La tecnologia ad ultrasuoni è uno dei metodi maggiormente utilizzati per la misurazione dello spessore di un materiale, prevalentemente di metalli ferrosi e non ferrosi. Grazie alle sue caratteristiche permette di effettuare la rilevazione con un semplice appoggio della sonda sulla superficie senza necessità di un riscontro dalla parte opposta come avviene nell’utilizzo di normali strumenti meccanici (Calibri, micrometri). Per questo motivo trova particolare applicazione nella misurazione di tubazioni, serbatoi, contenitori, dove non è possibile avere accesso da ambedue i lati, ma solamente dal lato esterno.
Serbatoi, tubazioni e contenitori in plastica; come misurare lo spessore?
In questo articolo andremo ad analizzare lo spessimetro ad ultrasuoni abbinato ad una applicazione specifica, ossia la misurazione sui materiali non metallici e più precisamente sui materiali plastici, dove per caratteristica e composizione del materiale avremmo delle differenze sostanziali che dobbiamo considerare per ottenere un risultato soddisfacente. In questo articolo analizzeremo le possibilità e i limiti che questa tecnologia ha in questa particolare applicazione
Vantaggi e limiti dello spessimetro ad ultrasuoni sui materiali plastici
Questa tecnologia è certamente molto utile in questo campo di applicazione per ovvi motivi, ma dobbiamo comunque considerare degli aspetti importanti che ne limitano l’efficacia in alcuni casi. Vediamo ora il vantaggi e i limiti di questa tecnologia applicata alla misura dello spessore sui materiali plastici
- La semplicità e velocità di utilizzo, come abbiamo detto precedentemente, nessun riscontro dalla parte opposta è necessario e di conseguenza si può misurare in qualsiasi punto, anche nei più difficili grazie alle dimensioni contenute della sonda. Pensiamo ad una tubazione, ad un serbatoio o semplicemente ad una lastra di materiale plastico dove, con gli strumenti di misura tradizionali (calibri, micrometri) riusciamo a misurare solamente in prossimità dei bordi e non all’interno.
- Non solo superficie piane, ma anche curve (circolari convesse) in modo semplice, basta effettuare l’appoggio della sonda in modo corretto rispettando una regola fondamentale relativa alla tecnologia a sonda doppia dove la linea di divisione dei cristalli deve essere posizionata trasversalmente e non perpendicolare al tubo (immagine sottostante).
- La diponibilità di un sistema tecnologico digitale che, a differenza della strumentazione meccanica classica, permette di effettuare un salvataggio dei dati e ottenere una statistica dati per la creazione di un report completo del test eseguito.
- La maggior parte degli Spessimetri Ad Ultrasuoni ha la possibilità di selezionare alcuni materiali diretti impostando automaticamente la velocità degli ultrasuoni appropriata (Lista standard materiali preinseriti: Acciaio standard, Acciaio inox, Alluminio, Ottone, Rame, Ferro, Ghisa, Oro, Argento, Zinco, Stagno, Nickel, Titanio, Resina epossidica, Plexiglass, Vetro “Non multistrato”, Polivinilcloruro “PVC”, Ceramica, Nylon, Gomma, Polietilene, poliestere). Da tener presente che, anche se il materiale che dobbiamo testare non è presente in questa lista, non è detto che non possa essere misurato, basta procedere con l’impostazione manuale della velocità US se conosciuta attraverso tabelle disponibili, oppure procedere con la funzione di auto-calibrazione della velocità su uno spessore campione noto del materiale da testare. Quest’ultima opportunità, che deve essere presente come funzione su tutti gli Spessimetri Ad Ultrasuoni, è quella più consigliata perchè consente di affinare maggiormente la precisione della misura calibrando la velocità degli ultrasuoni in modo perfetto e specifico sul materiale testato. Per procedere con questa impostazione è necessario avere un campione noto (di cui conosciamo esattamente lo spessore) del materiale in esame.
- l campo di misura, che a differenza dei materiali metallici si riduce notevolmente. Con la sonda standard 5MHz in dotazione alla maggior parte degli spessimetri ad ultrasuoni possiamo avere un limite che difficilmente supera i 20mm con variazioni anche consistenti legate alla composizione e compattezza del tipo di materiale. Nel video sottostante possiamo vedere alcuni tipi di materiale e il relativo campo di misura
- PVC: max.16/18mm
- POT: max.16/18mm
- Acrilico AC: max.30/40mm
- Non tutte le tipologie di materiale plastico sono misurabili, devono esserci delle condizioni per cui sia possibile utilizzare la tecnologia ad ultrasuoni come la compattezza, l’omogeneità e la mancanza di porosità interna. Materiali multistrato non sono misurabili correttamente perché i differenti strati possono avere una compattezza diversa e di conseguenza cambia la velocità degli ultrasuoni e la lettura risulta falsata.
- Fibra di carbonio, fibra di vetro o altri materiali fibrosi e porosi non sono assolutamente misurabili con il metodo ad ultrasuoni
Non solamente plastica, ma anche vetro
Un’alta applicazione del spessimetro ad ultrasuoni è relativo alla misurazione del vetro, sicuramente meno diffusa, ma ugualmente importante. Il campo di misura in questo caso si riduce generalmente a 15/16mm e dobbiamo rispettare due regole fondamentali che ne limitano notevolmente l’impiego in questo campo:
- Avere una superficie di appoggio liscia e non goffrata, altrimenti non si riesce ad avere un accoppiamento
- Non deve esserci un vetro multistrato con pellicole interne come solito in tutti i vetri di sicurezza e infrangibili, ma un unico strato omogeneo privo di soffiature o inclusioni interne