Controlli qualità

I controlli qualità e la conformità delle specifiche possono essere di due tipologie: non distruttivi e distruttivi.

Controlli non distruttivi: ce ne sono diversi, di seguito ne verranno elencati alcuni. [17]

Ispezione visiva: è il metodo di prova più comunemente usato nell'industria, comporta l'osservazione visiva della superficie di un oggetto di prova per valutare la eventuale presenza di porosità, incrinature superficiali, raccordi discontinui, grandezza e forma di difetti in genere, etc. Le ispezioni visive

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possono essere effettuate tramite la visualizzazione diretta, oppure possono essere migliorate con l'uso di strumenti ottici quali lenti di ingrandimento, specchi, boroscopi, dispositivi con accoppiamento di carica (CCD) e sistemi di visualizzazione assistita da computer (visualizzazione remota). [18]

Test di tenuta: tale tecnica viene utilizzata per rilevare eventuali perdite e si può svolgere in differenti modalità tra cui il Bubble Leak Testing, che si basa sulla rilevazione visiva di un gas (solitamente aria) che fuoriesce da un sistema pressurizzato. Il componente da analizzare può essere pressurizzato e immerso in un serbatoio di liquidi e, se ci sono perdite, si formeranno bolle, mostrando la posizione della perdita; Pressure Change Testing può essere eseguito solo su sistemi chiusi, dove il rilevamento di una perdita viene effettuato pressurizzando il sistema o creando il vuoto, quindi, monitorando la pressione. La perdita di pressione in un determinato periodo di tempo indica che c'è una perdita nel sistema; Halogen Diode Testing viene eseguito pressurizzando un sistema con una miscela di aria e un gas tracciante alogeno; dopo un determinato periodo di tempo, viene utilizzata un'unità di rilevamento a diodi alogeni o "sniffer" per localizzare le perdite; Mass Spectrometer Testing può essere eseguito pressurizzando il componente con elio o una miscela di elio / aria all'interno di una camera di test e, utilizzando uno sniffer, si invia un campione di aria allo spettrometro. Un'altra tecnica crea un vuoto all'interno della camera di prova in modo che il gas all'interno del sistema pressurizzato venga aspirato nella camera attraverso eventuali perdite. Lo spettrometro di massa viene quindi utilizzato per campionare la camera del vuoto e qualsiasi particella di elio presente sarà ionizzato, rendendo facilmente rilevabili quantità molto piccole di elio. [18]

Esame radiografico: utile a rilevare difetti interni, grandi fessure e vuoti. Tale metodo impiega un fascio di radiazioni ionizzanti dirette verso il giunto in esame che assorbe parte delle radiazioni incidenti in funzione del proprio spessore e della densità locale.

L’assorbimento differenziale delle radiazioni si traduce in differenti gradazioni di grigio su una pellicola, se c'è un vuoto o un difetto nella parte, passano più radiazioni, causando un'immagine più scura sulla pellicola o sul rivelatore. Per materiali più sottili o meno densi come l'alluminio, vengono comunemente utilizzate le radiazioni X

generate elettronicamente (raggi X), e per materiali più spessi o più densi si usa generalmente la radiazione gamma. Tale meccanismo di funzionamento è riportato in maniera schematica in Figura 1.35. [18]

Figura 1.35: Test radiografico [11]

Figura 1.34: Macchinario per il Bubble Leak Testing [19]

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Test a ultrasuoni: viene sfruttato il fenomeno della preparazione nei solidi (ma anche nei liquidi e gas) di fasci di onde elastiche di tipo meccanico. Tali onde, inviate al sistema da analizzare, vengono attenuate, dalla materia che incontrano e riflesse, deviate o assorbite da eventuali difetti/discontinuità in genere contro cui si imbattono;

al difetto, colpito dagli ultrasuoni, assorbe energia e vibra emettendo onde elastiche. Il segnale che torna indietro alla sonda contiene tutte le informazioni necessarie (dimensione, geometria natura del difetto etc). tale procedimento è schematicamente osservabile in Figura 1.36. [18]

Esame metallografico la superficie di un campione metallografico viene preparata con vari metodi di levigatura, lucidatura e incisione. Dopo la preparazione, viene spesso analizzato mediante microscopia ottica o elettronica; si tratta di un test della qualità generale, ossia sulla presenza delle porosità, sulla verifica del flusso di metallo di apporto (se insufficiente oppure no), erosione del metallo di base etc.

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Esame dei liquidi penetranti: tale metodo prevede che il componente di cui si debba testare l’integrità superficiale, venga cosparso da un penetrante, tipicamente di colore rosso/viola, tramite spruzzatura, pennello o immersione.

Grazie all’azione capillare, si verifica la penetrazione di tale liquido negli eventuali difetti affioranti; successivamente viene rimosso l’eccesso in superficie tramite dei lavaggi, e il componente dovrà risultare esente da tracce di penetrante. Dopodiché viene cosparso un mezzo di contrasto, ossia il rivelatore tipicamente di colore bianco (a base di silice amorfa) che, sempre grazie alla capillarità, rivelerà eventuali difetti superficiali per via della differenza cromatica. Tale tecnica è rappresentata schematicamente in Figura 1.37. [18]

Test delle emissioni acustiche: viene eseguito applicando una forza esterna localizzata, come ad esempio un carico meccanico improvviso o una variazione rapida della temperatura o della pressione sulla parte sottoposta a test.Le onde di stress risultanti a loro volta generano onde elastiche di breve durata ad alta frequenza sotto forma di piccoli spostamenti di materiale, o deformazione plastica, sulla superficie della parte. Tali spostamenti vengono rilevati dai sensori che sono stati fissati alla superficie della parte. Quando si utilizzano più sensori, i dati risultanti possono essere valutati per individuare le discontinuità nella parte. Tale tecnica è riportata in Figura 1.38 [18]

Figura 1.36: Test a ultrasuoni [11]

Figura 1.37: Test dei liquidi penetranti [18]

Figura 1.38: Test delle emissioni acustiche [20]

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Test termico/infrarossi: l test termico / infrarosso, o termografia a infrarossi, viene utilizzato per misurare o mappare le temperature superficiali in base alla radiazione infrarossa emessa da un oggetto mentre il calore fluisce attraverso, verso o da tale oggetto. La maggior parte delle radiazioni infrarosse è più lunga in lunghezza d'onda rispetto alla luce visibile, ma può essere rilevata utilizzando telecamere a infrarossi. Se usato correttamente, questo metodo può rilevare danni da corrosione, vuoti, inclusioni e molte altre condizioni dannose, in particolare, rileva le aree brasate come punti luminosi e quelle vuote come punti scuri. [18]

Test di prova: consiste nel sottoporre un giunto brasato a un carico superiore al livello di servizio, applicato con metodi idrostatici, carichi di trazione o spin testing, a dimostrazione del margine di sicurezza e di progettazione. [21]

Controlli distruttivi: tali test vengono generalmente effettuati su lotti o campioni random. Si possono distinguere i seguenti.

Peel test: tale test è particolarmente utile per valutare i giunti di sovrapposizione (lap joint), in cui i giunti vengono sottoposti a forze di trazione sui loro lati non legati fino a quando si verifica un cedimento e le due metà del campione si separano. La forza richiesta per eseguire questa operazione è registrata così come il cambio di distanza tra le pinze. Si riporta uno schema della tecnica in Figura 1.39 [10]

Prove di trazione e di taglio: il test di resistenza al taglio è il test standard più comunemente usato per determinare la forza di legami di media resistenza e alta resistenza. Per fare questo, un campione viene bloccato con delle ganasce autoallineanti, in modo che la forza agisca nel centro della zona di adesione. Similmente viene condotto il test di trazione. [22]

Prove di fatica: vengono effettuate sia nel metallo base che nella zona del giunto, si tratta di test dispendiosi in termini economici. [11]

Impact test: è un metodo per valutare la durezza e la sensibilità dell'intaglio dei materiali, determina le proprietà di base dei giunti brasati. Solitamente viene utilizzato per testare la tenacità dei metalli.

Figura 1.39: Schema del tensile stress test - peel test - shear stress test [23]

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1.3 La brasatura delle leghe di alluminio