Offrendo delle chiare rappresentazioni di difetti considerati in passato complessi da rilevare come i difetti ad uncino, le cricche ad uncino e le sottili cricche da tensocorrosione (SCC), la nostra tecnologia di Imaging a coerenza di fase (PCI) è stata integrata in ogni modello del rilevatore di difetti OmniScan™ X4.

Integrato in un aggiornamento gratuito nel software MXU (5.13), il PCI è stato inizialmente reso disponibile nel rilevatore di difetti OmniScan™ X3 64. Solamente il modello X3 64 aveva la capacità di elaborazione necessaria per gestire i complessi algoritmi e leggi focali implicati nella generazione del PCI. Tuttavia, attualmente l'intera gamma di OmniScan X4 è dotata della capacità di generare PCI con una sensibilità per difetti di ridotte dimensioni senza precedenti.

Il funzionamento del PCI e le differenze con altre tecniche a ultrasuoni

Il PCI è una tecnica in cui l'ampiezza non viene valutata. La sua elaborazione del segnale è basata esclusivamente sulle informazioni della fase degli A-scan elementari usati per generare un'immagine TFM.

La modalità di funzionamento del PCI:

• Innanzitutto gli A-scan acquisiti vengono normalizzati.
• In seguito la distribuzione della fase di ogni A-scan viene confrontata per ogni posizione nella zona TFM.
• Per una data posizione, maggiore è il grado di coerenza tra gli A-scan, maggiore è la risposta del segnale per questa posizione, con un massimo del 100%.
• Le riflessioni e le diffrazioni dei difetti possiedono una risposta coerente, in confronto alla risposta non coerente di segnali acquisiti con un rumore di fondo a alta frequenza. Questo permette di rendere molto semplice l'identificazione dei difetti per piccoli difetti in materiali rumorosi o attenuanti.

Nel nostro test, il PCI ha dato prova di assicurare degli eccellenti risultati per numerose applicazioni complesse e dei migliori risultati per le applicazioni comuni come le ispezioni di saldature. Di seguito vengono riportati cinque vantaggi che rendono questa nuova tecnica di ispezione così efficiente.

1. Immagini 2D live mediante le informazioni della fase del segnale

Gli utenti dei controlli a ultrasuoni (UT) potrebbero avere già dimestichezza con l'utilizzo delle informazioni della fase del segnale per l'identificazione e la misura dei difetti mediante tecniche come la diffrazione del tempo di volo (TOFD). Tali tecniche sono efficaci per l'identificazione dei difetti che sono di dimensioni molto ridotte o che hanno un'orientazione che fornisce una scarsa risposta attraverso al tecnica phased array (PA).

Ciò detto, il TOFD ha due principali svantaggi:

• Risulta impossibile posizionare un difetto nell'asse dell'indice senza scansionare diverse posizioni dell'indice.
• L'ampiezza è ancora necessaria per l'identificazione visiva dei cambiamenti della fase per la misurazione dei difetti.

Il PCI rappresenta un'efficace tecnica per l'identificazione dei difetti che sono molto piccoli o che hanno un'orientazione non ottimale (es: Attacco da idrogeno a alta temperatura [HTHA]). Tuttavia evita i problemi correlati al TOFD. Visto che il TFM acquisisce i dati volumetrici, i difetti possono essere localizzati e misurati in tutte le direzioni. L'immagine finale usando la modalità PCI è inoltre completamente indipendente dall'ampiezza.

Questo semplifica le analisi visto che non rende necessaria la scansione con diversi punti dell'indice. Inoltre, visto che il PCI nel rilevatore di difetti OmniScan X4 genera un'immagine live, non richiede i dati non elaborati completi per l'elaborazione post-acquisizione.

2. Impossibilità di saturazione del segnale

Una degli aspetti complessi da gestire con le tecniche basate sull'ampiezza è la saturazione del segnale. Malgrado le calibrazioni e le regolazioni del guadagno durante la configurazione, è ancora possibile che alcuni riflettori saturino il segnale. Questo può essere dovuto a loro specifiche caratteristiche (dimensioni, tipo o orientazione) confrontate a un foro laterale (SDH) in un blocco di calibrazione o un altro riflettore noto.

Visto che il PCI è basato sulla varianza della distribuzione statistica degli A-scan elementari per uno specifico punto nell'immagine, il livello di coerenza non può superare il 100%. Anche se il segnale degli A-scan elementari è saturato, i dati PCI finali non saranno influenzati visto che sono considerate e sono accessibili solo le informazioni della fase.

Questo rende più facile e veloce la preparazione di un'ispezione, visto che la qualità della scansione risulta meno sensibile alla configurazione. Dopo che è stata scelta la serie di onde e che la tensione è stata definita come 160 Vpp (tensione da picco a picco) le condizioni sono ottimali per procedere.

3. Nessun bisogno di pre-regolare il guadagno su un riflettore noto

Il PCI è una tecnica in cui l'ampiezza non viene assolutamente valutata. Questo significa che non è necessario realizzare la fase di configurazione nella quale si utilizza un riflettore noto in un blocco di calibrazione per regolare il guadagno. Quando si seleziona la modalità "Coerenza di fase" nei parametri di configurazione dell'OmniScan X4, si noterà che la regolazione del guadagno è bloccata visto che l'ampiezza non è considerata per i dati del PCI finali.

Senza il bisogno di effettuare una regolazione del guadagno, vengono significativamente ridotti il tempo e lo sforzo necessari per acquisire un'immagine di alta qualità. Non è più necessario neanche il riaggiustamento del guadagno tra le scansioni basato sui riflettori rilevati, contenendo la necessità di ripetere le scansioni TFM per confermare la validità dei dati.

La precisione di misura di una configurazione PCI può ancora essere validata ma con un campione a intaglio. Usando il picco della risposta della diffrazione dell'estremità dall'intaglio, l'altezza del difetto può essere misurata con i cursori.

4. Risultati più uniformi e misura più facile

Visto che le configurazioni PCI sono più facili e veloci da creare, avendo un numero inferiore di parametri da configurare da parte dell'operatore, la tecnica risulta più uniforme nell'ambito di diverse ispezioni e diversi operatori. Visto che è impossibile saturare il segnale durante la scansione e visto che il guadagno non influenza il segnale, sono poche le regolazioni che potrebbero modificare il risultato durante l'analisi.

Per misurare un difetto, l'operatore deve solo trovare i punti specifici dalle diffrazioni delle estremità e posizionare il cursore sul massimo di questi specifici punti. Le letture risultanti forniscono la misura del difetto e non sono necessarie regolazioni prima di ogni misura. Questa procedura è tanto veloce quando più semplice.

Se viene usata la stessa sonda, la misura del difetto rimarrà la stessa tra ogni scansione.

5. Necessità di numero inferiore di gruppi per la stessa copertura della zona

Anche lo strumento della Mappatura dell'influenza acustica (AIM) nel piano di scansione viene usato con il PCI. Il vantaggio del PCI rispetto al TFM convenzionale è rappresentato dal fatto che le variazioni del segnale dell'ampiezza visualizzato dall'AIM risultano irrilevanti. Nei casi in cui l'AIM mostra la distribuzione del segnale nella componente da ispezionare, il PCI permetterà di ottenere dei risultati ottimali, anche se l'ampiezza risultante è bassa.

Questo rappresenta un effetto secondario del fatto che nel PCI non sia valutata l'ampiezza. La coerenza può essere valutata anche se l'ampiezza è scarsa, visto che il segnale è normalizzato prima che la fase sia valutata. Un aspetto ancora più importante è che la posizione di un difetto nella zona TFM avrà un impatto inferiore sulla coerenza del segnale rispetto all'ampiezza.

Quando si utilizza il TFM convenzionale o il phased array, le diffrazioni delle estremità possono essere spesso confuse con il rumore di fondo. Invece il PCI evidenzia queste diffrazioni, rendendole ben visibili anche quando non sono evidenti come il TFM convenzionale o il PA.

Con tutti questi fattori è necessario un minore numero di gruppi per la stessa copertura della zona.

Visto che il PCI non è una tecnica basata sull'ampiezza, è necessario modificare il proprio approccio quando si seleziona la configurazione e i parametri. È diverso da altri metodi UT che potrebbero essere stati utilizzati in passato. Consulta la nostra utile guida introduttiva all'Imaging della coerenza di fase (PCI) per ottenere dei consigli pratici consultare la nostra sezione FAQ sul PCI o contattare il rappresentante locale Evident per programmare una dimostrazione.

Post del blog inizialmente pubblicato il 21 luglio 2022 e aggiornato il 24 ottobre 2024.

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