Esame ultrasonoro (UT)
Tale metodo si basa sui fenomeni di propagazione del suono; tutti noi avremo sicuramente sperimentato almeno una volta nella nostra vita il fenomeno dell’eco della nostra voce riflessa, oppure ci saremo chiesti come i sottomarini riescono a navigare in immersione senza alcuna possibilità di vedere all’esterno.
Questo fenomeno avviene quando il suono emesso si propaga e viene riflesso da una superficie di natura diversa dal mezzo in cui si è propagata e ritorna a noi sotto forma di eco. Questo concetto è di basilare importanza poiché su questi principi si basa il controllo Ultrasonoro.
Tutti i materiali vengono interessati da questo fenomeno solamente che il suono emesso in qualsiasi materiale (solido, aeriforme o liquido) viene attenuato in modo differente a seconda del tipo e della natura del materiale. Tale emissione comprende la gamma di tutte le frequenze siano esse percepibili all’orecchio umano che non. Nel caso specifico prenderemo in considerazione quelle frequenze comprese tra 20KHz e 200MHz che sono quelle definite ultrasonore nelle quali rientrano i controlli UT.
Il fascio di onde ultrasonore, ovvero il segnale emesso, viene convogliato tramite delle sonde (trasduttori) che sfruttano le proprietà piezoelettriche o magnetostrittive di alcuni cristalli, i quali eccitati da un campo elettrico (o magnetico) alternato si espandono e contraggono generando onde elastiche di frequenza ultrasonora. Le sonde inoltre possono essere angolate o piane a seconda dell’impiego che sarà richiesto. Per esempio per le spessimetrie (UTM,Ultrasonic Thickness Measurement) si usano sonde piane, mentre per i controlli su saldature oltre l’utilizzo delle piane vengono impiegate sonde angolate da 30°, 45°, 60° e 70° .
Gli ultrasuoni generati vengono trasmessi nell’area da esaminare tramite il contatto della sonda sulla superficie attraverso un accoppiante (gel a base acquosa o colle cellulosiche) che consentirà un’ottimale trasferimento degli ultrasuoni nel materiale in esame. Il fascio generato attraverserà il materiale dal punto di contatto ed in caso di un’anomalia presente all’interno avente caratteristiche diverse dal materiale in esame, determinerà un ritorno del fascio emesso verso la sorgente (come accade per l’eco).
Senza entrare nei particolari tecnici legati a fenomeni di diffrazione e sfasamenti o assorbimento che si verificano sui segnali riflessi e l’interpretazione degli stessi ai fini di determinare tutti quei parametri legati alle difettologie, eventualmente presenti nell’area sottoposta al controllo.Possiamo concludere che gli ostacoli ( come inclusioni, cricche, porosità, ecc.) che gli ultrasuoni potrebbero incontrare durante il loro percorso e il segnale che ritorna sull’elemento ricevente della sonda, ci consentiranno di comprendere come sia possibile indagare su di un materiale al suo interno determinandone l’idoneità o meno dello stesso, in altre parole se in esso vi siano difetti tali da invalidarne l’utilizzo o se esso necessiti di riparazioni.
Il tutto viene reso visibile, sotto forma di un impulso nell’oscilloscopio, di cui tutte le apparecchiature sono dotate. Nelle moderne apparecchiature tutti i segnali in arrivo vengono elaborati in maniera tale da rendere visibile in modo bi-tridimensionale la forma dei difetti.
Tale tecnica può essere paragonata in tutte le sue peculiarità a ciò che in campo medico viene definito controllo ecografico.
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