Ottimizzazione e sviluppo della sonda rotante per ispezione ultrasonora di assili ferroviari

The subject of this thesis is the ultrasonic inspection procedure, which is used during the scheduled maintenance operations of the railway full section axles. This procedure has been modelled in a virtual ambient by using an NDT inspection simulation software. The physic model has been adjusted thanks to experimental tests on some sample axles which contained artificial flaws and the experimental characterization of the material attenuation parameter. Statistic assumptions, typically valid to represent the behavior of sets of ultrasonic flaws reply data, showed they were not suitable to carry out the inspection reliability by the analysis of the data obtain by MAPOD method, particularly when great superficial extension flaws are concerned. The introduction of a new statistics model allowed to calculate the POD curves of control procedure. By comparing the abovementioned curves , obtained varying the ultrasonic test characteristics parameters, we finally reached the optimal configuration. In order to overcome some limits we stated on actually used instrumentation, we considered the good possibility to introduce a new probe type based on phased array technology.

La presente tesi di laurea ha come oggetto di studio la procedura d’ispezione ultrasonora utilizzata nell’attività di manutenzione programmata degli assili ferroviari a sezione piena. Tale procedura è stata modellata in ambiente virtuale con un software di simulazione ispettiva. Il modello di simulazione è stato tarato grazie a prove sperimentali su assili campioni contenenti difetti artificiali e alla caratterizzazione sperimentale del parametro di attenuazione del materiale. Le ipotesi statistiche, tipicamente valide per rappresentare il comportamento di di insiemi di dati di risposta ultrasonora ottenuti su più prove, si sono dimostrate inadatte per la valutazione con tecnica MAPOD dell’affidabilità ispettiva, in particolare per difetti di grande estensione superficiale. L’introduzione di un nuovo modello statistico ha permesso di calcolare le curve POD della procedura di controllo e di confrontare i risultati ottenuti al variare dei parametri caratteristici della prova, permettendone l’ottimizzazione. Per superare alcuni dei limiti riscontrati sulla strumentazione in uso, è stata infine valutata la possibilità di introdurre una nuova tipologia di trasduttori basati sulla tecnologia phased array.