Si prenda un lavoro frequente nei cantieri di condotte: saldature circonferenziali su tubo in acciaio al carbonio da 12 pollici, spessore 12,7 mm, con un capitolato che chiede phased array affiancato dal TOFD, dati registrati e criterio di accettabilità dichiarato. Le offerte arrivano con schede tecniche quasi identiche, ognuna con la sua sigla 16:64 o 32:128, uno schermo touch e il software incluso. Ma le righe che decidono se lo strumento regge quel lavoro sono altre. Bisogna sapere quanti gruppi di acquisizione lavorano insieme, se c'è un canale convenzionale libero per la coppia TOFD, quali cunei e quale scanner con encoder entrano nel prezzo, come si verifica il sistema prima del turno e chi è qualificato a firmare il rapporto.
Per chi guida un reparto CND o un ufficio qualità, e per l'ispettore che lo strumento poi lo usa, il rischio concreto è comprare una macchina che supera il collaudo d'acquisto e si ferma davanti al primo capitolato del cliente. Le voci da controllare sono cinque: configurazione dei canali, corredo di sonde e scanner, software, verifica strumentale e formazione. Nessuna compare nel prezzo di listino. Tutte finiscono nel costo del controllo.
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Saldature, corrosione o compositi: tre acquisti diversi sotto la stessa sigla
Sotto la parola ultrasuoni convivono acquisti che hanno poco in comune. Sulle saldature si cercano difetti planari e volumetrici da posizionare e dimensionare, e lo strumento lavora per un criterio di accettabilità scritto in una norma, mentre nella mappatura di corrosione conta la perdita di spessore su superfici estese, misurata in punti che devono restare confrontabili da una campagna all'altra. Sui compositi e sui materiali attenuanti la partita si sposta su frequenza, smorzamento della sonda e anisotropia. Tre mestieri diversi, insomma. Uno strumento nato per la spessimetria regge male un piano di scansione su un giunto strutturale; il contrario è uno spreco, oltre che una scomodità quotidiana.
| Applicazione | Configurazione e cosa verificare |
|---|---|
| Saldature testa a testa e circonferenziali | PAUT con più gruppi acquisiti insieme e almeno un canale convenzionale per il TOFD; scanner con encoder; tecnica secondo ISO 13588 e accettabilità secondo ISO 19285, oppure secondo il codice di progetto. |
| Corrosion mapping e spessori | Sonde lineari phased array o dual-element, scanner con encoder, C-scan ad alta densità; misura secondo ISO 16809, ripetibilità tra campagne, compensazione della temperatura. |
| Compositi e materiali attenuanti | Frequenze più basse, sonde ad alto smorzamento, eventuale FMC/TFM; prova obbligata su campioni con difetti noti. |
| Controlli puntuali e spessimetria | Rilevatore A-scan compatto o spessimetro; robustezza, autonomia e semplicità d'uso sul campo. |
Che cosa significa davvero 16:64 o 32:128 su uno strumento PAUT
La sigla con i due punti è la riga più citata delle schede tecniche, e la meno spiegata. Il primo numero indica quanti elementi lo strumento pilota contemporaneamente in emissione e ricezione, cioè l'apertura attiva massima di una singola legge focale, l'insieme dei ritardi con cui si eccitano gli elementi. Il secondo dice quanti elementi può indirizzare in tutto attraverso il multiplexer. Una sonda da 64 elementi con passo di 0,6 mm, collegata a uno strumento 16:64, lavora quindi con un'apertura massima di 9,6 mm che scorre lungo i circa 38 mm della sonda.
Sullo spessore dell'esempio, 12,7 mm, un'apertura di quel tipo è spesso sufficiente. Le cose cambiano con le pareti spesse, dove focalizzare in profondità richiede più elementi attivi, con le sonde lunghe del corrosion mapping, che coprono una fascia più larga a ogni passata, e con le sonde a matrice. Lì una configurazione 32:128 o superiore si ripaga. Su lamiere da 10 mm, invece, si pagano canali che resteranno spenti.
La sigla tace poi su due dati. Il primo è il numero di gruppi che lo strumento acquisisce nello stesso passaggio: sulla condotta servono almeno due sonde phased array, una per lato del cordone, più la coppia TOFD, e se l'apparecchio gestisce un gruppo alla volta la scansione va ripetuta. Il secondo sono i canali convenzionali. Il TOFD lavora con due sonde a singolo elemento, una che trasmette e una che riceve, e va chiarito come lo strumento le alimenta: con canali dedicati o con un adattatore sui canali phased array, soluzione che alcuni apparecchi ammettono e altri no. Per FMC/TFM, infine, contano quanti elementi lo strumento riceve in parallelo e quanto rapidamente ricostruisce l'immagine, dati che nella sigla non compaiono.
PRF e velocità di scansione: il conto che decide la produttività
La produttività di un sistema phased array si legge in una moltiplicazione da fare prima di firmare. Con un passo di acquisizione di 1 mm e un avanzamento di 50 mm al secondo, lo strumento deve completare 50 acquisizioni al secondo. Se ciascuna comprende due settoriali da 60 leggi focali più la coppia TOFD, gli impulsi da sparare sono circa 6.000 al secondo, prima di qualunque media dei segnali. Quando lo strumento non ci arriva, l'operatore rallenta. Oppure accetta righe mancanti nei dati, che nessuna analisi successiva potrà ricostruire.
La frequenza di ripetizione degli impulsi, la PRF, non sale però a piacere. Su spessori elevati o materiali poco attenuanti un impulso troppo ravvicinato al precedente raccoglie gli echi in ritardo di quello prima e genera indicazioni fantasma, per cui il limite lo fissano insieme lo strumento e il pezzo. La velocità di scansione ottenibile con il vostro piano di scansione, sul vostro spessore, vale più di qualunque PRF massima scritta in brochure, ed è la cifra da chiedere per prima al fornitore.
Il calcolo di produttività si può fare sul vostro piano di scansione prima dell'acquisto. Indicateci spessore, numero di gruppi e velocità di lavoro che vi serve: lo verifichiamo con una prova sul componente reale e vi inviamo il preventivo su misura entro 24 ore. Chiedi la verifica
Dalla ISO 13588 alla ISO 19285: che cosa chiede il capitolato allo strumento
Molte procedure ancora in uso nei reparti sono scritte sulla ISO 17640:2018, che riguarda il controllo ultrasonoro manuale delle saldature, con sonde convenzionali, su acciai ferritici da 8 mm in su. Comprare un phased array non cambia da sola la procedura. Il controllo con dati registrati ha una norma propria, la ISO 13588:2019, che copre il phased array semi-automatico e automatico su giunti a piena penetrazione in acciai basso legati o a grano fine da 6 mm in su, e definisce quattro livelli di prova.
La ISO 13588 dice come si esegue il controllo e non contiene criteri di accettabilità. Quelli stanno nella ISO 19285:2017, che fissa tre livelli di accettabilità per le indicazioni classificate secondo la ISO 13588, collegati ai livelli di qualità della ISO 5817. Per il TOFD lo schema si ripete: tecnica secondo ISO 10863:2020, accettabilità secondo ISO 15626:2018. Per chi compra la conseguenza è diretta, perché il livello di prova richiesto decide quante sonde, quanti angoli e quanti set-up vanno acquisiti, quindi quanti gruppi e quanti canali servono davvero.
Il TFM ha seguito la stessa strada nel 2021, con la ISO 23864 per le saldature da 3,2 mm in su e la ISO 23865 per le regole generali di FMC e TFM: da allora la tecnica si può prescrivere in capitolato invece che concordare caso per caso. Fuori dall'ambito ISO i riferimenti cambiano. La pratica ASTM E2700, nella revisione 2026, tratta il phased array a contatto sulle saldature tra 9 e 200 mm di spessore, mentre per le condotte costruite secondo API 1104, oggi alla 22ª edizione, procedure e criteri di accettabilità del controllo a ultrasuoni stanno nella norma stessa. Prima di confrontare due offerte conviene sapere quale di questi documenti citerà il vostro cliente.
Sonde, cunei e scanner: il preventivo vero sta nel corredo
Lo strumento, da solo, non controlla niente. Sonda e cuneo decidono gli angoli esplorabili e la zona coperta, e su un tubo il cuneo va sagomato sul diametro esterno, altrimenti l'accoppiamento si perde proprio ai bordi. Sulla condotta dell'esempio servono due sonde con i rispettivi cunei, una coppia TOFD con i suoi, uno scanner che tenga le sonde alla distanza giusta dal cordone e un encoder che registri la posizione lungo la circonferenza. Ognuna di queste voci ha un prezzo e un tempo di consegna, e un'offerta che quota il solo strumento non si può mettere accanto a una che quota il sistema.
Nella mappatura di corrosione il peso si sposta su scanner ed encoder. Ogni punto del C-scan va associato a una posizione nota, perché il degrado si misura confrontando campagne successive sulla stessa griglia. La ISO 16809:2025 fissa i principi della misura di spessore a ultrasuoni, a contatto e a immersione; la ISO 16810:2024 quelli generali del controllo, descrive le sonde convenzionali e avverte che con le tecniche ad array possono servire verifiche aggiuntive. Una ripetibilità dichiarata senza procedura di taratura, blocco e temperatura dice poco a chi deve confrontare due mappe a distanza di due anni.
Compositi e materiali attenuanti: le promesse si provano sul pezzo
Sui laminati compositi l'alta frequenza che dà risoluzione sugli acciai viene assorbita in fretta, e spesso bisogna scendere di frequenza e scegliere sonde ad alto smorzamento, con impulsi corti. L'anisotropia rende il percorso del fascio meno prevedibile; le superfici curve chiedono cunei dedicati o l'immersione. Su queste geometrie il FMC/TFM promette molto. La stessa ISO 23865, però, considera materiali omogenei e isotropi, come gli acciai basso legati e le leghe aeronautiche di alluminio e titanio, e per gli altri si limita a raccomandazioni. Su un composito nessuna scheda tecnica sostituisce una prova su un campione con difetti noti, meglio se il vostro.
Software e dati: dove si perde il tempo dopo la scansione
Il software pesa sul costo del controllo almeno quanto l'hardware. Conta il tempo per costruire un piano di scansione e verificarne la copertura, la rapidità con cui l'analista misura e classifica le indicazioni, la produzione di un rapporto che riporti tutto ciò che la norma chiede. Due verifiche evitano sorprese dopo l'acquisto. La prima riguarda l'analisi su PC: inclusa, oppure soggetta a licenza separata, e per quante postazioni. La seconda riguarda il formato in cui si esportano i dati grezzi e chi potrà riaprirli fra dieci anni, quando l'impianto chiederà il confronto con la campagna di oggi.
Verifica strumentale: che cosa chiedere secondo la serie ISO 18563
Uno strumento phased array si verifica in tre momenti, e la serie ISO 18563 li separa con chiarezza. La parte 1, edizione 2022, definisce le caratteristiche funzionali degli strumenti multicanale e i metodi per misurarle tra 0,5 e 10 MHz, ed è applicabile in parte anche agli strumenti FMC e TFM. La parte 2, del 2024, riguarda le prove di caratterizzazione delle sonde a fine fabbricazione. La parte 3, anch'essa del 2024, verifica il sistema completo, strumento più sonda, prima del controllo o per escludere un degrado nel tempo, e precisa che queste prove non dimostrano l'idoneità a un'applicazione specifica: dimostrano che il sistema funziona correttamente con le impostazioni usate.
Tradotto in ordine d'acquisto, significa chiedere il certificato di verifica dello strumento secondo la parte 1 alla consegna, il certificato di caratterizzazione di ogni sonda secondo la parte 2, i blocchi e le istruzioni per le verifiche periodiche della parte 3 e un riferimento in Italia per la verifica annuale. Sono righe da scrivere nell'ordine, non da chiedere dopo la consegna. In ambito ASTM la guida E2491-23 ha un ruolo simile, con una differenza da conoscere: raccoglie metodi per valutare le prestazioni e non fissa criteri di accettazione, che restano da stabilire con chi commissiona il controllo.
Chi firma il rapporto: ISO 9712 e formazione sul phased array
Nessuno strumento compensa un operatore impreparato. Nei controlli con valore contrattuale il codice di costruzione, la norma di prodotto o il capitolato chiedono quasi sempre personale certificato secondo la ISO 9712:2021, che distribuisce le responsabilità in modo preciso. Il livello 2 sceglie la tecnica, imposta e verifica l'apparecchiatura, interpreta e valuta i risultati secondo le norme applicabili e traduce codici e procedure in istruzioni operative, mentre il livello 3 stabilisce e convalida le procedure, interpreta norme e specifiche, indica i metodi da usare.
La certificazione ISO 9712 è per metodo, e il metodo è UT. Phased array e TOFD richiedono in più un addestramento specifico, che norme di tecnica e capitolati chiedono spesso di documentare, e un periodo di pratica sul software prima che i tempi di set-up scendano a livelli da produzione. Un acquisto ben dimensionato mette a budget questo percorso insieme alla valigia.
Quattro errori d'acquisto che si ripetono nei reparti CND
Il primo è confrontare le offerte sulla sigla dei canali, ignorando gruppi, canali convenzionali, sonde e cunei: due strumenti 16:64 possono comportarsi in modo molto diverso sullo stesso giunto. Il secondo è comprare un sistema da saldature per fare, nei fatti, spessimetria quotidiana, o il contrario. Il terzo riguarda encoder e scanner, lasciati per ultimi e scoperti indispensabili al primo capitolato che chiede dati registrati. Il quarto costa più degli altri perché non si vede: tenere fuori dal conto software di analisi, verifiche periodiche e formazione.
C'è poi il caso in cui l'acquisto non conviene affatto. Se i controlli phased array sono sporadici, un servizio esterno qualificato costa meno di uno strumento fermo e di un operatore da mantenere certificato. Se il lavoro è misurare spessori residui in punti già definiti, basta uno spessimetro. Il phased array si ripaga quando volumi, criteri di accettabilità e richiesta di dati registrati sono già nei contratti, o stanno per entrarci.
Il criterio pratico resta uno: la configurazione giusta si ricava dal controllo da eseguire e dalla norma che lo giudicherà, e si verifica sul pezzo prima di firmare. Per un primo orientamento su tecniche, sonde e configurazioni c'è la pagina dedicata agli strumenti per ultrasuoni industriali PAUT e TOFD. Se invece avete già in mano materiale, spessori, geometria e norma di riferimento, mandateceli: entro 24 ore ricevete una proposta di configurazione con preventivo su misura, e possiamo organizzare una prova sul vostro componente reale.
Domande frequenti sull'acquisto di uno strumento PAUT e TOFD
Qual è la differenza tra UT convenzionale, PAUT e TOFD?
L'UT convenzionale usa una sonda a singolo elemento e un segnale A-scan interpretato punto per punto. Il PAUT usa sonde multielemento in cui il fascio viene orientato e focalizzato elettronicamente, con immagini settoriali e lineari e una copertura più rapida. Il TOFD sfrutta i segnali diffratti dalle estremità dei difetti per misurarne l'altezza; ha zone poco sensibili vicino alle superfici e per questo sulle saldature si abbina spesso al PAUT.
Che cosa significa 16:64 su uno strumento phased array?
Il primo numero indica quanti elementi lo strumento pilota contemporaneamente, cioè l'apertura attiva massima di una legge focale; il secondo quanti elementi può indirizzare in tutto tramite multiplexer. Una configurazione 16:64 è spesso adeguata su spessori medi; 32:128 o superiori servono con pareti spesse, sonde lunghe per la mappatura di corrosione o sonde a matrice. Contano anche il numero di gruppi acquisiti insieme e i canali convenzionali per il TOFD.
Per eseguire PAUT e TOFD nella stessa scansione servono canali convenzionali?
Il TOFD lavora con una coppia di sonde a singolo elemento, una trasmittente e una ricevente. Lo strumento deve quindi disporre di canali convenzionali dedicati oppure consentire l'uso dei canali phased array tramite adattatore, possibilità che non tutti gli apparecchi offrono. Va verificato anche quanti gruppi, phased array e TOFD, lo strumento acquisisce nello stesso passaggio.
Quando serve davvero il phased array invece di uno spessimetro?
Lo spessimetro basta quando si misura lo spessore residuo in punti già definiti. Il phased array diventa necessario quando bisogna rilevare, posizionare e dimensionare difetti nelle saldature, produrre immagini e mappe con la posizione registrata da encoder o coprire geometrie in cui il singolo elemento non garantisce una probabilità di rilevazione adeguata.
Serve una certificazione per usare uno strumento a ultrasuoni?
Quando il controllo ha valore contrattuale, codice di costruzione, norma di prodotto o capitolato chiedono quasi sempre personale certificato secondo ISO 9712. Il livello 2 imposta e verifica l'apparecchiatura, interpreta i risultati e traduce le procedure in istruzioni operative; il livello 3 stabilisce e convalida le procedure. Per phased array e TOFD si aggiunge di norma un addestramento specifico sulla tecnica.
Quanto costa uno strumento PAUT/TOFD?
Non esiste un listino unico: il prezzo dipende dalla configurazione dei canali e dei gruppi, dalle sonde e dai cunei, dallo scanner con encoder, dal software di analisi e dalle licenze, dalle verifiche e dalla formazione. Indicate applicazione, materiale, spessori, norma di riferimento e volumi di controllo: PITECH prepara un preventivo su misura entro 24 ore e può organizzare una prova sul vostro componente reale, senza impegno.