Controllo a raggi X

Più elevati sono i requisiti…

tanto più complesse sono le procedure di controllo e tanto più elevati sono i costi. Tuttavia, per rilevare i difetti all’interno di un componente da controllare (senza distruggerlo), la radiografia è attualmente la tecnica più avanzata per tutti i materiali da noi prodotti. Con il metodo a raggi X è possibile controllare praticamente tutti i materiali alla ricerca di difetti. I raggi X sono onde elettromagnetiche con lunghezze d’onda nell’ordine dei nanometri e una frequenza compresa tra circa 10-17 e 10-22 Hz. Si tratta quindi di radiazioni ad alta energia e lunghezza d’onda molto breve.

Alte frequenze con onde corte

Il controllo radiografico o radiografico convenzionale (secondo DIN EN 12681 (2003-06, in combinazione con VDG P541 82001 per parti a pareti spesse) e ASTM E689-10) è un metodo non distruttivo per il controllo bidimensionale dei componenti alla ricerca di difetti interni. Grazie all’alta frequenza e alla lunghezza d’onda ridotta, i raggi X sono in grado di penetrare qualsiasi materiale. La penetrazione dei raggi avviene sempre in linea retta, i raggi X non possono essere deviati.

Quando i raggi attraversano un corpo, vengono tuttavia indeboliti dagli atomi. Si verifica un assorbimento e una dispersione della radiazione. L’entità dell’indebolimento dipende dall’energia della radiazione, dalle dimensioni (spessore) e dalle proprietà fisiche (densità) del materiale irradiato. I difetti del materiale, come crepe, inclusioni, disomogeneità, ecc., causano un indebolimento della radiazione diverso da quello provocato dal materiale privo di difetti, a causa della diversa densità del materiale nel punto corrispondente rispetto al materiale privo di difetti. Questo fatto viene sfruttato mediante un dispositivo di registrazione (la pellicola radiografica) che registra l’intensità della radiazione residua dietro il corpo da esaminare.

Pellicole radiografiche

I campioni vengono sottoposti a radiazioni elettromagnetiche ad alta energia che penetrano nel componente. La posizione e l’intensità della sorgente di radiazioni sono specificate dalla norma. Disomogeneità, difetti, crepe o spessori del materiale non uniformi, ma anche difetti superficiali (non rilevanti per il controllo dei difetti interni) causano un indebolimento variabile della radiazione che attraversa il materiale, che viene registrato come differenza di valore di grigio delle immagini bidimensionali mediante pellicole (o fogli) posizionati dietro il campione (e deve essere documentato nella mappa delle pellicole). La valutazione delle pellicole/fogli radiografici così realizzati avviene visivamente.

Il metodo più sicuro per i componenti critici per la sicurezza

In passato, i pezzi fusi sottoposti a sollecitazioni elevate erano realizzati prevalentemente in acciaio fuso. Di conseguenza, le norme utili per la valutazione delle indicazioni nel controllo non distruttivo sono disponibili quasi esclusivamente per l’acciaio fuso. Le norme attuali sono quindi soggette a continue modifiche. In linea di principio, secondo la norma DIN EN 12681, la valutazione deve essere effettuata con le corrispondenti serie di immagini di riferimento per i materiali e gli spessori delle pareti. La norma DIN 12681 fa riferimento esclusivamente alle norme ASTM (cfr. tabella), sempre per i “getti in acciaio”.

La definizione di una classe di qualità o di un livello di qualità per un componente / l’area critica di un componente spetta al progettista sulla base della sua esperienza con componenti simili e, in particolare, nel caso di componenti rilevanti per la sicurezza, delle relative analisi di carico. Tale specifica dipende sempre dal componente e dall’applicazione; anche nel caso dei fuselli delle automobili è quindi del tutto normale distinguere tra aree critiche e non critiche dell’intero componente e specificare livelli di qualità diversi.

In altre parole: è possibile stabilire requisiti di qualità estremamente elevati per un componente critico per la sicurezza e pagare questo prezzo con costi di collaudo elevati nella produzione in serie e con un’alta percentuale di scarti (inclusa nel calcolo) per ogni componente installato, oppure si può affrontare l’intera questione in modo molto più rilassato e con un maggiore orientamento pratico. In linea di principio, il risultato del controllo è sempre soggettivo, ovvero dipende dal controllore, presenta spesso valutazioni miste e può costituire solo un elemento per garantire la qualità dei componenti, poiché per la verifica viene utilizzata una valutazione superficiale del volume del componente.