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Introduzione alla diffrazione del tempo di volo (TOFD)

Introduzione alla Diffrazione del tempo di volo (TOFD) per l'ispezione di saldature

Panoramica

Sebbene la diffrazione del tempo di volo (TOFD - time of flight diffraction) può essere usata per diverse applicazioni, il suo utilizzo principale concerne l'ispezione veloce delle saldature circonferenziali e assiali, denominata anche scansione TOFD perpendicolare. Dall'introduzione della tecnica TOFD negli anni 1970, l'uso di questo affidabile approccio ispettivo non distruttivo è costantemente cresciuto. Un'esecuzione manuale della tecnica TOFD è possibile, tuttavia è in genere eseguita in combinazione con un dispositivo di registrazione costituito da un encoder o da uno scanner di qualità industriale. Per una conformità alle norme nord americane, la tecnica TOFD è spesso associata alle modalità impulso-eco o phased array per coprire la radice e il cordone della saldatura.

Comuni tecniche di ispezione di saldature TOFD

La tecnica TOFD può essere applicata individualmente o in associazione a altre tecniche ad ultrasuoni. Alcune delle più comuni tecniche sono elencate di seguito:

TOFD a gruppo singolo
TOFD multipla
TOFD con impulso-eco e onde striscianti
TOFD con phased array

Teoria di base della TOFD

La tecnica TOFD è in genere eseguita mediante onde longitudinali come metodo di rilevamento principale. I sensori ad ultrasuoni sono posizionati su ogni lato della saldatura. Un sensore trasmette il fascio ad ultrasuoni nel materiale e l'altro sensore riceve gli ultrasuoni riflessi o diffratti da anomalie o da riflettori. La tecnica TOFD permette un'ampia area di copertura con un singolo fascio avvalendosi della teoria di diffusione dei fasci ad ultrasuoni all'interno dello zoccolo e della componente ispezionata. Quando il fascio entra in contatto con l'estremità del difetto o della cricca l'energia diffratta viene diffusa in tutte le direzioni. La misura del tempo di volo dei fasci diffratti permette un accurato e affidabile rilevamento e dimensionamento dei difetti anche se la cricca è orientata diversamente rispetto alla direzione iniziale del fascio. Durante le tipiche ispezioni TOFD, gli A-scan sono acquisiti e usati per creare immagini B-scan (vista laterale) della saldatura. L'analisi è eseguita nell'unità di acquisizione o attraverso il software di post-analisi, posizionando i cursori per misurare la lunghezza e l'altezza nello spessore della componente da ispezionare dei difetti.

Illustrazione dell'energia sonora riflessa e diffratta
Illustrazione dell'energia sonora riflessa e diffratta
Gruppo TOFD singolo acquisito mediante uno scanner manuale su un asse

Gruppo TOFD singolo acquisito mediante uno scanner manuale su un asse
Esempio di dimensionamento con cursore TOFD dell'altezza del difetto
Esempio di dimensionamento con cursore TOFD dell'altezza del difetto

Principali vantaggi della tecnica TOFD per l'ispezione di saldature

Tipica apparecchiatura TOFD

Conclusione

La tecnica TOFD offre un'ispezione veloce della saldatura con eccellenti capacità di rilevamento e dimensionamento di difetti. La tecnica di diffrazione fornisce una capacità di dimensionamento critica in modo relativamente indipendente dall'angolo di smusso o dall'orientamento del difetto. La tecnica TOFD può essere utilizzata individualmente o in associazione con altre tecniche NDT.

Prodotti per l'applicazione

OmniScan X3 Series

Ogni rilevatore di difetti della serie OmniScan™ X3 rappresenta uno strumento phased array completo. L’innovativo TFM e le avanzate funzionalità PA facilitano l’identificazione affidabile di difetti mentre i potenti strumenti software e i flussi di lavoro semplificati migliorano la produttività.

Sonde e zoccoli TOFD

Le sonde e gli zoccoli che supportano la Tecnica di diffrazione del tempo di volo (TOFD) generano delle onde longitudinali rifratte nell'acciaio. Vengono usate nelle applicazioni di dimensionamento delle cricche mediante la TOFD.

OmniScan SX

Lo strumento OmniScan SX, leggero e a gruppo singolo, integra uno schermo tattile a alta leggibilità da 8,4" e permette la realizzazione di soluzioni in modo economicamente vantaggioso. L'OmniScan SX è disponibile in due modelli: SX PA e SX UT. L'SX PA è un'unità 16:64PR, la quale, come quella SX UT (solamente UT), integra un canale a UT convenzionali per le ispezioni impulso-eco, trasmissione-ricezione o TOFD.