Controlli o Prove Non Distruttive (PND)

nei Prodotti e nelle Opere Saldate

Fig. 1: Cricche da tensocorrosione trasversali al cordone di saldatura evidenziate dal controllo con liquidi penetranti.

I controlli non distruttivi (CND) o sinonimamente detti prove non distruttive (PND) (in inglese Non Destructive Testings -NDT) rappresentano una grande opportunità come mezzo diagnostico e preventivo per la qualifica dei processi speciali, garantendo un monitoraggio diretto sulle fasi produttive in particolar modo nell’ambito delle opere saldate.

Il personale che esegue questo tipo di prove deve essere qualificato e certificato secondo gli schemi nazionali e/o internazionali vigenti. Attualmente, uno degli standard riconosciuti e più richiesti è quello della norma internazionale ISO 9712, programma di certificazione che verrà incluso, a partire dall’anno 2017 anche dalla ASNT (The American Society for Non destructive Testing) con il coinvolgimento di tutto il Codice ASME. Per maggiori informazioni rimandiamo per questo argomento al capitolo seguente.

Le prove non distruttive possono essere applicate per prevenzione, ispezioni in esercizio, ispezioni in manutenzione straordinaria o ordinaria; in ambito di processi speciali come la saldatura sono strumenti indispensabili per la qualifica di processo, per il controllo sul prodotto, per la verifica dell’integrità superficiale e volumetrica dei materiali prima della costruzione dell’opera saldata e durante le lavorazioni, sono strumento fondamentale per il collaudo finale delle strutture saldate.

La prova non distruttiva ha quindi la finalità di garantire la sicurezza e l’affidabilità dei prodotti, mediante l’applicazione di metodi in grado di non alterare condizioni morfologiche e chimico fisiche, che pregiudicherebbero significativamente la funzionalità del componente in esame.

Le prove non distruttive, nell’ambito della meccanica della frattura, ricoprono un ruolo fondamentale nel controllo diretto della struttura saldata per la rilevazione ed il dimensionamento delle discontinuità, al fine di definire e verificare i criteri di accettabilità.

Fig.2: Cricca longitudinale (freccia) rilevata in saldatura con particelle magnetiche nere e lacca di contrasto.

La prova non distruttiva ha come principali requisiti i seguenti:

  1. capacità di non alterare la funzionalità del componente;
  2. rapidità di esecuzione;
  3. possibilità di applicazione diretta in campo;
  4. risultato immediato.

Le sue finalità sono:

  1. Individuazione di discontinuità sia superficiali che volumetriche;
  2. Eventuale dimensionamento delle discontinuità;
  3. Monitoraggio prima e durante l’esercizio.

Oggi le prove non distruttive sono inserite in tutti i piani di controllo e ricoprono un ruolo determinante nella fase di progettazione e fabbricazione dell’opera saldata, a fronte di requisiti essenziali che derivano da leggi, norme, codici e/o specifiche.

Controlli o Prove Non Distruttive

Fig. 3: Immagine radiografica impressa su una pellicola esposta a Raggi X relativa ad un cordone di saldatura. L’immagine evidenzia una mancanza di penetrazione della saldatura.

FINALITA’ DEI CONTROLLI NON DISTRUTTIVI

Principalmente le prove non distruttive si possono dividere in:

  • Indagini difettoscopiche: Individuano, posizionano e dimensionano discontinuità, sia interne sia superficiali, aventi caratteristiche bidimensionali e tridimensionali;
  • Indagini strutturali metallurgiche: Individuano alterazioni della struttura metallurgica del manufatto.

I metodi normati per le indagini difettoscopiche sono:

e saranno sinteticamente descritti a seguire.

Le indagini strutturali metallurgiche sono rappresentate dalle repliche metallografiche: un controllo non distruttivo superficiale che permette, tramite l’applicazione di una pellicola (replica) di cellulosa o materiali polimerici, di replicare, mediante la realizzazione di una sorta di calco, la microstruttura dei prodotti esaminati in modo da poterla osservare con microscopio ottico od elettronico.

Tali indagini consentono di rivelare fenomeni di danneggiamento o invecchiamento microstrutturale (precipitazione di fasi, danni da creep; fenomeni di fatica, corrosione, ecc.).

Le indagini strutturali metallurgiche possono avere diversi scopi come l’accettazione di materiali; l’accertamento di un danno o alterazione microstrutturale a seguito di esercizio o incidenti, stime di vita residua; controlli microstrutturali pre-servizio da utilizzare come confronto nelle ispezioni successive in servizio.

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