Come scegliere l’agente di copertura giusto per un estensimetro?
Scelta dei materiali di copertura e visione d’insieme degli stessi
La qualità di una misura effettuata con un estensimetro dipende essenzialmente dal tipo di installazione e dal design del punto di misura. Per ottenere risultati esenti da problemi, bisogna tenere conto di alcuni fattori fondamentali, quali un’attenta preparazione della superficie di installazione, un collegamento corretto e l’impiego di una copertura di protezione.
Appena terminata l’installazione di un estensimetro, è necessario provvedere a un’accurata protezione del punto di misura sulla superficie del componente dagli agenti atmosferici utilizzando un materiale di copertura.
Scelta del materiale di copertura
Nella scelta del materiale di copertura, è necessario tenere in considerazione i fattori seguenti:
- Condizioni ambientali durante la misurazione
- Durata della misurazione
- Vita utile richiesta
- Precisione della misurazione
- L’oggetto da misurare non deve essere solidificato in maniera irreversibile; e
- Il materiale che viene a contatto con il punto di misura, compreso il cavo per il collegamento, deve avere un’elevata resistenza all’isolamento e non deve innescare reazioni chimiche o corrosione.
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Condizioni del punto di misura
- Il punto di misura deve essere in condizioni perfette prima di essere coperto, ossia deve essere privo di sporcizia, umidità, sudore proveniente dalle mani dell’operatore e residui di saldatura.
- Il punto di misura deve essere coperto subito dopo l’installazione.
- Se non è possibile evitare l’installazione dell’estensimetro in condizioni di umidità (scadenze, brutto tempo, locali umidi), l’oggetto da misurare deve essere essiccato in forno laddove possibile; in caso ciò non sia possibile, il punto di misura deve essere asciugato con un asciugacapelli o con un altro strumento con la stessa funzione.
- L’agente di copertura deve aderire completamente all’area circostante il punto di misura. Eventuali difetti e capillarità costituiscono infatti punti di accesso da cui potrebbero penetrare sostanze aggressive. Il legame tra l’agente di copertura e l’area circostante deve rimanere invariato per tutto il periodo di vita utile del punto di misura. L’area circostante (circa 1 o 2 cm oltre l’estremità esterna dell’adesivo) e il punto di contatto dell’adesivo devono quindi essere puliti in maniera approfondita. Il sudore delle mani (punte delle dita) può causare la formazione di ruggine sotto all’agente di copertura e renderlo quindi inefficace nonostante le perfette condizioni iniziali.
- Gli ingressi dei cavi devono essere sigillati con cura. L’agente di copertura deve circondare le estremità dei cavi, anche nella parte inferiore, per garantire che non siano presenti canali o capillari attraverso i quali l’umidità potrebbe penetrare nella copertura. In caso di cavi multiconduttore, incastrare i cavi singolarmente nell’agente di copertura e coprire anche una parte della guaina dei cavi con l’agente di copertura. In condizioni ambientali critiche, irruvidire l’isolamento dei cavi e poi sgrassarlo con un solvente senza agenti chimici.
- Utilizzare solamente materiali di copertura raccomandati dai produttori degli estensimetri per proteggere l’estensimetro e lo strato adesivo.
Nella tabella sono riportati alcuni dei materiali di copertura più comuni:
Materiale di copertura | Intervallo di temperatura della resistenza all’aria | Metodo di applicazione | Condizioni di solidificazione | Componenti |
AK 22 Stucco viscoso | -30°C … +75°C [-22°F … +248°C] | Stesura a mano | – | Stucco adesivo viscoso da impastare e stendere |
ABM 75 Lamina di alluminio per composto da impastare | -196°C … +75°C [-321°F … +167°C] | Pressione manuale | – | Lamina di alluminio spessa 0,05 mm , coperta con composto da impastare spesso 3 mm |
NG 150(1) Gomma nitrilica | -269°C … +150°C [-452°F … +302°C] | Applicazione con pennello | Lasciata asciugare all’aria a temperatura ambiente | Gomma nitrilica trasparente senza solventi a un solo componente |
SG 250 Gomma siliconica trasparente | -70°C … +250°C [-94°F … +482°C] | Applicazione dal tubetto | Temperatura ambiente | Gomma siliconica trasparente senza solventi a un solo componente |
PU 140(1) Vernice poliuretanica | -40°C … +140°C [-40°F … +284°C] | Applicazione con pennello | Temperatura ambiente … +80°C (… +176°C) | Vernice poliuretanica con solvente a un solo componente |
SL 450 Resina siliconica trasparente | -50°C … +450°C [-58°F … +842°C] | Applicazione con pennello | A intervalli di temperatura compresi tra +95°C e +315°C (+203°F … 599°F) | Resina siliconica trasparente con solvente |
(1) PU 140 e NG 150 non possono essere utilizzati insieme
Agenti combinati
Spesso un solo agente di copertura non è sufficiente per proteggere efficacemente il punto di misura. Alcuni esempi di combinazioni di agenti diversi sono forniti da AK22 e ABM75 (massa plastica più lamina di alluminio). Per aggiungere ulteriore protezione meccanica alla lamina di metallo, è possibile applicare uno strato di materiali extra come la gomma siliconica SG250.
Quando si realizzano coperture multi-strato, assicurarsi che ogni strato sia perfettamente solidificato prima di applicare il successivo. Ogni strato deve, inoltre, sovrapporsi a quello sottostante per diversi millimetri su tutti i lati.
Spesso, su uno stesso punto di misura agiscono diversi elementi, ad esempio olio e acqua. In questi casi, ad esempio, ABM75 solubile in olio deve essere applicato direttamente sull’estensimetro, coperto con una lamina di alluminio come barriera anti-diffusione; si deve poi applicare una resina epossidica resistente all’olio come strato finale.
La protezione multi-strato è fondamentale per le sostanze indefinibili, come ad esempio l’acqua di mare. Gli strati superiori che non entrano in contatto con l’estensimetro possono essere realizzati in materiali diversi da quelli indicati, ad esempio asfalto. Questi materiali, però, non devono dissolvere o alterare dal punto di vista chimico gli strati sottostanti. La loro resistenza all’isolamento elettrico non è invece rilevante.
È possibile ottenere una protezione assoluta per un periodo di tempo illimitato solamente utilizzando un contenitore metallico sigillato ermeticamente. Questo tipo di protezione può essere implementato per i trasduttori commerciali standard. L’implementazione di estensimetri con protezione ermetica a scopo sperimentale implica però costi aggiuntivi molto elevati.