Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione
Università di Napoli “Federico II”
Tecnologia dei materiali e sistemi di
lavorazione
Definizione
Controlli non distruttivi CND
Non Destructive Testing (NDT)
Definizione:
(American Society for Non Destructive Testing)
“Il Controllo Non Distruttivo è la determinazione delle condizioni fisiche di un oggetto
realizzata in modo tale da non compromettere le funzionalità per le quali l’oggetto stesso
è stato costruito”.
Definizione:
(www.ndt.net)
I controlli non distruttivi sono tecniche non invasive per determinare l’integrità di
materiali, componenti e strutture o misurare qualitativamente alcune caratteristiche di un
componente. Rispetto alle tecniche distruttive gli NDT non arrecano alcun tipo di danno
al componente/struttura.
CND: Generalità
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lavorazione
Quando si usano
Controllo di prodotti semilavorati (getti, forgiati, estrusi ...).
In fase di accettazione delle materie prime (semilavorati) in
assenza di certificazione.
Dopo la realizzazione di processi tecnologici.
Saldatura, lavorazioni meccaniche, trattamenti termici,
trattamenti superficiali, …
In esercizio/manutenzione, per la valutazione di:
Corrosione; Erosione; Usura; Rottura incipiente; Danni
termici ….
CND: Generalità
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Tecnologia dei materiali e sistemi di
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Perché si usano
Per assicurare l’integrità e l’affidabilità dei componenti (vita utile del
manufatto più lunga, minore probabilità di guasti e/o interruzioni di esercizio).
Per prevenire incidenti e preservare vite umane
particolarmente critici di sistemi intrinsecamente pericolosi).
(componenti
Per migliorare il processo di progettazione (guasti e/o rotture che si
presentano sistematicamente su particolari regioni).
Per controllare il processo di produzione e mantenere uno standard
qualitativo uniforme ed elevato.
Per ridurre i costi di produzione e manutenzione (es. controllo dei
semilavorati prima che da essi vengano realizzati i prodotti finiti).
CND: Generalità
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Tecnologia dei materiali e sistemi di
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Classificazione delle Tecniche
Metodi superficiali:
Esame visivo
Esame con liquidi penetranti
Esame magnetoscopico
Esame con correnti parassite (Eddy current)
Metodi volumetrici
Esame radiografico
Esame radioscopico
Esame con ultrasuoni
Altri metodi
Esame acustico
Esame vibratorio (frequenze proprie di vibrazione e modi fondamentali)
Termografia
Emissione acustica
Sensori di deformazione (Fibre ottiche)
CND: Generalità
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Tecnologia dei materiali e sistemi di
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Criteri di scelta del metodo
Tipologia di materiale.
Tipologia di difetto e di informazione.
Sensibilità dei controlli.
Accessibilità.
Preparazione delle superfici d’esame.
Ricorrenza.
Qualifica del personale e complessità dell’operazione.
Costi.
CND: Generalità
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Tecnologia dei materiali e sistemi di
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Operazioni del processo di controllo
Preparazione del componente.
Applicazione del “mezzo fisico” di controllo.
Alterazione del mezzo di controllo da parte delle
disomogeneità presenti nel materiale.
Accertamento di tali alterazioni per mezzo di un opportuno
sistema di rivelazione.
Conversione delle informazioni in una forma adatta
all’interpretazione.
Interpretazione delle informazioni ottenute (tipo, forma, dimensioni,
orientazione, posizione dei difetti; accettabilità del pezzo).
Valutazione ed emissione del giudizio di accettazione.
CND: Generalità
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Caratteristiche generali dei NDT
Metodo
Caratteristica rilevata
Vantaggi
Limiti
Applicazioni
I difetti devono avere sbocco sulla
superficie, non applicabile su superfici
porose o ad elevata rugosità.
Pale di turbina (cricche e
porosità), saldature,
fratture.
Liquidi
penetranti
Aperture superficiali causate
da cricche, porosità ecc.
Poco costoso, facile da
applicare, portatile,
sensibile a piccoli difetti
superficiali.
Particelle
magnetiche
Variazioni nel campo
magnetico causate da difetti
superficiali o subsuperficiali
quali cricche, inclusioni, ecc
Costo medio-basso,
sensibile a difetti
superficiali e subsuperficiali.
Impiego limitato ai materiali
ferromagnetici. Preparazione della
superficie laboriosa, posizione dei
difetti rispetto al campo magnetico,
può richiedere post-smagnetizzazione.
Ruote ferroviarie
(cricche), getti .
Correnti
indotte
Variazioni nella conduttività
elettrica causate da cricche,
vuoti o inclusioni .
Costo moderato.
Impiego limitato ai materiali
conduttori.
Scarsa capacità di penetrazione.
Difficoltà nell’interpretazione dei
risultati.
Tubi di scambiatori di
calore (assottigliamento
delle pareti o cricche),
giunzioni di componenti
aeronautici (cricche).
Radiografia
Variazioni di assorbimento
originate dalla presenza di
vuoti, inclusioni, o materiali
differenti.
Versatile in quanto a
materiali e spessori
testabili. La pellicola
fornisce una registrazione
permanente della prova.
Occorre adottare precauzioni severe
per le radiazioni.
Difficile individuare cricche orientate
perpendicolarmente al fascio.
Difettosità interna in
semilavorati, difettosità
nelle saldature.
Ultrasuoni
Variazioni di impedenza
acustica causate dalla
presenza di cricche,
interfacce, inclusioni ecc.
Può penetrare elevati
spessori, eccellente per
l'individuazione di cricche,
automatizzabile.
Richiede l'uso di un mezzo
d’accoppiamento, le superfici devono
essere non troppo rugose.
Cricche nelle saldature.
Giunzioni.
Materiali compositi.
CND: Generalità
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Scelta del metodo
Liquidi
penetranti
Particelle magnetiche
Correnti Indotte
Radiografia
Ultrasuoni
Costo strumentazione
Basso
Medio
Medio-Alto
Alto
Medio-Alto
Costo consumabili
Basso
Basso
Basso
Alto
Molto basso
Tempo necessario ad ottenere i
risultati
Basso
Basso
Immediato
Medio
Immediato (alto)
Effetto della geometria
Non molto
importante
Importante
Importante
Importante
Importante
Problemi di accessibilità
Importante
Importante
Importante
Importante
Importante
Difetti rilevabili
Superficiali
Superficiali e sub
superficiali
Superficiali e sub
superficiali
Interni e
superficiali
Interni
Bassa
Bassa
Alta
Media
Alta
Quasi nulla
Quasi nulla
Si
Con difficoltà
Si
Bassa
Solo ferromagnetici
Solo conduttori
Media
Alta
Alta
Medio-alta
Medio-alta
Bassa
Alta
Bassa
Bassa
Medio-alta
Alta
Alta
Sensibilità
Automatizzabile
Dipendenza dal materiale
Portabilità
Abilità dell'operatore
CND: Generalità
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UNI 1330:2000 - Termini comuni ai metodi di prove non distruttive
Discontinuità; inomogeneità: Cambiamento
intrinsecamente o artificialmente.
rilevabile
del
materiale,
prodotto
Rivelazione: accertamento della presenza di una discontinuità.
Indicazione: Rappresentazione o segnale di discontinuità nel formato tipico per il metodo
di NDT utilizzato.
Falsa indicazione: Indicazione diversa da quella dovuta a una discontinuità reale.
Valutazione: Stima delle indicazioni rilevate dal NDT rispetto al livello prestabilito.
Criteri di accettabilità: Criteri in funzione dei quali viene esaminata la provetta per
determinarne l’accettabilità.
Livello di accettazione: Limiti prescritti al di sotto dei quali la provetta viene accettata.
Rumore di fondo: Indicazioni supplementari provocate dalle condizioni geometriche della
superficie o della struttura dell’oggetto sottoposto ad esame oppure dovute alla
strumentazione ed alle condizioni operative.
CND: Generalità
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Esecuzione di un processo di controllo
Controllo
Indicazione di
discontinuità
Interpretazione
Discontinuità
Falsa
Rilevante ?
No
Si
Non accettabile
Accettabile
Valutazione
(Criteri di accettabilità)
CND: Generalità
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