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Controlli a ultrasuoni di barre in oro


Applicazione:

Verifica non distruttiva dell'integrità fisica di lingotti in oro.

Contesto:

La crescente attività di alterazione di lingotti in oro caratterizzata dall'inserimento di truccioli o metalli non costosi di densità simile all'oro sta rappresentando una problematica importante nel mercato dell'oro. Queste inserzioni sono di difficile o impossibile individuazione attraverso le tecniche di pesata o le tecnologie radiografiche. La tecnica di fluorescenza a raggi X permette di confermare la purezza, ma solamente in superficie. Si è anche ricorso a tecniche di foratura o taglio dei lingotti in metallo prezioso per verificarne l'integrità. Tuttavia un semplice controllo ad ultrasuoni può rilevare la presenza di inserti in modo veloce e affidabile, senza il bisogno di forare, tagliare o comunque alterare i lingotti. Associando a questa tecnica il controllo superficiale XRF è possibile assicurare la purezza e l'integrità dell'oro.

Apparecchiatura:

Per questo tipo di controllo è possibile usare qualsiasi rilevatore di difetti a ultrasuoni o phased array Olympus come i seguenti modelli: EPOCH 600, EPOCH 650EPOCH 1000, OmniScan SX e OmniScan MX2. La frequenza consigliata del trasduttore è in genere di 2,25 MHz.

Procedura:

L'alterazione di un lingotto in oro attraverso inserti causa dei cambiamenti prevedibili nelle modalità di passaggio delle onde ad ultrasuoni attraverso il metallo. Inserti in metalli diversi dall'oro presenti all'interno di una barra cambia lo schema riflettivo delle onde. Questo risultato può essere causato anche da vuoti interni. Inserti di grandi dimensioni che riempiono la maggior parte del volume del lingotto può inoltre essere rilevato attraverso l'individuazione di cambiamenti della velocità dell'onda sonora.

1. Metodo di riflessione impulso-eco

Le onde ultrasonore si trasmettono in qualunque mezzo continuando a propagarsi nella stessa direzione fino a quando incontrano un materiale diverso, provocando la loro riflessione verso la fonte di emissione. I rilevatori di difetti ad ultrasuoni e phased array generano impulsi di elevata frequenza sonora mediante trasduttori di formato ridotto. L'energia sonora viene accoppiata alla componente da ispezionare e lo strumento controlla e visualizza lo schema di echi riflesse. Le riflessioni provenienti dall'interno della barra in oro, piuttosto che dalla superficie opposta, modificano lo schema indicando l'inserto costituito di un altro materiale o evidenziando la presenza di vuoti interni.

Ispezione di barra in oro con UT

Questa ispezione consiste nell'accoppiare il trasduttore a una barra integra identificando l'eco proveniente dalla superficie inferiore. Può essere usato un gate per i difetti per controllare l'intervallo presente davanti a questa eco di fondo. Qualunque eco che appare nell'ambito dell'area indicata dal gate mostra che il fascio sonoro è riflesso dalla discontinuità. Pertanto la barra dovrebbe essere ispezionata più approfonditamente attraverso altri metodi. Tipiche schermate sono riportate di seguito.

Immagini di metallo pieno (a sinistra) e metallo con discontinuità (a destra) relative a un'ispezione eseguita con rilevatore di difetti ad ultrasuoni convenzionali.
Nota: Eco visualizzata nell'area indicata dal gate rosso.

Immagine di metallo pieno mediante rilevatore di difetti ad ultrasuoni convenzionali.
Immagine di metallo con discontinuità mediante rilevatore di difetti ad ultrasuoni convenzionali.

Immagini di metallo pieno (a sinistra) e metallo con discontinuità (a destra) relative a un'ispezione eseguita con rilevatore di difetti ad ultrasuoni phased array. La discontinuità appare come un'indicazione nella quale dovrebbe essere presente un'area bianca dell'immagine

Schermata phased array con metallo pieno
Schermata phased array con metallo con discontinuità

2. Metodo della velocità

La velocità di propagazione dell'onda sonora nell'oro puro è di 3 240 m/S or 0,1275 in/uS. Le più dure leghe in oro usate nella gioielleria avranno velocità maggiori tuttavia, una data lega avrà una specifica velocità. Se la velocità di propagazione dell'onda sonora si discosta dal valore atteso, significa che il metallo è stato alterato.

Questa ispezione consiste nell'accoppiare il trasduttore a una barra integra identificando l'eco di fondo. L'eco di fondo potrebbe essere indicato da un gate per i difetti. Se la posizione di questo eco cambia senza modifiche di spessore della barra, significa che la velocità di propagazione dell'onda sonora nel metallo è cambiata e quindi la barra dovrebbe essere ispezionata più approfonditamente attraverso altri metodi. Le alterazioni più comuni aumentano la velocità di propagazione dell'onda sonora, pertanto sposta l'eco a sinistra, come visto precedentemente.

Nota: Con modifiche minime questo genere di ispezione può essere applicato a altri metalli preziosi come argento e platino. Si prega di contattare Olympus per avere maggior informazioni.

Olympus IMS

Products used for this application


La serie EPOCH 1000

L'EPOCH 1000 è un rilevatore di difetti ad ultrasuoni avanzato per il quale è possibile effettuare un upgrade alla rappresentazione per immagini phased array in un centro assistenza autorizzato Olympus. Tra le caratteristiche principali è possibile menzionare: conformità EN12668-1, serie di 37 filtri digitali e una frequenza di ripetizione di 6 kHz per un'ispezione ad elevata velocità.

EPOCH 650

L'EPOCH 650 è un rilevatore di difetti ad ultrasuoni convenzionali con eccellenti performance di rilevamento di difetti ed operatività per un ampia varietà di applicazioni. Questo intuitivo e robusto strumento è l'evoluzione del rilevatore di difetti EPOCH 600 di grande successo con delle funzionalità addizionali.

Analizzatore XRF GoldXpertNEW

Il GoldXpert è un elegante analizzatore da banco adatto per contesti espositivi. Compatto e leggero, pesa solamente 10 kg e può essere trasportato facilmente per analisi fuori sede. Il GoldXpert fornisce risultati chimici e di caratura in pochi secondi.

OmniScan MX2

L'OmniScan MX2 offre un nuovo modulo phased array (PA2) con un canale UT, un nuovo modulo ad ultrasuoni convenzionali a due canali (UT2) che può essere usato in modalità TOFD e dei nuovi software in grado di potenziare le funzionalità della nostra testata piattaforma OmniScan MX2.

OmniScan SX

Il leggero strumento OmniScan SX a singolo gruppo è dotato di un display touch screen di 21,3 cm (8,4 in.) e rappresenta una soluzione economicamente vantaggiosa. Esistono due modelli di OmniScan SX: l’SX PA e l’SX UT. L’SX PA è un apparecchio 16:64PR, il quale, come l’SX UT esclusivamente a UT, è dotato di un canale a UT convenzionali per ispezioni pulse-echo, pitch-catch e TOFD.
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