizzata la gestione e registrazione del campione attraverso la definizione della scheda Master.
Di seguito la scheda da scaricare e, per chi ha voglia di approfondire, 
di leggere con attenzione.
Buona lettura.

M.Prencipe 

Il controllo con correnti indotte della superficie interna di un foro.

Ci interessiamo, in questa "pillola" di come individuare le caratteristiche e la posizione di una cricca, posizionata nella superficie di un foro.

Impiegheremo il metodo eddy current che viene applicato per individuare, su superfici elettricamente conduttrici come quelle metalliche, difetti superficiale e sub-superficiali.

Di seguito il file con la descrizione dettagliata.

buona lettura.

La temperatura di un corpo subisce variazioni in funzione del trasferimento di energia termica che subisce. Ma come si trasferisce l'energia termica ? Due corpi solidi sottoposti a diverse temperature, se posti a contatto, effettuano un trasferimento energetico per CONDUZIONE.

In questa breve "pillola" descriviamo il fenomeno fisico e la legge di Fourier che lo descrive.

Questa legge matematica che esemplifica il fenomeno fisico ci consente,ad esempio, di risolvere una problematica tecnica,tipica del rispamio energetico, che consiste nella scelta dello spessore di un determinato materiale refrattario al calore, per ottenere un determinato livello di temperatura.

In allegato la descrizione del fenomeno ed un esempio numerico.

La valutazione della minima dimensione spaziale rilevabile (IFOV) per l’impiego di un termografo ad infrarossi, come calcolarla ?

Quando dobbiamo impiegare una termocamera ad infrarossi è fondamentale poter conoscere, data la caratteristica risoluzione spaziale dello strumento, e rispetto ad una  distanza di riferimento, quale sia la dimensione della minima area inquadrabile.

Queste informazioni sono fondamentali per conoscere le dimensioni dell'area inquadrata dallo strumento, e soprattutto, quale sia la minima dimensione lineare rilevabile.

In allegato un documento che mostra in pochi passaggi, i concetti di FOV ed IFOV ed i calcoli per ottenerne il valore nei casi di una lente da 14 mm.

Il controllo di una superficie mediante correnti indotte : quando impiegarlo ?

Quando bisogna ispezionare una superficie di materiale elettricamente conduttivo (superfici metalliche o anche composite in fibre di carbonio) per individuare difetti superficiali o subsuperficiali, specificamente quando la superficie può essere ricoperta da vernici o materiali protettivi, come nel caso di un componente in fase di manutenzione periodica, il metodo con correnti indotte è la migliore soluzione.

La tecnica si basa sulla capacità di un campo elettrico variabile nel tempo di indurre su un materiale conduttivo, un campo magnetico anch’esso variabile temporalmente. Per effetto del principio di azione e reazione tale campo magnetico da origine sul materiale ad un flusso di correnti che ricoleranno in modo tale da originare un campo magnetico che si oppone a quello che le ha generate.Tali correnti incontrando delle discontinuità lungo il loro percorso, danno origine ad una variazione d’impedenza del circuito virtuale costituito dal sistema strumento induttore e materiale sottoposto a correnti indotte. Tale variazione, rappresentata in modo opportuno su un piano polare o nel dominio del tempo, è correlabile, quindi, alla difettosità del materiale oggetto del controllo.

La prima considerazione da fare è :

1. Che profondità raggiungono le correnti e che tipo di difetti mi aspetto di individuare ?

Le correnti si inducono nel materiale, e per “skin effect” la profondità di penetrazione risulta inversamente proporzionale alla frequenza di induzione, oltre che dipendente dalle caratteristiche di conducibilità elettrica e permeabilità magnetica del materiale. Generalmente la massima profondità,ad esempio per l’alluminio, è di circa 15 mm con frequenze dell’ordine dei 100 Hz.

Quindi a seconda del tipo di materiale (acciaio, alluminio, ottone, titanio, CFRP) e del tipo di difetto che si ricerca, è possibile calcolare la frequenza di lavoro da impiegare.  

L'allegato da alcune informazioni di base ed un esempio numerico per il calcolo della frequenza di lavoro da impiegare.

 Il controllo termografico per il rilievo quantitativo di distacchi di rivestimenti murari.

Il rilievo termografico di un prospetto, per essere vantaggioso, deve consentire di ottenere, in output, la quantificazione e localizzazione delle aree di distacco.

Con la tecnica che illustriamo nel file allegato, è possibile ottenere, una informazione precisa delle entità di distacco (sia nel caso di intonaci che di clinker) in termini di mq.

Ciò consente, alla Committenza, di decidere se intervenire sull'intero prospetto o se effettuare interventi localizzati, limitati alle aree più critiche.

Il controllo ad ultrasuoni : quale trasduttore scegliere ?

Nel controllo ad ultrasuoni riveste un’importanza primaria la scelta del più idoneo trasduttore in funzione del componente da ispezionare.

La prima considerazione da fare è :

1)    Che tipo di difetti mi aspetto di individuare, ed in quale posizione si trovano ?

Quindi a seconda del manufatto (saldatura, fusione, forgiato, ecc.) e del relativo stato di fabbricazione (in costruzione o in servizio) si possono ipotizzare diverse tipologie di difetti e diverse posizioni di giacitura degli stessi.

Facciamo l’ipotesi, per semplicità, di cercare difetti che possano estendersi principalmente lungo l’asse del componente.

In questo caso dovremo ipotizzare di generare un fascio ultrasonoro che abbia una direzione il più possibile ortogonale alla massima giacitura del difetto da ricercare. Nel caso di un forgiato a forma cilindrica, con ipotetici difetti longitudinali posso scegliere un trasduttore che generi onde longitudinali. Cioè onde che si propagano nella stessa direzione in cui oscillano.

A questo punto devo scegliere i parametri del trasduttore da utilizzare :

• Frequenza
• Diametro

 Entrambi i parametri influenzeranno due aspetti fondamentali del controllo :

• Dimensione del Campo prossimo
• Divergenza del fascio

La frequenza di lavoro del trasduttore dovrà essere un buon compromesso tra dimensione del campo prossimo (che aumenta all’aumentare della frequenza) e la divergenza del fascio (che diminuisce all’aumentare della frequenza).

Il diametro del trasduttore deve essere scelto considerando la dimensione del raggio di curvatura del forgiato da una parte, e la dimensione del campo prossimo (che aumenta all’aumentare del diametro).

Il campo prossimo deve essere minimizzato per evitare di perdere “visibilità” dello strato sottostante il trasduttore, quindi la soluzione ideale è lavorare con un “piccolo diametro” ed una frequenza relativamente bassa, salvaguardando però la risoluzione di misura.

Poiché  il campo prossimo N, cioè la zona nello spazio di propagazione delle onde ultrasonore, dove l’intensità dell’onda è irregolare, è espresso dalla formula :

N = D²/4l    con D= diametro del trasduttore  ;   l = lunghezza d'onda

La scelta migliore dovrà soddisfare diversi aspetti :

1. Buona adattabilità ed accoppiamento del trasduttore alla superficie curva del componente (quindi si fissa D non superiore ad un certo valore in mm)
2. La lunghezza d’onda è collegata alla minima dimensione del difetto (pari al/2). Quindi si fissale, conoscendo il materiale, anche la velocità v e quindi la frequenza F.
3. La dimensione N del campo che si ottiene dovrà essere compatibile sulla profondità minima del difetto da individuare.

 La divergenza del fascio si ricaverà dalla formula :

sen a = 1,22 * l/D

 Esempio numerico :

nel caso di un tondo in acciaio con v long. = 5900 * 10³ mm/s

se uso un trasduttore del diametro di 10 mm,  e considero il minimo difetto da rilevare pari a 3 mm cioè l/2 = 3 di conseguenza l= 6 mm

Quindi N = 100/24 = 4,16 mm

La divergenza del fascio è pari a : sen a = 1,22 * l/D = 1,22 *(6/10)= 0,73 da cui :

a = 46,8°

La frequenza sarà quindi = v/l = 5900/0,006  Hz = 983.333 ≈ 1 MHz

Gli ultrasuoni come sorgente di perdite.

In ogni impianto industriale l’impiego dell’aria compressa è di fondamentale importanza per le attività produttive. Spesso la rete di distribuzione interna soffre di perdite a causa della ridotta manutenzione. Ognuna di esse rappresenta una fonte di dispersione energetica che nel corso del tempo da origine a costi rilevanti e, spesso, alla necessità di sovradimensionare gli impianti proprio per sopperire a tali perdite di carico. Alcune di queste perdite sono anche udibili acusticamente e possono quindi essere eliminate immediatamente. Ma la maggior parte di esse emettono un segnale acustico al di sotto della minima frequenza udibile dall’orecchio umano(16-20 kHz), o comunque sono coperte dal rumore di fondo degli impianti in funzione.

Tali perdite “nascoste”, che rappresentano il maggior dispendio di energia, sono rilevabili con semplicità ed efficacia attraverso appositi sistemi portatili ad ultrasuoni   che consentono, anche a distanza di decine di metri, di individuare la precisa localizzazione. Questo grazie al fatto che il segnale ultrasonoro generato dalla perdita d’aria compressa è di tipo direttivo, cioè si propaga in una precisa direzione e ad una specifica frequenza che lo strumento identifica con certezza. L’operatore, quindi, mediante apposite sonde, può perlustrare le linee della rete di distribuzione ed individuare con certezza, anche in presenza di altri rumori di fondo, la fonte della perdita e misurarne l’entità.

Un buon esempio applicativo degli ultrasuoni come sistema per ricerca perdite.