Trova le risposte!
Un viaggio esclusivo all'interno dell'energia, concepito e realizzato attraverso nuovi strumenti e linguaggi dove si stimola l'interesse e la creativitą dei visitatori.

Altri articoli della stanza Norme e Sicurezza

Creato da Claudio Cappabianca « clicca sul nome per leggere il curriculum dell'autore

Metodologie e Tecnologia - Claudio Cappabianca -

Sin dalla sua apparizione, l’uomo ha perseguito il fine di controllare i suoi manufatti, a volte anche tenendo in serbo, i segreti del suo operato.
L’evoluzione degli utensili o delle armi dalla pietra al bronzo e poi al ferro è stata lunga e costellata di successi, ma anche di insuccessi.
La chimica deve molto agli alchimisti, la pittura nelle arti è stata per alcuni versi il laboratorio per eccellenza dove venivano utilizzati e sperimentati vari tipi di pigmenti.
Le botteghe artigiane tenevano ben custoditi i loro segreti, ed ancora oggi nel difficile ruolo che hanno le metodiche di conservazione e restauro dei beni artistici, a volte è quasi impossibile stabilire quali siano le materie adoperate dagli artisti.
La rivoluzione industriale correlata ad altri tre importanti fattori, la facile diffusione dei prodotti, il crescente bisogno di essi, e l’assicurarne la sicurezza, richiede un utilizzo di standard di produzione.
Gli standard di produzione devono garantirla qualità, il rispetto dei dati di progetto in relazione all’uso, la sicurezza.

I controlli
Da sempre, per assicurare la “bontà” dei prodotti finiti sono stati impiegati vari metodi, un esempio per tutto: le campane venivano battute con un martello per verificare la perfezione della colata e quindi la perfezione del suono.
Dall’inizio del ‘900 si è avuto un notevole incremento nello sviluppo di metodi che non distruggendo il manufatto ne garantissero la sua qualità: controlli su variazioni nella struttura, piccoli cambiamenti superficiali, misura dello spessore di riporti o del materiale base, controllo di assemblaggi.
I controlli e/o le metodologie di controlli vengono divise in due grandi categorie: distruttive e non distruttive: per distruttive devono intendersi quelle metodologie che prevedono una, anche se minima, distruzione dell’oggetto da sottoporre a prova; le non distruttive sono metodi che preservano l’integrità dell’oggetto.
E’ bene ricordare che solo la completa conoscenza delle problematiche connesse all’impiego dei materiali e degli oggetti, fornisce al progettista e al fabbricante quali metodi impiegare per il raggiungimento dello scopo finale. 
In questo articolo ci soffermeremo esclusivamente dei controlli non distruttivi.


L’insieme delle tecnologie, che servono a rilevare i difetti entro materiali e/o strutture, viene definito dal termine "controlli non distruttivi" (CND)  venne coniato per la prima volta durante la seconda guerra mondiale traducendo dall’inglese "Non-Destructive Testing" (NDT) e "Non-Destructive Evaluation" (NDE).
ll termine NDE sta ad indicare  l’integrazione delle prove non distruttive con l’insieme delle nuove conoscenze sui materiali: meccanica della frattura, analisi della crescita dei difetti per determinare la vita media del componente al fine di diminuire l’incidenza dei costi dei controlli e della manutenzione ordinaria e straordinaria.
Si è anche avuta una evoluzione del concetto difetto/componente: poiché è impossibile costruire componenti senza alcun difetto è necessario stabilire esattamente l’entità dei difetti in relazione all’utilizzo del componente.
I CnD o NDT non sono comprensivi delle analisi svolte in campo medicale, anche se in molti casi vengono utilizzati gli stessi metodi o sistemi.
I CnD possono o vengono utilizzati in ogni fase del processo di produzione o fabbricazione e di utilizzo, includendo anche  scelte di progettazione, selezione dei materiali, ricerca e sviluppo assemblaggio controllo di qualità e manutenzione di esercizio.
I CnD devono essere visti non come un aggravio di costi ma come punto essenziale per la riduzione degli stessi a garanzia della qualità e della sicurezza. Proprio per queste ragioni, l’interazione tra progettazione, linea di produzione ed utilizzatore finale devono essere strettamente legati con gli operatori dei CnD e coloro sono designati alla garanzia della qualità.
Sia i controlli distruttivi che i non vengono impiegati nei campi o settori più disparati:

 industriale
o energetico
o trasporti
 civile
o edilizia
o ponti
o impiantistica
 salvaguardia del patrimonio artistico
o analisi dei reperti
o metodologie per il restauro
 agro-alimentare
o analisi della maturazione e dell’integratità
o analisi dimensionale
o eventuali contaminanti

A fronte delle esigenze dei settori su elencati i cnd devono rispondere a queste esigenze basilari:

 assicurare l’integrità del prodotto
 assicurare l’affidabilità del prodotto
 prevenire incidenti e quindi salvare vite umane
 assicurare un profitto sia al costruttore sia all’utilizzatore attraverso:
o la soddisfazione delle richieste e quindi anche l’instaurazione di un giusto rapporto costruttore/cliente
o aiutare la progettazione nello sviluppo dell’intero processo produttivo
o controllo del processo produttivo
o abbassare o contenere il costo di fabbricazione
o mantenere un uniforme livello della qualità

Classificazione dei metodi di prove non distruttive
Le PnD sono un settore della scienza dei materiali concernenti la qualità, l’utilizzo, dei materiali e dei manufatti. Per definizione internazionale e comunemente accettato, i metodi dei PnD vengono suddivisi in sei categorie:

 visivi  
 radiazioni penetranti
 magneto-elettrici
 vibrazioni meccaniche
 termici 
 elettrochimici

Le categorie su indicate comprendono quei metodi che inducono trasferimento di materiali o energia all’oggetto in esame.
Di recente, sono state introdotte due nuove categorie complementari che servono a descrivere processi atti a trasferire informazioni o valutare segnali o immagini  derivanti dalle PnD.
Ancora, ciascun metodo può essere caratterizzato da cinque fattori principali:

• energia della sorgente o del mezzo utilizzato nella prova, ad esempio l’energia dei raggi X o gamma, la FREQUENZA e la potenza degli impulsi nelle indagini con ultrasuoni, la radiazione termica, etc;
• la natura dei segnali, l’immagine e/o il segnale risultante dall’interazione con l’oggetto in esame, ad esempio l’attenuazione dei raggi X o la riflessione degli ultrasuoni;
• mezzo per la rivelazione o la sensibilità del segnale risultante: foto emulsione, piezoelettricità del cristallo, induttanza delle bobine, etc;
• metodologia di visualizzazione dei risultati o registrazione dei segnali;
• basi per l’interpetrazione dei risultati: diretti o indiretti, analisi qualitativa o quantitativa.

A titolo di esempio citiamo alcuni dei principali metodi e le loro applicazioni:

Esami visivi (VT)
Principio del metodo
Per esame visivo s'intende l'ispezione degli oggetti ad occhio nudo o col solo ausilio di lenti od endoscopi a basso ingrandimento.
L’esame visivo non può che rivelare difetti macroscopici superficiali, difetti di assemblaggi, ma comunque sia costituisce un fattore determinante per un primo approccio di alcune problematiche.

Radiografia (RT)
Principio del metodo
Quando i raggi X, onde elettromagnetiche,o gamma passano attraverso l'oggetto da esaminare, vengono assorbiti in funzione dello spessore e della densità della materia attraversata.

Mediante opportuna scelta dell’energia necessaria, è possibile applicare il test a quasi tutti i principali materiali:
-         metalli (acciaio, alluminio);
-         materiali plastici;
-         calcestruzzo;
-         legno;
-         materiali compositi.
Il campo di applicazione della radiografia risulta quindi molto vasto (controllo di saldature, di getti, di prodotti stampati, di componenti di costruzioni civili etc.).
Applicazioni
Controllo di saldature, getti, microfusioni. assemblaggi.

Ultrasuoni (UT)

Principio del metodo
Gli strumenti ad ultrasuoni convertono gli impulsi elettrici in impulsi meccanici: onde vibrazionali. Questi treni di onde viaggiano attraverso l’oggetto in esame e vengono riflesse da eventuali difetti a causa del diffente coefficiente acustico o dalle pareti terminali. L’onda riflessa viene riconvertita in segnale elettrico e visualizzata su un apposito display. La posizione e l’ampiezza del segnale corrisponde alla sua posizione ed alla sua grandezza.
Applicazioni
Gli ultrasuoni trovano larga applicazione nel controllo delle saldature, delle fusioni di ghisa sferoidale, della presenza di inclusioni in prodotti di laminazione, della misura spessori.

Termografia

Principio del metodo
Il test consiste nella misura della DISTRIBUZIONE superficiale di temperatura di un materiale a seguito di una sollecitazione di origine termica.
Eventuali anomalie presenti in tale DISTRIBUZIONE sono indice di un possibile difetto.
Applicazioni
Le applicazioni di tale metodo sono numerose: dal campo automobilistico per la messa a punto, ad esempio, degli pneumatici, alla siderurgia, dal settore aeronautico per la rilevazione di delaminazioni o altre rotture, al campo civile per la valutazione dell’isolamento termico delle costruzioni, dal settore dell’industria chimica a quello dei beni artistici, nel quale la termografia viene applicata per il rilievo delle decoesioni nei dipinti.

Conclusioni
L’elenco delle prove è molto lungo, ma quanto sopra descritto, vuole essere di stimolo ad una conoscenza più approfondita di quanto ci circonda e di ciò che utilizziamo quotidianamente. Vediamo che ogni oggetto, anche il più semplice, porta il marchio  .
Questo marchio indica che il prodotto  è stato fabbricato in base a precise norme europee e ne garantisce sicurezza e affidabilità. Questo piccolo simbolo nasconde un grande lavoro di tecnici e legislatori che continuamente ammodernano le normative in base all’esperienza e a quanto i consumatori sperimentano ogni giorno.
Esistono quindi enti di CERTIFICAZIONE per i prodotti ma anche enti di qualificazione e CERTIFICAZIONE per il personale addetto ai collaudi. Il settore dei controlli è un settore in continua crescita e necessita di personale altamente qualificato, garantendo al contempo buone garanzie occupazionali.