6.2 Selezione delle sonde a fascio angolare
I diversi tipi di sonde ad ultrasuoni nelle applicazioni di rilevamento di difetti sono stati presentati nella Sezione 4.1. Nelle ispezioni delle saldature di costruzione lo strumento principale è rappresentato dalle sonde a fascio angolare coadiuvate dalle sonde a fascio dritto. Le sonde a fascio angolare possono essere composte da sonde e zoccoli intercambiabili oppure essere costituiti da assemblaggi integrali. In molti casi la combinazione sonda-zoccolo da utilizzare per l'ispezione viene specificata da una norma o da una procedura d'ispezione. Se non è stata specificata nessuna sonda l'operatore deve selezionarne una appropriata per l'ispezione in funzione delle seguenti considerazioni.
Frequenza:
Le sonde a fascio angolare sono in genere offerte con frequenze comprese tra 500 KHz e 10 MHz, tuttavia la maggior parte delle ispezioni di saldature vengono effettuate nelle frequenze comprese tra 2 MHz e 5 MHz. Le basse frequenze permettono una migliore penetrazione su lunghi percorsi sonori o attraverso dei metalli a granulosità elevata. Invece le alte frequenze permettono una migliore risoluzione dei difetti di ridotte dimensioni. Se non specificato diversamente da una norma, in genere una frequenza compresa tra 4 MHz e 5 MHz è considerata una frequenza ottimale per cominciare un'ispezione.
Angolo:
Praticamente tutte le ispezioni con sonde a fasci angolari vengono effettuate con degli angoli standard di 45, 60 o 70 gradi. Tuttavia, in situazioni particolari, vengono impiegate anche delle sonde a fasci angolari di 30 e 90 gradi. Come regola generale gli angoli più elevati (60 e 70 gradi) vengono usati quando lo spessore del metallo è inferiore a circa 25 mm mentre gli angoli minori vengono usati quando lo spessore del metallo è superiore a circa 50 mm. In un'ispezione è possibile usare due o tre angoli differenti in un'ispezione in funzione della forma del pezzo e le esigenze di risoluzione dei difetti. Nelle norme d'ispezione è possibile trovare delle informazioni maggiori. L'angolo dello zoccolo deve essere sufficientemente elevato perché un'eco situata nel primo semipasso possa raggiungere la radice della saldatura da una posizione sulla superficie del pezzo che non è occupato dalla corona della saldatura.
Dimensioni:
Le sonde a fascio angolare e i rispettivi zoccoli sono disponibili in un'ampia gamma di forme e dimensioni, con elementi circolari, quadrati e rettangolari. L'industria in America del Nord preferisce l'uso di elementi circolari (eccetto che per le ispezioni soggette alle norme AWS) mentre in Europa si preferiscono elementi quadrati o rettangolari. I diametri più comuni degli elementi circolari sono 6,35 mm, 12,7 mm e 25,4 mm mentre per gli elementi quadrati o rettangolari le dimensioni più comuni sono 14x14 mm e 20x22 mm. Tuttavia sono disponibili anche altre dimensioni. Gli elementi di ridotte dimensioni offrono una migliore risoluzione per i piccoli difetti, inoltre gli zoccoli di ridotte dimensioni si adattano meglio alle superfici curve. Gli elementi di maggiori dimensioni permettono di coprire una zona più ampia aumentando quindi la velocità di scansione e riducendo inoltre la diffusione si lunghi percorsi sonori.
Tenendo conto queste considerazioni, l'operatore utilizzerà le proprie conoscenze e esperienza per scegliere la migliore sonda per l'ispezione. Quando risulta possibile, è necessario verificare la performance della sonda sui blocchi di taratura dotati di riflettori di riferimento appropriati o di difetti noti.
