Eddy Current Testing for pitting corrosion detection in carbon steel rebars

Rebars corrosion causes deterioration, reduction of service life and sometimes collapse of reinforced concrete structures. Early identification of the areas of ignition and propagation of localized corrosion, before cracking and expulsion of concrete cover, allows to plan targeted maintenance, preventing the aggravation of the phenomenon. In literature there are few examples of detection with non-destructive techniques of corrosive phenomena at early stage. Among these, magnetic induction approaches seem particularly suitable, given their sensitivity to the surface conditions of metallic elements. Therefore, in this research the possibility of using a commercial eddy current instrument combined with a self-built probe was explored. Several rebars of two different diameters were cast into concrete small-scale beams and subjected to different degrees of accelerated corrosion in the presence of chloride solution. The electrical impedance of rebars was scanned in longitudinal direction, placing the probe at different distances and using different driving frequencies. Then, the correlations between the variation of electrical resistance and the percentage loss of area, the loss of volume and the length of the corroded area were investigated. In addition, for this last parameter, it was attempted a correlation with signal persistence. In conclusion, a possible extension of the method to real elements is discussed, reporting suggestions and proposals for future processing of acquired data, for improvements to the test set-up and for alternatives to the adopted approach.

La corrosione delle armature è causa di deterioramento, riduzione della vita utile e talvolta collasso delle strutture in calcestruzzo armato. L’identificazione precoce delle aree di innesco e propagazione della corrosione localizzata, prima della fessurazione ed espulsione del copriferro, permette la pianificazione di manutenzioni mirate, prevenendo l’aggravamento del fenomeno. In letteratura sono riportati pochi esempi di rilevazione con tecniche non distruttive di fenomeni corrosivi in una fase iniziale. Tra queste, le tecniche a induzione magnetica sembrano particolarmente adatte, vista la loro sensibilità alle condizioni superficiali degli elementi metallici. Pertanto, in questa ricerca è stata esplorata la possibilità di utilizzo di uno strumento commerciale a correnti parassite abbinato a una sonda auto-costruita. Diverse barre ad aderenza migliorata di due diametri differenti sono state gettate in travetti di calcestruzzo e ivi sottoposte a diversi gradi di corrosione accelerata in presenza di una soluzione di cloruro di sodio. L’impedenza elettrica delle barre è stata scansita longitudinalmente, posizionando la sonda a diverse distanze e alimentandola a diverse frequenze. In tal modo sono state indagate le correlazioni fra la variazione percentuale di resistenza elettrica e la perdita percentuale di area, la perdita di volume e la lunghezza dell’area corrosa. Per quest’ultima è anche stato svolto un tentativo di correlazione con la persistenza del segnale. In conclusione, viene discussa una possibile estensione del metodo a elementi reali, riportando suggerimenti e proposte per future elaborazioni dei dati acquisti, per miglioramenti al set-up di prova e per alternative all’approccio impiegato.