Control nedistructiv

Testele nedistructive ( NDT ) sunt complexul de examinări, teste și anchete efectuate folosind metode care nu modifică materialul și nu necesită distrugerea sau îndepărtarea probelor din structura examinată care vizează căutarea și identificarea defectelor structurii în sine. Abrevierea este adesea utilizată abrevierea NDT , derivată din expresia engleză Non Destructive Testing , sau abrevierea PnD , derivată din expresia "Non Destructive Testing".

Domenii de aplicare

-În sectorul industrial, fiecare produs de importanță critică (grinzi pentru construcții , șuruburi de susținere, componente aeronautice, componente auto, corpuri de presiune) trebuie verificat pentru a verifica integritatea și conformitatea cu standardele actuale. De fapt, se știe că o mică fisură superficială, inofensivă în condiții normale, dacă este supusă unor stresuri de oboseală , crește constant în dimensiune până când componenta se rupe. Pentru analiza fiecărei piese sunt utilizate metode de testare nedistructive, înlocuind în multe domenii „controlul distructiv al eșantionului” mai incert.

-Testele fără distrugere sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă pentru inspecția pieselor aeronautice, atât în "service", cât și în faza de fabricație. ITANDTB ( ITAlian Non Destructive Testing Board ) este comitetul italian care furnizează servicii de calificare pentru personalul repartizat la Testarea nedistructivă în sectorul aeronautic și spațial, precum și pentru aprobarea centrelor de formare și examinare, pe baza UNI EN 4179 standard. Este recunoscut de ENAC ( Autoritatea Națională a Aviației Civile ) ca echivalentul italian al „National Aerospace NDT Board” cerut de standardul UNI EN 4179 (standard echivalent al NAS 410 pentru formarea și certificarea personalului CND).

Dintre metodele de testare nedistructive, pot fi menționate următoarele metode:

PT - Lichide penetrante , se bazează pe îmbunătățirea vizibilității defectelor de suprafață deschisă prin utilizarea unei substanțe lichide care pătrunde defectele prin capilaritate (penetrant) și un fundal (detector sau piesa în sine).
RT - Radiografie , inclusiv raze X , metoda neutronică și sisteme de raze gamma .
UT - Ultrasunete , o tehnică care folosește unde acustice de înaltă frecvență (în ordinea MHz pentru materialele metalice, kHz pentru materiale mai eterogene, cum ar fi piatra și conglomeratele de ciment), și care include și metodologia TOFD .
ET - Curenți induși , o tehnică bazată pe examinarea curenților turbionari induși de un câmp magnetic alternativ.
VT - Test vizual, sistem de control vizual.
MT - Magnetoscopia , se bazează pe atracția particulelor feromagnetice dispersate în lichid) atrase de câmpul magnetic dispersat în vecinătatea oricăror fisuri.
AT - Emisie acustică , sistem de identificare a propagării defectelor.
TIR - Termografie , analiza răspunsului termic în prezența discontinuității materialului.
Shearography - similar cu interferometria holografică .

Clasificarea metodologiilor de control

Metodologiile de control pot fi clasificate în diferite moduri.

Prima diferențiere este între metodologiile volumetrice și cele superficiale . Primele prezintă indicații (defecte) prezente pe tot volumul obiectului ( RT , UT , AT , TIR ), în timp ce celelalte arată doar defectele care apar pe suprafață ( PT , VT) sau foarte aproape de suprafața pe care se află controlul ( ET , MT ).

Examenul VT este foarte important deoarece este singurul care verifică geometriile cordonului de sudură furnizate de proiectant, în timp ce toate celelalte verifică calitatea acestuia, tocmai din acest motiv standardul UNI EN ISO 3834 prevede Controlul vizual (VT) pe toate construcțiile metalice structurale.

Metodologiile volumetrice pot fi împărțite între metodologiile de transmisie și metodologiile de reflecție . RT-urile sunt întotdeauna pentru transmisie, adică trebuie să parcurgă întreaga piesă pentru a fi dezvăluite pe partea opusă celei din care au intrat. UT-urile pot fi efectuate prin transmisie, în cazul unor verificări particulare, folosind două sonde plasate pe două fețe opuse ale obiectului, dar, în general, sunt efectuate prin reflexie. TIR și AT se bazează pe emisia de energie de către piesă în condiții speciale, deci trebuie clasificate separat. Avantajele metodelor de transmisie sunt atenuarea mai redusă a semnalului, care trebuie să treacă prin grosimea obiectului o singură dată, totuși necesită ca ambele suprafețe ale obiectului să fie accesibile, în timp ce metodele prin reflexie permit doar o singură suprafață a obiectului a fi accesibil. 'obiect. Metodologiile de control al suprafeței necesită în mod evident accesibilitatea suprafeței pe care se efectuează controalele.

Tehnici de diagnostic nedistructive în construcții

Toate clădirile, chiar dacă sunt realizate în mod lucrător, sunt supuse deteriorării din cauza îmbătrânirii materialelor și a lipsei prelungite de întreținere.

Pentru o analiză corectă a stării de degradare a unui artefact, începând cu anii 1980, sunt utilizate investigații nedistructive, în unele cazuri alături de intervenții distructive, cum ar fi prelevarea de probe pentru testele fizico-chimice care urmează să fie efectuate în laborator, în alte cazuri, acestea sunt utilizate ca singură metodă de investigație. În realitate, aceste investigații nu au avut răspândirea așteptată, de fapt utilizarea lor este limitată la clădiri monumentale, structuri mari din beton armat și la verificarea structurilor clădirilor și a componentelor conexe pentru a conține consumul de energie.

Metodele nedistructive au mai multe avantaje, cum ar fi:

să poată opera în interiorul clădirilor fără a trebui să suspende activitățile normale, limitând la minimum inconvenientele pentru locuitori;
evitați traume suplimentare la structurile deteriorate, limitând numărul de teste distructive la punctele cu adevărat reprezentative pentru formularea tabloului de diagnostic general.

Printre cele mai frecvente tehnici de diagnostic nedistructiv se numără:

termografie ;
endoscopie;
magnetometrie;
investigațiile sonore;
teste cu ultrasunete;
testele sclerometrice ;
testele pacometrice ;
testele sonreb .

Termografia clădirilor

Termografia este una dintre cele mai utilizate metode nedistructive în domeniul reutilizării, pentru diagnosticarea patologiilor de construcție.

Principiile de funcționare

Utilizarea termografiei permite citirea radiațiilor emise în banda infraroșie de către corpurile supuse solicitării termice. Energia radiantă este o funcție a temperaturii de suprafață a materialelor și aceasta la rândul ei este condiționată de conductivitatea termică și căldura specifică . Acestea din urmă exprimă în termeni cantitativi capacitatea materialului în sine de a transmite căldură sau de a o reține. Deci, un material cu valori ridicate de conductivitate se va încălzi rapid și se va răci la fel de repede.

Datorită valorilor diferite ale acestor parametri, specifice fiecărui material, diferitele componente ale unui artefact, cum ar fi zidăria , vor presupune temperaturi diferite sub acțiunea tensiunilor termice. Această caracteristică este exploatată prin termografie pentru a vizualiza, cu sisteme speciale, diferitele comportamente termice ale materialelor.

Principalele aplicații

Datorită termografiei este posibil să evidențiem, de exemplu:

pierderi termice datorate deficiențelor de izolație ;
poduri termice ;
umiditatea în zidărie;
structuri de pardoseală din beton armat ;
prezența conductelor sistemelor electrice și / sau a conductelor sistemelor hidro-sanitare și termice în funcțiune;
interconectarea între structurile de zidărie cu diferite texturi și materiale.

Influența factorilor climatici și de mediu

Pentru cele de mai sus, termografia este influențată de condițiile de mediu și climatice ale locului în care operează. Prin urmare, este necesar să respectați câteva reguli generale pentru a obține rezultate corecte:

este necesar să funcționeze în absența radiației solare, de preferință după apusul soarelui atunci când structura de analizat este în faza de răcire:
este necesar să operați în absența ploii și a vântului.

Temperatura, umiditatea și viteza vântului influențează calitatea rezultatelor, deoarece acestea modifică modul în care are loc schimbul de căldură între materiale și mediul înconjurător. Prin urmare, este necesar să aveți un control instrumental al acestor factori. De asemenea, este necesar să existe o schimbare de temperatură de cel puțin 10 ° C pe structură pentru a aprecia orice anomalii termice care ar putea fi prezente pe termograme.

În cele din urmă, este important să se ia în considerare prezența surselor fierbinți, cum ar fi țevile neizolate sau elementele de încălzire, care pot influența distribuția temperaturii pe componentele carcasei și reflexiile de pe alte suprafețe care ar putea fi confundate cu defecte ale structura.

Caracteristici tehnice

Un sistem termografic IR constă dintr-o cameră conectată la un sistem de procesare și înregistrare a imaginilor. Detectoarele IR au sarcina de a identifica consistența radiației care le lovește și de a analiza suprafața radiantă punct cu punct, pentru a ajunge la definiția hărții de căldură.

Sistemele termografice existente în prezent pe piață diferă în diferite moduri de răcire:

efect termoelectric sau Peltier;
azotul lichid a invadat dewar;
argon întărit în cilindru (Joule - Thomson)
Sterling buclă închisă.

Cel mai eficient sistem de răcire pentru aplicații de termografie în construcție este cel din urmă, constând dintr-o pompă de pistol capabilă să creeze un punct rece într-un circuit etanș cu o încărcare de heliu .

Boroscopie sau endoscopie

Boroscoapele sunt utilizate în mod obișnuit pentru a ajunge la cavități inaccesibile observării directe, au diametre ale secțiunii variind de la câțiva centimetri până la câțiva milimetri.

Caracteristici tehnice

Există două tipuri de construcții pe piață:

primul similar unui periscop , format dintr-un obiectiv combinat cu una sau mai multe prisme și mai multe grupuri optice care proiectează imaginea pe planul focal al unui ocular extern, toate montate pe o structură rigidă care poate fi extinsă până la opt metri;
al doilea tip este format din fibre optice , cu diametre chiar de câțiva milimetri, cu o structură rigidă sau flexibilă.

Sonda este în general conectată la un procesor video care oferă atât un semnal tricromatic RGB, cât și un semnal video compozit care permite înregistrarea pe suport magnetic sau transmisia semnalului prin modem .

Principalele aplicații

Endoscoapele sunt utilizate pentru:

inspecții ale conductelor instalațiilor;
inspecții ale miezurilor de zidărie portante, pentru a verifica întinderea golurilor și a evalua intervențiile de consolidare statică;
inspecții în interiorul turbinelor.

Magnetometrie

Magnetometria permite detectarea materialelor metalice încorporate în materiale neferomagnetice (de ex. Zidărie, beton).

Principiul metodei se bazează pe principiul inducției magnetice .

Caracteristici tehnice

Echipamentele ( contoare de acoperire) de pe piață constau în general dintr-o unitate de detectare la care este conectată o sondă cu două bobine dispuse la o distanță prestabilită.

În interiorul sondei un flux de curent alternativ , cu o frecvență prestabilită, creează un câmp magnetic de formă alungită în funcție de axa sondei.

Obiectele metalice care interceptează câmpul magnetic modifică tensiunea bobinei în măsura exprimată de raportul diametru / acoperire a betonului obiectului metalic.

Acest lucru permite citirea pe un afișaj analog al unității de comandă a diametrului materialelor feroase, poziția și capacul relativ de beton cu o incertitudine de măsurare de ± 1 cm.

Principalele aplicații

Principalele aplicații ale magnetometriei sunt:

identificarea poziției, a capacului de beton și a diametrului barelor, a armăturilor structurilor din beton armat și a țevilor metalice ale plantelor în general.

Investigații sonore

Acestea se bazează pe măsurarea și analiza caracteristicilor de propagare a undelor elastice (unde sonore) cu o frecvență cuprinsă între 16 și 20 kHz, în interiorul corpurilor solide.

Principiile de funcționare

Dacă mediul este omogen și izotrop, există două tipuri de unde:

comprimare
tăiere

numite și primare și secundare deoarece apar secvențial ca undele seismice .

În propagarea sa, valul pierde energie atât din cauze naturale, cât și în corespondență cu planurile de discontinuitate ale materialului. Această caracteristică este exploatată pentru a identifica existența leziunilor sau a zonelor degradate în cadrul structurilor, care pot fi considerate destul de omogene.

Caracteristici tehnice

Configurația standard a echipamentului constă din:

o sursă de emisie de unde elastice (ciocan sau generator de unde sonore) conectată la o unitate de detecție care permite, cu un impuls, să înceapă înregistrarea undelor sonore;
senzor de energie sonică format dintr-un contor de viteză și accelerație și un microfon;
sistem de detectare a semnalului format dintr-un amplificator de semnal conectat la un filtru de selectare a benzii, plus un osciloscop și un înregistrator.

Principalele aplicații

Principalele aplicații ale investigațiilor sonore sunt:

măsurarea adâncimii suprafeței de așezare a fundației ,
identificarea fisurilor și / sau discontinuității fețelor peretelui

Teste cu ultrasunete

Testele cu ultrasunete se bazează pe măsurarea și analiza caracteristicilor de propagare a undelor ultrasonice cu o frecvență cuprinsă între 50 KHz și 10 M Hz .

Principiile de funcționare

În ceea ce privește undele sonice, dacă mediul este omogen și izotrop, există două tipuri de unde:

comprimare
tăiere

cu capacități de propagare pe distanțe lungi.

Spre deosebire de undele sonice, acestea nu se propagă în gazele din care sunt reflectate și refractate, dar ambele pot fi transmise, chiar și pe distanțe mari, prin lichide și solide. Aceasta este proprietatea care este exploatată pentru a identifica discontinuități sau pentru a măsura grosimea straturilor. De fapt, în prezența unei cavități, unda este aproape complet reflectată.

Caracteristici tehnice

Echipamentul este format din:

o unitate de control cu afișaj pentru citirea vitezelor de propagare a undelor,
un osciloscop pentru detectarea undelor;
două sonde: un emițător (unde cu frecvență între 10 - 200 kHz) și celălalt receptor.

Principalele aplicații

Principalele aplicații ale testelor cu ultrasunete pentru beton și oțel sunt:

gradul de omogenitate;
prezența golurilor, fisurilor sau discontinuității structurilor;
valoarea modulului elastic ;
rezistența betonului ( metoda combinată cu ultrasunete - sclerometru ) cu o precizie de ± 15%.

Teste cu ultrasunete pentru beton

Același subiect în detaliu: Test cu ultrasunete (beton) .

Testele cu ultrasunete permit, de asemenea, estimarea, într-un mod indirect, a rezistenței mecanice a betonului la fața locului.

De fapt, rezistența mecanică a conglomeratului este corelată cu valoarea modulului Young al materialului, care la rândul său este corelat cu viteza de propagare a undelor ultrasonice.

Teste sclerometrice

Același subiect în detaliu: Hammer .

Testele sclerometrice permit determinarea durității suprafeței unui material (beton, rocă etc.) care este legată de rezistența mecanică a acestuia.

Datorită simplității sale de aplicare, este cu siguranță testul nedistructiv cel mai utilizat de tehnicieni.

Teste pacometrice

Același subiect în detaliu: Pacometru .

testul pacometric se bazează pe utilizarea covermeterului, care permite detectarea prezenței, direcției și diametrului barelor în betonul armat și, de asemenea, măsoară grosimea capacului de beton cu o precizie considerabilă.

Teste sonreb

Același subiect în detaliu: Sonreb .

Testul SONREB permite determinarea rezistenței mecanice a unui beton în loc prin combinarea vitezei ultrasonice V, obținută cu teste cu ultrasunete, cu indicele de revenire S obținut cu teste sclerometrice.

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere cu teste nedistructive

linkuri externe

( EN ) Testarea nedistructivă , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controlul autorității	Tesauro BNCF 20219 · LCCN (EN) sh85082086 · GND (DE) 4037934-6 · NDL (EN, JA) 00.563.152

Portal de inginerie

Portalul de materiale