SHEAROGRAFIA

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 sherografia risulta essere complementare in alcuni casi, e sostitutivo in altri casi ai controlli con raggi X o ultrasuoni che Gilardoni offre con esperienza da ben 75 anni: raggi x e ultrasuoni.
La sherografia 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 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 rispetto alla temperatura ambiente
  • L’eccitazione sottovuoto (parziale) funziona da 50 mbar (5 kPa) a 150 mbar (15 kPa)
  • L’eccitazione sottovuoto (ambiente) funziona anche all’interno di questo intervallo da 50 mbar (5 kPa) a 150 mbar (15 kPa) – questo utilizza una camera a vuoto
  • 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 frastagliat

– 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

L’immagine seguente rappresenta un esempio di come può essere composto un sistema di laser shearography NDT.

Applicazioni

La 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°
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