Costruiti per soddisfare il grado di protezione IP66 e collaudati sul campo, i rilevatori di difetti della serie NORTEC™ 600 possono resistere a condizioni difficili. Tuttavia è stato sottoposto a un test estremo sul campo all'inizio di quest'anno. Gli astronauti hanno utilizzato lo strumento per i controlli eddy current (ECT) per ispezionare le cricche sulla Stazione spaziale internazionale (ISS) e andando nello spazio è probabilmente il test ambientale più estremo che esista.
Trovare e riparare una perdita d'aria nella stazione spaziale
L'ISS è composta di numerosi compartimenti pressurizzati e componenti che sono collegati e sigillati nei punti di giunzione. È stato definito e monitorato dai controllori del volo dell'ISS un indice di perdita d'aria nominale accettato. Quando è stato rilevato un leggero aumento dell'indice di perdita d'aria nominale dell'ISS, è stata effettuata una verifica. Sebbene l'aumento non sia stato considerato pericoloso per gli astronauti, avrebbe potuto influire sui requisiti di fornitura dell'aria compressa. Un sistema di fornitura che deve essere trasportato con un razzo dalla Terra, pertanto evitarlo è certamente preferibile.
L'origine della perdita è stata identificata come una cricca di ridotte dimensioni posizionata nella camera di trasferimento del modulo di servizio Zvezda. Gli elementi essenziali del funzionamento della stazione spaziale sono contenuti in un modulo di servizio:
- Alloggi
- Sistemi di supporto vitale
- Distribuzione dell'energia elettrica
- Sistemi di elaborazione dei dati
- Sistemi di controllo del volo
- Sistemi di propulsione
- Sistema di comunicazione
Nei contenitori pressurizzati le cricche possono originarsi da numerosi punti. In molti casi le cricche cominciano nei punti dove sono presenti le maggiori sollecitazioni come bordi appuntiti, punti di variazione da spesso a sottile e arre nelle quali è stata realizzata una riparazione.
Il classico metodo per la riparazione di cricche di questo tipo richiede che le estremità delle cricche siano contrassegnate in modo molto preciso. È stato usato il modello NORTEC 600D Olympus portatile a doppia frequenza e una sonda lineare visto che erano in grado di assicurare la precisione richiesta per determinare le posizioni delle estremità delle cricche. La NASA è riuscita a certificare l'apparecchiatura per il lancio e il suo utilizzo sull'ISS. L'apprendimento d'uso dell'apparecchiatura da parte dell'equipaggio dell'ISS è risultato relativamente semplice vista la sua facilità d'uso.
Rilevatore di difetti eddy current NORTEC (a sinistra) e sonda a canna curva (a destra) per il rilevamento di cricche superficiali
Funzionamento della tecnologia eddy current
I controlli eddy current (ECT) si avvalgono dell'induzione elettromagnetica per generare un campo magnetico oscillante nei materiali conduttori. Per esempio, quando una sonda viene avvicinata a una componente metallica, un flusso circolare di elettroni noto come eddy current (correnti indotte) inizia a spostarsi nel materiale come mulinelli d'acqua in un torrente.
Questo flusso di eddy current trasmesso attraverso la componente ispezionata genera a sua volta un campo magnetico che interagisce con la bobina della sonda e il rispettivo campo attraverso la mutua induttanza. Modifiche nello spessore dei metalli o dei difetti (es: le cricche in prossimità della superficie) interrompono o alterano l'ampiezza e il percorso dell'eddy current e del campo magnetico risultante, variando l'impedenza elettrica della bobina. Lo strumento eddy current acquisisce le variazioni nell'ampiezza dell'impedenza e nell'angolo di fase, i quali possono essere usati da un operatore formato per identificare cambiamenti nella componente da ispezionare.
Rilevamento delle estremità delle cricche mediante sonde di superficie ECT ad alta frequenza
Le sonde ECT in genere usate per il rilevamento di cricche superficiali (conosciute anche come sonde a alta frequenza eddy current [HFEC - high-frequency eddy current]) possiedono una bobina di ridotte dimensioni Possono essere configurate in quattro modi: bridge assoluto, reflection assoluto, bridge assoluto o reflection differenziale.
Per soddisfare le esigenze relative ai requisiti fisici sono disponibili numerosi tipi di sonde superficiali, sia in versione dritta che angolata. Esiste anche la versione con canna flessibile che può essere sagomata in diverse forme. Le sonde di superficie possono essere progettate con la sensibilità richiesta per il rilevamento di estremità do cricche di ridotte dimensioni. La dimensione della bobina viene scelta in modo da ottenere un rilevamento ottimale della lunghezza, profondità e larghezza della cricca da rilevare.
Fori da 0,5 mm in un campione di riferimento (a sinistra) e i risultati dell'ampiezza del segnale su un foro (a destra) ottenuti mediante una sonda con una configurazione con bobina bridge assoluto
Guarda questo video tutorial per scoprire come regolare le configurazioni del NORTEC 600 per il rilevamento di cricche superficiali e sottosuperficiali.
Standard NASA per la probabilità di rilevamento
Per convalidare la probabilità di rilevamento (POD - probability of detection) in conformità ai requisiti della NASA è stato necessario effettuare un'analisi POD. Per effettuare questa analisi un campione di riferimento è stato scansionato diverse volte usando gli stessi parametri di ispezione e i risultati sono registrati per l'analisi.
| Numero di misure | Numero di risultati positivi (difetto rilevato) | Numero di risultati negativi (difetto mancato) |
|---|---|---|
| 29 | 29 | 0 |
| 46 | 45 | 1 |
| 61 | 59 | 2 |
La probabilità di mancare un difetto (p nella seguente equazione) è calcolata usando la formula riferibile allo standard utilizzato come questa equazione ISO:
Dove n è il numero di ispezioni (positive più negative), d è il numero di ispezioni negative e F rappresenta il quantile della distribuzione F. Quando è stato testato il rilevatore di difetti NORTEC 600D si è dimostrato che è in grado di ottenere una POD del 90% dei difetti target con un livello di confidenza del 95%.
Vantaggi del rilevatore di difetti NORTEC 600 nel settore aerospaziale
Il NORTEC 600 possiede altre qualità che lo rendono uno strumento ottimale per le applicazioni aerospaziale, come:
- Progettato per soddisfare le esigenze del grado di protezione IP66
- Conforme alla norma EN-15548 per le ispezioni di saldature
- Funzionante a batteria con una durata massima della batteria di 10 ore
- Display VGA luminoso da 5,7" (14,5 cm)
- Opzione a schermo intero in qualunque modalità di visualizzazione
- Filtri migliorati per la modalità di scansione rotativa
- Interfaccia intuitiva con menu "Application Selection" (scelta applicazioni) con parametri predefiniti
- Pagina di impostazione di tutte le configurazioni
- Frequenza variabile da 10 Hz a 12 MHz
- Circuito di bilanciamento interno automatico (per il connettore BNC)
- Fino a due letture in tempo reale
- Reale combinazione automatica
- Capacità di archiviazione, fino a 500 file (di programma e dati)
- Anteprima dei file integrata
- Configurazioni con allarmi multipli
Per maggior informazioni sui rilevatori di difetti eddy current utilizzati dagli astronauti, scarica la brochure o contattare Olympus per organizzare una dimostrazione.
Contenuti correlati
Introduzione ai controlli eddy current
Tutorial sull'Eddy Current Array
Sempre in contatto
