Real-time non-contact ultrasonic detection of surface defects on objects moving at high speed

Abstract

Il rilievo di difetti superficiali durante le ispezioni periodiche è importante poiché in genere le sollecitazioni sono maggiori in superficie e possono accelerare la crescita delle discontinuità. I difetti superficiali possono essere rilevati utilizzando alcuni metodi tradizionali di controllo non distruttivo, quali correnti indotte, liquidi penetranti, polveri magnetiche ed ultrasuoni. Alcuni tra questi metodi possono essere usati solo in condizioni statiche; gli altri presentano delle limitazioni per l’ispezione dinamica. I progressi recenti nel campo dei sensori ultrasonori senza contatto ci hanno permesso di sviluppare un sistema semplice per l’ispezione in tempo reale di corpi in movimento a velocità elevata. Nel lavoro viene presentata la possibilità di usare, col sistema sviluppato, due metodologie, basate sugli ultrasuoni generati e ricevuti senza contatto con la struttura, per rilevare difetti superficiali su corpi in movimento a 100 km/h, così da poter effettuare l’ispezione anche in servizio. Una metodologia, basata sull’uso di laser e trasduttori senza contatto, utilizza i vantaggi delle onde superficiali generate con il laser; l’analisi viene fatta sull’onda riflessa, creata dall’interazione dell’onda superficiale con il difetto. Lo spessore superficiale ispezionato è selezionabile dalla lunghezza d’onda dell’onda superficiale generata. L’altra metodologia, basata sull’uso di trasduttori senza contatto, sfrutta gli svantaggi della trasmissione degli ultrasuoni all’interfaccia aria/metallo; l’analisi viene fatta sulla diffrazione dell’onda riflessa dalla superficie. L’esecuzione delle ispezioni risulta semplice con entrambe le tecniche. I risultati sperimentali indicano una buona efficienza delle due metodologie proposte per il rilievo, in tempo reale, di difetti superficiali su corpi in movimento ad alta velocità