PERCHÉ USARE GLI ENDOSCOPI PER I CONTROLLI NON DISTRUTTIVI DELLE SALDATURE?

I controlli non distruttivi delle saldature con gli endoscopi individuano difetti nei giunti anche quando non si può accedere alle superfici in esame

In uno dei passi più celebri del “Piccolo Principe” il protagonista afferma che “l’essenziale è invisibile agli occhi”. Tralasciando l’aspetto filosofico, molto spesso anche nei diversi settori industriali l’ “essenziale” non è osservabile. Ad esempio, può capitare che i giunti delle saldature di un impianto presentino delle imperfezioni che con il tempo potrebbero causare dei danni importanti.

Per evitare che ciò accada diventa di vitale importanza effettuare periodicamente dei controlli non distruttivi delle saldature.

Si tratta di una serie di tecniche che permettono di verificare la qualità e l’integrità dei giunti senza alterare o danneggiare la struttura del materiale. Vengono largamente impiegati in quei settori dove la qualità della saldatura è di primaria importanza. 

Pensiamo all’aerospaziale, dove anche il minimo difetto potrebbe compromettere la sicurezza di un volo, o all’industria nucleare, dove le tubature sono sottoposte a condizioni estreme.

Effettuare i controlli non distruttivi delle saldature usando gli endoscopi offre una serie di vantaggi, perché permettono di:

• Esaminare i giunti anche dove non è possibile accedere alle superfici in esame (come, ad esempio, l’interno di tubi o cisterne);
• Avere a disposizione immagini ad alta risoluzione;
• Scattare foto e registrare video utili per documentare le anomalie riscontrate.

Andiamo a scoprire, allora, come vengono effettuati nella pratica i controlli non distruttivi sulle saldature e perché è meglio effettuarli usando un endoscopio.

Perché sono importanti i controlli non distruttivi delle saldature?

I controlli dell’integrità dei giunti delle saldature sono importanti perché servono a individuare tutta una serie di difetti diffusi, ma spesso invisibili ad occhio nudo:

• Cricche: lesioni che si presentano nella zona di saldatura a causa delle tensioni provocate da brusche variazioni termiche;
• Delaminazione: una separazione intralaminare tra gli strati del materiale che compone i giunti;
• Incollature e inclusioni di scoria nella saldatura;
• Inclusioni di tungsteno nella saldatura;
• Bolle: spesso causate da un raffreddamento troppo veloce o non omogeneo della saldatura.

Un giunto che presenta uno di questi difetti appena elencati sarà caratterizzato da un livello di resistenza inferiore. Così facendo, quando sarà sottoposto a stress importanti potrebbe cedere determinando danni anche molto gravi.

Per evitare il verificarsi di certe situazioni critiche è più che mai doveroso predisporre dei controlli non distruttivi delle saldature.

Le normative di riferimento dei controlli non distruttivi sulle saldature

I controlli delle saldature sono regolati da alcune normative internazionali che stabiliscono i criteri di accettabilità per eventuali difetti presenti. Le principali sono:

• UNI EN 12062: fornisce linee guida generali per l’applicazione dei controlli non distruttivi in base a vari parametri, come il tipo di materiale, il giunto e lo spessore del metallo;
• UNI EN ISO 5817: definisce i livelli di qualità delle imperfezioni presenti nei giunti saldati, stabilendo limiti precisi per ciascun tipo di difetto;
• UNI EN ISO 3834: specifica i requisiti di qualità per i processi di saldatura con l’obiettivo di uniformarli agli standard internazionali;
• EN 1090-2: una normativa importante per le costruzioni strutturali, che stabilisce obblighi stringenti per le saldature di strutture con un impatto significativo sulla sicurezza pubblica;
• UNI EN ISO 9712: impone che i controlli sui giunti saldati siano eseguiti da personale qualificato e certificato, garantendo così che le verifiche siano accurate e affidabili.

Controllo delle saldature: da dove iniziare?

Prima di osservare da vicino concretamente come vengono effettuati nella pratica i controlli non distruttivi sulle saldature, che da qui in avanti chiameremo “controlli diretti”, è necessario occuparsi delle azioni preliminari, ovvero quelli che vengono definiti i controlli indiretti sulle saldature. In cosa consistono?

Cosa sono i controlli indiretti?

Quando si parla di controlli sulle saldature, spesso si pensa alle verifiche visive o ai test con ultrasuoni che si effettuano dopo la saldatura. In realtà, una parte fondamentale del controllo qualità inizia ben prima che il primo arco venga acceso.

 Sono i cosiddetti controlli indiretti, che non agiscono sul giunto saldato, ma si concentrano su tutto ciò che serve per garantire che il processo avvenga secondo regole ben precise.

Certificazione del saldatore

Il primo aspetto riguarda l’indicazione di colui che può eseguire la saldatura. L’addetto non deve avere semplicemente esperienza: serve una qualifica ufficiale. Le certificazioni dei saldatori – come quelle previste dalla norma UNI EN ISO 9606-1 – assicurano che l’operatore sia in grado di saldare quel materiale specifico, in quella posizione, con quel tipo di giunto.

Se invece parliamo di impianti automatizzati o robot, il riferimento è la UNI EN ISO 14732, che riguarda gli operatori dei sistemi meccanizzati. In entrambi i casi, la qualifica del personale è imprescindibile per garantire standard di efficienza e sicurezza.

La procedura di saldatura

La procedura di saldatura può essere definita la “ricetta” tecnica da seguire. Questa deve essere approvata dalla WPQR (Welding Procedure Qualification Record): l’ente documenta che la modalità di saldatura adottata è in grado di produrre giunti solidi e affidabili. La validazione avviene attraverso prove pratiche – talvolta distruttive – su campioni saldati.

Certificazione della procedura

Una volta approvata, la procedura viene formalizzata in un documento operativo chiamato WPS (Welding Procedure Specification). Qui si trovano tutte le indicazioni che il saldatore deve seguire: tipo di materiale, corrente, gas di protezione, posizione di saldatura, velocità di avanzamento e molto altro. È il documento che accompagna il lavoro in officina o in cantiere, garantendo che ogni saldatura sia coerente con quanto stabilito in fase di qualifica.

Documentazione tecnica

I controlli indiretti prevedono anche un’attenta verifica della documentazione tecnica: dai disegni esecutivi alla tracciabilità dei materiali. È fondamentale che i materiali utilizzati – sia quelli di base che quelli d’apporto – siano certificati e compatibili tra loro. Ogni bobina di filo o elettrodo deve poter essere rintracciata e collegata a una determinata commessa.

Le diverse tipologie di controlli non distruttivi delle saldature

Entriamo ora nel dettaglio dei controlli diretti e distinguiamo le differenti tipologie di controlli non distruttivi delle saldature applicati nei diversi ambiti industriali.

Liquidi penetranti

L’utilizzo di liquidi penetranti è una delle tecniche più datate. Venne utilizzata per la prima volta a cavallo tra le due guerre mondiali. Si applica un liquido colorato o fluorescente sul giunto saldato, il quale, grazie alla sua capillarità, penetra nelle crepe più sottili. Dopo la pulizia della superficie, un rivelatore evidenzia i punti in cui il liquido è fuoriuscito, indicando la presenza di difetti. La tecnica è semplice, economica e veloce, ma è limitata ai difetti che emergono in superficie e non è utilizzabile su materiali porosi.

Ultrasuoni

Tra i controlli non distruttivi delle saldature più datati annoveriamo anche gli ultrasuoni. Il metodo è caratterizzato dall’impiego di onde sonore ad alta frequenza, che attraversano il metallo e rimbalzano quando incontrano una discontinuità.

Un trasduttore posto a contatto con la superficie da analizzare rileva le onde riflesse, fornendo informazioni precise sulla posizione e la dimensione dei difetti. Gli ultrasuoni sono particolarmente utili per individuare difetti profondi e possono essere utilizzati su materiali di grande spessore. 

Con l’introduzione dei trasduttori EMAT (Electromagnetic Acoustic Transducer) la tecnica si è ulteriormente evoluta. Infatti, questi sono in grado di generare onde ultrasoniche nei materiali conduttori senza essere fisicamente a contatto con essi. 

Magnetoscopia

La magnetoscopia sfrutta le proprietà magnetiche dei materiali ferrosi per individuare discontinuità superficiali e sub-superficiali. Il processo prevede la creazione di un campo magnetico intorno alla saldatura. La presenza di eventuali difetti nel metallo provoca una distorsione del campo stesso, i quali diventeranno visibili grazie all’applicazione di polveri magnetiche. Quest’ultime tenderanno ad accumularsi in corrispondenza del flusso magnetico disperso.

Tuttavia, questa tecnica è limitata a materiali come acciai e ghise, mentre non può essere sfruttata per i materiali non magnetici.

Correnti indotte

Anche le correnti indotte si basano sull’applicazione di un campo magnetico. Il controllo non distruttivo sfrutta una bobina generatrice di corrente alternata, che viene avvicinata ad un materiale conduttivo. A questo punto all’interno del materiale hanno vita correnti contrarie a quella della bobina, le quali vengono denominate “correnti parassite”.

Le variazioni di impedenza, ovvero la differente resistenza di opposizione al passaggio della corrente elettrica, consentono di rilevare difetti come crepe e inclusioni. Grazie a questa tecnica è possibile individuare anche micro-cricche superficiali. Nonostante ciò, le correnti indotte sono efficace solo sulle superfici, ma non permettono di rilevare difetti interni.

Radiografia

La radiografia della saldatura utilizza raggi X o gamma, che la attraversano, per poi generare su un apposito rilevatore un’immagine in grado di mostrare le imperfezioni come porosità, inclusioni e cricche. 

Le radiografie delle saldature costituiscono uno dei metodi più affidabili per identificare difetti interni. Tuttavia, l’uso di radiazioni alla base della tecnica rende più che mai necessaria l’adozione di rigorose misure di sicurezza quando si effettuano i controlli radiografici delle saldature.

Controllo visivo delle saldature con endoscopi industriali: i vantaggi

Il controllo visivo è una tecnica tanto basilare quanto essenziale per individuare difetti superficiali come crepe, sbavature, distorsioni e variazioni di colore. Questa tipologia di indagine è una di quelle che attualmente riscuote maggiore successo, grazie all’ampia flessibilità di applicazione ed ai costi decisamente contenuti.

Per tale forma di controllo delle saldature diventa spesso indispensabile l’utilizzo di endoscopi a fibre ottiche. Questi strumenti consentono di esaminare i giunti anche laddove non è possibile accedere alle superfici in esame, come ad esempio l’interno di tubi o cisterne. Offrono immagini ad alta risoluzione e permettono di scattare foto e registrare video utili a documentare le anomalie riscontrate.

Fiber Optic mette a disposizione un’ampia gamma di endoscopi adatti a qualunque tipo di esigenza e cavità, molto utili per effettuare controlli non distruttivi delle saldature. 

Inoltre, il nostro personale tecnico è pronto ad assisterti in qualunque momento: abbiamo collaborato con aziende operanti nei settori industriali più disparati in tutto il mondo. Contattaci per saperne di più sui nostri sistemi di ispezione visiva!