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Scelta delle sonde ultrasoniche per controlli non distruttivi (NDT): sonde a fascio rettilineo, a fascio angolare e a immersione

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Scelta delle sonde a ultrasuoni per prove non distruttive (NDT): sonde a fascio rettilineo, a fascio angolare e a immersione

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Iniziare dal percorso di ispezione, non dal catalogo delle sonde
Una sonda ultrasonica per controlli non distruttivi (NDT) è solo una parte di una catena di misurazione che comprende anche il materiale da testare, il mezzo di accoppiamento o il percorso dell’acqua, lo strumento, il metodo di scansione, lo standard di riferimento, il blocco di calibrazione e la procedura di accettazione. Una sonda che produce un'eco pulita su un blocco di acciaio piatto può comunque risultare inadatta per una saldatura, un pezzo fuso ruvido o una linea di immersione automatizzata. La scelta dovrebbe quindi partire dall’orientamento del difetto e dalle superfici di ispezione accessibili, per poi passare alla direzione del fascio, alla frequenza, alle dimensioni dell’elemento e alla confezione.

La prima decisione pratica è di natura geometrica. Utilizzare un fascio rettilineo quando il percorso sonoro richiesto è approssimativamente perpendicolare alla superficie di ingresso. Utilizzare un fascio angolare quando il suono deve entrare con un angolo di rifrazione per intercettare una saldatura o un’altra discontinuità planare. Ricorrere all’immersione quando un percorso dell’acqua controllato, una posizione di scansione ripetibile o un accoppiamento senza contatto sono fondamentali per il processo. Si tratta di categorie di selezione, non di garanzie di rilevabilità. La procedura finale deve essere dimostrata su riflettori di riferimento rappresentativi nelle condizioni di ispezione previste.

Cosa controlla la sonda in un’ispezione a ultrasuoni
La sonda converte un impulso elettrico in un impulso acustico e converte l’energia acustica di ritorno in un segnale elettrico. Il suo spettro di frequenza, l’apertura, lo smorzamento, la struttura e la forma dell’interfaccia influenzano la lunghezza dell’impulso, la penetrazione, la diffusione del fascio, la struttura del campo vicino e la sensibilità a particolari dimensioni e orientamenti dei riflettori. Le impostazioni dello strumento non possono compensare completamente un percorso del fascio fondamentalmente inadatto.

Anche la scelta della sonda influisce sulla ripetibilità. Una sonda a contatto portatile segue le condizioni della superficie e la pressione esercitata dall’operatore. Un cuneo fissa una geometria incidente nominale, ma può usurarsi e modificare il percorso del suono. Una sonda a immersione separa l’elemento dal pezzo tramite una colonna d’acqua, consentendo un posizionamento meccanizzato e un accoppiamento stabile quando il controllo del percorso dell’acqua è adeguato.