CONTROLLO CON LIQUIDI PENETRANTI (PT)

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1 Welding Inspection CONTROLLO CON LIQUIDI PENETRANTI (PT)

2 Generalità Il metodo di controllo non distruttivo con liquidi penetranti è fondamentalmente basato sull esame visivo della superficie dopo l applicazione, in sequenza, di un prodotto penetrante e di un rivelatore In sostanza, il metodo rende visibili discontinuità affioranti in superficie non visibili o difficilmente visibili ad occhio nudo 2/40

3 Principi fisici Il metodo prevede l impiego di un prodotto con elevate caratteristiche di bagnatura delle superfici Il prodotto penetra all interno delle eventuali discontinuità affioranti in superficie fondamentalmente attraverso fenomeni di capillarità L eccesso di penetrante viene poi rimosso dalla superficie per consentire l applicazione del rilevatore, la cui funzione è esaltare il contrasto tra il penetrante e la superficie in esame 3/40

4 Principi fisici Le procedure di controllo sono mirate a favorire la risalita capillare del penetrante Essa, a sua volta, è fortemente legata all angolo di contatto che il liquido forma con la superficie In altri ambiti, esempi di applicazione dei principi della capillarità sono le piante e i capillari del corpo umano 4/40

5 Procedure di controllo 1) Pulitura preliminare 2) Applicazione del penetrante 4) Applicazione del rivelatore 5) Interpretazione delle indicazioni 3) Rimozione dell eccesso di penetrante 6) Pulitura finale 5/40

6 Superfici ispezionabili In pratica, tutte le superfici non porose, prive di gole o zone in grado di assorbire il penetrante 6/40

7 Superfici non ispezionabili Sono quelle di parti ad elevata rugosità superficiale, come ad esempio fusioni in sabbia Ceramiche porose Legnami, altri materiali fibrosi Materiali plastici in grado di assorbire i liquidi o reagire con essi Componenti trattate con rivestimenti superficiali In presenza di un maggiore rumore di fondo le discontinuità effettivamente presenti divengono meno visibili 7/40

8 Discontinuità rilevabili Di principio, tutte quelle aperte in superficie Prodotti laminati: cracks, inclusioni, delaminazioni, sfogliature Prodotti fusi: ritiri spugnosi, porosità, cricche, riprese di colata, strappi Prodotti forgiati: cricche, ripiegature Giunti saldati: cricche, porosità, incisioni marginali, mancanze di fusione / di penetrazione 8/40

9 Scelta dei penetranti e dei rivelatori Penetrante Rivelatore Tipo I Fluorescent II Visible Method A Water Washable B Postemulsifiable - Lipophilic C Solvent Removable D Postemulsifiable - Hydrophilic Tipologia a Dry Powder b Wet, Water Soluble c Wet, Water Suspendable d Wet, Non-Aqueous 9/40

10 Scelta dei penetranti e dei rivelatori I liquidi penetranti sono miscele complesse di composti concepite per soddisfare un elevato numero di esigenze bagnare completamente la superficie essere in grado di risalire all interno delle discontinuità persistere nella discontinuità ma essere facilmente rimovibile dalla superficie restare fluido durante la fase di rimozione ed asciugatura essere chiaramente visibile in luce ambiente o ultravioletta non nuocere alla salute degli operatori né risultare aggressivo nei confronti dei materiali esaminati 10/40

11 Sensibilità d esame In funzione della tipologia di prodotto, possono essere garantiti vari livelli di sensibilità di esame: quanto maggiore la sensibilità, tanto minore la minima dimensione delle discontinuità rilevabili Si possono distinguere quattro livelli di sensibilità: Level 4 - Ultra-High Sensitivity Level 3 - High Sensitivity Level 2 - Medium Sensitivity Level 1 - Low Sensitivity Va notato che, al crescere della sensibilità, cresce in proporzione anche il numero delle indicazioni non rilevanti di fatto, la scelta della sensibilità deve tenere conto delle due esigenze 11/40

12 Liquidi fluorescenti e a contrasto di colore I prodotti normalmente impiegati sono a contrasto di colore o fluorescenti Nel caso di prodotti a contrasto di colore l esame è condotto in luce bianca Per liquidi fluorescenti si deve impiegare luce ultravioletta, in ambiente oscurata I prodotti fluorescenti garantiscono una maggiore sensibilità per ragioni legate alla fisiologia dell occhio umano 12/40

13 Liquidi fluorescenti e a contrasto di colore Il colore rosso è diffuso per il contrasto fornito nei confronti dell illuminazione ambientale I prodotti fluorescenti sono giallo - verdi data la sensibilità dell occhio per lunghezze d onda attorno a 555 nm 13/40

14 Tipologie di penetrante I penetranti possono anche essere classificati in funzione del metodo di rimozione: rimovibili con solvente sono adoperati per lo più per controlli a campione o per superfici limitate; sono rimossi con panni leggermente imbevuti di solvente lavabili con acqua sono rimossi tramite un getto di acqua nebulizzata. Si tratta dei prodotti più economici, facili da rimuovere ed adatti per superfici estese post - emulsionabili: possono essere rimossi solo dopo la loro emulsificazione con appositi emulsificatori. 14/40

15 Tipologie di rivelatore La funzione del rilevatore è assorbire localmente il penetrante e renderlo visibile, in superficie, per effetto del suo contrasto I rilevatori sono disponibili in varie tipologie Rivelatori secchi: sono in grado di fornire indicazioni molto definite Rivelatori umidi, in sospensione acquosa: si tratta di prodotti che creano un sottile strato sulla superficie, dopo l applicazione, la cui fase liquida evapora Rivelatori umidi, in soluzione acquosa: si tratta di prodotti che risultano disciolti nella fase liquida e ricristallizzano, dopo l asciugatura Rivelatori umidi base solvente: sono i prodotti più sensibili, costosi e di uso limitato a superfici poco estese. Forniti in bombolette spray, in genere 15/40

16 Le principali fasi di controllo 1. Pulitura preliminare 2. Applicazione del penetrante 3. Rimozione dell eccesso di penetrante 4. Applicazione del rilevatore 5. Valutazione delle indicazioni 6. Pulitura finale 16/40

17 Pulitura preliminare Le superfici devono essere prive di oli, grassi, primer, polvere o altri inquinanti per garantire un controllo affidabile Il metodo di pulitura deve garantire la pulizia delle superfici, senza alterare la natura del difetto o la sua accessibilità La pulitura preliminare può essere considerata la fase più importante del metodo 17/40

18 Pulitura preliminare Alcune lavorazioni superficiali possono provocare la formazione di sottili strati superficiali che ostacolano la penetrazione del liquido nelle discontinuità Before Sanding La preparazione chimica delle superfici può talvolta essere necessaria After Sanding After Etching 18/40

19 Applicazione del penetrante Tra i metodi di applicazione fondamentali si ricordano: Con pennello Spray Per immersione 19/40

20 Tempo di penetrazione (dwell time) E un parametro fondamentale, per consentire al penetrante la necessaria risalita nella discontinuità Il tempo di penetrazione è influenzato da numerosi parametri, tra cui: le temperatura della superficie il tipo di discontinuità la finitura superficiale il materiale base 20/40

21 Rimozione dell eccesso di penetrante Il metodo di rimozione dipende dal tipo di penetrante: Rimovibile con solvente Rimovibile con acqua Post emulsionabile Il controllo con liquidi a contrasto di colore di giranti Pelton 21/40

22 Rimozione dell eccesso di penetrante Liquidi rimovibili con acqua Si adopera un getto di acqua nebulizzata (spray) Le procedure prevedono limitazioni tanto alla temperatura dell acqua (ad esempio, F) quanto alla sua pressione (inferiore, in genere, a 40 psi) 22/40

23 Rimozione dell eccesso di penetrante Liquidi rimovibili con solvente L eccesso di penetrante viene rimosso inizialmente tramite un panno bianco, secco, privo di filacce Il resto del prodotto in eccesso viene quindi rimosso tramite un secondo panno, leggermente imbevuto di solvente 23/40

24 Rimozione dell eccesso di penetrante Nel caso il rivelatore sia del tipo base solvente è necessario attendere il necessario flash time prima di procedere (funzione del prodotto e della temperatura) 24/40

25 Rimozione dell eccesso di penetrante Post - emulsionabili Si tratta di prodotti la cui rimozione è ottenuta tramite l emulsificazione con appositi emulsificatori da effettuarsi al termine del tempo di penetrazione Il tempo di emulsificazione è un parametro critico non deve essere eccessivo, per non causare la rimozione del penetrante risalito all interno delle discontinuità non deve essere insufficiente, per consentire la rimozione dell eccesso dalla superficie 25/40

26 Applicazione del rivelatore Il metodo di applicazione del rivelatore dipende dal rivelatore stesso. Si distinguono, in particolare, rivelatori a polveri secche umidi base acquosa umidi base non acquosa (solvente) 26/40

27 Applicazione del rivelatore Rivelatori secchi Prima di applicare il rivelatore, il componente deve essere completamente asciugato Allo scopo, si usano spesso forni a circolazione forzata di aria Il rivelatore viene applicato a sruzzo o mediante l immersione del pezzo In alternativa, il pezzo è posto in un ambiente confinato, in cui è stato nebulizzato il rivelatore in sospensione aerea 27/40

28 Applicazione del rivelatore Rivelatori in sospensione acquosa Sono applicati, in genere, per immersione del pezzo sino alla completa formazione di un velo di rivelatore sulla superficie Il pezzo è poi essiccato in un forno a circolazione d aria 28/40

29 Applicazione del rivelatore Rivelatori base solvente Sono applicati con bombolette spray direttamente sulla superficie, perfettamente asciugata Deve essere applicato uno strato molto sottile ed uniforme Nel caso di penetranti fluorescenti, lo strato deve essere possibilmente ancora più sottile 29/40

30 Interpretazione delle indicazioni Durante questa fase le indicazioni sono valutate a fronte di specifici criteri di accettabilità (basati, a loro volta, su opportuni livelli di qualità). Al solito, le indicazioni possono essere classificate come rilevanti, non rilevanti o false Esempio di indicazioni non rilevanti Esempio di indicazioni rilevanti 30/40

31 Interpretazione delle indicazioni La verbalizzazione delle indicazioni rilevanti deve essere fatta avvalendosi, quando necessario, di schizzi o fotografie Gli standard metodologici prevedono sempre requisiti minimi per il contenuto dei verbali 31/40

32 Pulitura finale E di norma prevista al termine dell esame e fa parte integrante della procedura stessa del controllo I residui non rimossi possono compromettere l esercibilità del componente o, semplicemente, renderlo esteticamente inaccettabile 32/40

33 Attrezzature Sistemi portatili Courtesy of Nebraska Army National Guard Sistemi fissi 33/40

34 Verifiche di sensibilità Dato l elevato numero di variabili in grado di alterare la sensibilità dell esame, è necessario procedere a verifiche periodiche della stessa con metodi procedurati Sono applicati, allo scopo, pannelli contenenti discontinuità note e caratterizzate TAM Panels Crack Sensitivity Panels Run Check Panels 34/40

35 Vantaggi del metodo Relativa facilità d uso Applicabile a numerosi tipi di materiale Superfici ispezionabili ampie, con costi contenuti Sono ispezionabili anche pezzi a geometria complessa Le indicazioni sono visibili direttamente sulla superficie del pezzo Acquisto di apparecchiature e consumabili a basso costo Estrema flessibilità dei prodotti in bomboletta spray 35/40

36 Svantaggi del metodo Sono rilevabili solo discontinuità affioranti in superficie I materiali devono avere superfici non porose La pulitura preliminare è una fase critica (la sensibilità può risultare compromessa da inquinanti) Sono necessarie varie fasi da procedurare, per garantire la massima ripetibilità dei risultati Occorre fare attenzione a taluni prodotti che possono risultare nocivi o dannosi per contatto, inalazione, ingestione Talune lavorazioni superficiali prima del controllo possono diminuire la sensibilità dell esame La pulitura finale può essere necessaria per eliminare ogni traccia di prodotti 36/40

37 Verbale di Prova 37/40

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