La continuità di esercizio degli impianti di generazione termoelettrici dipende dall’integrità dei componenti più critici, quali linee di vapore principale e risurriscaldato. Un difetto tendenzialmente evolutivo, tipo cricca, accertato sulla superficie esterna, per esempio delle saldature testa-testa o tubo-bocchello a seguito di un controllo effettuato in una fermata breve, può essere in genere eliminato mediante molatura, consentendo in tal modo l’ulteriore esercizio del componente. Se il controllo accertasse un difetto non immediatamente riparabile, ad esempio un difetto interno e/o affiorante internamente, potrebbe risultare necessario effettuare la riparazione, con conseguente allungamento dei tempi di fermata. Una metodologia di monitoraggio capace di mantenere sotto controllo la stabilità o l’eventuale crescita del difetto durante l’esercizio consentirebbe di modulare in modo più flessibile la programmazione a breve – medio termine della riparazione (esercizio “sotto condizione”, con trasferimento dell’indisponibilità da accidentale a programmata, sia pure e breve termine), con notevoli vantaggi in termini economici e di continuità del servizio e senza pregiudizio per la sicurezza. La tecnica ultrasonora impiegata nelle ispezioni in servizio ha in linea di principio anche le potenzialità per un efficace controllo on line della stabilità o eventuale evoluzione di un difetto accertato. I sensori piezoelettrici a contatto hanno tuttavia difficoltà ad operare su impianti in esercizio a causa della limitata resistenza dei sensori – e in particolare dei fluidi accoppianti – per temperature di parete uguali o superiori a 500°C. Tale condizione può invece essere tollerata da sensori ultrasonici "no contact" di tipo EMAT (ElectroMagnetic Acoustic Transducers). Nell’ambito del Progetto SENNA, obiettivo delle Milestones 1.3.3-1.3.4 è mettere a punto e sperimentare con prove di laboratorio una tecnica EMAT in grado di accertare la stabilità di difetti planari potenzialmente evolutivi, tipo cricca, e di operare su componenti d’impianto, in condizioni di esercizio. Scopo della Milestone 1.3.3, a cui si riferisce il presente rapporto, è in particolare lo studio della metodologia di interrogazione del difetto con ultrasuoni e la progettazione di sensori “no contact” EMAT compatibili con temperature di esercizio dell’ordine di 500°C o superiori. Sulla base di un’analisi del problema diagnostico e dei requisiti del monitoraggio, l’attività ha identificato i metodi d’indagine potenzialmente più efficaci e realizzabili con un sensore EMAT per alta temperatura. L’attività si è articolata su tre linee principali: • Modi d’interrogazione per la rilevazione di difetti su componenti in esercizio

• Metodi di elaborazione dei segnali acquisiti dal sensore EMAT • Progetto di un sensore compatibile con la misura su superficie in esercizio ad alta temperatura. L’attività è stata avviata e condotta con la collaborazione del Dipartimento di Elettronica e Automazione (DEA) dell’Università di Brescia. Lo studio ha consentito di individuare i modi d’interrogazione più promettenti, rivolti a circoscrivere l’area del difetto utilizzando i segnali riflessi (in particolare la tecnica wave splitting), o ad evidenziarne presenza e dimensioni modificando la risposta acustoelastica del volume interessato dal difetto. Queste soluzioni sono attuabili progettando sensori EMAT compatibili con l’alta temperatura di esercizio, costruendo per esempio bobine su supporto ceramico per migliorare la tolleranza all’alta temperatura, mentre per il campo magnetico statico si può considerare, in alternativa al raffreddamento dei magneti permanenti, un elettromagnete impulsato in modo sincrono con l’impulso inviato per la generazione del segnale ultrasonoro. Per la diagnosi durante il monitoraggio, oltre alle coppie ampiezza / tempo impiegate per valutare posizione e estensione di difetti accertati nelle ispezioni in servizio, sono utilizzabili anche tecniche di analisi avanzate, basate sull’estrazione di features dei segnali o metodi avanzati di analisi multivariata ad esempio con reti neurali. Le soluzioni più promettenti saranno oggetto di sperimentazione nell’ambito della continuazione e conclusione di questo studio (Milestone 1.3.4 del progetto SENNA).