Strumenti a correnti parassite: vantaggi, applicazioni e capacità di rilevamento dei difetti

Il Test a correnti parassite è un metodo di prova non distruttivo per i materiali conduttivi utile a rilevare difetti superficiali come cricche, pori o inclusioni. A tale scopo, una sonda viene spostata sulla parte da testare senza toccarla. All'interno della sonda sono presenti due bobine. Una bobina viene utilizzata come bobina trasmittente, alimentata con una corrente alternata, l’altra come ricevente.

Queste correnti generano un campo magnetico alternato (campo primario), che a sua volta induce correnti parassite nella parte in esame. Queste danno vita ad un ulteriore campo magnetico (campo secondario), che secondo la legge di Lenz contrasta la variazione temporale del campo primario. Una bobina ricevente misura la tensione indotta dal campo magnetico risultante.

Fig.1: Principio delle correnti parassite

Per il rilevamento delle cricche si utilizzano le interazioni elettromagnetiche ad alta frequenza (Fig. 2). Un'elettronica adeguata può analizzare i segnali ricevuti durante la scansione dei pezzi per ottenere informazioni sulle condizioni della superficie. Se non ci sono disomogeneità sulla superficie, le correnti parassite possono fluire in modo omogeneo nel materiale. Quando il flusso elettrico è disturbato da una resistenza (crepe, pori), le correnti parassite devono scorrere in modo diverso, il che porta a un cambiamento dell'ampiezza e della fase del segnale di ricezione.

Fig.2: Interazioni elettromagnetiche

A seconda dei requisiti, queste modifiche possono essere riconosciute e valutate manualmente o automaticamente.

In condizioni ottimali, sono possibili risoluzioni dei difetti fino a 30 µm. Poiché il test è senza contatto, le superfici non vengono danneggiate né sporcate dall'ispezione a correnti parassite.

Le moderne soluzioni di sensori, elettronica e software offrono un'ampia gamma di opzioni di applicazione e valutazione, compreso l'uso mobile per i test di manutenzione.

Il consumo di mezzi e i costi di manutenzione sono così bassi che il test a correnti parassite è uno dei metodi più economici e rispettosi dell'ambiente per i controlli non distruttivi ed è quindi ampiamente utilizzato anche per il controllo del 100% nei processi produttivi. Inoltre, grazie alle elevate velocità di collaudo e alla possibilità di automatizzare il test, il processo produttivo non viene disturbato.

Nella variante di test automatizzata, i pezzi difettosi, i cosiddetti pezzi n.o.k., vengono rilevati automaticamente grazie al segnale diverso rispetto ai pezzi buoni. L'elettronica di test invia quindi un impulso al PLC, che elimina i pezzi difettosi. In questo modo è possibile tenere traccia del numero di pezzi scartati e delle statistiche sul tasso di difettosità. Con una C-scan in cui la superficie del pezzo viene visualizzata come immagine 2D, è possibile osservare la posizione esatta del difetto. Se queste immagini 2D vengono inoltre memorizzate con un ID inequivocabile, analogo a quello del componente (ad esempio, un codice QR), è possibile garantire una tracciabilità completa. STATOVISION di FOERSTER offre tale visualizzazione e documentazione.

Fig.3: STATOVISION software

Se uno schema di difetti è ben noto, l'elettronica di prova può essere impostata specificamente su queste fessure definite, in modo da selezionare solo i pezzi con questi difetti. In questo modo si evitano pseudo-rifiuti indesiderati, cioè l'eliminazione di componenti a causa di altri difetti noti e innocui, come superfici ruvide o contaminazione. Inoltre, le sonde possono essere adattate e prodotte in modo specifico per il rilevamento di questi specifici difetti, ad esempio per quanto riguarda il numero di avvolgimenti o la geometria della sonda. Le sonde flessibili, le cosiddette sonde flessibili, che si adattano al contorno dell'oggetto in esame, o sonde ad array, con diversi elementi del sensore per la scansione di ampie superfici. Ciò rende il rilevamento delle cricche a correnti parassite flessibile e applicabile a un'ampia gamma di componenti.

Nel frattempo, il rilevamento di cricche vicino a contorni di interferenza può essere realizzato anche nei moderni test a correnti parassite utilizzando filtri software intelligenti. Un tale contorno di interferenza, ad esempio un foro in un pistone o in un disco del freno, viene in linea di principio percepito come una grande cricca a causa del passaggio dal metallo all'aria e del segnale generato da questo. In passato, quindi, non era possibile rilevare i difetti in prossimità di questi fori perché i segnali di una cricca non potevano essere distinti da quelli di un foro. Tuttavia, se si apprendono i contorni dell'interferenza e i segnali risultanti vengono deliberatamente soppressi da filtri digitali, è possibile rilevare in modo affidabile cricche e altri difetti anche in queste zone. Inoltre, il riconoscimento dei modelli può essere utilizzato per verificare che i contorni di interferenza intenzionali siano di dimensioni o numero corretto. Il riconoscimento dei pattern e la possibilità di regolare i filtri sono inclusi anche in STATOVISION di FOERSTER.

Fig.4: I prodotti STATOGRAPH

In futuro, a causa della crescente digitalizzazione e del conseguente monitoraggio intelligente dei processi di produzione, verranno posti nuovi requisiti anche alle ispezioni di qualità. Pertanto, non dovranno essere utilizzate solo per selezionare i pezzi buoni e quelli cattivi, ma anche per rilevare e segnalare attivamente i cambiamenti nel processo di produzione. Ad esempio, l'usura degli utensili e il conseguente deterioramento della superficie. Tali cambiamenti nei segnali misurati e l'avvicinamento alla soglia di selezione possono essere rilevati con soluzioni software intelligenti. Ciò consente di intervenire tempestivamente nel processo di produzione e di evitare la produzione di scarti fin dall'inizio. In questo modo, il rilevamento delle cricche mediante correnti parassite si trasforma da puro smistamento a monitoraggio intelligente del processo, ovvero a manutenzione predittiva.

I vantaggi del rilevamento delle cricche con correnti parassite in sintesi:

• Alta velocità e prestazioni di test
• Buona capacità di automazione
• Ispezione al 100% possibile
• Valutazione oggettiva dei risultati
• Elevata riproducibilità del test
• Documentazione e registrazione dei risultati dei test
• Non sono necessari mezzi di accoppiamento
• Possibilità di risolvere piccoli difetti
• Applicazione flessibile
• Possibilità di filtri intelligenti e di riconoscimento dei modelli
• Possibilità di monitoraggio del processo
  
  

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