Il presente rapporto finale descrive i risultati dell’attività di Ricerca di Sistema svolta nell’ambito del progetto GEN21 – milestone 1.2.4.8. L’obiettivo dell’attività è consistito nella verifica di applicabilità della termografia impulsata alla identificazione di difetti di adesione del rivestimento con funzione di barriera termica su pale di turbina a gas, con specifico riferimento ad ispezioni effettuate con cassa-turbina aperta e pale montate. La ricerca ha compreso sia verifiche pratiche di fattibilità mediante l’esecuzione di ispezioni termografiche in campo, che un’attività di verifica metodologica, basata sullo studio e la messa a punto di algoritmi di elaborazione delle sequenze termiche che siano in grado di fornire uno strumento operativo da utilizzare durante le ispezioni di pale esercite. Come verifiche di fattibilità in situ sono state condotte tre ispezioni termografiche a cassa turbina aperta presso le centrali di La Spezia e di Trino Vercellese, delle quali due parziali ed una completa, cioè estesa ad una intera ruota di pale di 1° stadio montate sul rotore della turbina. Nel corso delle ispezioni è stata verificata positivamente la fattibilità logistica e tempistica delle ispezioni. Sono state inoltre delineate due possibili metodologie alternative di ispezione valide per le pale di 1° stadio, che prevedono di operare in posizione laterale rispetto all’albero della turbina, oppure, nei casi in cui ciò sia possibile, di osservare le pale frontalmente dall’interno della camera di combustione. In entrambi i casi è stato dimostrato che con la termografia impulsata (effettuata mediante l’uso di una termocamera e di lampade flash di tipo commerciale) è possibile garantire l’ispezione di una parte significativa della superficie rivestita delle pale, in tempi ritenuti compatibili con esigenze di gestione dell’impianto. Le maggiori difficoltà all’ispezione termografica risultano provenire non tanto dalle restrizioni di accesso geometrico alle pale montate, o da altri vincoli imposti dalla necessità di operare durante una fermata della turbina per manutenzione programmata, quanto alla complessità delle operazioni di interpretazione delle sequenze termografiche dovuta alla notevole disuniformità di emissività termica che si riscontra sulla superficie delle pale esercite. Tali disuniformità sono causate sia da sporcamenti localizzati, dovuti a deposizione di ossidi provenienti dall’ambiente di combustione, che da variazioni di rugosità superficiale imputabili a fenomeni di erosione da particolato solido. Questi problemi di interpretazione delle sequenze termografiche rendono l’ispezione delle pale esercite notevolmente più complessa rispetto all’usuale controllo di qualità di un rivestimento nuovo. Per quanto riguarda l’attività di studio dei possibili algoritmi di interpretazione dei dati termografici, si tratta della prosecuzione del lavoro svolto negli anni 2001-2003 nell’ambito della Ricerca di Sistema (progetto Evingen, sottoprogetto Genin), applicata ad una casistica sperimentale più ampia e soprattutto mirata al controllo di pale montate. Questa parte dell’attività è stata svolta con la collaborazione dei ricercatori del CNR-ITC di Padova, formalizzata mediante un contratto di consulenza, ed ha l’obiettivo di studiare nuove

possibili metodologie di elaborazione delle sequenze termografiche e di indicare quali procedure di elaborazione siano in grado di minimizzare la discrezionalità delle scelte dell’operatore, fornendo un valido aiuto sia in termini di sensibilità sia di minimizzazione dei tempi di ispezione. I risultati di tutta l’attività sono descritti in dettaglio nel documento allegato al presente rapporto. Esso comprende una rassegna sulle possibilità di applicazione delle metodologie di elaborazione già consolidate e la proposta di una metodologia nuova, basata sull’analisi di un profilo di “effusività apparente” ricavato dalle sequenze sperimentali. Quest’ultimo approccio è completamente originale ed è da considerare molto promettente, poiché esso è in grado dalle sequenze termografiche di produrre delle immagini sintetiche, in forma di “tempogrammi”, che sono molto meno affette dai tipici fenomeni di disturbo, dovuti alla disuniformità del riscaldamento, alle variazioni di spessore del rivestimento e alle variazioni delle proprietà ottiche della superficie. Inoltre sono state verificate le potenzialità applicative di uno strumento, già disponibile al CESI, basato sul fitting bi-logaritmico delle sequenze termografiche e ne sono stati evidenziati alcuni limiti di applicabilità nell’individuazione di distacchi e di difetti di barriere termiche di pale esercite. Mediante l’applicazione ad alcune sequenze termografiche ottenute dalle ispezioni in campo su pale montate sono stati infine confrontati fra loro i risultati ottenuti dall’applicazione delle diverse metodologie di elaborazione.