Nell’ambito del sottoprogetto Genin – Tecnologie Innovative di Generazione (Progetto Evingen), è stata effettuata un’attività riguardante le metodologie ultrasonore per la ricerca e la caratterizzazione non distruttiva di difetti in rotori di turbina a vapore e di turboalternatori. Obiettivo di questa attività era proporre soluzioni migliorative delle prestazioni dei sistemi per l’ispezione in servizio dei suddetti componenti, con particolare riferimento alle future necessità derivanti dalla messa a punto di cicli a vapore ultrasupercritici (USC). Infatti, l’impiego nei cicli USC di nuovi materiali e componenti, le cui prestazioni non possono essere state caratterizzate estensivamente, accrescerà probabilmente i requisiti diagnostici dei sistemi utilizzati nelle ispezioni in costruzione ed in servizio. È inoltre da prevedere che i nuovi rotori saranno solidi, quindi ispezionabili solamente dall’esterno, diversamente dai rotori in esercizio negli impianti italiani, forati centralmente ed accessibili, per il controllo ultrasonoro dalla superficie interna. I sistemi di ispezione ultrasonori tradizionali utilizzano sonde convenzionali, a fascio fisso. Negli anni recenti sono stati sviluppati sistemi a sonde multielemento (phased array), soluzione che consente il controllo elettronico del fascio ultrasonoro (i.e. angolo, larghezza, profondità del fuoco), utilizzando apparati e sonde dedicate. Una terza possibilità è elaborare i segnali acquisiti con il controllo automatizzato mediante sonde convenzionali, attraverso la tecnica SAFT (Synthetic Aperture Focussing Technique). Questa focalizzazione a posteriori, che certamente ha alcune limitazioni poiché per eseguire l’ispezione al meglio non si possono adattare le caratteristiche del fascio alla geometria del componente, migliora il rapporto segnale/rumore e la risoluzione laterale delle immagini ottenute con l’esame ultrasonoro, e consente un’accurata caratterizzazione dei probabili difetti. Nel corso dell’attività, un algoritmo SAFT è stato implementato in un sistema sperimentale e impiegato per mettere a punto la focalizzazione elaborando i segnali acquisiti su un pezzo campione. Successivamente, l’algoritmo è stato implementato come routine indipendente sul sistema di ispezione boresonico CESI. In questo modo è stato possibile sperimentare i vantaggi di SAFT anche utilizzando dati acquisiti su rotori di turbina forati. Nel caso dell’ispezione di rotori USC, dove sarà necessario operare dall’esterno, occorrerà utilizzare un sistema con funzioni e prestazioni adeguate. La ricostruzione efficace delle mappe ultrasonore mediante SAFT prevede ad esempio la scansione automatizzata con passi abbastanza piccoli (fino a 1 mm) e realizzati con buona accuratezza, e l’acquisizione di segnali ultrasonori mantenendo nel campionamento un riferimento di fase costante. Perciò sono stati definiti i requisiti funzionali di un sistema per l’ispezione dall’esterno di rotori, considerando in primo luogo l’attrezzatura meccanizzata. Sulla base di queste specifiche è stato effettuato uno studio di fattibilità che ha consentito di valutare concretamente le problematiche inerenti la realizzazione di un tale sistema. La valutazione di fattibilità del sistema è completata dai risultati di

un’indagine sulla disponibilità di hardware elettronico per il campionamento digitale di segnali ultrasonori con modalità e velocità ottimali per l’applicazione della metodologia SAFT.