Controllo a correnti parassite contro controllo ultrasonoro per tubi in acciaio inossidabile: scegliere la giusta prova non distruttiva

Per i tubi in acciaio inossidabile, la prova con correnti parassite (ET) è la scelta rapida in linea per rilevare difetti superficiali e sub-superficiali, come fori, sovrapposizioni e brevi fessure longitudinali. La prova ad ultrasuoni (UT) viene invece utilizzata per verificare lo spessore della parete e individuare difetti sottosuperficiali o laminari. La prova idrostatica dimostra infine che il tratto finito resiste alla pressione. Nella pratica, si sceglie raramente un solo metodo. La norma ASTM A312, ad esempio, consente al produttore di eseguire su ogni tratto o una prova elettrica non distruttiva (ET) oppure la prova idrostatica; tuttavia, molti ordini particolarmente esigenti richiedono entrambe queste prove più la UT. Presso Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. selezioniamo la tecnica in base alla forma del prodotto, allo standard di accettazione e al rischio operativo.

Come funziona la prova con correnti parassite
La prova con correnti parassite alimenta una bobina che induce correnti circolanti nella parete del tubo. Una discontinuità che interrompe o deforma tali correnti modifica l’impedenza della bobina, e tale variazione si manifesta come un segnale. Il campo indotto è massimo in superficie e diminuisce con la profondità, a causa dell’effetto pelle; pertanto la prova con correnti parassite è per natura un metodo superficiale e sub-superficiale. Le qualità austenitiche, come 304/304L e 316/316L, sono non magnetiche, quindi la prova con correnti parassite mediante bobina avvolgente funziona in modo pulito a elevate velocità di linea. Ciò la rende particolarmente adatta all’ispezione in linea al 100% di tubi di piccolo e medio diametro prodotti secondo le norme ASTM A249, A269 e A213.
La sensibilità viene impostata rispetto a standard di riferimento artificiali. Prepariamo un tubo di calibrazione con fori o intagli e regoliamo l'apparecchiatura finché tali riflettori non producono un segnale chiaro e ripetibile al di sopra del livello di rumore. I riflettori di riferimento tipici sono un foro passante (comunemente da 0,8 mm, oppure secondo la tabella dello standard) oppure intagli longitudinali e trasversali a una percentuale prestabilita dello spessore della parete. Qualsiasi indicazione pari o superiore al valore di riferimento comporta il rigetto del pezzo o un esame più approfondito. L'ET è rapido, non richiede liquidi e offre buona ripetibilità, ma non consente di quantificare in modo affidabile difetti sottosuperficiali profondi ed è poco efficace su materiali ferromagnetici o fortemente deformati a freddo, a meno che non si applichi una saturazione magnetica.

Come funziona la prova ad ultrasuoni
La prova ultrasonora invia onde sonore ad alta frequenza, tipicamente comprese tra 2 e 15 MHz, nella parete del materiale attraverso un mezzo di accoppiamento. Le riflessioni provenienti dalla parete opposta forniscono lo spessore, mentre gli echi generati da discontinuità interne ne rivelano la posizione. La prova ultrasonora in modalità a fascio angolato con onde di taglio individua fessure longitudinali e trasversali, laminazioni e inclusioni; a differenza della prova eddy current (ET), essa consente inoltre di stimare la profondità di un difetto e l’estensione lungo lo spessore della parete. Per tubi senza saldatura a parete spessa e per acciai duplex 2205 o super duplex 2507, la prova ultrasonora è spesso il metodo volumetrico principale, poiché l’integrità della parete e la qualità sottosuperficiale determinano la durata in servizio.
La prova ultrasonora regola anche il controllo dimensionale. Il monitoraggio continuo dello spessore mediante ultrasuoni durante la produzione rileva eccentricità e assottigliamenti localizzati ancor prima che un tratto qualsiasi lasci lo stabilimento. Poiché la prova ultrasonora richiede un mezzo di accoppiamento e una superficie adeguata, e poiché la struttura granulare nei getti grossolani o nei materiali fortemente lavorati disperde le onde sonore, è necessario convalidare preliminarmente la tecnica su campioni rappresentativi.

Prova idrostatica e scelta ASTM A312
La prova idrostatica riempie ogni tratto con acqua e lo sottopone a pressione, mantenendolo per un tempo minimo di permanenza, comunemente almeno 5 secondi secondo la norma ASTM A312, mentre l’operatore osserva eventuali perdite o cali di pressione. Tale prova determina se il confine di tenuta alla pressione è conforme o meno; non individua difetti. La norma ASTM A312 consente al produttore di sostituire la prova idrostatica con una prova elettrica non distruttiva, oppure di eseguire entrambe le prove; tuttavia, il certificato deve indicare chiaramente quale delle due prove è stata effettuata. Quando l’acquirente richiede una dimostrazione di tenuta ermetica e un controllo dei difetti, abbiniamo la prova idrostatica a una prova ET o UT e registriamo tutti i parametri sul certificato di prova materiali EN 10204 3.1 o 3.2.

Applicabilità in base alla forma del prodotto
Tubi saldati di piccolo diametro e a parete sottile, nonché tubi di precisione, favoriscono l’ispezione ad alta velocità in linea mediante prova di correnti parassite (ET), solitamente abbinata alla prova idrostatica. I tubi capillari, per i quali l’integrità della superficie è fondamentale, richiedono l’ET unita a controlli visivi e dimensionali. I tubi senza saldatura a parete spessa fanno affidamento sull’ultrasonografia (UT) per garantire l’integrità volumetrica. Le saldature dei tubi saldati conformi alle norme ASTM A249 o A928 vengono spesso ispezionate mediante UT o radiografia per analizzare la linea di fusione, affiancata da una scansione superficiale tramite ET. I prodotti in acciaio duplex e super duplex destinati a servizi in ambiente clorurato subiscono generalmente l’UT per verificare l’integrità della parete, poiché i rischi di corrosione localizzata e da tensione rendono costosi i difetti nascosti.

B definizione di un piano di ispezione difendibile
Un piano efficace inizia con lo standard di riferimento e la classe di accettazione, quindi prevede metodi specifici in modo che ogni modalità di guasto sia coperta: ET per i difetti superficiali, UT per i difetti volumetrici e i controlli di spessore, e prova idrostatica per l’integrità sotto pressione. Gli standard di riferimento devono essere tracciabili e la taratura delle apparecchiature deve essere verificata all’inizio di ogni turno e dopo ogni interruzione. Il personale deve essere qualificato secondo uno schema riconosciuto e i risultati devono essere archiviati associandoli a ciascun numero di lotto e a ciascuna lunghezza.
Wenqiang gestisce un laboratorio interno che esegue identificazione positiva del materiale, analisi chimiche e prove meccaniche, prove idrostatiche e controlli non distruttivi (NDT), pertanto le ispezioni non vengono né appaltate a terzi né effettuate in modo improvvisato. Specificare esplicitamente il metodo nell’ordine d’acquisto: indicare il riflettore di riferimento, il livello di accettazione e se si richiede ET, UT, prova idrostatica o una combinazione di questi. Questo tipo di chiarezza evita le controversie più comuni, ad esempio quando un certificato riporta una "prova elettrica non distruttiva" senza specificare alcunché riguardo alla sensibilità.

Guida pratica
Scegliere l’ispezione con correnti parassite (ET) quando sono prioritari la velocità, la rilevazione di difetti superficiali e la copertura totale (100%) dei tubi a parete sottile. Scegliere l’ispezione con ultrasuoni (UT) quando l’accettazione dipende dalla verifica dello spessore della parete, dall’integrità sub-superficiale o dall’analisi dei giunti saldati. Mantenere la prova idrostatica ogni qualvolta l’applicazione richieda una dimostrazione documentata dell’integrità sotto pressione. Per linee critiche in acciaio duplex o ad alta pressione, la specifica più sicura combina un metodo superficiale, un metodo volumetrico e una prova di tenuta, ciascuno associato a un livello scritto di accettazione e registrato su un certificato 3.1 o 3.2. Selezionare il metodo in base al meccanismo di guasto, non per abitudine: così le prove assumono effettivamente un valore reale.

Domande frequenti
D: L’ispezione con correnti parassite può sostituire la prova idrostatica secondo la norma ASTM A312?
R: Sì. La norma A312 consente al produttore di eseguire un test elettrico non distruttivo, quale l’ispezione con correnti parassite, in luogo della prova idrostatica; tuttavia, il certificato deve indicare chiaramente quale prova è stata effettuata, e molti acquirenti richiedono entrambe le prove per maggiore garanzia.
D: Perché la prova ad ultrasuoni è preferita per i tubi a parete spessa e in acciaio duplex?
R: La prova ad ultrasuoni esamina l’intero volume della parete, verifica lo spessore e rileva difetti sottosuperficiali e laminari che la corrente parassita non riesce a quantificare in modo affidabile, aspetto fondamentale laddove l’integrità della parete determina la durata di servizio.

Per tubi in acciaio inossidabile verificati con prove NDT e dotati di documentazione completa EN 10204 3.1/3.2, contattare Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. al numero +86 577 8922 2595 / https://www.chinawqsteel.com/