Gli spessimetri ad ultrasuoni per corrosione sono strumenti portatili dedicati alla misura non distruttiva di spessore di pareti metalliche da un singolo lato, particolarmente in presenza di corrosione interna che riduce lo spessore residuo del materiale. Utilizzano sonde dual-element (a due cristalli, uno emettitore e uno ricevitore) con tempo di volo dell’impulso ultrasonico per calcolare lo spessore residuo, anche su superfici irregolari, corrose o curve. Sono indispensabili nelle ispezioni di tubazioni, serbatoi, contenitori in pressione, scambiatori di calore, strutture navali in tutti i settori dove la corrosione è un rischio (oil & gas, petrolchimico, navale, energetico, idrico).
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Principio di misura UT
La misura si basa sul tempo di volo di un impulso ultrasonico (frequenza tipica 1-10 MHz) emesso da un trasduttore piezoelettrico, che viaggia nel materiale a velocità nota (per esempio 5920 m/s nell’acciaio al carbonio), si riflette sulla superficie opposta e ritorna al trasduttore (o al secondo cristallo nelle sonde dual). Misurando il tempo di andata e ritorno (Δt) e conoscendo la velocità del suono nel materiale (V), lo spessore si calcola come e = V·Δt/2. La precisione tipica è ±0,1 mm su spessori da 1 a 250 mm, con risoluzione 0,01 mm nei modelli più avanzati.
Sonde dual-element
Le sonde dual-element sono particolarmente adatte a superfici corrose perché i due cristalli separati (emettitore e ricevitore) sono posizionati con un piccolo angolo (roof angle) che riduce la sensibilità alle riflessioni multiple e migliora la risposta su superfici irregolari o vaiolate. Esistono sonde a varie frequenze (2, 5, 10 MHz) e dimensioni del cristallo, ottimizzate per diversi spessori e materiali. Le sonde a contatto richiedono accoppiante (in genere gel a base acqua o glicerina) per garantire la trasmissione acustica. Sonde high-temperature (fino a 500°C) sono disponibili per ispezioni di impianti in esercizio.
Funzioni avanzate
Gli spessimetri UT moderni integrano: A-scan in tempo reale per visualizzazione dell’eco e diagnosi di anomalie, modalità Min Capture per registrazione automatica del minimo (utile in mappatura di corrosione), B-scan per visualizzazione del profilo di spessore lungo un percorso, datalogger interno con migliaia di misure georeferenziate, comunicazione Bluetooth/USB, software PC dedicato per generazione di mappe di corrosione e report. La calibrazione automatica su materiale noto compensa variazioni di velocità del suono dovute al materiale specifico.
Applicazioni
Le applicazioni principali sono ispezioni in opera di tubazioni di processo, serbatoi atmosferici e in pressione, scafi di navi e piattaforme offshore, gasdotti e oleodotti, scambiatori di calore, caldaie e generatori di vapore, condotte di acquedotti. La misurazione della velocità di corrosione (mm/anno) attraverso ispezioni ripetute negli anni consente la programmazione delle manutenzioni e la valutazione della vita residua dell’impianto. Le ispezioni sono richieste da norme di settore specifiche per industria petrolchimica e oil & gas.
Norme di riferimento
Le norme principali sono EN 14127 (procedura di misura UT spessore con sonde dual-element), EN 15317 (caratterizzazione di strumenti), ASTM E797 e ASTM E1604, UNI EN ISO 16809 (procedura generale UT spessore). Il personale che esegue ispezioni deve essere qualificato secondo ISO 9712 (livelli 1, 2, 3). La taratura periodica dello strumento utilizza blocchetti step gauge certificati di spessore noto, tarati ISO 17025, e blocchi V1 o V2 per la verifica della linearità su range esteso.
Criteri di scelta
La selezione dello spessimetro UT corretto considera il range di spessore da misurare, il tipo di materiale, le condizioni operative (temperatura, accessibilità, geometria), la presenza di rivestimenti (con funzione through-coating per misura attraverso vernice senza rimozione), le esigenze di datalogging e reportistica, la portabilità e durata di batteria, il grado di protezione IP per uso in cantiere. Le funzioni A-scan e B-scan sono raccomandate per ispezioni di precisione e mappature di corrosione complete.