Un rilevatore di difetti a ultrasuoni non fornisce mai una lettura assoluta: ogni valutazione dipende da come lo strumento è stato preparato prima dell’uso. La taratura del rilevatore di difetti sui blocchi normati è il presupposto che rende confrontabili le indicazioni raccolte in momenti e da operatori diversi, ed è per questo che le norme di prodotto e di prova la trattano come passaggio obbligato, non come opzione da laboratorio.
Il punto che genera più confusione è la distinzione fra due operazioni concettualmente diverse, spesso eseguite in sequenza sullo stesso blocco ma non intercambiabili: regolare la scala delle profondità e regolare il livello a cui un’indicazione viene giudicata rilevante. Confonderle porta a scale corrette con sensibilità sbagliata, o viceversa, e in entrambi i casi il referto finale perde di significato.
Questo articolo segue il percorso prescritto dalle norme di riferimento: dai blocchi di calibrazione alla costruzione della curva DAC, dal metodo alternativo DGS alla correzione necessaria quando si passa dal blocco al pezzo reale, fino ai livelli di registrazione e alla verifica che chiude il turno di lavoro.
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Taratura del rilevatore di difetti: dai blocchi alla curva DAC
Due operazioni distinte vengono spesso eseguite di seguito e trattate come un’unica taratura, ma rispondono a domande diverse. La prima è la taratura della base dei tempi: si regola la scala orizzontale dello schermo perché ogni divisione corrisponda a una profondità reale nel materiale, operazione condotta sui blocchi di calibrazione normati, con spessori e fori noti che fungono da riferimento geometrico certo. La seconda è la regolazione della sensibilità: si stabilisce il livello di riferimento a cui un’indicazione comincia a essere considerata significativa. La base dei tempi risponde alla domanda “a che profondità si trova l’eco”, la sensibilità risponde alla domanda “quanto deve essere alto un eco per essere valutato”. Sono indipendenti: cambiare l’una non corregge automaticamente l’altra, e la sequenza corretta prevede sempre prima la scala, poi il livello.
La costruzione della curva DAC
Un riflettore identico produce un’eco di ampiezza decrescente quanto più è profondo, per effetto dell’attenuazione del materiale e della divergenza del fascio. Senza correzione, un difetto profondo rischierebbe di passare inosservato mentre uno superficiale verrebbe sovrastimato. La curva DAC (distance amplitude correction) si costruisce rilevando l’ampiezza dell’eco prodotto da riflettori di riferimento noti posti a profondità crescenti nello stesso blocco, e collegando i punti ottenuti in una curva che rappresenta la soglia di valutazione a ogni profondità. Ogni indicazione successiva viene confrontata con la porzione di curva corrispondente alla sua distanza, non con un valore fisso unico. La curva va tracciata per la combinazione specifica di sonda, frequenza e angolo effettivamente impiegata nella prova, perché non è trasferibile fra configurazioni diverse.
Il metodo DGS come alternativa alla curva punto per punto
Dove costruire una curva sperimentale per ogni configurazione non è praticabile, le norme ammettono il metodo DGS (distanza, guadagno, dimensione), basato su diagrammi teorici calcolati per la coppia sonda-frequenza impiegata, che mettono in relazione distanza, guadagno applicato e dimensione equivalente del riflettore senza richiedere una serie di riflettori reali a profondità diverse. Il vantaggio è la rapidità di impostazione una volta noto il diagramma della sonda; il limite è che il diagramma assume condizioni ideali di accoppiamento e attenuazione, per cui restano necessarie correzioni quando le condizioni reali si discostano da quelle teoriche. La scelta fra curva DAC costruita sul blocco e metodo DGS dipende dalla disponibilità dei diagrammi certificati per la sonda in uso e dal grado di ripetibilità richiesto dal capitolato di prova.
Dal blocco al pezzo reale: la correzione di trasferimento
Il blocco di calibrazione ha una finitura superficiale e un’attenuazione interna proprie, quasi sempre migliori di quelle del pezzo che verrà effettivamente controllato: una superficie ossidata, una rugosità di lavorazione o una struttura del materiale più disomogenea introducono una perdita di segnale che il blocco non riproduce. Per questo, dopo la taratura sul blocco, si applica una correzione di trasferimento: si confronta l’ampiezza dell’eco di fondo, o di un riflettore noto, ottenuta sul pezzo reale con quella ottenuta sul blocco nelle stesse condizioni geometriche, e la differenza espressa in decibel viene sommata alla sensibilità di base. Omettere questo passaggio significa lavorare con una sensibilità nominale che non corrisponde a quella realmente applicata sul componente in esame, con il rischio concreto di non rilevare difetti che la taratura sul solo blocco farebbe ritenere visibili.
Livelli di registrazione, decadimento della taratura e verifica di fine turno
Sopra la curva o il diagramma di riferimento si definiscono livelli distinti: il livello di registrazione, oltre il quale un’indicazione va comunque annotata anche se non ancora giudicata rilevante, e il livello di valutazione, oltre il quale l’indicazione richiede un giudizio di accettabilità secondo il criterio applicabile alla saldatura o al pezzo in esame. La taratura non è permanente: decade con il cambio di sonda, di cavo o di accoppiante, con una variazione significativa di temperatura del materiale o dello strumento, o semplicemente con il trascorrere del tempo operativo. Per questo le norme prescrivono una verifica a fine turno, ripetendo il controllo sul blocco di riferimento: se lo scostamento supera la tolleranza ammessa, tutte le misure eseguite dall’ultima verifica valida vengono considerate non attendibili e vanno ripetute. Un quadro più ampio degli strumenti idonei a questo tipo di controllo è disponibile nella pagina dei rilevatori di difetti a ultrasuoni (flaw detector).
Prodotti utilizzati in questa applicazione
La taratura descritta in questa pagina si esegue sullo strumento, e non tutti gli strumenti offrono gli stessi automatismi. I due rilevatori di difetti Dakota NDT a catalogo, con quello che portano su questo fronte.
Portatile
Dakota NDT FX71-DL
Porta a bordo il toolkit di taratura di cui parla questa pagina: curve DAC, AWS, TCG e DGS. Display AMOLED a colori e memoria da 4 GB per conservare le immagini A-Scan e B-Scan della taratura.
Da banco
Dakota NDT FX81-DL
La stessa dotazione in versione da banco, dove la taratura si esegue e si archivia in postazione fissa: schermo a colori più grande, aggiornamento a 60 Hz e memoria espandibile con scheda esterna fino a 64 GB.
→ Tutti i modelli, con i dati tecnici del costruttore, nella pagina di catalogo Rilevatori di difetti a ultrasuoni.
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