Controllo delle saldature

Controllo e classificazione saldature

Le implicazioni di sicurezza collegate all'uso della saldatura, soprattutto nel campo dei recipienti a pressione e dell'ingegneria civile hanno imposto criteri sulla garanzia dell'affidabilità delle saldature.

Questo controllo avviene su due fasi distinte:

1. Controllo del personale e del procedimento (controllo preventivo)

2. Controllo del giunto saldato (controllo di produzione)

Controllo e qualifica dei procedimenti di saldatura

La saldatura, nel caso che implichi problemi di sicurezza, deve essere effettuata solo da personale qualificato e utilizzando procedimenti qualificati, le norme di qualifica dei procedimenti variano a seconda del campo di applicazione ed a seconda del materiale che deve essere saldato. In particolare in ambito europeo si seguono le Euronorme EN 15614-1 per la qualifica dei procedimenti ad arco voltaico di acciai e leghe di nichel e le EN UNI 287 per la qualifica dei saldatori, mentre negli Stati Uniti si applicano le norme ASME Sect. IX.

In genere per qualificare un procedimento devono essere eseguiti dei talloni, che vengono controllati con metodi non distruttivi e da cui sono ricavati provini per prove distruttive (trazione, piegatura, resilienza, etc.)

Controllo dei giunti saldati dopo produzione

I giunti saldati, dopo l'esecuzione, vengono sottoposti a controlli non distruttivi più o meno estesi, a seconda dell'affidabilità richiesta al giunto, inoltre per un numero prefissato di metri di saldatura o di giunti (in dipendenza dal campo di applicazione) vengono prodotti altri talloni che saranno sottoposti a prove distruttive (generalmente quelle più significative fra quelle già subite nel corso della qualifica del procedimento).

Controllo non distruttivo

I Controlli Non Distruttivi (CND) sono il complesso di esami, prove e rilievi condotti impiegando metodi che non alterano il materiale e non richiedono la distruzione o l'asportazione di campioni dalla struttura in esame finalizzati alla ricerca ed identificazione di difetti strutturali della struttura stessa.

Si usa spesso l'acronimo NDT, derivato dal termine inglese Non Destructive Testing o l'acronimo PnD, derivato dal termine Prove non Distruttive.

Nel settore industriale ogni prodotto di importanza critica (travi per l'edilizia, viti di sostegno, componenti areounautici, componenti automobilistici, corpi a pressione) deve essere controllato per la verifica della sua integrità e conformità alle norme vigenti. E' noto infatti che una piccola cricca superficiale, innocua in condizioni normali, se sottoposta a sollecitazioni da fatica, cresce costantemente di dimensioni fino a portare a rottura il componente.

Vengono utilizzati i metodi di Controllo Non Distruttivo per l'analisi di ogni singolo pezzo, sostituendo in molti campi il più incerto "controllo distruttivo a campione".

Tra le metodologie di controlli non distruttivi sono citabili, in riferimento alla UNI EN 473 le seguenti

• 1. PT - Liquidi penetranti, si basa sull'esaltazione della visibilità di difetti superficiali mediante contrasto cromatico tra una sostanza liquida che penetra per capillarità nei difetti (penetrante) ed uno sfondo (rivelatore)
• 2. RT - Radiografia, comprendente i sistemi Raggi X e Raggi gamma
• 3. UT - Ultrasuoni, tecnica che fa impiego di onde acustiche ad alta frequenza (nell'ordine dei MHz per i materiali metallici, dei kHz per materiali più eterogenei quali quelli lapidei ed i conglomerati cementizi), e che comprende anche la metodologia TOFD.
• 4. ET - Correnti indotte, tipologia di controllo basato sullo studio della variazione di Impedenza di una bobina in funzione del campo magnetico indotto
• 5. ECT Eddy-current testing. Test che si basa sull'esame delle correnti parassite indotte mediante un campo magnetico alternato.
• 6. VT - Visual test, sistema di controllo visivo
• 7. MT - Magnetoscopia, Verifica delle alterazioni di flusso del campo magnetico in prossimità della superficie del particolare posto sotto esame
• 8. AT - Emissione acustica, sistema per l'identificazione di propagazione delle difettologie
• 9. TIR - Termografia, analisi della risposta termica in presenza di discontinuità del materiale.

Classificazione delle metodologie di controllo

Le metodologie di controllo possono essere classificate in diversi modi.

La prima differenziazione è fra metodologie volumetriche e superficiali.

Le prime mostrano indicazioni (difetti) presenti in tutto il volume dell'oggetto (RT, UT, AT, TIR), mentre le altre mostrano solo i difetti affioranti in superficie (PT, VT) o molto prossimi alla superficie su cui si sta effettuando il controllo (ET, MT).

Le metodologie volumetriche possono essere divise fra metodologie per trasmissione e metodologie per riflessione. I RT sono sempre per trasmissione, cioè devono attraversare tutto il pezzo per essere rivelati sulla faccia opposta a quella da cui sono entrati. Gli UT possono essere effettuati per trasmissione, nel caso di controlli particolari, utilizzando due sonde poste su due facce opposte dell'oggetto, ma, generalmente, sono effettuati per riflessione. TIR e AT si basano sull'emissione di energia da parte del pezzo in condizioni particolari, quindi devono essere classificati a parte.

I vantaggi dei metodi per trasmissione sono la minore attenuazione del segnale, che deve attraversare lo spessore dell'oggetto solo una volta, tuttavia richiedono che entrambe le superfici dell'oggetto siano accessibili, mentre i metodi per riflessione permettono che sia accessibile una sola superficie dell'oggetto. Le metodologie di controllo superficiali, ovviamente, richiedono l'accessibilità della superficie su cui vengono effettuati i controlli.