Metodologia per l'uso dei diagrammi AVG nel controllo ultrasonoro dei difetti.
Per uno specialista del controllo non distruttivo, un diagramma AVG (Ampiezza — Distanza — Diametro) è lo strumento principale per passare dai valori di ampiezza a una valutazione dimensionale del difetto.
Significato fisico e struttura del diagramma
Un diagramma AVG è una famiglia di curve che mostrano la variazione dell'ampiezza del segnale d'eco in funzione della profondità per riflettori di diametro dato (fori a fondo piatto). Negli assi coordinati:
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Asse delle ascisse (X) — profondità del riflettore (mm) dalla superficie di ingresso dell'onda ultrasonora;
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Asse delle ordinate (Y) — ampiezza del segnale, in unità relative o decibel.
Ogni curva nel campo del diagramma è una funzione A = f(H) per un diametro fisso del riflettore (1 mm, 2 mm, 3 mm, ecc.).
Il diagramma viene inizialmente calcolato per condizioni rigorosamente definite — frequenza di lavoro, diametro dell'elemento piezoelettrico, angolo di ingresso e proprietà acustiche del materiale (velocità del suono, attenuazione). Qualsiasi variazione di questi parametri richiede la ricostruzione del diagramma.
Applicazione prevista
Nella pratica, il diagramma AVG viene utilizzato in due modalità:
Determinazione della dimensione equivalente del difetto
Dalla profondità di giacitura e dall'ampiezza misurata, individuiamo un punto sul campo del diagramma. L'intersezione con la curva più vicina fornisce il diametro del riflettore a fondo piatto che, nelle stesse condizioni, produrrebbe un segnale di ampiezza identica. Questa non è la dimensione reale del difetto, ma un equivalente calcolato.
Impostazione della sensibilità dello strumento
Il diagramma consente di impostare i livelli di ricerca, di scarto e di riferimento senza produrre in massa campioni con fori a fondo piatto. È sufficiente disporre di uno o due campioni per ancorare i diagrammi AVG a un punto (è persino possibile utilizzare un normale segnale di fondo), e tutti gli altri livelli possono essere ottenuti automaticamente.
Ambito di applicabilità e limitazioni
Il metodo fornisce risultati affidabili solo per difetti con piano riflettente perpendicolare all'asse acustico del trasduttore.
Si tratta di fori a fondo piatto, dischi e aree piane di delaminazioni.
Per difetti di morfologia diversa:
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cricche con orientamento arbitrario;
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riflettori d'angolo;
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inclusioni estese di forma irregolare;
il diagramma AVG fornisce una dimensione equivalente deliberatamente sottostimata, poiché il coefficiente di riflessione reale è inferiore a quello di un foro a fondo piatto della stessa area. In tali casi è richiesta una verifica aggiuntiva mediante il metodo in ombra, il metodo eco-specchio o la dimensionatura dei difetti TOFD.
Fattori critici che influenzano l'affidabilità
Attenuazione ultrasonora
I materiali reali hanno un coefficiente di attenuazione che dipende dalla struttura e dalla frequenza. Il diagramma AVG deve essere costruito tenendo conto dell'attenuazione per lo specifico grado di acciaio o lega. In caso contrario, a grandi profondità l'errore può raggiungere 6–12 dB.
Contatto acustico e rugosità superficiale
Per impostazione predefinita, il valore di attenuazione dell'onda ultrasonora durante il passaggio dal trasduttore all'oggetto in esame attraverso il mezzo di contatto è impostato su A2=0 dB. In realtà, possono verificarsi perdite aggiuntive a causa della rugosità superficiale, dello scarso adattamento del trasduttore alla superficie e delle proprietà del mezzo di contatto. Esse possono essere prese in considerazione aumentando il valore di A2. Di solito è compreso nell'intervallo 0 - 5 dB.
Correlazione a uno specifico trasduttore
Il diagramma AVG è rigidamente legato a:
- • frequenza del trasduttore
- • diametro della piastra piezoelettrica;
- • angolo di ingresso (per sonde a fascio angolato);
- • parametri del cuneo (per sonde a fascio angolato)
La variazione di uno qualsiasi di questi parametri modifica l'aspetto dei diagrammi AVG
Caratteristiche di interpretazione per difetti complessi
Il diametro equivalente del riflettore ottenuto dall'AVG è una grandezza convenzionale.
Per le cricche, specialmente quelle con piccola apertura, le dimensioni geometriche reali possono essere 2–3 volte superiori al diametro equivalente. Pertanto, nei rapporti di controllo deve essere necessariamente indicato che la misurazione è stata eseguita con il metodo d'eco con valutazione basata sull'AVG.
Il diagramma AVG consente di standardizzare il controllo ultrasonoro e di renderlo riproducibile indipendentemente dall'operatore. Tuttavia, non è uno strumento di misura universale — è uno strumento di confronto con un riferimento.
Uno specialista competente lo utilizza in combinazione con altri metodi, ricorda sempre i suoi limiti ed esegue il controllo con verifica obbligatoria su campioni standard.