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 650, EPOCH 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.
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.
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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
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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.
