Spessimetria Ultrasuoni NDT

Misura di corrosione e assottigliamento su tubazioni, serbatoi e cisterne

Negli impianti industriali — ad esempio in petrolchimico, raffinazione, trattamento acque, impianti chimici — le tubazioni e i serbatoi metallici (acciaio al carbonio, acciai inox, leghe speciali) sono soggetti ad attacchi corrosivi interni ed esterni, erosione da flusso, depositi, fenomeni di cavitazione, sollecitazioni termiche cicliche.

Lo spessimetro ad ultrasuoni consente di misurare lo spessore residuo della parete dal lato accessibile (unico lato), senza intervenire né tagliare, anche quando il lato posteriore non è visibile o è rivestito.

In tali condizioni si presentano alcune sfide tecniche:

• presenza di vernici, rivestimenti interni o incrostazioni che attenuano o riflettono parzialmente l’onda ultrasonica ⇒ occorre scegliere una sonda con ampia larghezza/potenza e prevedere opportuni liquidi d’accoppiamento.
• materiali con geometrie complesse (curve, giunzioni, gomiti) o pareti molto sottili (≤ 2 mm) ⇒ richiedono trasduttori ad alta frequenza (maggiore risoluzione) o a linea di ritardo (delay line) per separare correttamente il segnale d’eco.
• temperatura operativa elevata (ad esempio >150-200 °C) ⇒ si devono usare sonde ad alta temperatura, ritarate per la variazione della velocità del suono nel materiale a temperatura elevata.
  L’uso continua dei dati di spessore residuo contribuisce inoltre al programma di manutenzione predittiva e al calcolo della vita residua delle apparecchiature.

Controllo qualità nell’industria della lamiera, del vetro e della plastica

Nella produzione di lamiere o tubi, oppure in vetro e plastica (bottiglie, contenitori), lo spessimetro ad ultrasuoni può essere utilizzato per verificarne lo spessore e la omogeneità, in fase di accettazione o controllo in linea.
Esempi tecnici:

• nelle aziende metallurgiche, misurazione dello spessore residuo su coil di lamiera: l’accesso può essere limitato e l’onda deve attraversare più strati di materiale avvolto ⇒ l’accoppiamento, la modalità di scansione e la calibrazione diventano critici.
• vetro e plastica: la presenza di materiale amorfo o semi-trasparente richiede una taratura corretta della velocità del suono specifica (che può variare significativamente tra materiali plastici e vetro).
• contenitori metallici tipo lattine: spessori molto ridotti (ordine decimi di millimetro) richiedono trasduttori ad alta frequenza (es. 10-20 MHz) e buon accoppiamento per evitare riflessioni spurie.
  In questi casi, l’adozione di spessimetri con modalità grafica (A-scan / B-scan) aiuta il tecnico ad interpretare la forma d’onda, identificare più echi (es. da laminazione interna), e assicurare che la misura non sia falsata.

Ispezione di scafi navali, strutture portanti, gru e sovrastrutture

Le strutture navali, le gru, i carriponte o le lamiere di grandi dimensioni sono soggette ad usura, corrosione sotto rivestimento, tagli di accesso difficili e geometrie complesse. In questi casi l’uso di spessimetri ad ultrasuoni portatili offre vantaggi notevoli:

• misura da un solo lato: ideale quando il lato opposto è inaccessibile o immerso in liquido.
• possibilità di scansione rapida: molte aree devono essere esaminate periodicamente, con varie centinaia di punti di misura.
• strumenti con datalogger integrato e memoria per l’archiviazione dei risultati di misura, con possibilità di esportazione dati per analisi statistiche e trend di corrosione.
  Tecnicamente, occorre prestare attenzione a:
• la rugosità della superficie (ruggine, vernice danneggiata) che può generare echi multipli o dispersioni dell’onda. Spesso è necessario pre-pulire la zona o usare trasduttori dual-elemento che migliorano la rilevazione in superfici irregolari.
• la curvatura della parete (es. tubi navali) che modifica l’angolo di incidenza dell’ultrasuono e può richiedere sonde angolate o adattatori specifici.
• condizioni ambientali difficili (umidità, spray marino, temperatura variabile) che richiedono strumenti robusti e certificati per tali ambienti.

Applicazioni speciali: immersione, materiali compositi, edilizia industriale

• Misure subacquee: in strutture sommerse (ad esempio piattaforme offshore, condotte sommerse), sono disponibili spessimetri adatti a immersione fino a diverse centinaia di metri. In queste condizioni, oltre alla pressione, è fondamentale garantire la leggibilità del display con guanti e in condizioni di visibilità scarsa.
• Materiali compositi/laminati: l’utilizzo di materiali compositi (fibra di vetro, CFRP) richiede competenza nella scelta della velocità del suono e nella interpretazione degli echi multipli, poiché le strutture interne possono generare riflessioni multiple o attenuazioni elevate. In questi casi la modalità grafica (A-scan/B-scan) e il software di analisi avanzata diventano quasi indispensabili.
• Edilizia e carpenteria pesante: nella verifica di travi, strutture in acciaio, ponti, serbatoi in ambito costruzioni impianti, lo spessimetro ultrasonico permette un controllo rapido dello spessore residuo, utile per ispezioni e manutenzioni pianificate. Qui la velocità del suono va tarata in base al grado di corrosione noto o stimato e si devono considerare eventuali attacchi da ambienti industriali che richiedono sonde con protezioni speciali.