DIAGNOSTIC
ENGINEERING
SOLUTIONS
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CONTROLLI NON DISTRUTTIVI
SU MATERIALI COMPOSITI
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Tecniche NDT
La tecniche termografiche per i controlli non distruttivi (NDT) sono basate
sulla misura di anomalie termiche dovute alla presenza di difetti all’interno
del provino o a variazioni delle proprietà del materiale che rappresentano un
ostacolo alla normale diffusione termica.
Esempi di termografia stimolata
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Tecniche NDT - tecniche stimolate
Sorgente di
eccitazione
Tecniche
termografiche
Meccanica
Elettrica,
Elettromagnetica
Pulsata
Lock-in
TSA
Ultrasuoni
Carichi
dinamici
Ottica
Microonde
Correnti indotte
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Calore per
conduzione o
convenzione
Tecniche NDT
La tecnica Pulsata
Tale tecnica consiste in un breve riscaldamento del provino seguito dalla
registrazione della curva di decadimento della temperatura dello stesso.
La presenza di un difetto superficiale riduce la diffusione del calore così che,
osservando la temperatura superficiale, il difetto appare come un’area a
temperatura differente rispetto all’area non difettata.
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Tecniche NDT
La tecnica Lock-in
La termografia lock-in è basata su onde termiche generate all’interno
del provino analizzato mediante una sorgente di calore esterna, in
regime stazionario.
Tramite algoritmi di postprocessing proprietari è possibile ottenere
informazioni sull’ampiezza e la fase del segnale termico. Le zone
difettate, originano una risposta termica differente rispetto alle zone
sane, misurabile in termini di variazione di fase del segnale
termografico .
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Tecniche NDT
La tecnica TSA
Si basa sull’effetto termoelastico, variazione di temperatura che si verifica in
un solido quando è soggetto a sollecitazioni in campo elastico.
In questo modo è possibile ricostruire lo stato di sollecitazioni del
componente partendo dalle variazioni di temperatura del pezzo.
L’analisi mostra in tempo reale come la tecnica termoelastica possa essere
usata facilmente come tecnica per controlli non distruttivi, per individuare
eventuali difetti e le loro dimensioni, o cambi delle proprietà del materiale.
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Tecniche Termografiche - esempi
Confronto nella valutazione dei difetti fra le tecniche termografiche Pulsata
e Lock-in e la tecnica radiografica su provino in fibra di carbonio,
danneggiato mediante impatto.
Radiografia
della parte
centrale del
provino
Termografia Pulsata
Termografia Lock-in
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Tecniche Termografiche - esempi
Tecnica Lock-in: valutazione di difetti, variazioni di spessore e mancanza
di incollaggio in materiali compositi
Variazione
spessore
Mancanza
incollaggio
Difetto
Analisi su stringer
aeronautico
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Tecniche Termografiche - esempi
Tecnica Lock-in: valutazione di difetti in materiali compositi
Radice di pala di un
generatore eolico con
difetti interni simulati.
Provino in composito
GFRP con difetti interni
simulati.
I termogrammi sono
relativi
a
due
profondità di ispezione
diverse.
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Tecniche Termografiche - esempi
Tecnica Pulsata: valutazione di difetti in materiali compositi
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Tecniche Termografiche - esempi
Tecnica Pulsata: valutazione di difetti in materiali compositi
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Tecniche Termografiche - esempi
Tecnica TSA: valutazione di difetti in componenti aeronautici
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Tecniche Termografiche - esempi
Tecnica TSA: valutazione di difetti in componenti aeronautici
L’analisi termoelastica oltre a fornire una mappa qualitativa delle
sollecitazioni, consente di individuare i difetti superficiali e subsuperficiali
come le cricche.
TSA
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Tecniche Termografiche - esempi
Tecnica TSA: valutazione di difetti in componenti aeronautici
L’analisi delle immagini mostra come la tecnica termoelastica possa essere
usata come tecnica NDT.
TSA
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Termografia e Microonde
Le microonde possono essere utilizzate come sorgente di calore.
Le microonde non vengono utilizzate per riscaldare direttamente il materiale,
ma l’acqua contenuta al suo interno. Per tale ragione, i difetti di piccole
dimensioni dovuti a danni da impatto che hanno assorbito maggiore quantità
di acqua, sono facilmente rilevabili e in tempi molto brevi, rispetto alle
tecniche termografiche tradizionali.
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Termografia e Microonde
Questo tipo di riscaldamento garantisce brevi tempi di eccitazione del
materiale e osservazione in profondità.
Risultati relativi a prove di termografia con sorgente a microonde su
provino in fibre di carbonio:
Frattura delle fibre di carbonio dello strato superficiale,
dovute all’impatto nella zona centrale, che si estendono
lungo le fibre ed effetto di bordo.
Effetto
del
calore
prodotto
da
difetti
subsuperficiali
(delaminazione) causati da un impatto, ad una profondità
di circa 5 mm dalla superficie.
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Campi di applicazione
Ispezione strutturale pala eolica
Ispezione chiglia di imbarcazione
Ispezione telaio bicicletta
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Campi di applicazione
La diffusione capillare di materiali compositi utilizzati per la realizzazione di
elementi
strutturali,
in
particolare
nel
settori
dell’Automotive
e
dell’Aeronautica, consente l’efficace applicazione di tutte le tecniche
termografiche precedentemente descritte, per ogni tipo di difetto, con
garanzia di ottimi risultati in tempi rapidi.
DES ha sviluppato e realizzato con successo sistemi di controllo in linea
per conto di aziende aeronautiche e automobilistiche leader nei rispettivi
settori.
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Contatti
Diagnostic Engineering Solutions S.r.l.
Mail: [email protected]
Tel. + 39 080.2226338
Cell.: +39 366.7761924
Le informazioni inviate sono da utilizzarsi esclusivamente per la valutazione tecnico economica di
sistemi e servizi proposti e non possono essere divulgate a terzi se non preventivamente
autorizzati.
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