Metodi e strumenti di misura per l'esecuzione di test non distruttivi ...

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Introduzione energia, l’emissione termica, le correnti indotte etc. Significativamente alcune di esse sono derivate o conseguenti ad analoghe applicazioni sviluppate in campo diagnostico medicale (basti pensare agli esami radiografici). I risultati delle indagini condotte applicando questi metodi sono alla base per la valutazione della qualità di un prodotto, per l’esame dell’integrità strutturale di un componente, per la diagnosi e ricerca delle cause di malfunzionamenti di macchinari. Le Prove Non Distruttive sono condotte su materiali quali i metalli, i compositi, le plastiche, i ceramici, su componenti quali i recipienti a pressione, le turbine, le caldaie, le valvole, le pompe, i motori, i reattori nucleari e dell’industria chimica e petrolchimica, su mezzi di trasporto quali gli aerei, le navi, i treni, le funivie, gli autoveicoli, i razzi e le navicelle spaziali, su installazioni quali piattaforme per la ricerca e l’estrazione del petrolio, i gasdotti, i ponti, i viadotti, le dighe, le fondamenta, le caverne, sui pendii ed i suoli ed infine sulle opere d’arte. Un campo di applicazioni quindi straordinariamente esteso e di estrema importanza per la qualità dei prodotti, per la sicurezza e l’affidabilità degli impianti, delle strutture, dei mezzi di trasporto e per la tutela dell’ambiente, dei beni strumentali e culturali E’ in tale contesto tecnico ed economico che si colloca l’attività di ricerca svolta, atta allo sviluppo di metodi e strumenti di misura per l’esecuzione di Prove non Distruttive con la tecnica delle Correnti Indotte (ECT-Eddy Current Testing). Seppur tecnologicamente avanzati, le tecniche e gli strumenti ECT attualmente in uso non sono privi di problemi e limitazioni dovuti a: le frequenze di lavoro utilizzate, che sostanzialmente limitano le indagini alla ricerca di difetti superficiali; l’impossibilità di identificare oltre che la presenza anche le caratteristiche geometriche e dimensionali dei difetti, aspetto invece di fondamentale importanza al fine sia di valutare con maggiore sensibilità l’accettabilità del componente sotto test, che di determinare le origini del difetto nella catena di produzione o in esercizio, al fine di attuare le dovute azioni correttive. Risulta quindi evidente la necessità di continuare ad investire in questo campo di ricerca, 3
Introduzione sviluppando nuove tecniche di indagine nonché progettando e realizzando nuove sonde e strumenti capaci di risolvere e superare alcuni se non tutti i problemi e le limitazioni precedentemente menzionati e/o porsi all’avanguardia nella soluzione delle nuove frontiere (intese come nuove necessità ispettive) decretate dallo sviluppo tecnologico nei diversi settori disciplinari. In tale contesto, tecnico, scientifico, economico e legislativo sono stati sviluppati due metodi di misura capaci di eseguire Test Non Distruttivi con la tecnica delle correnti indotte, ognuno dei quali con uno specifico settore applicativo. Il primo, basato sul sensore di campo magnetico fluxset, capace di eseguire il Test Non Distruttivo anche a basse frequenze e di indagare componenti di grandi dimensioni anche con geometrie complesse; il secondo, basato sull’ausilio di matrici di bobine, particolarmente adatto ad analisi di piccole aree su pezzi a geometria regolare senza l’ausilio di sistemi di movimentazione. Nel capitolo 2 vengono presentati entrambe i metodi ECT sviluppati. Rispetto al sistema basato sul sensore fluxset, è stato innanzitutto mostrato il principio di funzionamento e lo sviluppo del sensore fluxset (effettuato dal Research Institute for Technical Physics and Materials Science della Hungarian Academy of Sciences), quindi viene mostrata la caratterizzazione metrologica del sensore che ha permesso sia di valutarne le prestazioni che di acquisire le giuste conoscenze per la messa a punto del metodo di misura che sfruttasse detto sensore per l’esecuzione del Test Non Distruttivo. Il secondo metodo ricade nelle tecniche di analisi tomografiche ed è basato sull’ausilio di un opportuno algoritmo di inversione numerica (questa tecnica infatti, è tra quelle cosiddette model based, cioè basate sull’inversione numerica del modello matematico che governa il fenomeno elettromagnetico in esame). Viene quindi presentato l’algoritmo di inversione, il cui studio ha permesso di mettere a punto la procedura di misura nonché progettare e realizzare la sonda; questa permette di effettuare una “fotografia elettromagnetica” del pezzo in esame fornendo indicazioni tali da permettere, tramite l’inversione numerica, di risalire alle 4
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