Quali metodi di prova non distruttivi dovrebbero essere utilizzati per i difetti interni nelle fusioni delle giranti a pale

Fusioni di giranti a pale sono componenti fondamentali di apparecchiature critiche per il trattamento dei fluidi come pompe, compressori e turbomacchine. La loro qualità interna determina direttamente le prestazioni idrauliche, l'efficienza operativa e la durata dell'attrezzatura. Le giranti sono soggette a vari difetti interni durante il processo di fusione, come ritiro, porosità, fori di gas, inclusioni di scorie e crepe interne. Questi difetti possono agire come punti di concentrazione delle sollecitazioni sotto carichi statici o dinamici, portando a danni da fatica o addirittura a guasti catastrofici. Pertanto, una valutazione completa e accurata di questi difetti interni utilizzando tecniche avanzate di test non distruttivi (NDT) è fondamentale per garantire l'elevata affidabilità delle fusioni delle giranti a pale.

Esami radiografici (RT)

Principi e applicazioni

L'esame radiografico (RT) è uno dei metodi più classici e affidabili per rilevare difetti interni nelle fusioni di giranti a pale. Utilizza raggi gamma o raggi X per penetrare nella fusione. Le differenze nell'attenuazione dell'intensità della radiazione vengono registrate su pellicola o un rilevatore digitale, formando un'immagine.

Rilevamento dei difetti target: RT è altamente sensibile ai difetti volumetrici come cavità da ritiro, porosità, pori, inclusioni di scorie e grandi crepe interne.

Caratteristiche tecniche: Le immagini sono intuitive e dimostrano la forma, le dimensioni e la posizione spaziale dei difetti. Per le giranti chiuse con forme complesse, RT può penetrare nelle aree spesse del mozzo e delle pale, fornendo una visione completa della qualità interna.

Limitazioni e sfide: i contorni complessi delle pale richiedono una geometria di transilluminazione precisa per garantire che il raggio sia parallelo a possibili difetti planari (come le crepe nelle lame a pareti sottili). Inoltre, lo spessore delle giranti varia notevolmente, richiedendo tecniche di esposizione a spessore variabile o pellicole multiple con dosi di esposizione variabili per coprire l'intera fusione.

Test ad ultrasuoni (UT)

Principi e applicazioni

I test a ultrasuoni (UT) utilizzano le proprietà di propagazione, riflessione e rifrazione degli ultrasuoni ad alta frequenza all'interno delle fusioni per rilevare e individuare i difetti.

Rilevamento dei difetti target: l'UT è altamente efficace sia per i difetti planari (come crepe interne e mancanza di fusione) che per i difetti volumetrici (come grandi cavità da ritiro). Offre vantaggi rispetto alla RT per il rilevamento di crepe interne.

Caratteristiche tecniche: Offre un'elevata profondità di penetrazione ed un'elevata precisione di posizionamento, consentendo una rapida determinazione della profondità e delle dimensioni del difetto. Ciò è particolarmente importante per l'ispezione di fusioni di giranti spesse.

Limitazioni e sfide: la struttura a grana grossa delle fusioni delle giranti a pale provoca la dispersione delle onde acustiche, riducendo il rapporto segnale/rumore. La geometria complessa e i profili superficiali curvi delle pale e del mozzo rendono difficile l'accoppiamento della sonda e incline a generare falsi segnali di riflessione, richiedendo operatori esperti per un'interpretazione accurata. La tecnologia Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT) può essere utilizzata per superare le sfide poste dalle geometrie complesse controllando elettronicamente la direzione e il fuoco del raggio acustico, migliorando l'efficienza e la precisione dell'ispezione.

Test delle correnti parassite (ET)

Principi e applicazioni

Il test delle correnti parassite (ET) si basa sul principio dell'induzione elettromagnetica e viene utilizzato principalmente per rilevare difetti superficiali e vicini alla superficie, ma può anche essere utilizzato per rilevare difetti interni in applicazioni specifiche.

Difetti target: il test con correnti parassite viene utilizzato principalmente nei controlli non distruttivi delle fusioni delle giranti per rilevare cricche in prossimità della superficie e valutare l'uniformità del materiale.

Caratteristiche tecniche: Alta velocità di ispezione, nessuna necessità di accoppiatore e adatto per la scansione automatizzata.

Limitazioni e sfide: la profondità di penetrazione limitata lo rende inadatto al rilevamento di difetti volumetrici come cavità di ritiro o porosità in profondità all'interno della girante. Viene utilizzato principalmente come supplemento al rilevamento di cricche superficiali (spesso insieme al test con particelle magnetiche o liquidi penetranti) o per l'ispezione rapida di materiali conduttivi (come le fusioni della girante in acciaio inossidabile).