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Aug 21, 2023

Strategie di prova con correnti parassite per tubi di rame

Stationary sensors (through-coil type, left) and scanning sensors (rotating

I sensori fissi (tipo a bobina passante, a sinistra) e i sensori di scansione (tipo rotante, sopra) differiscono per modalità di funzionamento e difetti rilevati. I sensori a bobina passante sono particolarmente adatti per individuare difetti piccoli e profondi; i sensori rotanti sono progettati per individuare difetti lunghi e superficiali.

I tubi non ferrosi sono prodotti per una varietà di applicazioni e di conseguenza devono soddisfare standard o requisiti appropriati. Alcuni di questi requisiti si riferiscono al test delle perdite e altri si riferiscono alla verifica della qualità. Il test con correnti parassite, una tecnica di controllo non distruttivo, è adatto a tali applicazioni.

Il test dei tubi di rame è particolarmente importante perché la maggior parte di essi viene utilizzata per applicazioni di condizionamento e refrigerazione (ACR), scambiatori di calore e così via. Ad esempio, un foro in un tubo ACR crea diversi problemi: perdita di refrigerante, perdita di efficienza del sistema e problemi di risoluzione dei problemi.

Gli standard di produzione stabiliscono requisiti minimi, molti dei quali possono essere soddisfatti utilizzando un apparecchio a correnti parassite con bobina passante. Tuttavia, alcuni produttori devono andare oltre gli standard pubblicati. Con l’aumento dei costi delle materie prime, i produttori riducono gli spessori delle pareti per ridurre i costi, quindi devono applicare requisiti di test sempre più rigorosi. Spesso utilizzano sonde di scansione rotanti, che forniscono una risoluzione dei difetti più elevata rispetto alle bobine di tipo passante.

I metodi più comuni di produzione dei tubi di rame sono l'estrusione, la laminazione incrociata da barre e la colata cava continua. I tubi vengono ulteriormente lavorati mediante laminazione a freddo, laminazione planetaria e trafilatura. La fase per ottenere la dimensione finale prevede solitamente un processo di disegno. Il prodotto finale viene fornito tagliato su misura o arrotolato.

D'altro canto, la produzione di tubi di rame saldati è in aumento perché i produttori di tubi possono formare varie strutture superficiali nel nastro piatto prima di trasformarlo in un tubo.

Che il tubo sia senza saldatura o saldato, due metodi di prova comunemente utilizzati sono la bobina passante e la sonda di scansione rotante. Questi due metodi differiscono nel modo in cui funzionano e nei difetti che rilevano.

Bobina passante. Una configurazione a bobina passante è una bobina di induzione fissa attraverso la quale il tubo si muove (vediFigura 1 ). Questo è il metodo di prova delle correnti parassite più frequentemente utilizzato. È adatto per prodotti con diametro compreso tra 0,3 mm e 240 mm (da 0,12 pollici a 9,47 pollici).

Sonda di scansione rotante. Una sonda di scansione rotante è un dispositivo con due o quattro sonde montate su una testa di scansione rotante; il tubo passa attraverso l'anello. Le sonde di scansione tracciano uno schema elicoidale attorno al tubo (vedifigura 2 ). Queste unità sono sensibili ai difetti lunghi e superficiali.

Azionate da motori che raggiungono una velocità di 18.000 giri al minuto, le sonde rotanti sono adatte per rilevare difetti superficiali fino a 30 µm su tubi che viaggiano alle velocità di un laminatoio per tubi. Le funzionalità di scansione tipiche sono:

La distanza tra le teste di prova e il tubo da testare varia da pochi decimi di millimetro a circa 2 mm. Per ragioni fisiche, aumentare la sensibilità di rilevamento dei difetti è questione di utilizzare sonde rotanti più piccole e diminuire il traferro tra la sonda e la superficie del materiale. Piccole variazioni del traferro possono essere gestite elettronicamente con un circuito di compensazione automatica che mantiene costante la sensibilità del test.

Figura 1Un tubo difettoso passa attraverso un sensore a bobina passante

Le unità di rilevamento raccolgono due tipi di informazioni: il segnale di prova e il rumore di fondo (generato dalle vibrazioni causate dalle apparecchiature di produzione dei tubi). Un risultato valido del test dipende da un segnale di test forte, che non sia soffocato dal rumore di fondo. La differenza tra questi due tipi di informazioni è espressa come rapporto segnale-rumore. La posizione ideale per un sensore a correnti parassite è quella in cui il rumore è da minimo a moderato.

I produttori di tubi possono testare il materiale in qualsiasi fase, dal materiale base al prodotto finito. Testare il materiale principale riduce i costi: impedisce la lavorazione di materiale difettoso. Inoltre, i test effettuati durante questa fase potrebbero essere necessari per soddisfare i requisiti di produzione controllata secondo ISO 9000. D'altra parte, testare il prodotto finito generalmente è obbligatorio per i tubi di rame (vedi