Index Manuals MANUALE DI PROGETTAZIONE PER STRUTTURE IN ACCIAIO INOSSIDABILE. QUARTA EDIZIONE (2017)
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La EN 1993-1-2 attualmente fornisce diverse formulazioni per modellare il
legame sforzo deformazione dell’acciaio inossidabile. È probabile che nella
prossima revisione della EN 1993-1-2 sarà introdotto il modello riportato nelle
equazioni (8.46), (8.47) e (8.48) in quanto, essendo un modello modificato della
formulazione di Ramberg-Osgood, è coerente con la formulazione ormai
largamente diffusa per il comportamento a temperatura ambiente (APPENDICE
C). Il nuovo modello proposto è inoltre più accurato e meno complesso anche
grazie all’utilizzo di parametri dal chiaro significato fisico.
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FATICA
Nelle strutture, in tutto o in parte sottoposte a significative sollecitazioni variabili,
particolare attenzione deve dedicarsi al fenomeno della fatica. In genere ciò non è
necessario per strutture di edifici, salvo che per gli elementi di sostegno di
ascensori e montacarichi, macchinari vibranti, carichi mobili e per gli elementi
soggetti ad oscillazioni per effetto del vento.
Analogamente alle strutture in acciaio al carbonio, la presenza concomitante di
sollecitazioni severe e giunti saldati con inevitabile presenza di difetti (porosità,
piccoli intagli) comporta in questi punti una probabilità di rottura per fatica
maggiore rispetto alle altre parti della struttura. Per gli acciai inossidabili
austenitici e duplex valgono le stesse direttive seguite per gli acciai al carbonio
nella valutazione della resistenza a fatica, vedi EN 1993-1-9.
Per ridurre la vulnerabilità di una struttura nei confronti della fatica, molto può
essere ottenuto adottando corrette pratiche di progettazione, che implicano una
giudiziosa selezione della configurazione strutturale ed una accurata scelta dei
dettagli costruttivi resistenti a fatica. Già nelle prima fasi della progettazione
bisogna tener conto degli effetti della fatica. Se gli effetti della fatica vengono
analizzati solo in seguito alla valutazione degli altri aspetti della progettazione, si
possono ottenere realizzazioni non adeguate o eccessivamente costose. E'
importante considerare, allo stesso tempo, le esigenze dei fornitori e dei costruttori.
A tal proposito si raccomanda di prevedere tempestive consultazioni tecniche con i
fornitori ed i costruttori per evidenziare le zone più sensibili della struttura verso le
rotture a fatica, per concordare precauzioni particolari ed essere al corrente di
eventuali problemi di fabbricazione e di montaggio. In particolare, occorre tenere
conto, nella valutazione della resistenza a fatica, della presenza di fori o di attacchi
per il sollevamento ed il montaggio della struttura.
Eventuali problemi di fatica possono essere eliminati con opportuni accorgimenti
nei dettagli costruttivi ed evitando:
bruschi cambiamenti delle sezioni trasversali e, in generale, zone di
concentrazione delle sollecitazioni;
disallineamenti ed eccentricità;
piccole discontinuità dei materiali, come scalfitture e marcature da molatura;
saldature non strettamente necessarie di elementi secondari, ad es. per la
movimentazione delle strutture;
saldature a penetrazione parziale, a cordoni d’angolo, intermittenti, e con barrette
di sostegno;
schizzi delle saldature ad arco.
Nonostante le tecniche di saldatura perfezionate, come quella con controllo del
profilo del cordone, la molatura del piede del cordone, e la martellatura, possano
migliorare la resistenza alla fatica dei giunti, i dati disponibili sono insufficienti per
quantificare gli eventuali vantaggi per gli acciai inossidabili. Occorre inoltre tener
presente che per le tecniche sopra citate, è necessario operare, per ottenere i
massimi benefici, con personale tecnico specializzato ed esperto.
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10 PROVE
10.1 Generalità
Le prove su elementi fabbricati e membrature in acciaio inossidabile possono
essere richieste per numerose ragioni:
se si vuole tener conto del miglioramento della resistenza agli angoli di
elementi formati a freddo (cfr. 2.2.1).
se le dimensioni di un elemento vanno oltre i limiti ammessi (come quelli
forniti in 5.2).
se alcune strutture o loro componenti devono basarsi sui risultati delle prove di
un prototipo.
se è richiesta la conferma del rispetto nella produzione di caratteristiche
precedentemente concordate.
Per gli acciai inossidabili valgono le stesse precauzioni e gli stessi requisiti delle
procedure di prova e di valutazione dei risultati che si applicano per gli acciai al
carbonio. Si raccomanda a tale proposito di consultare il Cap. 5.2 e l’Allegato D
della EN 1990 e il Cap. 9 e l’Allegato A della EN 1993-1-3. Esistono, comunque,
determinati aspetti sul comportamento degli acciai inossidabili che richiedono una
progettazione più accurata delle prove rispetto a quella effettuata per gli acciai al
carbonio. Viene fornita qui di seguito una breve rassegna orientativa.
10.2 Determinazione della curva sforzo/deformazione
Quando si conducono prove di trazione su campioni di acciaio inossidabile, si
raccomanda che il carico sia applicato tramite perni passanti attraverso le estremità
di un campione e di area sufficiente per resistere allo sforzo di taglio durante la
prova. Questo per garantire che il carico sul provino sia applicato assialmente,
permettendo così di ricavare l'effettivo andamento della curva sforzo/deformazione
senza alcun effetto secondario dovuto ad un prematuro snervamento per
l'eccentricità del carico. L’assialità del carico può essere verificata da prove in
campo elastico con un estensimetro disposto a varie orientazioni rispetto al
campione. Siccome l’acciaio inossidabile mostra un comportamento anisotropo
(caratteristiche di sforzo-deformazione differenti in direzione parallela e trasversale
a quella di laminazione), con valori di resistenza maggiori in direzione trasversale,
si raccomanda di tenere in considerazione quest’aspetto nell’orientamento del
campione da testare. L’acciaio inossidabile ha un comportamento fortemente
dipendente dalla velocità di deformazione, per verificare le proprietà meccaniche
ad esempio fornite nel certificato del prodotto, è necessario applicare le stesse
velocità di deformazione.
10.3 Prove sulle membrature
Si raccomanda che le prove sulle membrature siano in piena scala, o quanto più
prossime ad essa, in relazione alla disponibilità di apparecchiature, e che i
campioni siano ricavati con gli stessi processi di fabbricazione degli elementi che
costituiranno la struttura definitiva. Se i componenti sono saldati, il campione
prototipo deve essere stato saldato con la stessa tecnica.
Poiché l’acciaio inossidabile può presentare anisotropia si raccomanda che i
provini siano ottenuti da lamiere e nastri orientati nello stesso verso
(ossia,
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trasversalmente o parallelamente alla direzione di laminazione) dei materiali che
verranno utilizzati per la struttura definitiva. Se l'orientamento finale non è noto o
non può essere garantito, può essere necessario eseguire prove sia in direzione
parallela, sia trasversale ed adottare per i calcoli i valori meno favorevoli ottenuti.
Per materiali incruditi, la resistenza a trazione e a compressione deve essere
determinata nella direzione dell’incrudimento. La valutazione dei risultati delle
prove deve essere effettuata facendo riferimento alla resistenza corrispondente.
Gli acciai inossidabili presentano duttilità ed incrudimento superiori a quelli degli
acciai al carbonio e perciò potrebbe essere necessario che le attrezzature di prova
siano di prestazioni superiori rispetto a quelle per gli elementi in acciaio al
carbonio di equivalente resistenza allo snervamento. Ciò vale non solamente per la
capacità di applicazione del carico delle apparecchiature, ma anche per l'ampiezza
delle deformazioni dei provini da esse causate.
Va osservato che, sotto carichi più elevati sui provini, gli effetti dello scorrimento si
manifestano maggiormente, di conseguenza le letture delle deformazioni e degli
spostamenti non si stabilizzano entro intervalli di tempo ragionevoli.
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11 ASPETTI LEGATI ALLA
FABBRICAZIONE
11.1 Introduzione
Questo capitolo intende approfondire, a beneficio dei progettisti, particolari aspetti
della fabbricazione degli acciai inossidabili, con una serie di raccomandazioni per
la "buona pratica di fabbricazione"; intende inoltre stabilire le modalità di
accertamento preliminare dell'idoneità di un produttore.
L'acciaio inossidabile non è un materiale di difficile lavorazione, sebbene sia per
molti aspetti diverso dall’acciaio al carbonio e deve quindi essere trattato
conseguentemente. Molti processi di fabbricazione e di giunzione sono simili a
quelli degli acciai al carbonio, ma le caratteristiche differenti degli acciai
inossidabili richiedono attenzione speciale in molti aspetti di tali processi. E' quindi
essenziale che si stabiliscano opportuni contatti fra progettisti e costruttori fin dalle
prime fasi della progettazione per assicurare che siano adottati i metodi di
produzione più indicati.
Un obiettivo irrinunciabile è il mantenimento delle proprietà anticorrosione. E'
indispensabile adottare le opportune cautele in tutte le fasi di immagazzinamento,
movimentazione e formatura per ridurre al minimo le possibili cause di
compromissione della formazione dello strato auto passivante. Particolare
attenzione deve essere posta nel ristabilire la completa resistenza alla corrosione
delle zone saldate. Sebbene fondamentali, le precauzioni sono semplici e, in linea
di massima, fanno parte della "buona pratica" di progetto.
E' importante preservare un buon aspetto delle superfici dell’acciaio inossidabile in
ogni fase della fabbricazione. I difetti superficiali sono esteticamente poco
gradevoli e per lo più inaccettabili, dal momento che rimediarvi richiede sovente
tempo ed un imprevisto impegno economico. Mentre normalmente i difetti di
strutture in acciaio al carbonio sono nascosti dalla verniciatura, questa può avvenire
solo di rado per le strutture in acciaio inossidabile.
La forma di una struttura può essere dettata dal tipo di materiale disponibile; al
riguardo si deve riconoscere che la disponibilità di elementi in acciaio inossidabile
laminati a caldo è assai inferiore a quella degli acciai al carbonio con un
conseguente uso più vasto di elementi formati a freddo e saldati. Inoltre, date le
usuali dimensioni delle presse, si ottengono elementi relativamente più corti che
implicano un maggior numero di giunti assiali. Nel definire la forma dei giunti, va
tenuto conto delle tolleranze per i bulloni in prossimità dei raggi di piegatura e del
probabile manifestarsi di problemi dovuti alle distorsioni causate dalle saldature.
11.2 EN 1090 Esecuzione di strutture di acciaio e
di alluminio
La fabbricazione e l’esecuzione delle strutture in acciaio inossidabile deve essere
conforme alla normativa armonizzata EN 1090. I materiali da costruzione realizzati
conformemente alla EN 1090, se destinati all’installazione nell’Area Economica
Europea, devono essere marcati con il marchio CE. La EN 1090 copre i prodotti in
acciaio inossidabile austenitici, duplex e ferritici, sia formati a freddo che laminati
a caldo.
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La Parte 1 della EN 1090 riguarda i
Requisiti per la valutazione di conformità dei
componenti strutturali. In questa parte si descrive la modalità che i produttori
devono adottare per dimostrare che i loro prodotti rispettano i requisiti dichiarati.
La Parte 2 della EN 1090 riguarda i
Requisiti tecnici per strutture di acciaio.
Specifica i requisiti, in fase di esecuzione delle strutture in acciaio, atti ad
assicurare un livello adeguato di resistenza meccanica e stabilità, sia per le
esigenze di servizio che di durabilità. Questa parte definisce le caratteristiche che il
produttore deve assicurare e garantire secondo quanto prescritto nella Parte 1.
Copre un ampio range di strutture in acciaio al carbonio e acciaio inossidabile,
realizzate sia con prodotti laminati a caldo che formati a freddo. Si applica ai
componenti strutturali degli edifici e di strutture simili.
11.3
Classe di Esecuzione
La classe di esecuzione deve essere determinata in accordo con quanto specificato
nell’Allegato C della EN 1993-1-1. Esistono quattro classi di esecuzione, dalla
EXC4 (la più impegnativa) alla EXC1. La classe di esecuzione definisce il livello
di affidabilità della struttura che è dipendente dalla gravità delle conseguenze
causate dal collasso della stessa o di una sua parte, e determina i requisiti per
l’esecuzione. Ciascuna classe è collegata ad una serie di requisiti per la
fabbricazione e l'esecuzione in situ, che sono riportati nell’Allegato A.3 della EN
1090-2.
La classe di esecuzione definisce il livello di Controllo del Processo di Fabbrica
(CPF) che il carpentiere deve mettere in atto. Per le carpenterie metalliche con
marcatura CE il CPF è certificato. I carpentieri ed i costruttori possono essere
certificati per uno dei quattro livelli di Controllo del Processo di Fabbrica (CPF),
ciò di fatto limita il tipo di struttura che il costruttore/carpentiere può realizzare. Ad
esempio un carpentiere con certificato CPF per EXC2 può realizzare strutture
metalliche solo se ricadono nell’EXC1 o 2. La classe di esecuzione dunque può
essere vista come un sistema per identificare i carpentieri in grado di realizzare la
struttura rispettando il livello richiesto di qualità e di controllo durante la
fabbricazione, al fine di soddisfare le assunzioni progettuali.
La classe di esecuzione viene specificata per la struttura nel suo insieme, per un
suo componente e/o per il singolo dettaglio. In alcuni casi la classe di esecuzione
sarà la stessa per la struttura e tutte le sue parti, in altri casi la classe di esecuzione
del singolo componente o del dettaglio possono essere diverse dalla classe di
esecuzione della struttura nel suo insieme.
I fattori che governano la selezione della classe di esecuzione sono:
L’affidabilità richiesta (sulla base della classe di conseguenza o della classe di
affidabilità o entrambe in accordo con la EN 1990),
Il tipo di struttura, componente o dettaglio,
Il tipo di carico per il quale la struttura, il componente o il dettaglio sono
progettati (statico, quasi-statico, fatica o sismico).
Sebbene ogni edificio debba essere considerato come caso a sé stante, si può
affermare in via del tutto generale che la classe di esecuzione
2 (EXC2) è
appropriata per la maggior parte degli edifici non in zona sismica. La classe di
esecuzione
4
(EXC4) deve essere adottata per strutture con conseguenze
estremamente gravi in caso di collasso. Gli Allegati Nazionali alla EN 1993-1-1
riportano ulteriori linee guida per la selezione della classe di esecuzione.
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Per evitare un inutile aggravio dei costi, è utile non essere eccessivamente
conservativi nello specificare la classe di esecuzione. Per esempio, se il progetto
richiede una classe di esecuzione EXC2 ma in aggiunta anche una piena
tracciabilità
(come richiesto dalla EXC3) invece della tracciabilità parziale
specificata per EXC2, allora q preferibile specificare EXC2 con l’aggiunta di un
più alto livello di tracciabilità invece di indicare EXC3 che genererebbe una serie
di richieste aggiuntive e, in questo caso, sovrabbondanti.
11.4 Immagazzinamento e movimentazione
Generalmente in fase di immagazzinamento o di movimentazione degli acciai
inossidabili occorre una maggior cura rispetto agli acciai al carbonio, allo scopo di
non danneggiare la loro finitura superficiale (specie le superfici a ricottura brillante
o levigate) e di impedire contaminazione con ghisa o acciaio al carbonio. Le
procedure di stoccaggio e di movimentazione devono essere concordate fra gli
interessati, definite in anticipo rispetto ad ogni ciclo di fabbricazione e dettagliate
sufficientemente per soddisfare esigenze speciali. Tali procedure ad es. prevedono
che:
L'acciaio sia controllato per verificare l'assenza di danni superficiali
immediatamente dopo la consegna.
L'acciaio può essere rivestito con plastica o altro materiale, che deve essere
lasciato per il tempo più lungo possibile prima dell’assemblaggio finale. Il
rivestimento di protezione deve, all'occorrenza, essere specificato negli ordini
di acquisto (es., in caso di finitura brillante).
Se l’acciaio è protetto con un film plastico adesivo la sua resistenza ai raggi
UV deve essere dichiarata in maniera da prevenirne il deterioramento
prematuro e la contaminazione della superficie con adesivo residuo. Il film
adesivo andrà rimosso prima dello scadere della vita di servizio dichiarata dal
produttore che generalmente è di 6 mesi.
Bisogna evitare l’immagazzinamento in atmosfere saline umide. Se questo
non è possibile bisogna predisporre un imballo che prevenga l’intrusione dei
sali. Se c’q rischio di esposizione a sali bisogna rimuovere i film protettivi
poiché sono permeabili sia ai sali che all’umidità e dunque causano la
condizione ideale per la corrosione interstiziale.
Le rastrelliere di deposito non devono presentare superfici ruvide in acciaio al
carbonio e devono perciò essere ricoperte da listelli o guaine di legno, gomma
o plastica. Fogli e lamiere devono essere preferibilmente accatastati in
verticale; se disposti orizzontalmente, i fogli possono spostarsi con rischio di
essere contaminati da acciai al carbonio e di subire danni in superficie.
Elementi di sollevamento in acciaio al carbonio, tipo catene, ganci, supporti,
siano evitati; anche in questo caso, l'impiego di materiali isolanti o di ventose
impedisce all'acciaio inossidabile di essere contaminato con acciaio al
carbonio; le forche dei carrelli devono essere protette.
Si impedisca il contatto con prodotti chimici, compresi lubrificanti oli e grassi
che potrebbero danneggiare determinati tipi di finitura.
Idealmente, i locali in cui è presente acciaio inossidabile dovrebbero essere
distinti da quelli destinati agli acciai al carbonio; per la lavorazione degli
acciai inossidabili dovrebbero essere usati solo utensili dedicati (ciò vale in
maniera particolare per le mole e per le spazzole metalliche). Da notare che
queste ultime, e la cosiddetta "lana d’acciaio", devono essere in acciaio
inossidabile e generalmente di qualità simili sotto il profilo della resistenza a
corrosione (in altri termini, non adoperare spazzole in acciaio inossidabile
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ferritico o di leghe austenitiche inferiori su acciai inossidabili di una certa
resistenza alla corrosione)
A titolo precauzionale, in fase di fabbricazione e di montaggio, ci si assicuri di
asportare ogni bava a spigolo vivo, dovuta alle operazioni eseguite con cesoie.
Sia data la debita importanza ad ogni esigenza di protezione della finitura del
materiale durante il trasporto.
Linee guida per la rimozione delle contaminazioni sono riportate nella ASTM
A380.
11.5 Operazioni di formatura
Gli acciai inossidabili austenitici incrudiscono significativamente durante la
formatura a freddo. Questo da una parte è un vantaggio permettendo elevati tassi di
deformazione senza rischio di rottura, d’altronde ha anche degli svantaggi in
quanto è necessario porre maggiore attenzione ai metodi ed alle velocità di
formatura e specialmente di taglio. La sensibilità all’incrudimento q diversa da
grado a grado, per esempio il grado 1.4318 tra quelli impiegati nelle costruzioni è
quello che incrudisce più velocemente. Gli acciai ferritici sono più facili da
laminare per ottenere superfici piane rispetto agli acciai austenitici.
11.5.1 Taglio
L'acciaio inossidabile è un materiale relativamente più costoso rispetto ad altri
metalli e deve essere posta cura per evitare sfridi eccessivi nelle operazioni di
taglio. Va fatto notare che si potranno verificare maggiori sfridi se il materiale ha
una satinatura (o un motivo monodirezionale) che occorre conservare in fase di
fabbricazione. Alcune tracce lasciate da matite o penne per la marcatura
dell’acciaio sono difficili da eliminare o danno luogo a macchie se apposte
direttamente sulla superficie
(e non su un qualunque film protettivo). Prima
dell’uso bisogna controllare sia i marker che i solventi per la loro compatibilità con
l’acciaio inossidabile.
L'acciaio inossidabile può essere tagliato con i metodi classici, come mediante
cesoie e seghe; ma la potenza richiesta, a causa dell'incrudimento, è maggiore
rispetto a quella che occorre per un acciaio al carbonio. Se possibile, il taglio (e in
generale ogni lavorazione su macchina utensile) deve eseguirsi su materiale ricotto
per limitare l'incrudimento e l'usura degli utensili.
Si applicano anche tecniche ad arco plasma che si dimostrano particolarmente utili
per tagliare lastre spesse e profilati fino a 125 mm di spessore e quando i bordi
devono essere lavorati a macchina, ad es. per poter essere saldati. Il taglio ad acqua
è adatto per spessori di acciaio inossidabile fino a 200 mm, senza riscaldo né
distorsione né influenza sulle proprietà. Il taglio laser q adatto per l’acciaio
inossidabile specialmente quando le tolleranze siano strette o quando la forma
finale sia piuttosto complessa: i bordi di taglio che si ottengono con questo metodo
sono di buona qualità con basso rischio di distorsione dell’acciaio. Per tagli lineari
sono largamente impiegate cesoie a ghigliottina. Usando ghigliottine ad estremità
aperte, può eseguirsi un taglio continuo in lunghezza maggiore delle lame taglianti,
sebbene si corra il rischio di avere gradini sul bordo tagliato. Il taglio a fiamma
ossiacetilenica non è adatto per gli acciai inossidabili, a meno che non si operi con
la tecnica della polvere flussante.
11.5.2 Formatura a freddo
L'acciaio inossidabile si può modellare rapidamente con metodi usuali di formatura
a freddo, tipo piegatura, imbutitura, pressatura e stampaggio profondo. Per
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impieghi in edilizia la piegatura su pressa è la tecnologia maggiormente applicata,
sebbene per forti quantitativi di prodotti sottili, la formatura a rulli possa essere più
economica.
Anche in questo caso, a causa dell’incrudimento, la potenza necessaria per piegare
un acciaio inossidabile è superiore a quella necessaria per la piegatura di un acciaio
al carbonio (circa il 50% in più per gli inossidabili austenitici, o addirittura oltre
per i duplex). Inoltre, l'acciaio inossidabile deve essere deformato in maniera tale
da contrastare l'effetto del ritorno elastico che è tendenzialmente più consistente
rispetto a quanto si riscontra nell’acciaio al carbonio. L’acciaio inossidabile
ferritico non subisce un significativo incrudimento durante la formatura a freddo.
Per la realizzazione di sezioni complesse è consigliabile consultare un produttore
nelle fasi iniziali di progetto.
L'elevata duttilità dell'acciaio inossidabile permette la formatura a raggi di
curvatura ridotti, probabilmente fino alla metà dello spessore nel caso di materiale
ricotto. Comunque, in via generale si suggerisce di adottare i seguenti raggi interni
minimi:
per gli austenitici
per i duplex ed i ferritici
dove è lo spessore del materiale.
Come per l’acciaio al carbonio, la formatura a freddo può ridurre la tenacità
dell’acciaio inossidabile. Se la tenacità q una richiesta critica per il progetto le
conseguenze della formatura a freddo vanno tenute in considerazione dal
progettista, per esempio mediante valutazione sperimentale su una lamiera
campione. Per gli acciai austenitici la riduzione di tenacità non è significativa.
Per la formatura di tubi a sezione circolare le seguenti condizioni vanno
generalmente soddisfatte:
Il rapporto tra diametro esterno e spessore di parete
non deve superare il
valore di 15 (per evitare apparati costosi).
Il raggio di piega in corrispondenza del centro del tubo non deve essere
inferiore al maggiore tra
e
mm,
La saldatura, per quanto possibile, va posizionata in maniera da ridurre la
tensione in corrispondenza di essa.
Per la possibilità di realizzare sezioni circolari con un rapporto
maggiore o un
minore raggio di piega bisogna consultare uno specialista di formatura.
Alternativamente si possono condurre dei pre-test di produzione per assicurarsi che
la piega non danneggi la lamiera e che le tolleranze dimensionali siano
soddisfacenti. Per tubi con
mm, si possono considerare delle condizioni
meno restrittive sul raggio di piega, ad esempio che il raggio non sia minore di
. Le implicazioni del valore della curvatura sulla resistenza all’instabilità
devono essere considerate dal progettista.
11.5.3 Fori
I fori possono essere ricavati a trapano, mediante punzonatura o taglio laser. Nella
foratura deve essere conservato il senso positivo del taglio per evitare
incrudimento; ciò implica punta aguzza con angolo di spoglia e velocità di taglio
appropriati. Non è consigliato l'impiego di un punzone per centri tondo a placchetta
riportata in quanto causa l’incrudimento delle superfici. Andrebbe utilizzata una
punta da centri; se si deve utilizzare un punzone per centri, dovrebbe essere del tipo
a punta triangolare. Sugli acciai inossidabili austenitici è possibile eseguire fori
mediante punzonatura fino a spessori di 20 mm. Le elevate caratteristiche dei
duplex riducono lo spessore limite punzonabile. Il diametro minimo del foro che
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può essere ottenuto mediante punzonatura è 2 mm più grande rispetto allo spessore
della lamiera da forare.
11.6 Saldatura
11.6.1 Introduzione
La norma di riferimento per la saldatura dell’acciaio inossidabile q la EN 1011-3
Saldatura - Raccomandazioni per la saldatura dei materiali metallici - Parte 3:
Saldatura ad arco degli acciai inossidabili.
Di seguito si riporta solo una breve
introduzione sull’argomento.
Gli acciai austenitici sono facilmente saldabili con i processi comuni sempreché
siano adoperati i corretti elettrodi. Gli acciai duplex richiedono un controllo
maggiore sui valori massimo e minimo di apporto termico durante il processo,
possono richiedere trattamenti dopo saldatura o l’utilizzo di elettrodi speciali.
Pulizia generale ed assenza di contaminazione sono i requisiti fondamentali per
ottenere una saldatura di buona qualità. Bisogna eliminare ogni traccia di oli,
residui di idrocarburi, marcature con lapis a cera, ecc. per evitare la loro
decomposizione ed il rischio di contaminazione da carbonio. Il cordone deve essere
privo di zinco, compreso quello contenuto in prodotti galvanizzati, e di rame e
delle sue leghe
(occorre dedicare attenzione quando si impieghino barre di
appoggio in rame; deve essere ricavata una gola nella barra immediatamente
prossima all'area di fusione).
Per gli acciai inossidabili è molto più importante, rispetto agli acciai al carbonio,
ridurre i punti in cui può aver inizio la corrosione interstiziale (cfr. 3.2.2). Difetti di
saldatura, come incisioni marginali, scarsa penetrazione, spruzzi, inclusioni di
scoria, archi secondari sono tutte potenziali cause di corrosione e devono quindi
essere ridotte al minimo. Urti di archi secondari o formazione di arco con messa a
terra non propria possono pure danneggiare il film protettivo superficiale e
potenzialmente essere causa di corrosione preferenziale con conseguente degrado
dell'aspetto di una struttura.
Nei casi in cui l'aspetto di una saldatura è importante, il tecnico deve precisarne il
profilo e le condizioni superficiali desiderate. Ciò può influire sul processo di
saldatura scelto e sul trattamento post-saldatura. Si deve inoltre tener conto della
posizione delle saldature in relazione all'accessibilità necessaria per eseguire
l'idoneo trattamento post-saldatura.
Il tecnico ed il progettista devono essere al corrente del fatto che le distorsioni da
saldatura sono generalmente maggiori nell’acciaio inossidabile rispetto all’acciaio
al carbonio (cfr. 11.6.4). L’apporto termico e la temperatura d’interpass devono
essere controllate per minimizzare le distorsioni ed evitare potenziali problemi
metallurgici (cfr. 11.6.5).
La saldatura deve essere eseguita con un procedimento utilizzando delle Specifiche
del Procedimento di Saldatura
(WPS) secondo una normativa come la
EN ISO 15609, EN ISO 14555 o EN ISO 15620. I saldatori e gli operatori di
saldatura devono essere qualificati secondo la EN ISO 9606-1 e la EN ISO 14732
rispettivamente. La EN
1090-2 specifica i requisiti tecnici necessari al
coordinamento di personale per la saldatura, che dipende dalla classe di
esecuzione, dal gruppo di acciaio inossidabile e dallo spessore del materiale da
saldare.
Le procedure di saldatura comprendono i seguenti elementi:
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