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MANUTENZIONE
& CONTROLLO
I controlli non distruttivi
per la manutenzione predittiva
Riccardo Invernici,
Tecnico consulente Opus di Livello 3
Metodi per il miglioramento dei processi produttivi
Paolo Mossa,
Tecnico Opus di Livello 2
Stefano Batistini,
Presidente Opus Automazione S.r.l
La necessità di ottimizzare i processi produttivi evitando manutenzioni impreviste è da sempre per le aziende indice di criticità, con perdite
economiche spesso ingenti. Per ovviare a ciò sempre più spesso le società ricorrono ai controlli non distruttivi (CND) come mezzi per il monitoraggio e la diagnostica di strutture o macchinari produttivi, con lo
scopo di programmare investimenti o manutenzioni, mirate a rendere il
più possibile indolore le perdite di tempo e denaro causate da eventuali
malfunzionamenti. L’articolo spiega sinteticamente gli aspetti fisici ed i
vantaggi nell’uso dei vari metodi di controllo non distruttivo, utilizzati
dalle industrie. Oltremodo con l’introduzione di decreti legislativi (D.lg
17/2010 direttiva 2006/42/CE, D.lg 93/2000 direttiva 97/23/CE) relativi
a verifiche d’apparecchi di sollevamento e pressione, le società vengono
periodicamente verificate dagli enti preposti mediante ispezioni di integrità per mezzo dei CND.
Aspetti fisici dei controlli non distruttivi
I Controlli Non Distruttivi (CND) consentono di valutare le caratteristiche
strutturali dei materiali senza alterare in alcun modo lo stato fisico e la
configurazione geometrica dei manufatti in esame. I CND possono essere utilizzati negli impianti “in servizio” per seguire l’evoluzione di difetti
rilevati all’atto della fabbricazione o durante un’ispezione in servizio, consentendo di intervenire prima che si pregiudichi la sicurezza del personale e dell’impianto stesso. I vari metodi di CND, pur avendo in comune
la caratteristica di dare informazioni circa l’integrità dei materiali, sono
basati su principi fisici differenti e, di conseguenza, risultano tra loro
complementari. Per fare una scelta corretta delle tecniche di controllo da
applicare ad un determinato tipo di materiale, è necessario considerare
diversi fattori, quali:
• Le proprietà fisiche (quali ferromagnetismo, conducibilità elettrica,
ect) e lo stato del materiale (forgiato, laminato, saldato, ect).
• La forma, le dimensioni e il grado di finitura superficiale del pezzo
in esame.
• Il tipo, la posizione e l’entità delle discontinuità da rilevare.
Bisogna tener presente che, per effettuare dei CND attendibili e ripetibili,
è indispensabile operare con strumenti idonei e personale qualificato ed
addestrato. Le realtà e i campi, in cui questi sono applicati sono svariati,
e spaziano dal settori energetico, navale, civile, aerospaziale, militare,
ferroviario, automotive, estrattivo, siderurgico.
I diversi metodi
I CND si suddividono in due famiglie a seconda dell’applicazione:
1) CND superficiali e sub-superficiali: danno la possibilità di esaminare
i particolari solo a livello superficiale, al massimo sotto pelle. Con l’applicazione di tali metodi d’esame, si ha solo la possibilità di localizzare l’eventuale presenza di discontinuità, identificando la loro forma e/o
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MANUTENZIONE, Tecnica e Management - febbraio 2013
Fig. 1 - Ispezione VT con video endoscopio
estensione. Per eseguire tali controlli è necessario comparare il segnale
prodotto con segnali di tipo artificiale precedentemente utilizzati per la
calibrazione. I metodi di CND di tipo superficiale e sub-superficiale sono:
- Esame visivo remoto (VT): Utilizzo d’apparecchiature come video endoscopi a fibra ottica, specchi, lenti o quant’altro possa fornire una visione
di tipo indiretta. Il metodo può essere applicato su tutti i materiali metallici e non, la superficie in esame deve essere pulita e priva di qualsiasi
sostanza, per non pregiudicarne il controllo.
- Esame con liquidi penetranti (PT): Utilizzando prodotti a contrasto di
colore o prodotti fluorescenti, che per effetto capillare penetrano entro le
discontinuità aperte in superficie. Il metodo può essere applicato su tutti
i materiali metallici o non, avente la superficie con rugosità contenuta e
priva di qualsiasi sostanza, per non pregiudicarne il controllo.
- Esame con particelle magnetiche (MT): Utilizzo di apparecchiature portatili o automatiche utili a generare un flusso disperso in corrispondenza
delle discontinuità, il quale attrae particelle magnetiche a diversa granulometria, per ottenere indicazioni visibili in corrispondenza dell’anomalia. Il metodo è applicabile solo su materiali ferromagnetici.
Fig. 2 - Ispezione ET scambiatore
- Esame con correnti indotte (ET): Utilizzo d’apparecchiature manuali o
automatiche per generare correnti parassite sulla superficie in esame.
L’analisi delle correnti parassite generate con sonde o bobine, determina
la presenza di eventuali discontinuità sul materiale ispezionato. Il metodo
è applicabile solo a materiali conduttori.
2) CND volumetrici: Possibilità di esaminare i particolari su tutta la
volumetria. Con la loro applicazione si ha solo la possibilità di localizzare l’eventuale presenza di discontinuità, identificando la loro forma,
estensione, profondità e tipologia. Per eseguire tali controlli è necessario
comparare il segnale prodotto con segnali di tipo artificiale precedentemente utilizzati per eseguire la calibrazione degli strumenti. I metodi di
CND di tipo volumetrico sono:
- Esame con ultrasuoni (UT): Utilizzo di apparecchiature che impiegano
trasduttori, che generano onde ultrasonore con frequenza compresa tra
i 250 KHz e i 25 MHz, le quali, propagandosi nel materiale in esame,
vengono riflesse da eventuali discontinuità poste nella volumetria dell’oggetto esaminato. Il metodo è applicabile su tutti i materiali metallici e non.
- Esame radiografico (RT): Utilizzo d’apparecchiature con fonti radiogene: consiste nel rilevare su pellicola o schermi fluorescenti variazioni
di attenuazione che un fascio di raggi x o gamma a spettro continuo
subisce. Le discontinuità eventualmente presenti nei materiali risultano
evidenziate sulla pellicola o schermo fluorescente, sotto forma di zone
diversamente annerite.
Utilizzo nella manutenzione dei CND
Con il divulgarsi della conoscenza di tali tecniche, nell’ultimo decennio le
società Italiane utilizzano sempre più i CND non solo per garanzia di qualità
del proprio prodotto, ma come mezzo preventivo nella manutenzione ordinaria dei fabbricati utili a produrre. A titolo d’esempio, vengono verificati:
• Stati erosivi o corrosivo in serbatoi, tubazioni, scambiatori termici,
caldaie, ect.;
• Discontinuità in mezzi di sollevamento come gru a carroponte, paranchi, piattaforme mobili, ect.;
• Discontinuità su parti mobili come turbine, cuscinetti, pistoni, mandrini, utensili, ect.
Il saper anticipare eventuali fermi macchina dovuti ad anomalie e guasti è
certamente un vantaggio prioritario per le società, poter verificare la vita
residua di un manufatto rispetto ad un altro nel tempo con un sistema ripetibile è alla base dello studio di un qualsiasi ingegnere di manutenzione.
Nonostante tali vantaggi, la conoscenza preventiva in campo manutentivo è un lusso che spesso le società più piccole non possono permettersi
a seguito dei costi elevati
del personale operante,
che, se presente, viene
utilizzato al solo scopo di
compiere manutenzioni
di emergenza. Avere personale specializzato nei
CND da impiegare per
verificare i propri apparati
produttivi comporta una
costante e continua spesa, sia per l’ottenimento
delle qualifiche (negli ultrasuoni per un operatore
diplomato servono per il
conseguimento del Livello Fig. 3 - Ispezione UT verifica
2 un minimo di 120 h di spessore residuo
formazione teorica e 12
mesi d’esperienza pratica), che per permettere il mantenimento di tali
qualifiche (visite di idoneità annuali e ri-certificazioni quinquennali) che
per la verifica delle apparecchiature stesse necessarie ad eseguire i controlli (tarature annuali). Per ovviare al problema, le aziende si avvalgono
di società esterne qualificate, in grado di svolgere sia service che formazione, per le verifiche non distruttive sulle parti indicate dal contraente.
In Italia, tale scelta è piuttosto semplice da parte del contraente. Innanzi
tutto bisogna che le società forniscano:
• Certificati del personale che esegue i controlli (i quali hanno scadenza una scadenza di 5 anni) in accordo alla normativa EN ISO 9712 o
se accettata la ASNT-TC-1°.
• Rapporto di controllo nel metodo CND utilizzato, contenente tutti i
parametri di controllo (apparecchiatura, materiali utilizzati, ect), norma di
controllo, campione di verifica, esito, data e firma dell’esecutore.
• Certificati d’idoneità fisica annuale riportate dalla norma di qualifica.
All’interno del panorama nazionale, per esempio la opus automazione di
Grosseto, rappresenta una di quelle realtà in grado di coniugare attività di
service con attività di formazione degli addetti ai controlli.
Paolo Mossa dal 2010 è addetto ai
CND di opus automazione S.r.l, all’
interno del team Field Testing & Inspection. Svolge il ruolo di ispettore
e supervisore per il controllo di componenti nuovi ed eserciti prodotti
dalla GE (partner della opus). Svolge
attività di ispezione presso siti e wor-
kshop di clienti/fornitori Ge Nuovo
Pignone. Lavora dal 1996 nei CND,
ha un’elevata esperienza nel campo
oil and gas. È ispettore di saldatura
comprehensive level, addetto ai CND
2° livello (UNI EN ISO 9712 e SNTTC1A), per quanto riguarda i metodi
VT PT MT ET UT IT.
Riccardo Invernici, consulente
nei servizi PnD, collabora con la società opus automazione srl di Grosseto, per quanto concerne le attività
di service ed i corsi di formazione
per addetti ai controlli non distruttivi
di 1° e 2° livello. Lavora dal 1999
nella formazione in CND: ha un’ele-
vata esperienza in differenti settori.
È addetto ai CND 3°livello (UNI EN
ISO 9712 e SNT-TC-1A), per quanto
riguarda i metodi VT PT ET UT MT
RT. Dal 2000 partecipa ai convegni
delle Pnd Nazionali ed internazionali
per incrementare la propria professionalità e know-how.
Stefano Batistini, è amministratore della Opus Automazione Srl, società system integrator, specializzata
in servizi altamente tecnologici per le
industrie, dall’automazione al monitoraggio ambientale, dall’automotive
e difesa al field testing. Ha lavorato
come tecnico strumentista su sistemi di controllo processo ed apparecchiature di
laboratorio, presso Nuova Solmine
gruppo ENI. Nel 2006 è stato Presidente del CdA del consorzio CONTEST, Consorzio Tecnologie Speciali
Toscana. Di recente ha introdotto
un nuovo ramo aziendale, service e
formazione in CND per addetti di 1°
e 2° livello.
gli Autori
MANUTENZIONE, Tecnica e Management - febbraio 2013
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