Analisi delle saldature ad ultrasuoni

Il controllo non distruttivo delle saldature mediante ispezione ultrasonistica (UT — Ultrasonic Testing) è una delle tecniche più affidabili per individuare difetti interni in giunti saldati: cricche, mancanze di fusione, mancanze di penetrazione, inclusioni di scoria, porosità allineate. A differenza del controllo radiografico richiede l’accesso da un solo lato del giunto, non comporta rischi radiologici e fornisce risultati immediati direttamente in cantiere o in officina.

RODER SRL, in qualità di distributore ufficiale italiano Dakota Ultrasonics, fornisce la gamma completa di rilevatori di difetti UT per il controllo di saldature strutturali, tubazioni, recipienti in pressione e componenti meccanici. La documentazione tecnica completa è disponibile sul sito specialistico ultrasuonindt.it, divisione ultrasuoni di RODER SRL.

Nota terminologica: questo articolo tratta l’ispezione UT come tecnica CND. Per l’analisi del processo produttivo di saldatura plastica ad ultrasuoni mediante telecamere slow-motion ad alta velocità — argomento diverso ma complementare — rimandiamo al nostro articolo Analisi delle saldature ad ultrasuoni.

Principio della tecnica UT applicata alle saldature

Nell’ispezione ultrasonistica delle saldature una sonda angolare emette un impulso ultrasonico ad alta frequenza (tipicamente 2–5 MHz) che si propaga nel materiale base e attraversa la zona termicamente alterata e il cordone. Le discontinuità interne — variazioni di impedenza acustica — generano riflessioni che vengono captate dalla stessa sonda e visualizzate come picchi sull’A-Scan dello strumento.

L’operatore certificato (Livello 2 o 3 secondo UNI EN ISO 9712) interpreta l’A-Scan posizionando il difetto rilevato e ne valuta l’ammissibilità rispetto ai criteri di accettazione del codice di costruzione applicabile. Le tecniche di scansione tipiche sono:

• Scansione a zigzag con sonda angolare a 45°, 60° o 70° per coprire l’intero cordone tramite un singolo o più “salti” (skip) sul lato opposto.
• Tecnica TOFD (Time-of-Flight Diffraction) per il dimensionamento accurato dei difetti, con due sonde affacciate.
• Tecnica del salto (full-skip e half-skip) per la valutazione di difetti vicini alla radice o al cappello del cordone.

Normative di riferimento

L’ispezione UT delle saldature è regolata da un corpus normativo articolato. Le norme più frequentemente richiamate nei capitolati italiani ed europei sono:

• EN ISO 17640 — controllo non distruttivo delle saldature, esame ad ultrasuoni: tecniche, livelli di prova e valutazione.
• EN ISO 11666 — livelli di accettazione per l’esame ultrasonistico delle saldature.
• EN ISO 23279 — caratterizzazione delle indicazioni nelle saldature.
• EN 12668-1 — caratterizzazione e verifica della strumentazione UT (gli strumenti devono essere certificati conformi).
• AWS D1.1 / D1.5 — codice americano per le costruzioni saldate in acciaio (strutturale, ferroviario, ponti).
• ASME Section V e Section VIII — codici per recipienti in pressione e ASME B31.3 per le tubazioni di processo.

Per un approfondimento dedicato sulla norma AWS D1.1 e i requisiti specifici della Clausola 6 (qualifica della procedura UT, criteri di accettazione, taratura del flaw detector) rimandiamo all’articolo: AWS D1.1 e ispezione ultrasonistica di saldature: requisiti e strumenti.

Strumenti Dakota NDT per il controllo UT delle saldature

Dakota produce una linea di rilevatori di difetti professionali progettati specificamente per l’ispezione UT di saldature. Tutti i modelli sono certificati EN 12668-1 e includono i toolkit di valutazione richiesti dai principali codici:

• Toolkit DAC (Distance Amplitude Correction) — costruzione della curva DAC per la classificazione delle indicazioni in funzione della distanza, secondo EN ISO 11666.
• Toolkit AWS — calcolo automatico dell’indication rating “d” secondo la procedura della Clausola 6 di AWS D1.1.
• Toolkit TCG (Time Corrected Gain) — guadagno variabile lungo l’asse temporale per compensare l’attenuazione del materiale.
• Toolkit DGS (Distance-Gain-Size) — dimensionamento dei difetti tramite riflettori equivalenti.

• Dakota FX70-DL — rilevatore di difetti portatile, autonomia estesa e display ad alta visibilità anche in luce solare diretta. È la scelta tipica per ispezioni in cantiere, su navi, su strutture all’aperto e su tubazioni in linea.
• Dakota FX81-DL — versione benchtop con display di maggiori dimensioni, ideale per laboratori controllo qualità e postazioni fisse di accettazione produzione.

Per orientarsi nella scelta tra portatile e benchtop, abbiamo pubblicato un confronto tecnico dedicato: Dakota FX70-DL vs FX81-DL: rilevatore di difetti portatile o benchtop?. Una guida pratica passo-passo all’utilizzo dell’FX70-DL per ispezioni AWS D1.1 è disponibile invece in Ispezione ultrasonistica saldature secondo AWS D1.1 con Dakota FX70-DL.

Sonde angolari e accessori dedicati

Per l’ispezione UT delle saldature è fondamentale disporre di un set di sonde dedicate. La gamma trasduttori per rilevatori di difetti Dakota comprende:

• Sonde angolari in onde trasversali (shear waves) con angoli fissi a 45°, 60° e 70° — copertura completa del cordone con il metodo dei salti.
• Sonde normali (0°) per la verifica preliminare del materiale base e la misura di spessore di riferimento prima dell’ispezione.
• Sonde dual-element per ispezioni vicino alla superficie e su geometrie con basso spessore residuo.
• Cavi schermati in configurazioni Lemo, BNC e Microdot, e blocchetti di calibrazione tipo IIW V1, V2 e step-block per la taratura giornaliera dello strumento.

Sono inoltre disponibili a magazzino i blocchetti di calibrazione certificati e i liquidi accoppianti per applicazioni standard, ad alta temperatura e su superfici verticali o capovolte.

Applicazioni industriali tipiche

• Carpenteria strutturale — ispezione di saldature di ponti, edifici metallici, capannoni industriali e strutture offshore secondo AWS D1.1 / EN 1090.
• Recipienti in pressione — controlli pre-collaudo e periodici secondo ASME Section VIII e PED 2014/68/UE.
• Tubazioni di processo — ispezione girth weld su pipeline, raffinerie e impianti chimici secondo ASME B31.3 e API 1104.
• Industria ferroviaria — controllo di assili, ruote e telai dei rotabili.
• Cantieristica navale — saldature di scafo e strutture critiche secondo regolamenti RINA, Lloyd’s, DNV.
• Caldareria pesante — saldature di virole, fondi, mantelli per generatori di vapore e scambiatori di calore.

Differenza tra rilevatore di difetti e misuratore di corrosione

Una distinzione che ricorre frequentemente in fase di selezione strumentale: il rilevatore di difetti UT identifica e dimensiona discontinuità interne nel volume del materiale (cricche, inclusioni, mancanze di fusione), mentre il misuratore di corrosione quantifica lo spessore residuo di una parete soggetta a corrosione. Le due tecniche utilizzano la stessa fisica ultrasonica ma rispondono a obiettivi distinti, e in molte applicazioni industriali è opportuno disporre di entrambi gli strumenti.

Per un’analisi tecnica approfondita: Misuratore di corrosione vs rilevatore di difetti: quando servono entrambi.

---

Distribuzione, supporto e formazione operatori

RODER SRL fornisce gli strumenti Dakota NDT con magazzino italiano, calibrazione di fabbrica tracciabile NIST e supporto tecnico in lingua italiana. Sono inoltre disponibili sessioni di formazione operativa sul campo dedicate alla preparazione di operatori UT Livello 1 e Livello 2 per l’utilizzo specifico dei flaw detector Dakota su applicazioni di saldatura.

Per la documentazione tecnica completa, le schede prodotto, le applicazioni reali e i casi studio: www.ultrasuonindt.it.

Approfondimenti correlati:

• Su roder.it: Analisi delle saldature ad ultrasuoni (analisi del processo di saldatura plastica con telecamere slow-motion)
• Su roder.it: Spessimetri a ultrasuoni
• Su ultrasuonindt.it: AWS D1.1 — requisiti e strumentazione UT
• Su ultrasuonindt.it: Guida pratica all’ispezione AWS D1.1 con Dakota FX70-DL