CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione.

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1 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 1 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.

2 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 2  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 …. Quando si usano

3 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 3  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 (componenti particolarmente critici di sistemi intrinsecamente pericolosi).  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). Perché si usano

4 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 4 Metodi superficiali:  Esame visivo  Esame con liquidi penetranti  Esame magnetoscopico  Esame con correnti parassite (Eddy current) Classificazione delle Tecniche 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)

5 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 5 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.

6 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 6 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.

7 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 7 Caratteristiche generali dei NDT MetodoCaratteristica rilevataVantaggiLimitiApplicazioni Liquidi penetranti Aperture superficiali causate da cricche, porosità ecc. Poco costoso, facile da applicare, portatile, sensibile a piccoli difetti superficiali. I difetti devono avere sbocco sulla superficie, non applicabile su superfici porose o ad elevata rugosità. Pale di turbina (cricche e porosità), saldature, fratture. Particelle magnetiche Variazioni nel campo magnetico causate da difetti superficiali o subsuperficiali quali cricche, inclusioni, ecc Costo medio-basso, sensibile a difetti superficiali e sub- superficiali. 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.

8 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 8 Scelta del metodo Liquidi penetranti Particelle magneticheCorrenti IndotteRadiografiaUltrasuoni Costo strumentazioneBassoMedioMedio-AltoAltoMedio-Alto Costo consumabiliBasso AltoMolto basso Tempo necessario ad ottenere i risultati Basso ImmediatoMedioImmediato (alto) Effetto della geometria Non molto importante Importante Problemi di accessibilitàImportante Difetti rilevabiliSuperficiali Superficiali e sub superficiali Interni e superficiali Interni SensibilitàBassa AltaMediaAlta AutomatizzabileQuasi nulla SiCon difficoltàSi Dipendenza dal materialeBassaSolo ferromagneticiSolo conduttoriMediaAlta PortabilitàAltaMedio-alta BassaAlta Abilità dell'operatoreBassa Medio-altaAlta

9 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 9 UNI 1330:2000 - Termini comuni ai metodi di prove non distruttive Discontinuità; inomogeneità: Cambiamento rilevabile del materiale, prodotto intrinsecamente o artificialmente. 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.

10 CND: Generalità Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione Università di Napoli “Federico II” Tecnologia dei materiali e sistemi di lavorazione 10 Esecuzione di un processo di controllo Indicazione di discontinuità Discontinuità Rilevante ? Valutazione (Criteri di accettabilità) Accettabile Falsa Non accettabile ControlloInterpretazione No Si