Su un tubo da mezzo pollice, su una barra filettata o sullo spigolo vivo di un profilato, lo stesso spessimetro che su lastra piana ripete la lettura entro pochi micrometri comincia a restituire valori dispersi e sistematicamente bassi. Non è un difetto dello strumento: è la geometria del pezzo che cambia il modo in cui il campo interagisce con il materiale. La misura su superfici curve e di piccolo raggio impone quindi un confronto fra metodi prima ancora della scelta dello strumento, perché un collaudo respinto per errore o un rivestimento accettato quando è sottospessore costano molto più della prova stessa.
Il principio è lo stesso delle superfici piane. Nel metodo magnetico induttivo una bobina genera un campo che si richiude nel substrato ferroso e lo strumento legge la riluttanza del circuito; nel metodo a correnti parassite si valuta l’impedenza indotta in un substrato non ferroso conduttivo. In entrambi i casi il volume di materiale interessato dal campo è una calotta sotto la sonda: se la superficie curva, quel volume si riduce e l’appoggio della sonda perde stabilità.
Da qui il ventaglio di soluzioni che questo confronto mette a fuoco: sonde a punta ridotta, appoggi conformati al raggio del pezzo, taratura su campioni della stessa curvatura, verifiche ottiche su sezione e, come arbitro finale, il controllo distruttivo. Ciascuna ha un raggio minimo ammissibile, un costo e un’incertezza dichiarabile diversi.
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Perché la curvatura altera la lettura dello spessore di rivestimento
Su una superficie convessa il campo generato dalla sonda trova meno materiale sotto di sé rispetto al piano di taratura: le linee di flusso si disperdono lateralmente, la riluttanza apparente cresce e lo strumento interpreta l’aumento come uno spessore maggiore di quello reale. Su una superficie concava avviene l’opposto, con letture tipicamente in difetto. L’entità dell’errore di curvatura dipende dal rapporto fra il raggio del pezzo e il diametro del polo della sonda: finché il raggio resta almeno un ordine di grandezza più grande l’effetto è trascurabile, ma sotto i venti-trenta millimetri diventa il contributo dominante all’incertezza. Si aggiunge un secondo effetto puramente meccanico: su un cilindro la sonda appoggia su una linea invece che su un piano e ogni oscillazione angolare del polso si traduce in variazione della distanza sonda-substrato.
Sonde a punta ridotta, appoggi conformati e taratura sulla stessa geometria
Le tre risposte tecniche si combinano invece di escludersi. La sonda a punta ridotta diminuisce il diametro del polo e quindi il raggio minimo lavorabile, al prezzo di una maggiore sensibilità al posizionamento e di un campo di misura più contenuto. L’appoggio conformato, a V o sagomato sul diametro, vincola meccanicamente l’asse della sonda alla normale della superficie ed elimina la componente di errore dovuta all’inclinazione: è la soluzione più efficace su lotti di tubi o barre di diametro costante. La taratura su un campione della stessa curvatura, dello stesso materiale e con la stessa finitura resta comunque il passaggio decisivo, perché incorpora nel valore di zero e nel fattore di scala tutti gli effetti geometrici residui, senza doverli modellare uno per uno.
Come riconoscere una lettura viziata dalla geometria
Il sintomo tipico è una dispersione che cresce quando ci si sposta dalla generatrice verso i fianchi del pezzo, con la media che deriva in una sola direzione: dispersione simmetrica significa rumore, deriva orientata significa errore geometrico. Sui filetti le letture raccolte sulla cresta e nel fondo del filetto danno popolazioni nettamente separate e non vanno mediate insieme. Sugli spigoli, dove il raggio scende sotto il millimetro, il campo si chiude in aria e nessuna correzione è recuperabile: la zona va dichiarata non misurabile con il metodo elettromagnetico. Un controllo utile consiste nel ripetere alcune letture ruotando la sonda di novanta gradi attorno al proprio asse: su una superficie piana il valore non cambia, su una superficie curva la differenza fra le due orientazioni quantifica direttamente il contributo della geometria.
Raggio minimo ammissibile e riferimenti normativi ISO 2178, ISO 2360 e ISO 19840
La ISO 2178 per i rivestimenti non magnetici su substrato magnetico e la ISO 2360 per i rivestimenti non conduttivi su substrato non magnetico conduttivo indicano entrambe la curvatura fra i fattori che influenzano la misura e prescrivono la taratura su un provino di geometria comparabile a quella del pezzo; ciascun sistema di misura dichiara un raggio minimo di curvatura, convesso e concavo, che va verificato sulla documentazione dello strumento e non presunto. La ISO 19840, dedicata ai rivestimenti protettivi su acciaio, aggiunge il criterio del numero di letture e della loro distribuzione e chiede di documentare le aree escluse dal collaudo. Quando il raggio è inferiore al minimo dichiarato l’unica strada difendibile è la sezione metallografica o il taglio a cuneo, con misura ottica del rivestimento al microscopio.
Misura su superfici curve e di piccolo raggio: confronto fra i metodi e criteri di scelta
Messi in fila, i metodi si ordinano per costo crescente e incertezza decrescente. Sonda a punta ridotta con taratura su campione curvo: rapida, non distruttiva, adatta al controllo di produzione su raggi moderati. Appoggio conformato: stessa velocità con ripetibilità migliore, ma richiede un attrezzo per ogni diametro. Metodo ottico su sezione: incertezza bassa e indipendente dalla geometria, tempi lunghi e pezzo sacrificato. Controllo distruttivo esteso: riservato alla qualifica iniziale del processo e alla risoluzione delle contestazioni. Il criterio pratico è scegliere il metodo non distruttivo più economico il cui raggio minimo ammissibile sia inferiore al raggio reale del pezzo, e validarlo una volta contro il metodo distruttivo.
Per il quadro completo dei criteri di scelta, delle geometrie critiche e delle verifiche periodiche si rimanda alla pagina Misura su superfici curve e di piccolo raggio.
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