T ecnica a livello istruttorio e investigativo oltre che per la ricerca di base . Lo Studio d ’ Ingegneria Rogante ( www . roganteengineering . it ), pioniere delle Applicazioni Industriali delle Tecniche Neutroniche ® , ha sviluppato al riguardo appositi approcci metodologici : l ’ utilizzo dei risultati delle investigazioni compiute ha finora fornito contributi concreti e indicazioni fondamentali sia per migliorare qualità , durata e prestazioni del prodotto finito , sia per preservare le naturali condizioni ambientali , provvedere a ulteriori garanzie e dare anche la possibilità di prevenire eventuali disastri ambientali . Tali analisi hanno consentito infatti di individuare le principali cause tecniche di avarie , contaminazioni e deterioramenti dei materiali impiegati nei processi di lavorazione , con considerevoli benefici anche per la salvaguardia dell ’ ambiente . Si possono citare il monitoraggio di rotture , emergenze ( varie criticità nella costruzione e nel mantenimento ) di gasdotti e difetti di tensocorrosione in oleodotti e serbatoi , nonché prevenzione delle avarie di strutture saldate e di quelle nei turbomacchinari nell ’ industria dell ’ energia e nei componenti dell ’ industria automobilistica [ 1-4 ]. La conoscenza della distribuzione spaziale delle tensioni residue ( TR ) in parti metalliche tipo ingranaggi e / o giunti saldati e alberi di trasmissione , ottenibile tramite diffrazione neutronica ( DN ), può consentire una più corretta valutazione di come tali parti siano state influenzate dai precedenti trattamenti , nonché fornire utili informazioni sia per la progettazione , sia per la loro realizzazione . Ciò è ancora più vero riguardo a materiali , componenti e strutture di interesse nel settore della Difesa ( che possono presentare TR ), laddove TR anomale possano insorgere conseguentemente a processi di produzione e formatura , per esempio dalla fusione della billetta originale o durante trattamenti termici e / o meccanici , potendo così raggiungere livelli assai elevati . I processi di saldatura , infatti , coinvolgono importanti gradienti di temperatura da cui possono derivare TR paragonabili a quelle di snervamento . La contrazione del metallo fuso , durante la solidificazione , è ostacolata dal metallo circostante più freddo , per cui si inducono delle tensioni ( figura 2 ). Ancora : tensioni e deformazioni possono insorgere in ingranaggi , oppure in dischi di freni successivamente alla produzione e / o all ’ uso . La conoscenza della distribuzione spaziale delle TR , ottenibile tramite DN , può consentire una più corretta valutazione di come il componente sia stato influenzato dai precedenti trattamenti e fornire utili informazioni sia per la progettazione , sia per la realizzazione di componenti per l ’ industria , in particolare anche quelli destinati alla Difesa . La DN presenta un indiscusso vantaggio , e un indispensabile ricorso a essa è la principale peculiarità della DN che consente di determinare le deformazioni e TR sino a svariati centimetri di profondità dalla superficie esterna . Tecniche convenzionali , quali la diffrazione dei raggi X , sono invece operative solo fino a pochi micron sotto la superficie esterna , limitando il campo d ’ indagine . La DN consente invece di conoscere la reale distribuzione tensionale spaziale e di valutare più correttamente l ’ influenza di precedenti trattamenti [ 1-4 ]. Proprietà meccaniche quali la resistenza allo scorrimento e l ’ invecchiamento dipendono molto dalla nano ( micro ) struttura e dai difetti ( precipitati , gruppi di pori e dislocazioni ), e una degradazione non uniforme del materiale può portare a un rapido sviluppo di cricche e a una riduzione critica della durata . Mediante la diffusione
Figura 3 : geometria di misurazione mediante DN per cilindro metallico riferibile a canne d ’ armi da fuoco
neutronica a piccoli angoli ( DNPA ) è possibile invece effettuare una nano ( micro ) caratterizzazione avanzata di materiali ( per esempio acciai , alluminio e sue leghe , superleghe ) e parti definite ( per esempio tubi , elementi di cingoli , palette di turbina , giunti saldati e rivestimenti ), contribuendo così al perfezionamento di progetti teorici , intervenendo anche nella loro fase esecutiva , con i debiti riscontri analitici dei materiali di previsto impiego , in modo da ottenere una rispondente verifica degli stessi materiali ai requisiti di progetto . Ciò è ancora più cogente se riferito ai processi di saldatura che , come noto , influenzano la struttura stessa dei materiali , potendo generare criticità [ 5-6 ] o a parti sottoposte a fucinatura o trattamenti termici [ 7 , 8 ]. In sintesi :
• la DN è applicabile per analizzare lo stato tensionale residuo , gli esiti della concentrazione di tensioni in intagli e cricche in condizioni di carico , l ’ efficacia di trattamenti distensivi e la frazione di rilassamento delle tensioni alle temperature operative ;
• la DNPA può fornire informazioni fondamentali su micro e nanostruttura e disomogeneità presenti ( tipo pori , precipitati e bolle di gas ) e per ottimizzare prestazioni e affidabilità di componenti , macchine e impianti [ 1-3 , 9 ];
• la radiografia neutronica ( RN ) e la tomografia neutronica ( TN ) forniscono informazioni sulla struttura e su processi interni all ’ oggetto investigato , www . techmec . it Ottobre 2024 211