Approfondimento sul controllo magnetoscopico o magnetoscopia (MT)

Approfondimento sul controllo magnetoscopico o magnetoscopia (MT)

• 10 Aprile 2015
• by: Ing. Elisabetta Lorusso

News: Tutti i manufatti realizzati nel settore industriale, siano essi costituiti da metallo (acciaio inox, ghisa ecc.) o materiale sintetico (p.e. plastica, gomma ecc.) possono contenere all’interno o sulla superficie delle discontinuità che possono essere di numerose tipologie (cricche, porosità, inclusioni, ecc.) e forme (tondeggiante, allungata, planare, volumetrica). Queste irregolarità possono avere cause metallurgiche o di lavorazione e possono preesistere alla messa in servizio del componente o essere conseguenza dell'esercizio. E’ importante quindi monitorare tali discontinuità poiché nel breve o nel lungo periodo potrebbero causare dei possibili malfunzionamenti agli oggetti stessi. La Punto Netto di Griso Gaetano s.r.l. offre un servizio di assistenza tecnica e controllo qualità alle imprese metalmeccaniche, mediante l’ausilio di tecniche non distruttive che presentano, tra gli altri, i seguenti vantaggi:
· non richiedono la distruzione di campioni derivati dalla struttura sotto controllo;
· sono verifiche non invasive;
· sono applicabili anche se un componente è in servizio.

La Punto Netto esegue controlli non distruttivi preliminari e manutentivi.
I controlli sono correntemente eseguiti su:
· componentistica grezza, semilavorata o finita (getti, forgiati, stampati, serbatoi, bombole, componenti meccanici, ecc.);
· impianti ed opere complesse (condutture, reti acqua/gas, strutture di carpenterie, impianti di processo e produzione energia, tubazioni, pipe-line, ecc.).
Dispone di personale certificato al livello 2 secondo UNI EN ISO 9712 per i Controlli non distruttivi con Liquidi penetranti, Magnetoscopie ed Ultrasuoni.  

Il controllo magnetoscopico o magnetoscopia (MT) è una tecnica non distruttiva che si basa sull’analisi delle variazioni nel campo magnetico che si verificano in presenza di discontinuità superficiali o sub-superficiali. Può essere applicato solo su materiali ferromagnetici ovvero su materiali che possono essere magnetizzati. Tipicamente tutti i materiali che possiedono una significativa percentuale di ferro, nickel o cobalto sono ferromagnetici. I materiali ferromagnetici sono costituiti da numerose regioni (definite domini magnetici) nelle quali i campi magnetici dei singoli atomi risultano essere allineati; quando il materiale si trova in uno stato smagnetizzato ciascun dominio è orientato in modo casuale, ma sotto l’azione di una corrente elettrica o di un campo magnetico esterno, i domini si allineano originando una magnetizzazione macroscopica dell’intero corpo. Per poter eseguire una magnetoscopia è indispensabile la presenza di:
· Particelle di metallo magnetizzato;
· Campo magnetico.
La presenza di discontinuità provoca una “rottura” del campo magnetico naturale del pezzo, e le particelle di metallo magnetizzato si raggruppano in corrispondenza della discontinuità che funge da ulteriore dipolo magnetico. Affinché il campo magnetico si alteri in modo significativo è necessario che la discontinuità sia il più possibile perpendicolare alle linee di induzione così da offrire una brusca variazione di permeabilità. Se la discontinuità giace su un piano parallelo alle linee di induzione non si produce alcun accumulo. In ogni caso la rivelazione delle discontinuità avviene fino ad angoli compresi tra 40 e 60° rispetto alle linee di induzione. Un controllo MT si articola generalmente in 5 fasi:

1. Preparazione della superficie;
In questa fase occorre verificare che la superficie del pezzo da testare sia esente da grasso, oli, polvere e qualsiasi sostanza estranea che possa interferire con il controllo stesso. La presenza di contaminanti può ostacolare (o addirittura impedire) il movimento delle particelle magnetiche sotto l’azione del campo esterno, rendendo difficoltosa la visualizzazione dei difetti. Olio e grasso attenuano l’attrazione delle particelle da parte del campo esterno e alterano il loro accumulo producendo false indicazioni.

2. Magnetizzazione della superficie
In questa fase si procede all’applicazione del campo magnetico sulla superficie del pezzo. Sistema elettrico: Produce la magnetizzazione del pezzo mediante il passaggio di una corrente elettrica sul pezzo stesso. Sistema magnetico: Produce la magnetizzazione del pezzo mediante immersione in un campo magnetico. L’equipaggiamento più utilizzato per eseguire un controllo MT è il giogo magnetico (magnete permanente o elettromagnete) e la direzione di magnetizzazione deve essere > di 45° rispetto alla direzione delle discontinuità attese. La tecnica che prevede l’impiego di questi apparecchi produce una magnetizzazione longitudinale localizzata. Le linee di induzione sono prodotte in prossimità dei poli del magnete o dell’elettromagnete. Sia nei magneti permanenti che negli elettromagneti le espansioni polari sono snodabili per consentire una maggiore adattabilità alla particolare configurazione geometrica del pezzo.

3. Applicazione della polvere magnetica
La prova con particelle magnetiche può essere eseguita secondo due modalità: Esame a magnetizzazione diretta, l’applicazione del rivelatore avviene assieme alla magnetizzazione del pezzo (o immediatamente prima). L’osservazione delle indicazione è simultanea all’applicazione del rivelatore. Esame a magnetizzazione residua, il rivelatore viene applicato dopo che è cessata l’operazione di magnetizzazione, sfruttando il magnetismo residuo del pezzo. A seconda delle particelle magnetiche che si utilizzano si possono avere due diversi metodi di esecuzione dell’esame: Metodo asciutto: si tratta di particelle di ferro finemente suddivise rivestite con pigmenti, la polvere viene applicata cospargendola o soffiandola sul componente da testare. La granulometria è accuratamente selezionata perché, sebbene le particelle più fini siano maggiormente sensibili, non è possibile pensare di impiegare esclusivamente questa tipologia considerato che esse aderiscono ad ogni genere di discontinuità (ditate, tracce d’olio, rugosità) e dunque produrrebbero un sottofondo troppo “denso”. Anche la forma ha la sua importanza: le particelle più “allungate” vengono facilmente attratte dai campi dispersi, ma tendono ad opacizzarsi e a raggrupparsi in grappoli. Il colore dei pigmenti con i quali vengono rivestite le particelle è importante in funzione dell’aspetto della superficie del componente.
Metodo umido: le particelle sensibili sono miscelate con un liquido (acqua, olio leggero o kerosene) e poi spruzzate sulla superficie del componente. Il veicolo oleoso si preferisce quando è essenziale garantire assenza di effetti corrosivi, quando l’acqua potrebbe manifestare problemi elettrici e su leghe ad alta resistenza laddove gli atomi di idrogeno dell’acqua potrebbero diffondersi nella struttura cristallina generando infragilimento. La granulometria è solitamente più fine rispetto al metodo asciutto (5-15 mm) e la forma è compatta. In genere non vengono aggiunti pigmenti, quindi la mobilità è maggiore rispetto al metodo asciutto. Il metodo umido si impiega laddove si prediliga la sensibilità rispetto alla visibilità. Polveri colorate: la percettibilità delle indicazioni dipende dalla differenza tra il loro colore e quello del pezzo in esame, quindi si hanno polveri adeguate alla superficie del pezzo da esaminare (ocra per superfici brunite, nero per quelle rettificate, blu per quelle ossidate ecc.) Polveri fluorescenti: sono costituite da particelle magnetiche molto fini rivestite da pigmenti fluorescenti.

4. Illuminazione e ispezione della superficie Occorre disporre di un buon livello di illuminazione (almeno 1000 lux) Lampade ad incandescenza (min 80 W ad 1 m) Lampade fluorescenti (min 80 W ad 1 m) Lampade “a luce nera” (polveri fluorescenti)
Durante la fase di ispezione della superficie è necessario tener conto che:
· I difetti superficiali tendono a fornire indicazioni nitide, strette e ben delimitate con particelle ben legate tra loro;
· I difetti sub-superficiali forniscono indicazioni più larghe e sfocate;
· Indicazioni non rilevanti: spigoli o variazioni di sezione, punti di unione tra differenti materiali, contorni dei cordoni di saldatura (HAZ), lavorazioni meccaniche, gap d’aria in presenza di accoppiamenti forzati.  

5. Smagnetizzazione del pezzo (opzionale)
La prova magnetoscopica può lasciare sul pezzo un campo magnetico residuo potenzialmente in grado di interferire con le sue funzioni o con successive lavorazioni a cui deve essere sottoposto. Per riportare il pezzo alle sue condizioni originarie si applica un campo magnetico di polarità inversa al precedente e di intensità gradualmente decrescente. Possibili ragioni per cui è necessaria la smagnetizzazione:
· Interferenza con altri processi tecnologici (saldatura, lavorazioni meccaniche)
· Interferenza con strumenti di misura posizionati in prossimità del componente
· Particelle metalliche abrasive possono restare attratte dal componente ed essere causa (o fattore di accelerazione) di fenomeni di danneggiamento superficiale.
La valutazione della sensibilità dell’equipaggiamento impiegato per un test MT (strumentazione elettrica + polveri) viene usualmente valutata impiegando i cosiddetti Indicatori di campo, ossia strumenti che misurano l’intensità relativa dei campi magnetici dispersi e che fungono da calibratori del sistema. Esistono diversi tipi di indicatori (Anello di Ketos, Piastrine ottagonali, Indicatori artificiali di difettosità AFI, ecc.).

Di seguito verranno elencati alcuni vantaggi e alcuni limiti del metodo magnetoscopico. Vantaggi:
· Può rilevare discontinuità superficiali e sub-superficiali non identificabili visivamente.
· Non è richiesta una preparazione superficiale particolare.
· Possono essere esaminate superfici rivestite (0.1 mm)
· Dimensioni e configurazione del componente solitamente non limita l’esame.
· L’esame è veloce e semplice.
· L’apparecchiatura può essere portatile.
· Vengono prodotte indicazioni “dirette”.
· La necessità di una pulitura post-ispezione è minima.

Limiti:
· Può essere impiegato solo su materiali ferromagnetici.
· La sensibilità di rilevazione diminuisce all’aumentare della profondità del difetto.
· L’orientamento del campo magnetico rispetto alla direzione delle discontinuità è un fattore critico.
· Per alcune tecniche è necessario un buon contatto elettrico.
· Una tecnica operativa scorretta può portare a fenomeni di surriscaldamento ed innesco di arco.
· Può essere richiesta la smagnetizzazione.
· Il metodo non è affidabile per la rilevazione di piccole porosità.
La Punto Netto di Griso Gaetano s.r.l. consente di superare tali limiti intrinseci del metodo avendo la possibilità di offrire ai propri clienti assistenza tecnica nella scelta del metodo non distruttivo che meglio si adatta al componente da analizzare, che sia esso grezzo, semilavorato o finito, e che meglio risponde alle esigenze dei propri clienti. Se interessati, quindi, non esitate a contattarci: scoprirete che Punto Netto è un fantastico partner con le giuste competenze ed al giusto prezzo!