Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi CONTROLLI NON DISTRUTTIVI.

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1 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi CONTROLLI NON DISTRUTTIVI

2 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controlli non distruttivi Tecniche di ispezione utilizzate su un materiale o su un componente senza determinarne il danneggiamento o la degradazione. L’obiettivo è determinare un difetto e definirlo come: Tipo Forma Orientazione Posizione

3 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi DIFETTI BOLLE D’ARIA, VUOTIBOLLE D’ARIA, VUOTI SOFFIATURA SUPERFICIALE BRUCIATURA SCHEGGIATURA CRICCA CRICCA SUPERFICIALE MICROFESSURAZIONE DELAMINAZIONE DIFETTO DI RICOPRIMENTO OCCHIO DI PESCE INCLUSIONE FRATTURA MANCANZA DI RIEMPIMENTO BUCCIA D’ARANCIABUCCIA D’ARANCIA BOLLICINA PUNTA DI SPILLO POROSITA’POROSITA’ SACCO DI RESINA BORDO RICCO DI RESINA GRAFFIO AVVALLAMENTO (RITIRO) SOFFIATURA LINEARE CORRUGAMENTO

4 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi DIFETTI BOLLE D’ARIA, VUOTI Aria intrappolata all’interno e tra le lamine; non interconnessa; di forma sferica SOFFIATURA SUPERFICIALE Sollevamento tondeggiante della superficie con contorni più o meno definiti BRUCIATURA Zona superficiale del laminato che indica una decomposizione termica tramite scolorimento, distorsione o distruzione superficie stessa SCHEGGIATURA Materiale staccatosi da un bordo o altra zona della superficie CRICCA Effettiva separazione di materiale plastico, visibile sulle superfici opposte del pezzo ed esteso in direzione dello spessore CRICCA SUPERFICIALE Cricca sulla superficie del pezzo

5 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi DIFETTI MICROFESSURAZIONE o CRAZING, sottili microfessure che si estendono ramificandosi, sopra e sotto la superficie del pezzo DELAMINAZIONE Separazione tra lamine DIFETTO DI RICOPRIMENTO Area in cui il film superficiale del laminato risulta incompleto (rinforzo e resina non si sono legati) OCCHIO DI PESCE Piccola massa globulare non completamente miscelata col materiale circostante e risulta particolarmente evidente in materiale trasparente o translucido INCLUSIONE particella, metallica o non, inclusa nel materiale plastico, estranea alla composizione

6 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi DIFETTI FRATTURA Rottura della superficie senza completa separazione del laminato MANCANZA DI RIEMPIMENTO Area di rinforzo non impregnato di resina (bordo del laminato) BUCCIA D’ARANCIA Rugosità superficiale BOLLICINA Piccole elevazione di forma conica, generalmente ricca di resina, sulla superficie del materiale PUNTA DI SPILLO Piccolo cratere (forma regolare o irregolare) sulla superficie del materiale con lunghezza circa uguale alla profondità POROSITA’ presenza di numerose piccole cavità all’interno della struttura

7 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi DIFETTI SACCO DI RESINA Accumulo visibile di resina in eccesso in una piccola area localizzata BORDO RICCO DI RESINA Materiale di rinforzo insufficiente in corrispondenza del bordo del laminato GRAFFIO Solco o incisione poco profonda (errato maneggiamento o conservazione) AVVALLAMENTO (RITIRO) Depressione sulla superficie di un pezzo in corrispondenza della zona di distacco dalla forma; contorni ben arrotondati; manca film superficiale SOFFIATURA LINEARE Intrappolamento di aria di forma allungata sulla superficie o coperto da film di resina polimerizzata CORRUGAMENTO Imperfezione superficiale (apparenza di ruga) in una o più lamine di tessuto o altro tipo di rinforzo

8 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controlli non distruttivi Tali esami hanno subito negli ultimi anni una grande diffusione perché permettono: Maggiore sicurezza di funzionamento dei pezzi; Costruzioni più leggere e progettazione damage-tolerance; Riduzione dei costi.

9 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controlli non distruttivi I controlli possono essere suddivisi in 4 categorie: METODI ACUSTICI EMISSIONE ACUSTICA CONTROLLI TERMICI CONTROLLI RADIOGRAFICI Esistono diversi controlli ciascuno più o meno indicato per un determinato materiale, difetto e accessibilità al pezzo.

10 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Metodi Acustici Controllo ad ultrasuoni Controllo della monetina

11 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Si sfruttano fenomeni di propagazione di ultrasuoni nei solidi cambiamento delle impedenze acustiche Presenza difetto Cosa sono gli ultrasuoni? Il principio dell’esame non distruttivo sfrutta il fenomeno della riflessione degli ultrasuoni da parte dei difetti interni del pezzo.

12 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Onda longitudinale piana (onda di pressione) Propagazione di un’onda longitudinale su una griglia bidimensionale Per la fisica, il suono è un'oscillazione (un movimento nello spazio) compiuta dalle particelle (atomi e molecole) in un mezzo. Le oscillazioni sono spostamenti delle particelle, intorno alla posizione di riposo e lungo la direzione di propagazione dell'onda, provocati da movimenti vibratori, provenienti da un determinato oggetto, chiamato sorgente del suono, il quale trasmette il proprio movimento alle particelle adiacenti, grazie alle proprietà meccaniche del mezzo; le particelle a loro volta, iniziando ad oscillare, trasmettono il movimento alle altre particelle vicine e queste a loro volta ad altre ancora, provocando una variazione locale della pressione; in questo modo, un semplice movimento vibratorio si propaga meccanicamente originando un' onda sonora (o onda acustica), che è pertanto onda longitudinale.

13 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi lunghezza d’onda ampiezza Un’onda è caratterizzata da una lunghezza d’onda (distanza fra due picchi consecutivi) e un’ampiezza (altezza dei picchi) lunghezza d’onda (λ) ampiezza Ultrasuoni La frequenza è il numero di cicli della forma d'onda ripetitiva per secondo.

14 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Velocità di propagazione delle onde longitudinali in un mezzo solido: Intensità dell’onda (I) : Quantità di energia, associata all’onda, che attraversa una unità di superficie nell’unità di tempo. [W/cm 2 ] D AC Campo dell’udito umano SuoniUltrasuoni 16000 f (Hz) I (W/cm 2 ) 10 -2 10 -16 10 Soglia del dolore 1 Alla zona D appartengono gli ultrasuoni di bassa intensità utilizzati per i controlli non distruttivi. Ultrasuoni ULTRASUONI Definizione: gli ULTRASUONI sono vibrazioni meccaniche di corpi con frequenze maggiori di 16kHz (l’orecchio umano non li percepisce).

15 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Quando un’onda ultrasonora attraversa un corpo subisce una naturale attenuazione della sua intensità secondo una legge del tipo I x =I 0 exp(-Kx) K è il coefficiente di assorbimento che dipende dal materiale e dalla frequenza del segnale. K cresce all’aumentare della frequenza: K = fz(f 2 /  v 3 ) x Io IxIx K(Alluminio)=1 K(Acciaio)=12—25 K(Vetro)=130 K(Gomma)=13000 f: frequenza  : densità v: velocità dell’onda

16 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Discontinuità  riflettori Sullo schermo, tra i due precedenti picchi compaiono degli altri che rappresentano delle indicazioni relative al tipo di discontinuità incontrate Controllo ad ultrasuoni eco di partenza (segnale di partenza degli ultrasuoni) eco di fondo (segnale riflesso dalla superficie opposta) Essi vengono visualizzati sullo schermo dello strumento con dei picchi: la distanza è proporzionale al tempo che gli ultrasuoni impiegano per percorrere il viaggio all'interno del materiale.

17 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Affinché un difetto venga rilevato, occorre che una parte dell’energia ultrasonica proveniente dalla sonda, ritorni dal difetto alla sonda stessa. Sono quindi fondamentali per il rilevamento: Orientazione del difetto rispetto alla sonda Dimensione del difetto Natura della discontinuità

18 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Se il difetto fosse perpendicolare alle onde ultrasoniche ci si troverebbe in una situazione ottimale in quanto buona parte delle onde ritornerebbe alla sonda. Inclinazione della fessura di 12°, superficie liscia: l’energia ultrasonica che ritorna alla sonda si riduce di circa 1000 volte superficie rugosa: l’energia che ritorna alla sonda aumenta rispetto al caso precedente. Orientazione del difetto

19 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Si dimostra che nel rilevamento di un difetto ha importanza anche il suo spessore rispetto alla lunghezza d’onda delle onde ultrasoniche usate. Precisamente, affinché il difetto sia rilevabile, bisogna che il suo spessore “s” verifichi la relazione:  : lunghezza d’onda Se il difetto fosse di spessore inferiore, il fascio ultrasonico lo attraverserebbe senza subire alcun mutamento. Dimensione del difetto

20 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Un difetto per poter essere individuato mediante ultrasuoni deve avere una dimensione trasversale pari ad almeno un quarto della lunghezza d’onda. Dato che la velocità (V) è costante nel mezzo, per aumentare la sensibilità del controllo devo utilizzare delle frequenze (f) più elevate. N.B. Il coefficiente di assorbimento K= fz(f 2 /  v 3 ) cresce all’aumentare della frequenza, quindi non si può aumentare troppo quest’ultima onde evitare un rapido smorzamento dell’onda.

21 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Natura della discontinuità Affinché gli ultrasuoni vengano riflessi bisogna che i difetti rappresentino un ostacolo al loro passaggio, cioè che sia alquanto diversa la “impedenza acustica” Z del difetto rispetto a quella del pezzo.impedenza acustica

22 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni L’onda incontrando una fase con diversa impedenza acustica viene in parte riflessa. La riflessione sarà tanto più grande quanto maggiore è la differenza delle impedenze. v: velocità di propagazione dell’onda  : densità Z m = v m ·  m Z d = v d ·  d Alcune impedenze acustiche: Z(Aria)=0,43 Kg/m 2 S Z(Acciaio)=4750 Kg/m 2 S Z(Alluminio)=1690 Kg/m 2 S Z(acqua)=150 Kg/m 2 S Z= v·  R: coefficiente di riflessione Z m : impedenza del pezzo Z d : impedenza del difetto L’impedenza è una caratteristica del mezzo e viene definita come:

23 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Possono essere impiegate differenti tecniche operative: Controllo ad ultrasuoni Tecnica in RIFLESSIONE Tecnica in TRASPARENZA È possibile individuare il difetto misurando la riflessione dell’onda ultrasonora o la sua attenuazione.

24 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Si utilizzano sonde che fungono contemporaneamente da trasmettitori e ricevitori degli ultrasuoni Sonde utilizzate Sonde singole Sonde doppie Tecnica in Riflessione Pezzo troppo sottile:  l’impulso iniziale e la riflessione della superficie opposta interferiscono. Pezzo troppo spesso:  eccessiva attenuazione anche in pezzi senza difetti.

25 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Sistema a sonda singola Tecnica in Riflessione

26 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Tecnica in Riflessione Controllo ad ultrasuoni Sistema a sonda doppia Utilizzate per valutare difetti sottopelle e delaminazioni in superfici rugose Cristalli piezoelettrici, uno emittente, l’altro ricevente a)b) a)b) 05105 0 Il fascio U.S. del cristallo emittente viene riflesso al cristallo ricevente. Lo spessore o la profondità del difetto si determina in relazione al tempo di propagazione del fascio U.S. (posizione nell’oscillogramma dell’eco di riflessione).

27 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Tecnica in Riflessione Controllo ad ultrasuoni Senza difetti Difetto normale Difetto esteso Difetto parallelo

28 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Il difetto viene individuato se l’energia viene riflessa prima di raggiungere la superficie opposta. Questo è l’unico metodo che ci consente la localizzazione in profondità del difetto valutando la distanza tra i picchi di riflessione. Ottimo per rilevare delaminazioni Il limite di questo sistema è l’impossibilità di ispezionare pezzi di spessore elevati a causa del doppio percorso dell’onda. Tecnica in Riflessione

29 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Si utilizzano due trasduttori diversi, uno per l'emissione e l'altro per la ricezione Diminuzione dell’energia ultrasonora ricevuta dalla sonda ricevente Presenza del difetto a) b) Tecnica in Trasparenza

30 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Tecnica in Trasparenza Senza difetti Difetto normale Difetto esteso Difetto parallelo

31 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo ad ultrasuoni Necessità di avere entrambe le superfici accessibili Bisogna conoscere la legge di attenuazione dell’onda Non si può valutare la profondità dei difetti Si dimezza il percorso del fascio Necessario l’allineamento delle due sonde Questo metodo permette di rilevare difetti meglio della tecnica per riflessione. Viene utilizzato su pezzi di grandi serie e di forma geometrica semplice. Tecnica in Trasparenza

32 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Consiste nel battere manualmente una monetina sulla superficie e ascoltarne la risposta. Nel caso in cui si riscontra una variazione nella risposta acustica ci si trova in presenza di un difetto. Controllo della monetina Si tratta di una tecnica manuale che richiede molta esperienza, ma ultimamente si è automatizzato tramite un “martellino” collegato ad un rilevatore acustico ( FLAWMETER ). STRUTTURA SOLIDA E BEN INCOLLATASUONO CHIARO E NETTO SUONO SORDO PRESENZA DI DELAMINAZIONI O AREE VUOTE

33 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controllo della monetina FLAWMETER: apparecchio che controlla la forza di battitura. Migliorano efficienza e ripetitività L’apparecchiatura è dotata di un microfono capace di ricevere il suono che viene inviato ad un oscilloscopio per la visualizzazione su display. FREQUENZA DECRESCENTE AREE NON INCOLLATE FREQUENZA COSTANTEAREE BEN INCOLLATE

34 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controlli Radiografici Raggi X Gammagrafia Radioscopia

35 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Raggi X Si sfrutta la diversità di assorbimento delle radiazioni Sorgente raggi X Struttura sotto esame Lastra fotografica Zona sulla lastra che rivela la presenza del difetto

36 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi La sorgente di raggi X si chiama “TUBO DI COOLIDGE” : una ampolla in cui è praticato il vuoto (10 -5 – 10 -6 Pa) ed in cui sono posti un anodo ed un catodo. Raggi X I raggi X sono onde elettromagnetiche con: frequenza f=10 12 MHz lunghezza d’onda l =1Å Fornendo una d.d.p. gli elettroni del catodo accelerano e vanno ad urtare violentemente sull’anodo generando i raggi X. Velocità di propagazione: v = f · non tutta l’energia cinetica degli elettroni si trasforma in raggi x la tensione in kV influenza il “carattere” del quadro radiologico La tensione di eccitazione è la caratteristica che definisce il potere penetrante dei raggi X: maggiore è la tensione, più grande è lo spessore del pezzo radiografabile.

37 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Raggi X Catodo Anodo Vuoto Un elettrone ha la tendenza ad occupare l’orbita più interna possibile, cioè quella a minor energia. Pertanto, se un elettrone è strappato dal suo orbitale, subito un altro elettrone di un’orbita più esterna va ad occupare la sede rimasta libera. Quando questo avviene quest’ultimo l’elettrone emette i raggi X, il cui valore energetico è pari alla perdita di energia dovuta al salto dall’orbita originale a quella più interna.

38 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Raggi X

39 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Raggi X I raggi X penetrano nella materia e vengono da questa assorbiti per cui la loro intensità diminuisce secondo la seguente legge: Dove: I x = intensità radiologica alla profondità di x cm I 0 = intensità radiologica iniziale k = coefficiente di assorbimento variabile a seconda del materiale entro cui penetrano i raggi X

40 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Una sorgente di raggi X colpisce l’oggetto in esame la cui immagine viene proiettata su una lastra radiografica. Nell’attraversare il materiale i raggi vengono assorbiti: in presenza di un difetto il contributo assorbito è minore e quindi si avrà un effetto differente sulla lastra. Raggi X

41 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Raggi X I difetti rilevabili con la radiografia devono essere abbastanza grandi. Difetti di dimensioni inferiori all’1  2% dello spessore del pezzo non sono rilevabili. E’ opportuno orientare il pezzo in modo che i raggi X siano ortogonali alla direzione della dimensione maggiore del difetto.

42 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Raggi X Se l’intensità dei raggi è insufficiente si può intervenire in tre modi: 1. Aumentando i mA della corrente anodica “I” 2. Diminuendo la distanza “d” tra pellicola e sorgente dei raggi X 3. Aumentando il tempo “t” di esposizione. Intensità:

43 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi A seconda della differenza di potenziale tra anodo e catodo possiamo avere: Raggi molli: bassa tensione (10-17kV) Danno un alto contrasto (tonalità marcata di bianco e nero), richiedono tempi di esposizione alti, il difetto è individuabile solo in pezzi con spessori limitati e costituiti da materiali con basso coefficiente di attenuazione ( =10 -1  10 -2 nm); Raggi duri: alta tensione (110kV) Danno un basso contrasto (tonalità grigia), permettono di ridurre i tempi di esposizione, possono essere utilizzati su spessori notevoli e per materiali con elevato coefficiente di attenuazione ( =10 -2  10 -3 nm). Raggi X Per i materiali compositi si utilizzano raggi molli. Raggi X

44 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Raggi X I Raggi X permettono di visualizzare la struttura interna del materiale. Si possono utilizzare raggi di diverse intensità facendo variare la differenza di potenziale (V) tra catodo e anodo. Si riescono a rilevare vuoti o inclusioni non metalliche con dimensione trasversale superiore a 0,1mm e inclusioni metalliche di 0,005mm. Considerazioni

45 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Valida alternativa quando non è possibile reperire l’energia sufficiente ad alimentare i raggi X. Gammagrafia Permette di determinare la porosità e la sua distribuzione, la variazione di intensità e il rapporto resina/fibra. Il principio di rilevamento dei difetti è lo stesso dei raggi X, solo che in questo caso si utilizzano raggi . I raggi attraversano il pezzo subendo un assorbimento maggiore o minore, incontrando un difetto, per cui la lastra fotografica è rispettivamente meno o più impressionata in modo da rivelare il difetto stesso.

46 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Gammagrafia Raggi  I raggi  sono radiazioni elettromagnetiche della stessa natura dei raggi X e della luce visibile. Hanno però una lunghezza d’onda minore di quella dei raggi X e quindi sono più penetranti. I raggi  sono emanati da sostanze naturali oppure da sostanze attivate artificialmente in pile atomiche mediante un bombardamento con neutroni di elementi naturali stabili. In gammografia sono utilizzate solo sostanze attivate artificialmente: iridio, cesio, cobalto, tullio. Molto utilizzati sono gli isotopi radioattivi (Iridio 172)

47 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Gammagrafia Un’apparecchiatura per raggi  comprende: 1. Un corpo principale di protezione di piombo 2. Un porta-sostanza radioattiva 3. Un telecomando meccanico 4. Uno o più tubi rigidi o flessibili raccordabili

48 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Radioscopia L’immagine a raggi X viene rilevata, non da una lastra fotografica, ma da uno schermo fluorescente a base di zinco e cadmio. CARATTERISTICHERADIOSCOPIARADIOGRAFIA PENETRAZIONE LIMITATAELEVATA COSTI ESERCIZIO TRASCURABILEELEVATO OPERATORE GENERICOQUALIFICATO RAPIDITA’ ESAME BUONABASSA SENSIBILITA’ DI EVIDENZIAZIONE DISCRETAELEVATA

49 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controlli termici Si sfrutta la diversa conducibilità termica dei materiali, quindi si riescono a rilevare prevalentemente vuoti e delaminazioni. Le Fasi gassose hanno una conducibilità termica circa 1000 volte inferiore a quella delle fasi condensate. Sorgente termica Durante il transitorio termico la superficie in corrispondenza del difetto si riscalderà più lentamente. Questi metodi si basano sul principio secondo cui quando un materiale è attraversato da un fascio termico, parte dell’energia termica viene assorbita e parte viene trasmessa.

50 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Controlli termici Termografia Cristalli liquidi Per determinare la mappa termica sulla superficie del pezzo si usano due tecniche:

51 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Termografia La temperatura viene misurata con sensori a distanza che rilevano le emissioni di radiazioni infrarosse. Si basa sulla misura della temperatura T per effetto delle radiazioni infrarosse emesse dalla superficie. Tutti i corpi che si trovano ad una temperatura superiore a 0 K emettono energia. RADIOMETRI rilevano il flusso termico e le piccole differenze di temperatura sono sensibili a 0.1 ° C convertono le radiazioni IF in immagini visive

52 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Lo spettro IR è identificato dalle lunghezze d'onda che vanno da 0,7 micron ad oltre i 1000 micron. Termografia 700 600500 400 (nm) colori

53 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Termografia L'immagine che viene acquisita attraverso una telecamera (termovisore sensibile agli IF) viene poi digitalizzata da uno specifico software che ne mette in risalto i diversi livelli di radiazione/energia attraverso diverse tonalità di grigio o di colori, ottenendo una mappa termografica del corpo osservato. La termografia fornisce una mappa di isoterme.

54 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Termografia si rilevano inclusioni e separazioni i difetti sono piu’ facilmente identificabili se sono in superficie si riesce ad “osservare” termicamente il difetto a distanza metodo piu’ preciso e costoso rispetto ai cristalli liquidi

55 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Cristalli liquidi Sulla superficie viene posizionato un film di cristalli liquidi sensibili alla temperatura, che assumono un determinato colore in funzione della temperatura. La struttura viene riscaldata in maniera omogenea e viene osservata la temperatura superficiale durante il transitorio  T. L’energia termica sulla superficie sarà diversa rispetto ad altre regioni dove non ho difetti. Grazie alla anisotropia ottica tale regione sarà colorata in modo diverso.

56 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Cristalli liquidi STRATO DI CRISTALLI LIQUIDI COLORATI LAMPADA A RAGGI INFRAROSSI VENTILATORE

57 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Si possono rilevare solo difetti superficiali dei compositi come porosità e vuoti della matrice, zone scollate, separazioni. Cristalli liquidi Si tratta di un metodo economico ma meno preciso della termografia. VANTAGGISVANTAGGI Semplicità Poca affidabilità (colore cristallo=difetto) EconomicitàDimensioni del difetto

58 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Cristalli liquidi Ad una certo intervallo di temperatura hanno sia le proprietà dei liquidi che dei cristalli Sono caratterizzati da una forma a “bastoncello” (asse principale) Dalla disposizione dei bastoncelli  FASE COLESTERICA IMP! E’ in grado di rilevare difetti Essi diffondono la luce bianca in modo da riflettere le diverse lunghezze d’onda dando origine a vari colori. I colori dipendono dalla sostanza colesterica, dall’angolo della radiazione incidente e riflessa e dalla temperatura

59 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Emissione acustica Analizziamo l’evoluzione del difetto nel materiale nel tempo. L’emissione acustica è costituita da onde di pressione generate da un rilascio di energia di deformazione all’interno del materiale. I segnali di E.A. si propagano con una velocità di 1000-10000 m/s. Le frequenze sono comprese tra 0-50 MHz.

60 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Emissione acustica L’apparecchiatura è costituita da uno o più sensori ad ultrasuoni posizionati sull’oggetto da ispezionare più alcuni strumenti computerizzati per l’analisi dei suoni. I segnali di E.A. v=1000-10000 m/s 0<f<50 MHz Solitamente 20kHz<f<1.5MHz -a frequenze piu’ elevate l’ E.A. è debole e l’attenuazione dovuta ai meccanismi di perdita di energia all’interno del materiale troppo forte, soprattutto per i compositi a causa delle dispersioni dovute alla forte disomogeneità. -a frequenze basse i rumori estranei sono troppo forti La sensibilità delle misure è max se queste sono fatte a basse f considerando i rumori di interferenza

61 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Nei materiali compositi l’E.A. viene generata da : criccatura della matrice rottura della matrice distacco fibre-matrice delaminazione Emissione acustica

62 Corso di Tecnologie Speciali I – prof. Luigi Carrino I controlli non distruttivi Emissione acustica I vantaggi della tecnica ad emissione acustica sono: possibilità di monitorare l’intera struttura in uso possibilità di monitoraggio continuo con allarmi. Cambiamenti microscopici nella struttura possono essere rilevati se è sufficiente l’energia rilasciata. Utilizzando sensori multipli è anche possibile localizzare il difetto (sorgente dell’emissione).