Controllo con polvere magnetica / Fluxing

1. Schema del processo di controllo con polvere magnetica:

Come per tutti i metodi di controllo non distruttivo, i risultati di un controllo con polvere magnetica sono affidabili solo se l'esame viene eseguito passo dopo passo in modo accurato e riproducibile.

  1. Preparazione delle superfici

    Rimozione accurata di ogni traccia di sporco, vernice, grasso e umidità dalla superficie di prova.

  2. Serraggio

    Fissaggio del pezzo o dell’area di prova in una contropunta, in una testa motrice o su un banco di prova.

  3. Intensità di corrente

    Scelta della corrente adeguata in base alle caratteristiche e al tipo del pezzo da lavorare e al tipo di errore possibile.

  4. Polveri magnetiche

    Applicazione della polvere magnetica mediante immersione in un bagno di polvere magnetica (controllo a umido) o spruzzatura (controllo a secco).

  5. Corrente di magnetizzazione

    Applicazione della corrente di magnetizzazione.

  6. Indagine

    Ispezione del pezzo per individuare eventuali difetti.

  7. Documentazione

    Documentazione dei risultati dell'indagine.

  8. Smagnetizzazione

    Smagnetizzazione mediante la corrente di magnetizzazione corretta e l'intensità di campo adeguata.

  9. Verificare

    Verifica della presenza di magnetismo residuo.

  10. Pulizia

    Pulizia del pezzo e rimozione di tutti i residui di polvere magnetica.

2. Domande e risposte sul controllo con polvere magnetica

Domande frequenti sul fluxing

Il controllo con polvere magnetica è un metodo di controllo non distruttivo dei materiali. È noto anche come controllo delle fessure con polvere magnetica, controllo con flusso magnetico o “fluxen”. Con questo metodo è possibile individuare fessure superficiali o vicine alla superficie nei materiali ferromagnetici.
Per eseguire il controllo, il pezzo o una sua parte viene innanzitutto magnetizzato. A tal fine, si fa passare una corrente attraverso il pezzo. Con la magnetizzazione trasversale si genera un campo magnetico anulare. Se si esegue una magnetizzazione longitudinale, si crea un campo magnetico parallelo al componente. È possibile anche una magnetizzazione combinata.
Le linee di campo magnetico sono parallele alla superficie. Le fessure o i difetti provocano un campo magnetico di dispersione, che può essere reso visibile mediante polveri ferromagnetiche fluorescenti disperse in liquidi idonei. A tal fine vengono solitamente utilizzate sorgenti di luce UV-A o di luce blu.
Il metodo è applicabile solo per difetti vicini alla superficie o che si estendono fino alla superficie. I difetti che si estendono parallelamente alla superficie (ad es. separazioni del materiale) non possono essere rilevati.

Il controllo con polvere magnetica, spesso denominato anche controllo delle fessure con polvere magnetica o “fluxen”, è applicabile esclusivamente a pezzi ferromagnetici, ad esempio in acciaio, cobalto o nichel. All’inizio del controllo, il pezzo metallico deve essere magnetizzato. Se il pezzo è troppo grande per essere magnetizzato completamente, vengono magnetizzate solo le zone da controllare.
La magnetizzazione genera all’interno del componente delle linee di campo che corrono parallelamente alla superficie del pezzo. Le fessure che partono dalla superficie, così come i difetti nascosti fino a circa un millimetro di profondità nel componente, disturbano queste linee di campo generando campi magnetici di dispersione. Questi campi di dispersione sono spesso denominati, nella pratica, anche “flusso di dispersione”.
In caso di fessura o di altri difetti, le linee di campo escono dal materiale magnetico su un lato del difetto e rientrano sul lato opposto. Si formano così dei poli magnetici. Quando si distribuisce polvere di ferro su questo campo di dispersione, la polvere si accumula nel punto difettoso a causa dell’attrazione magnetica.

I metodi di magnetizzazione dei pezzi da sottoporre a controllo possono essere sostanzialmente suddivisi in magnetizzazione a corrente e a campo. Se su un pezzo sono previste fessure in direzioni diverse, i due metodi devono essere eseguiti in successione o come procedura combinata di controllo con polvere magnetica.

  • Permeazione con corrente: questo metodo è adatto per rilevare crepe in direzione longitudinale. A tal fine, il pezzo da controllare viene collegato alla fonte di corrente in modo tale da generare un campo magnetico anulare attorno all’area da ispezionare.
  • Magnetizzazione a campo: questo metodo rende visibili le crepe trasversali. Nella magnetizzazione a campo, il campo magnetico viene generato in direzione longitudinale. A tal fine, il pezzo da controllare viene serrato in una cosiddetta culla ferrosa. Le crepe disposte trasversalmente rispetto al campo magnetico formano un flusso disperso, che viene segnalato dal rilevatore.
  • Magnetizzazione combinata: in molti pezzi non è possibile determinare in anticipo la posizione delle crepe o dei difetti. Per questo motivo sono state sviluppate macchine di controllo in grado di generare, a scelta, singolarmente o in combinazione tra loro, sia la magnetizzazione a flusso trasversale che quella a flusso longitudinale. In questo modo è possibile rilevare crepe di qualsiasi orientamento.

L’indicazione del metodo di magnetizzazione (metodo a flusso) da applicare nel caso specifico è sempre riportata nelle istruzioni di controllo del pezzo.

3. Esecuzione del controllo con polvere magnetica alla luce del giorno o al buio

Come mezzo di controllo si utilizzano particelle di polvere magnetica, costituite in gran parte da ossidi di ferro ferromagnetici. Queste vengono applicate sull’area da controllare durante la magnetizzazione, sia in forma solida (polvere) che come sospensione acquosa. Le fessurazioni dei componenti vengono evidenziate dal fatto che l’agente di controllo rimane attaccato ai campi magnetici in uscita. Per aumentare la visibilità, nelle ispezioni alla luce del giorno si utilizzano agenti di controllo di colore nero intenso o colorati in altro modo.

Gli agenti di controllo arricchiti con particelle di colore fluorescenti offrono un contrasto maggiore: brillano al buio sotto la luce UV, rendendo così visibili anche i difetti più sottili.

4. Quali sono i vantaggi e gli svantaggi del controllo con polvere magnetica?

Vantaggi della decapatura

  • Il metodo Fluxen è particolarmente indicato per il controllo di superfici non lavorate e di geometrie complesse dei componenti.
  • Risultati di controllo chiari e riproducibili.
  • Individuazione di crepe nascoste situate appena sotto la superficie del componente.
  • Non è necessaria alcuna protezione dalle radiazioni.
  • Nessun requisito particolare in termini di competenza del personale addetto al controllo.

Svantaggi del fluxaggio

  • Il controllo con polvere magnetica può essere effettuato esclusivamente su componenti realizzati con materiali ferromagnetici.
  • Vengono rilevati solo i difetti presenti sulla superficie del pezzo e nelle zone prossime alla superficie.
  • Non è possibile fornire indicazioni sulla qualità del componente in profondità.

5. Campi di applicazione del controllo con polvere magnetica – applicazioni tipiche nella pratica

Durante la produzione dell’acciaio fuso, la forgiatura, la piegatura, la laminazione o la saldatura, nei componenti possono formarsi delle crepe. Una crepa si forma solitamente in superficie. A causa dell’effetto di intaglio, essa si propaga all’interno del pezzo e provoca una rottura definitiva. Per questo motivo le crepe rientrano tra i tipi di difetti pericolosi che devono essere accuratamente riparati oppure che compromettono il componente al punto da renderne necessaria la scarto.

Le principali applicazioni della decarburazione sono:

  • Controllo dei cordoni di saldatura (ad es. saldature su tubazioni e caldaie)
  • Pezzi fusi e forgiati, in particolare componenti di sicurezza nell’industria automobilistica (ad es. parti del motore, degli assali e dello sterzo)
  • Prodotti laminati

Il controllo con polvere magnetica è adatto sia per singoli pezzi e piccole serie che per la produzione in serie. A seconda dell’applicazione e del numero di pezzi, vengono utilizzati sistemi di controllo manuali o macchine di controllo complesse e automatiche.

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