Quali sono i metodi comuni di test non-distruttivi?

1. Test ad ultrasuoni (UT)
Principio tecnico
I test a ultrasuoni utilizzano onde sonore con una frequenza superiore a 20 kHz per spostarsi attraverso i materiali per individuare difetti tra cui crepe, pori e inclusioni. Ciò provoca riflessione, rifrazione e diffrazione. Potresti scoprire dove sono i difetti, quanto sono grandi e come sono osservando le variazioni nell'ampiezza, posizione e forma delle onde riflesse. Le sonde a ultrasuoni trasformano gli impulsi elettrici in onde sonore, che viaggiano attraverso il materiale e tornano alla sonda. Le onde sonore vengono quindi riconvertite in segnali elettrici in modo che possano essere mostrate e analizzate.
Principali punti di forza
Forte capacità di penetrazione: può trovare metalli, non-metalli e materiali compositi con uno spessore compreso tra pochi millimetri e alcuni metri.
È possibile individuare i difetti con una precisione di ± 0,1 mm misurando il tempo impiegato dalle onde sonore per attraversarli.
Molto sensibile: può rilevare difetti fino a 0,1 mm di diametro.
Ampia gamma di usi: funziona bene con saldature, fusioni, forgiature, materiali compositi e altro ancora.
Usi negli affari
Aerospaziale: individuazione di crepe e problemi di delaminazione all'interno delle pale delle turbine e delle coperture delle ali.
Industria petrolchimica: verificare la qualità delle saldature e la resistenza alla corrosione di recipienti a pressione e tubazioni.
Il rilevamento dei difetti di fusione nei blocchi cilindri dei motori e negli alloggiamenti del cambio fa parte della produzione delle automobili.
Industria energetica: tenere d'occhio l'assottigliamento delle pareti dei tubi delle caldaie e le crepe da fatica nelle apparecchiature delle centrali nucleari.
Scenario tipico
Test ad ultrasuoni hanno dimostrato che la porosità interna delle pale del motore del Boeing 787 Dreamliner era superiore al normale dopo che erano state realizzate utilizzando la tecnologia SLM (Selective Laser Melting). Dopo essere stato trattato con pressatura isostatica a caldo (HIP), la porosità è scesa dal 5% allo 0,1% e i test ad ultrasuoni hanno mostrato che l'intervallo di tolleranza è sceso da ± 0,03 mm a ± 0,005 mm.
2. Esami radiografici (RT)
Principio tecnico
Quando i raggi X-o i raggi gamma attraversano i materiali, la differenza di densità tra le parti danneggiate e quelle non danneggiate provoca l'assorbimento di quantità variabili di radiazioni. Questo crea immagini su pellicola o rilevatori digitali che mostrano dove sono i difetti, quanto sono grandi e che forma hanno.
Principali punti di forza
Imaging visivo: mostrare immediatamente la forma di un difetto utilizzando pellicola o fotografie digitali.
Alta risoluzione: può trovare piccoli difetti lunghi 0,1 mm e larghi 0,01 mm.
Forte applicabilità: può essere utilizzato per individuare difetti all'interno di materiali metallici, non- metallici e compositi.
Usi negli affari
Aerospaziale: ricerca di crepe e altri problemi all'interno dei dischi delle turbine dei motori e delle camere di combustione.
Produzione automobilistica: controllo della qualità della fusione nelle connessioni saldate (come saldatura a punti e saldatura ad arco).
Nel settore dell'energia nucleare, tieni d'occhio i difetti di saldatura e la corrosione dei contenitori a pressione dei reattori.
Imballaggio elettronico: ricerca di giunzioni di saldatura BGA per saldature virtuali e crepe all'interno dei chip.
Caso normale
Per individuare bave e fori d'aria in corrispondenza dei fori trasversali nella realizzazione dei corpi valvola delle trasmissioni ibride, Toyota effettua un'ispezione a raggi X. La tecnologia di imaging in tempo reale-riduce il tempo necessario per trovare qualcosa da 30 minuti con i metodi tradizionali a 5 minuti. Mantiene inoltre la variazione di tolleranza entro ± 0,008 mm.
3. Test con particelle magnetiche (MT)
Principio tecnico
Il test delle particelle magnetiche utilizza materiali ferromagnetici magnetizzati come acciaio al carbonio e acciaio a bassa lega- per creare un campo magnetico di dispersione nel sito del difetto. Questo campo attira la polvere magnetica che viene depositata sulla superficie, creando tracce magnetiche che mostrano dove si trova il difetto e che forma ha.
Principali punti di forza
Molto sensibile: può trovare crepe su superfici larghe 0,1 μm.
Semplice da usare: il gadget è leggero e facile da usare per i test in loco.
Basso costo: il costo dei test è solo un-quinto di quello dei test radiografici.
Usi negli affari
Industria ferroviaria: ricerca di crepe e danni ai fori dei bulloni sui binari delle rotaie.
Industria petrolchimica: verifica della presenza di cricche da stress e corrosione superficiale su tubazioni e recipienti a pressione.
Costruzioni navali: controllo della mancanza di fusione e scorie nelle saldature dello scafo delle navi.
Industria energetica: tenere d'occhio i difetti superficiali degli anelli di protezione del rotore del generatore.
Caso normale
La ferrovia ad alta velocità cinese-utilizza la tecnologia di test con particelle magnetiche per controllare la superficie del cerchione nel 100% dei casi. Questa tecnologia è in grado di individuare microfessure profonde 0,05 mm, prevenendo incidenti di guida causati da fratture per fatica e raddoppiando la durata delle ruote.
4. Test per la penetrazione dei liquidi (PT)
Principio tecnico
I test di penetrazione utilizzano il modo in cui i liquidi si muovono attraverso piccole aperture per introdurre coloranti fluorescenti o colorati nei difetti superficiali dei materiali. Dopo che gli agenti di imaging hanno funzionato, vengono creati marcatori visibili per mostrare dove e quali difetti di forma esistono.
Principali punti di forza
Ampia applicabilità: può trovare praticamente qualsiasi materiale non-poroso, come metalli, ceramica, polimeri e altro ancora.
Funzionamento flessibile: non sono necessarie macchine di grandi dimensioni; può essere utilizzato sul campo o ad alta quota.
Basso costo: il costo dei test è solo-terzo di quello dei test a ultrasuoni.
Usi negli affari
Aerospaziale: ricerca di crepe sulla superficie delle pale delle turbine e del carrello di atterraggio causate dalla fatica.
Produzione automobilistica: controllare la porosità della fusione dei blocchi cilindri del motore e degli alloggiamenti del cambio.
Apparecchiature per l'energia nucleare: ricerca di minuscole crepe sulla superficie delle saldature in acciaio inossidabile.
Industria edile: osserva i difetti superficiali nelle saldature delle strutture in acciaio.
Un caso tipico
La tecnologia dei test con liquidi penetranti viene utilizzata per individuare difetti superficiali sul rivestimento in lega di titanio delle ali degli aerei Airbus A350. La luce ultravioletta rende le fessure larghe 0,02 mm molto facili da vedere. Il tasso di rilevamento è dieci volte migliore rispetto a una normale ispezione oculistica e il tasso di superamento della tolleranza è salito al 99,5%.
5. Test delle correnti parassite (ET)
Principio tecnico
Il principio dell'induzione elettromagnetica viene utilizzato nelle prove con correnti parassite. Quando una bobina di prova con corrente alternata si avvicina a una sostanza conduttiva, provoca correnti parassite che attraversano il materiale. Le qualità del materiale (conduttività, permeabilità magnetica) e i difetti determinano la dimensione, la fase e la forma del flusso delle correnti parassite. Il rilevamento dei cambiamenti nell'impedenza della bobina ci dice se ci sono problemi.
Principali punti di forza
Rilevamento senza-contatto: non sono necessari agenti di accoppiamento, funziona bene su linee di produzione automatizzate-ad alta velocità.
Velocità di rilevamento rapida: può trovare tubi o cavi lunghi diversi metri in un minuto.
Strato sottile rilevabile: funziona con materiali conduttivi di spessore pari o superiore a 0,1 mm.
Usi negli affari
Aerospaziale: ricerca di crepe nelle pale dei motori degli aerei causate dalla fatica e dalla corrosione dei fori dei rivetti nella pelle della fusoliera.
Industria energetica: tenere d'occhio il modo in cui si corrode la parete interna dei tubi degli scambiatori di calore e come si assottiglia lo spessore delle pareti dei tubi delle caldaie nelle centrali nucleari.
Nell'attività manifatturiera, verificare se il trattamento termico e i difetti superficiali del filo di rame per i cerchi in lega di alluminio per auto sono gli stessi.
Trasporto ferroviario: individuazione di crepe nel battistrada delle ruote ferroviarie ad alta-velocità e danni ai fori per i bulloni delle ferrovie.
Caso normale
Tesla utilizza apparecchiature di test a correnti parassite per controllare online la superficie della lamina di rame durante la produzione degli elettrodi della batteria. Le sonde a correnti parassite multi-frequenza possono rilevare graffi profondi solo 0,01 mm. Ciò riduce la possibilità di rottura degli elettrodi dell'80% e prolunga la durata del ciclo di vita della batteria fino a oltre 2000 volte.