Gilardoni, in collaborazione con l’azienda Dantec Dynamics, ha deciso di offrire ai propri clienti un altro metodo di controllo non distruttivo: la Shearografia.
Il controllo con la shearografia risulta essere complementare in alcuni casi e sostitutivo in altri ai controlli che Gilardoni offre con esperienza da ben 75 anni: raggi x e ultrasuoni.
La shearografia è un metodo ottico e si basa sulla deformazione superficiale del componente in esame, deformazione ottenuta applicando una sollecitazione. Il sistema confronta l’immagine non sollecitata con quella sollecitata, il risultato è una mappa di fase rappresentante un campo di deformazione “fuori piano”. Il sensore, cuore del sistema, è sensibile ai cambiamenti nell’interferenza nella luce laser ed è in grado di rivelare spostamenti dell’ordine di micrometri.
I metodi di sollecitazione
utilizzati per indurre la deformazione possono essere:
- Stress termico che di solito riscalda il campione solo fino a 15°C in più rispetto alla temperatura ambiente
- L’eccitazione sottovuoto (parziale) funziona da 50 mbar (5 kPa) a 150 mbar (15 kPa)
- L’eccitazione sottovuoto funziona da 50 mbar (5 kPa) a 150 mbar (15 kPa). È possibile effettuare il metodo di sollecitazione sia su una zona localizzata del campione (sottovuoto parziale), sia sull’intera superficie del campione ponendolo in una camera apposita (sottovuoto ambiente).
- Vibrazioni acustiche e meccaniche.
Il sistema shearografico è costituito da:
– Un sensore che include
- Una sorgente laser che viene utilizzata per creare un modello di macchie diffratte sulla superficie del campione
- Ottiche di taglio interne utilizzate per creare un’immagine tagliata con offset 2nd
- Una telecamera che viene utilizzata per l’imaging del cambiamento nell’intensità della frangia tra il riferimento e l’immagine frastagliata
– Un PC & SW per l’elaborazione, l’archiviazione e il controllo dei dati
Un sistema di eccitazione, come ad esempio: eccitazione termica (calore) o eccitazione sottovuoto
Applicazioni
a shearografia è una soluzione versatile e può essere utilizzata come sistema manuale, semi o completamente automatizzato per applicazioni NDT, nell’ambito del controllo qualità della produzione o dell’ispezione in campo.
Attualmente essa viene utilizzata per una vasta gamma di applicazioni in vari settori, tra cui aerospaziale, aeronautico, automobilistico, Oil & Gas, eolico e navale.
Esempi di difetti rilevabili:
- Nuclei incrinati, frantumati o schiacciati
- Pieghe
- Porosità (bolle d’aria)
- Delaminazioni
- Danni o deteriorazioni
- Corpi estranei
- Vuoti
- Corrosioni (nel caso dell’alluminio)
- Separazioni dei componenti strutturali
- Ondulazioni / Rughe
- Kissing bonding (incorretto incollaggio di strutture composite può provocare crepe a stretto contatto sotto sollecitazioni di compressione)
- Danni da impatto (BVID)
- Forature e abrasioni
Spessori massimi ispezionabili:
̴15 mm ( ̴0,6 inch) per laminati CFRP
̴100 mm ( ̴4 inch) per sandwich honeycomb
̴30 mm ( ̴1,2 inch) per GFRP
̴ 8 mm (0,3 inch) di laminati in alluminio
Vantaggi
L’obiettivo finale di qualsiasi sistema NDT è fornire risultati di misura affidabili nel modo più economico possibile. In molti casi l’affidabilità della tecnica, quantificata attraverso il rilevamento di piccole dimensioni dei difetti al 90% di probabilità di rilevamento (PoD) e bassi tassi di chiamata falsa, non ha eguali. I vantaggi economici dell’utilizzo della shearography laser includono:
- elevati tassi di ispezione (cioè m2/sec)
- bassi tempi di preparazione del campione
- semplice automatizzabilità e approvazione e riconoscimento formale della tecnica NDT
- Non necessita di mezzi di accoppiamento
- Possibilità di ispezionare componenti con geometrie complesse
- Possibilità di automatizzazione
- Facile comparazione e ripetibilità dei risultati nel tempo
Normative di riferimento:
Spessori massimi ispezionabili:
- ASTM E2581 – 07 Pratica standard per shearografia di compositi a matrice polimerica, materiali espansi a nucleo e recipienti a pressione avvolti da filamenti in applicazioni aerospaziali
- ASTM E2581 – 14 Pratica standard per shearografia di compositi a matrice polimerica e materiali espansi in applicazioni aerospaziali UE
- Certificazione degli operatori secondo le normative EN e ASNT per i livelli II e III