Metodi per la penetrazione delle saldature, l'osservazione della struttura e l'analisi dei difetti
La saldatura è una tecnica utilizzata per unire i metalli in una vasta gamma di settori, dall’impiantistica all’automotive. La penetrazione della saldatura, il materiale di base e il cordone possono presentare difetti causati da stress o corrosione dovuti all'uso prolungato. Per questo motivo, è importante osservare e analizzare la superficie e la sezione trasversale dei pezzi saldati. Questa sezione introduce la metodologia, insieme ad esempi di osservazione e analisi con il nostro ultimo microscopio digitale 4K, che ha cambiato notevolmente i concetti di osservazione e analisi con i microscopi tradizionali.
- Importanza dell'analisi della penetrazione delle saldature
- Metodi per l'osservazione e l'analisi della penetrazione della saldatura (strutture metalliche)
- Ultimi esempi di osservazione e analisi della penetrazione delle saldature
- Nuove pratiche comuni di osservazione e analisi della penetrazione della saldatura
Importanza dell'analisi della penetrazione delle saldature
Tra le altre tecniche di giunzione dei metalli, la saldatura è un processo di fabbricazione razionale ed ermetico utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni. Le infrastrutture, l'architettura, le automobili, gli apparecchi elettrici e i dispositivi elettronici utilizzano tutti una varietà di metodi di saldatura. Questi diversi metodi, come le varianti della saldatura ad arco, della saldatura a raggio laser e della saldatura a resistenza a punti, vengono utilizzati a seconda dello scopo e del materiale di base.
In particolare, le apparecchiature di processo degli impianti sono destinate a essere utilizzate per decenni. Questo requisito richiede il massimo livello di qualità delle saldature. Esistono molti tipi di impianti, tra cui le centrali termoelettriche, gli impianti petrolchimici in cui si producono nuovi materiali a partire dal petrolio, gli impianti che producono prodotti chimici generici, farmaci e alimenti, gli impianti di trattamento delle acque per la depurazione delle acque reflue e gli impianti di smaltimento dei rifiuti industriali che effettuano processi di riciclaggio. Tutti questi impianti sono strutture enormi che richiedono liquidi e gas con proprietà diverse e in stati diversi. Quando viene rilevato un invecchiamento o un difetto nella saldatura, l'osservazione e l'analisi dell'apparecchiatura sono fondamentali per identificare il problema e la causa. In genere non è un compito facile.
Metodi per l'osservazione e l'analisi della penetrazione della saldatura (strutture metalliche)
Nel caso di strutture di grandi dimensioni, come gli impianti, non è possibile eseguire microanalisi sulla struttura saldata. Tuttavia, difetti come scarsa fusione, l’inclusione di scorie o cricche (cricche da corrosione sotto sforzo e cricche da fatica) nella parte saldata richiedono ancora indagini. Pertanto, la maggior parte delle osservazioni e delle analisi al microscopio di questi problemi utilizza i seguenti due tipi di metodi di creazione dei campioni:
- Osservazione al microscopio del campione riempito di resina (embedment)
- La parte saldata con il difetto viene tagliata come campione e viene riempita di resina per l'osservazione al microscopio. Dal momento che il campione viene tagliato, è possibile osservare la sezione della penetrazione della saldatura.
- Osservazione al microscopio tramite SUMP
- “SUMP” sta per Suzuki Universal Micro Printing. Se un campione non può essere tagliato per l'osservazione al microscopio, la sua superficie viene trasferita su una lastra di celluloide e osservata con un microscopio in loco. I campioni di replica utilizzati per la microscopia elettronica provengono dal SUMP.
Questi metodi di osservazione che prevedono la creazione di campioni non sono utilizzati solo nelle piante, ma anche nelle automobili, nelle apparecchiature per l'aviazione, nei veicoli ferroviari e nelle navi. In sintesi, si trovano ovunque i difetti e le mancanze di saldatura possono portare a gravi incidenti. In ogni caso, la struttura metallica della parte saldata viene osservata e analizzata utilizzando l'osservazione della superficie e della sezione trasversale, oltre ad altre tecniche.
Ultimi esempi di osservazione e analisi della penetrazione delle saldature
Grazie ai progressi tecnologici degli ultimi anni, i microscopi digitali hanno risolto i problemi dei microscopi tradizionali, hanno modificato in modo significativo la chiarezza dell'ingrandimento e hanno migliorato la lavorabilità dei campioni per l'osservazione e l'analisi della penetrazione della saldatura.
Il microscopio digitale 4K ad altissima definizione della Serie VHX di KEYENCE adotta le più recenti lenti ad alta risoluzione, il CMOS 4K, le opzioni di illuminazione e la tecnologia di elaborazione delle immagini, consentendo così un'osservazione con immagini chiare e un'analisi razionale al di là del confronto con i microscopi tradizionali.
Osservazione in sezione e analisi dei difetti della struttura di penetrazione della saldatura
Con i microscopi tradizionali, solo una parte della struttura metallica della penetrazione di saldatura sotto osservazione era a fuoco, motivo per cui questa procedura richiedeva molto tempo. La competenza è stata richiesta anche per ottenere un'osservazione e un'analisi accurate.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX consente di acquisire in modo rapido e semplice immagini completamente a fuoco utilizzando la composizione della profondità. Queste immagini completamente a fuoco contribuiscono a un'osservazione chiara delle condizioni della struttura metallica della penetrazione della saldatura e delle crepe sottili nel materiale di base, indipendentemente dal livello di abilità dell'operatore, aiutando così a evitare che i problemi vengano trascurati.
Osservazione della struttura di penetrazione della saldatura con campioni SUMP
Con i microscopi tradizionali, i campioni creati con il SUMP possono essere messi a fuoco solo parzialmente, a causa della necessità di un'osservazione ad alto ingrandimento. Inoltre, le repliche presentano un basso contrasto, il che può rendere impossibile l'osservazione.
Utilizzando immagini chiare e ad alta risoluzione in 4K, la Serie VHX è in grado di osservare e analizzare campioni SUMP che presentano superfici irregolari e basso contrasto.
Ottenere microanalisi in loco con l'osservazione manuale
Tradizionalmente, i target di prova di grandi dimensioni non potevano essere osservati al microscopio in loco; gli unici modi per osservare e analizzare questi oggetti erano tagliare un campione e riempirlo di resina (embedment) o, se non era possibile tagliare un campione, utilizzare il SUMP per trasferire o creare una replica. L'accuratezza e la praticabilità dell'indagine sono state influenzate anche dalla qualità dei campioni creati.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX è in grado di eseguire osservazioni e analisi in forma portatile, fornendo immagini chiare e ingrandite grazie all’ampia profondità di campo dell'obiettivo dedicato. L'osservazione e l'analisi possono eliminare il tempo, il lavoro e il fastidio della creazione di campioni, oltre a consentire l'osservazione e l'analisi non distruttiva dell'obiettivo reale sul posto.
Un'unica unità supporta diverse misure 2D e 3D
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX non solo è in grado di effettuare un ingrandimento e un'osservazione chiari, ma può anche eseguire misurazioni e quantificazioni che non erano possibili con i microscopi tradizionali.
le misure 2D e 3D, la misurazione della rugosità, l'ispezione della pulizia tecnica, la misurazione della granulometria dei cristalli e altre funzioni utili per l'ispezione di strutture e prodotti metallici possono essere facilmente eseguite da un'unica macchina con semplici operazioni del mouse.
Nuove pratiche comuni di osservazione e analisi della penetrazione della saldatura
L'osservazione e l'analisi delle saldature e delle loro strutture metalliche sono estremamente importanti, dal momento che queste operazioni sono strettamente correlate alla sicurezza di vari prodotti e apparecchiature metalliche. Per identificare e analizzare i problemi sono necessarie precisione e velocità.
La Serie VHX è dotata di molte altre funzioni avanzate che non erano tradizionalmente disponibili. Lo zoom automatico da 20x a 6000x, la funzionalità di illuminazione multiangolare e le misurazioni 2D e 3D contribuiscono a un'osservazione e a un'analisi avanzate che non sono possibili con i microscopi tradizionali.
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