Le difettosità diffuse nelle fusioni in sabbia in lega leggera, come ad esempio i ritiri spugnosi e le porosità tondeggianti o allungate, producono tipicamente indicazioni la cui individuazione e interpretazione con le tradizionali tecniche radiografiche a Film presenta aspetti critici da considerare attentamente nella messa a punto delle riprese. L’intenzione di questo lavoro sperimentale è di comparare le prestazioni delle due tecniche RT più diffuse, Film e Computer Radiography, nella individuazione e valutazione di tali difettosità. L’intento degli autori è di fornire elementi utili a coloro che intendano affrontare la transizione Film-Filmless sul prodotto, documentando sia i limiti della tecnica CR in questa specifica applicazione che i vantaggi degli strumenti digitali ad essa associati per il confronto con le radiografie di riferimento e non solo.

1. Luca Valente, (Aerondi Srl);
Franco Baratta (Aerondi Srl);
1
Ispezione radiografica di fusioni in sabbia in lega leggera;
limiti della Computed Radiography

2. Le difettosità diffuse nelle fusioni in sabbia in lega leggera, come ad esempio
i ritiri spugnosi e le porosità tondeggianti o allungate, producono
tipicamente indicazioni la cui individuazione e interpretazione con le
tradizionali tecniche radiografiche a Film presenta aspetti critici da
considerare attentamente nella messa a punto delle riprese. L’intenzione di
questo lavoro sperimentale è di comparare le prestazioni delle due tecniche
RT più diffuse, Film e Computer Radiography, nella individuazione e
valutazione di tali difettosità. L’intento degli autori è di fornire elementi utili a
coloro che intendano affrontare la transizione Film-Filmless sul prodotto,
documentando sia i limiti della tecnica CR in questa specifica applicazione
che i vantaggi degli strumenti digitali ad essa associati per il confronto con le
radiografie di riferimento e non solo.
2
Abstract

3. Criterio di selezione del campione per il confronto CR-FR:
 Particolare di produzione
 Geometria complessa
 Multispessore 3,2 ÷ 25,4mm
 Presenza di difettosità diffuse quali porosità rotonde/allungate e/o ritiri
spugnosi (esclusi le cavità da ritiro e le difettosità discrete)
 Con livelli di severità comparabili con il massimo ammesso dalla
AMS2175A grado B
3
Selezione dei getti per il confronto CR-FR

4. Criterio di selezione della strumentazione e materiali CR-FR:
• Sorgenti standard di fonderia mf 1÷3mm 160÷225kV (esclusi i
microfuochi con possibilità di ingrandimento)
• Sistema a 16 bit con risoluzione a 50μm÷100μm
• CR level I per ASTM E2446
• Film System class I per ASTM E1815
4
Selezione equipaggiamento per il confronto
CR-FR

5. Già dal 2010 AMS2175 consente l'uso di tecniche radiografiche CR per ASTM
E2033 a condizione di raggiungere la sensibilità richiesta e con l’approvazione
preventiva del Cognizant Engineering Organization.
5
Requisiti di qualità delle fusioni in alluminio
per AMS2175

6. Area di interesse A e B
Controllo RT Film, Tecnica radiografica:
Sorgente GE-Titan 160kV mf 1,5mm, filtrazione inerente
0,8mm Be
DFF 1100mm, DOF 25mm, Film Agfa D4, 60kV,
10mAmin., Ug=0,035mm
Trattamento automatico ciclo 8’ a 28°C
IQI ASTM E1742 Al.20: densità ottenuta 2.10, contrasto
0.06, sensibilità ottenuta 2-1T (EPS 2,5%)
Oggetto: spessore 5mm, densità 2,12
6
Tecnica radiografica Film (spessore 5mm)
A
B

7. FR, Rilevabilità e interpretazione delle difettosità diffuse.
Area di interesse A: con il confronto con le RR ASTM E155, 3/3 ispettori rilevano e valutano
l’indicazione come porosità arrotondata ¼" livello 2
7
Rilevabilità difettosità diffuse tecnica Film
RR ASTM E155
porosità arrotondata ¼" livello 2 A

8. FR, Rilevabilità e interpretazione delle difettosità diffuse.
Area di interesse B: con il confronto con le RR ASTM E155, 3/3 ispettori rilevano e valutano
l’indicazione come ritiro spugnoso ¼" livello 2
8
Rilevabilità difettosità diffuse tecnica Film
B
RR ASTM E155
Ritiro spugnoso ¼" livello 2

9. Area di interesse C
Controllo RT Film, Tecnica radiografica:
Sorgente GE-Titan 160kV mf 1,5mm
DFF 1100mm, DOF 25mm, Film Agfa D4, 78kV,
10mAmin., Ug=0,035mm
Trattamento automatico ciclo 8’ a 28°C
IQI Al.87: densità ottenuta 2.12, contrasto 0.06,
sensibilità ottenuta 2-2T (EPS 2%)
Oggetto: spessore 20mm, densità 2,58
9
Tecnica radiografica Film (spessore 20mm)
C

10. FR, Rilevabilità e interpretazione delle difettosità diffuse.
Area di interesse C: con il confronto con le RR ASTM E155, 3/3 ispettori
rilevano e valutano l’indicazione come ritiro spugnoso ¾" livello 2
10
Rilevabilità difettosità diffuse tecnica Film
RR ASTM E155
Ritiro spugnoso ¾" livello 2

11. Area di interesse A-B
Controllo CR, Tecnica radiografica:
Sorgente GE-Titan 160kV mf 1,5mm
DFD 1100mm, DOD 25mm, GE IPS, 75kV,
72mAsec., CS 1%, SRb detector 100μm
Risoluzione di scansione 50μm
IQI ASTM E1742
Al.15: PV39000, SNR195, CNR3,6 sensibilità
ottenuta 2-1T (EPS 3,3%)
Al.25: PV28000, SNR175, CNR2,7, sensibilità
ottenuta 2-1T (EPS 2%)
Oggetto: spessore 5mm, PV34000/38000,
SNR142÷165 11
Tecnica radiografica CR (spessore 5mm)

12. CR, Rilevabilità e interpretazione delle difettosità diffuse.
Indicazione A: con il confronto con le RR ASTM E2422, 3/3 ispettori rilevano e valutano
l’indicazione come porosità arrotondata ¼" livello 2
12
Rilevabilità difettosità diffuse tecnica
Filmless
RR ASTM E2422
porosità arrotondata ¼" livello 2

13. CR, Rilevabilità e interpretazione delle difettosità diffuse.
Indicazione B: con il confronto con le RR ASTM E2422, 3/3 ispettori rilevano e valutano
l’indicazione come ritiro spugnoso ¼" livello 2
13
Rilevabilità difettosità diffuse tecnica
Filmless
RR ASTM E2422
Ritiro spugnoso ¼" livello 2

14. Area di interesse C
Controllo CR, Tecnica radiografica:
Sorgente GE-Titan 160kV mf 1,5mm
DFD 1100mm, DOD 25mm, GE IPS, 90kV, 204mAsec., CS
1%, SRb detector 100μm
Risoluzione di scansione 50μm
IQI ASTM E1742
Al.75: PV45700, SNR157, CNR3,2 sensibilità ottenuta 2-1T
(EPS 1,4%)
Al.87: PV34700, SNR164, CNR2,8 sensibilità ottenuta 2-1T
(EPS 1,4%)
Oggetto: spessore 20mm, PV44900, SNR145
14
Tecnica radiografica CR (spessore 20mm)
C

15. CR, Rilevabilità e interpretazione delle difettosità diffuse.
Indicazione C: con il confronto con le RR ASTM E2422, 2/3 ispettori rilevano e valutano
l’indicazione come ritiro spugnoso ¾" livello 2
15
Rilevabilità difettosità diffuse tecnica
Filmless
RR ASTM E2422
Ritiro spugnoso ¾" livello 2

16. Parametri critici da mantenere sotto controllo:
- SNR: migliore di 130
- CNR: migliore di 2,5
16
Riepilogo dati di controllo CR
AOI PV SNR Uim CNR EPS
%
CS
%
SRb
detector
kV Dose
mAs
DFD
mm
DOD
mm
A 34000 150 203μm -- -- 1 100μm 75 72 1100 25
A (Al.15) 39000 195 203μm 3,6 3,3 1 100μm 75 72 1100 25
A (Al.25) 28000 175 203μm 2,7 2,0 1 100μm 75 72 1100 25
B 38000 142 203μm -- -- 1 100μm 75 72 1100 25
B (Al.15) 39000 195 203μm 3,6 3,3 1 100μm 75 72 1100 25
B (Al.25) 28000 175 203μm 2,7 2,0 1 100μm 75 72 1100 25
C 42600 145 203μm -- -- 1 100μm 90 204 1100 25
C (Al.75) 45700 157 203μm 3,2 1,4 1 100μm 90 204 1100 25
C (Al.87) 34700 164 203μm 2,8 1,4 1 100μm 90 204 1100 25

17. Un valore di PV dell’immagine
radiografica sotto il limite
minimo, stabilito durante la
caratterizzazione dell’impianto
per ASTM E2445 para.9.4,
potrebbe essere rischioso per
la rilevazione di difettosità
diffuse.
17
Minimo valore di PV
Prova Target EPS ottenuto (%) PVmin PVmax SNRn Uim (mm)
IPS Bassa energia RIQI AL piastra 19mm 1,07 13000 58000 187 0,200

18. Indicazione C: confronto esposizione da tecnica (PV 46000) VS esposizione a dose ridotta (PV
9000)
18
Rilevabilità difettosità diffuse a bassi livelli di
PV
A bassi valori di PV
l’indicazione C è
meno rilevabile e
nella valutazione
potrebbe essere
erroneamente
valutata.
PV9000 PV46000

19. Nel controllo di fusioni, soprattutto quelle a geometria complessa, spesso si usano
proiezioni angolate o con il detector non a contatto con l’oggetto.
19
Rilevabilità difettosità diffuse con IP non a
contatto
Limitare al massimo le proiezioni non a contatto e, in caso di valutazioni di aree esposte
lontano dall’IP, prevedere immagini di verifica per un corretto confronto con le immagini di
riferimento, ricordando anche, che un limitato allontanamento dall’IP riduce la radiazione
diffusa sullo stesso e migliora sensibilmente l’immagine (vedi immagine 60mm DOD).
SRB image 92μm
SRB image 96μm
SRB image 105μm
GE-Titan 160kV mf1mm, DFD 1100mm, GE IPS, 75kV, 144mAsec., CS 1%, SRb detector 80μm, 2-1T AL.25 (2%), PV36000÷42000

20. Gli strumenti confronto con le radiografie di riferimento e di equalizzazione del contrasto
risultano di semplice uso ed efficaci, soprattutto se paragonati al confronto fatto con i film,
ma non riducono la soggettività dell’interpretazione delle difettosità.
20
Strumenti di confronto con RR e calibrazione
del contrasto
Mancano strumenti di valutazione automatica o di supporto alla valutazione di difetti
diffusi; per le difettosità discrete i tools di misurazione sembrano adeguati.

21. Alcuni software includono degli strumenti di conteggio automatico nelle ROI che comunque
richiedono l’impostazione di una soglia da parte dell’utente e non riducono la soggettività
dell’interpretazione.
21
Sistemi di conteggio
automatico

22. L’applicazione dei filtri, anche i cosiddetti filtri «one-click», aumentano la rilevabilità delle
indicazioni, anche quelle diffuse, ma potrebbero trarre in errore nel classificare il tipo di
difettosità e valutare il livello di severità.
22
Uso dei filtri
PV9000 PV46000

23. Già nel 2005 la commissione ASTM E07.02 facendo ispezionare a 12 ispettori di 3
Factory internazionali 576 immagini digitali e film arrivò alle seguenti conclusioni:
• sia per la valutazione con film sia per quella digitale, per la classificazione o il livello
di gravità c'è una notevole variazione
• il 31% delle classificazioni del tipo di discontinuità su film era incoerente contro il
28% delle classificazione su immagini digitali
• La valutazione del livello di severità sembra avere uno spostamento significativo tra
digitale e film di circa 1 livello di gravità.
• Questo spostamento potrebbe essere dovuto alla mancanza di esperienza degli
ispettori con i processi digitali.
*: vedi ASTM Research Report E07:1004
23
Qualifica ASTM E2422
Research Report E07:1004

24. Le difettosità diffuse come porosità rotonde/allungate e ritiri spugnosi possono essere
rilevati dai sistemi CR come per i sistemi FR, anche per i livelli di severità più elevati, a
condizione che:
• Si usino sistemi CR non inferiori al livello I per ASTM E2446
• Si ottenga un minimo SNR di 130 e CNR di 2,5 (requisiti già imposti da molti prime
Nazionali e internazionali e dalla AC7114/10 per le immagini DR)
• Si ottenga un livello dei grigi PV di 22000÷48000, evitando tecniche con esasperazione
della latitudine dell’immagine per ridurre oltremodo il numero di esposizioni
• Si limiti il più possibile la distanza oggetto-detector, quindi limitando al massimo la
penombra totale dell’immagine Uim (massimo 0,254mm), magari prevedendo immagini
supplementari a contatto per le valutazioni,
Non vediamo nessun motivo valido che possa fermare un passaggio dalla radiografia a
Film alla Computer radiography. 24
Considerazioni finali sulle
difettosità diffuse

25. Strumenti di calibrazione del contrasto:
• Permettono di normalizzare il contrasto in modo semplice ed efficace
• Semplificano la valutazione delle indicazioni rispetto al confronto fatto con i film, anche
con l’aiuto di altri tools come lo zoom, la lente di ingrandimento o i diaframmi
• Nel tempo, NON hanno sostanzialmente ridotto la soggettività dell’interpretazione (vedi
ASTM Research Report E07:1004)
• Mancano di strumenti di supporto (se non molto basilari) alla valutazione delle
indicazioni diffuse
Filtri (o stati di presentazione one-click):
• Ottimi per l’individuazione di aree affette da difetto da valutare
• Sconsigliati per la valutazione del difetto
25
Considerazioni finali sugli
strumenti software

26. Ma la domanda iniziale che ha originato questa memoria, ovvero:
• Con la tecnica CR si è in grado di rilevare e valutare le difettosità diffuse
come con la tecnica a film?
Forse avrebbe dovuto essere:
• Quali strumenti posso fornire agli ispettori per aiutarli a ridurre al
minimo le variazioni di giudizio?
26
Domanda sbagliata?

27. 27
Qualche domanda ?
Grazie per la vostra attenzione !