CONTROLLO DELLE PLACCATURE PER DEPOSITO ... - Centro Inox

L
CONTROLLO DELLE PLACCATURE
PER DEPOSITO
E DELLE SALDATURE
DI ELEMENTI PLACCATI INOX
Secco E., Canepari C.
Relazione presentata a:
"LA SALDATURA E GLI ACCIAI
INOSSIDABILI"
3° Incontro :
II controllo e la qualità
Milano, 27 novembre 1987
Con il patrocinio del
CENTRO INOX
Piazza Velasca, 10 - 20122 Milano

Estratto dalla Rivista
LA MECCANICA ITALIANA
n. 211 - novembre 1987
CONTROLLO DELLE
PLACCATURE PER DEPOSITO
E DELLE SALDATURE
DI ELEMENTI PLACCATI INOX
l
ISPECTIONS PERFORMED ON WELD DEPOSITED AUSTENITIC CLADDING
Secco E., Canepari C.
Beiteli S.p.A. - Maritava
Sommario
La relazione descrive i controlli e le
prove effettuate sui depositi e placcature
austenitiche di apparecchi a
pressione costruiti dalla Beiteli S.p.A.
- Stabilimento di Mantova.
Vengono indicate tutte le azioni intraprese
per garantire la qualità richiesta
dalla progettazione della qualità
sino ai controlli finali.
I metodi e le tecniche di C.N.D. impiegate
ed i difetti caratteristici delle
placcature sono ampiamente descritti
e valutati.
Summary
The document outlines thè inspections
and examinations performed on
weld deposited austenitic ctadding of
pressure vessels fabricated at Beiteli
S.p.A. - Mantova Shop.
AH activities involving quality of
weld overlays are then mentioned and
commented on.
Furthermore main N.D.T. methods
and techniques including detected
defects are listed and evaluted.
1. Parte prima: placcatura
mediante deposito e suoi
relativi controlli
1.1. Tipi di placcatura per deposito
Per eseguire un deposito in acciaio
inossidabile si hanno a disposizione
PROCEDIMENTO
1. Elettrodo rivestito
2. MIG
3. Arco sommerso a filo
4. Arco sommerso a nastro
5. Elettroscoria a nastro
6. Plasma MIG
7. Plasma a filo caldo
DILUIZIONE
%
svariati procedimenti, la scelta dei
quali dipende dalla qualità e dalla
quantità del deposito che si vuole ottenere,
dalle geometrie dei pezzi da
placcare e dalle attrezzature a disposizione.
Nella tabella sottostante riassumiamo
i principali procedimenti a disposizione
degli utilizzatori.
Questa tabella presenta naturalmente
una situazione molto schematica,
dato che per ogni procedimento
citato esistono importanti variabili
25-30
10-15 '
25-30
15-25
10-15
20-25 i
7-8
VELOCITÀ DI DEPOSITO
Valori medi Kg/h
44 LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n° 211 J
1.5
2.0
5.0
12
22
12
14

(diametro dell'elettrodo nel caso del
punto 1, arco pulsato-spray-arc nel
caso 2, l'uso di uno o più fili nel caso
3, larghezza del nastro nel caso 4 e 5
e così via) che influenzano oltre ai
consueti parametri elettrici i risultati
sia qualitativi che quantitativi.
1.2. Tipi di placcatura presi
in considerazione
In questa memoria si tratterà esclusivamente
dei due procedimenti
maggiormente da noi usati quando le
condizioni operative lo consentono. I
concetti espressi possono essere però
estrapolati generalmente ad altri
metodi.
Si parlerà pertanto di:
1) Placcatura effettuata con arco
sommerso a nastro (SAW) (figura
1)-
2) Placcatura effettuata sotto scoria
elettroconduttrice a nastro (ESW)
(figura 2).
Il procedimento SAW funziona a
mezzo di un arco elettrico che scocca
tra il nastro ed il pezzo facendo fondere
il nastro sotto un flusso di protezione.
Il procedimento ESW funziona per
effetto Joule, innescando il processo
con un arco che scocca tra nastro e
pezzo, arco subito spento della scoria
liquida che date le sue caratteristi-
Fig. 1 • Esecuzione di una placcatura di una
piastra tubiera in S.A.W.
Fig. 2 - Esecuzione di una placcatura di un fondo
in E.S.W.
che di conduttività porta in fusione il
nastro per resistenza.
1.3. Progettazione della qualità
del deposito e controlli
preliminari precedenti l'inizio
delle lavorazioni
In funzione dei dati di esercizio,
delle richieste fornite dal Cliente e
delle normative applicabili, debbono
essere stabilite la qualità del deposito
(analisi chimica, livello di difettosità
ammessa, ecc.) ed i controlli per la
verifica di questa qualità, con la loro
pianificazione.
Le azioni principali a questo punto
risultano essere:
45 | LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n° 211

a) Scelta del procedimento
di saldatura
La scelta del procedimento, intendendo
per «procedimento» l'insieme
del metodo di saldatura, il tipo di materiale
da depositare, il numero degli
strati (spessore da ottenere), la sequenza
di deposizione dei medesimi,
l'eventuale T.T., dipendono come
detto sopra dai risultati che si vogliono
ottenere.
Tali risultati si possono esprimere
generalmente in:
— analisi chimica dello strato superficiale
del deposito;
— spessore interessato da questa
analisi chimica;
— stato superficiale del deposito (in
funzione di eventuali lavorazioni
successive);
— assenza di difetti o limitazioni alla
presenza degli stessi (scorie, porosità,
mancanza di aderenza,
cricche sotto placcato, ecc);
— assenza di suscettibilità a danneggiamene
futuri durante l'esercizio
(disbonding per attacco da H2).
Nell'ambito di un procedimento la
tecnica di saldatura viene recordizzata
in tutte le sue variabili nella cosiddetta
WPS (welding procedure specification)
che riporta tutte le indicazioni
per l'effettuazione del riporto in
tempi successivi.
Esempi di situazioni in esercizio
che possono orientare nella scelta
del procedimento dal punto di vista
qualitativo possono essere:
— Esercizio in impianti che trattano
Urea e derivati: - in tal caso è importante
ridurre al minimo se non
a zero la percentuale di ferrite presente
nel deposito; di conseguenza
bisogna orientarsi su di un nastro
con una composizione chimica
tale che, dopo deposito e conseguente
diluizione con il materiale
sottostante abbia un basso contenuto
di ferrite (1° strato 309 +
316 mod. per Urea o simile).
— Esercizio in presenza d'idrogeno
ad alte temperature: - in tal caso bisogna
adottare un procedimento
che limiti l'apporto termico e le velocità
di avanzamento; bisogna
usare un materiale base con basso
contenuto di carbonio.
Tutto ciò per evitare il fenomeno
detto di «disbonding».
b) Qualifica del procedimento
Definite le scelte progettuali si procede
con la qualifica del procedimento
di saldatura preparando un tallone
di prova ed utilizzando materiali di
qualità analoga a quella del materiale
che verrà usato in produzione: ciò vale
sia per il materiale base sia per il
materiale di apporto.
Il tallone, una volta placcato secondo
le indicazioni della WPS, viene
sottoposto a:
a) trattamento termico, se previsto;
b) controlli non distruttivi (in genere
UT e LP);
e) macrografia;
d) analisi chimiche (a diverse profondità
se richiesto);
e) prove meccaniche Hd e prova di
piega. Particolarmente importante
la prova di piega laterale per rilevare
la fragilità (figura 3);
f) prove di corrosione (se richieste).
Bisogna sottolineare l'importanza
dei punti e) d) e).
Generalmente durante la qualifica
del procedimento vengono qualificati
anche gli operatori.
e) Controllo dei materiali base
e di apporto
Parallelamente all'esecuzione delle
qualifiche dei procedimenti si procede
alla verifica dei certificati di ori-
Fig, 3 - Particolare provetta di piega laterale dopo
piegatura.
gine dei materiali di base e d'apporto
che verranno usati in produzione. Ciò
allo scopo di controllare la congruenza
con le caratteristiche richieste in
fase di progetto e riportate sull'ordine
di acquisto dei materiali.
Una caratteristica molto importante
che viene spesso ricontrollata in fase
di ricevimento dei materiali è la percentuale
di carbonio del materiale
base. .
d) Taratura degli impianti
di saldatura
Dato che il risultato di un'operazione
di saldatura dipende in buona parte
dalla! correttezza e dalla costanza
dei parametri elettrici impostati, è importante
che gli impianti di saldatura
siano sottoposto a periodiche operazioni
di taratura. Operazioni condotte
sulla base di istruzioni/procedure generalmente
facenti parte integrante
del programma di G.Q. di una Società.
A questo punto si può procedere
con le operazioni di Produzione.
Tutte le varie operazioni sopradescritte
e quelle che verranno presentate
più innanzi vengono pianificate
sui vari «piani di fabbricazione e controllo»
ó documenti similari previsti
dal Sistema di Controllo o Garanzia
Qualità del Produttore.
Si deve infatti sottolineare l'importanza
che riveste nel campo della saldatura,
ed in particolare della placcatura,
un approccio in un Sistema di
qualità. Tale approccio comporta la
pianificazione delle attività ed il coinvolgimento,
sin dall'inizio, di tutte le
funzioni aziendali interessate.
Questo permette di valutare da tutti
i punti di vista la saldatura in programma
e di generare la consapevolezza
di tutti quegli aspetti, centrali e
di contorno, che possono risultare
decisivi nel determinare la qualità di
una saldatura.
46 | LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n° 211

1.4. Controlli indiretti durante
la fabbricazione
Appare evidente che, data per
scontata l'importanza dei collaudi intermedi
e finali sul placcato, sono
egualmente importanti i controlli che
vengono eseguiti in fase di produzione
su quei parametri che possono influire
indirettamente sulla qualità del
placcato. Questi controlli infatti possono
permettere di evidenziare e correggere
in tempo utile eventuali problemi
non rilevati in fase di qualifica
o, più spesso, problemi contingenti.
Questo tipo di sorveglianza si esplica
con:
— Verifica della preparazione della
pulizia delle superfici da placcare.
— Verifica delle temperature di preriscaldo
ed interpass nel corso dell'esecuzione
della saldatura, allo
scopo di controllare che tali temperature
siano quelle previste.
— Verifica dei parametri elettrici nel
corso della saldatura, allo scopo di
controllare (al di fuori delle operazioni
periodiche di taratura) l'affidabilità
delle indicazioni della strumentazione
dell'impianto.
— Verifica della buona conservazione
dei materiali d'apporto, soprattutto
per quanto riguarda l'essiccamento
ed il mantenimento a
temperature adeguate, del flusso.
1.5. Controlli diretti durante ed alla
fine della fabbricazione
Indipendentemente dal processo di
saldatura adottato, generalmente la
placcatura viene sottoposta dopo il
suo completamento ad una serie di
controlli e verifiche allo scopo di:
— accertare la sua conformità dimensionale
(spessore) e dello stato
superficiale mediante esame visivo;
— accertare la sua integrità fisica intesa
come l'assenza di imperfezioni
interne o nella zona sottostante
il deposito le quali, per tipologia od
estensione, possono pregiudicare
le prestazioni o l'affidabilità del
manufatto durante l'esercizio;
— accertare che le caratteristiche
chimico-fisiche del deposito siano
conformi alle richieste.
a) Controlli dimensionali e visivi
Esami visivi.
L'esame visivo della placcature destinate
all'impiego allo stato grezzo
(in condizioni di come saldato) assume
una importanza rilevante in quanto,
oltre ad accertare la continuità del
deposito (assenza di vacanze nel ricoprimento
del metallo base) ed il
suo grado di pulizia (assenza di ossidi
o scorie residue del processo di
saldatura) consente di individuare
quelle anomalie superficiali (incisioni
profonde, avvallamenti pronunciati
tra le passate di saldatura e brusche
variazioni di profilo) che costituiscono
una riduzione localizzata dello spessore
od un potenziale innesco per fenomeni
accelerati di tipo corrosivo
durante l'esercizio.
Nei casi particolari la valutazione
accurata dello stato superficiale del
deposito viene condotta esaminando
impronte ottenute dal placcato con
resine termoindurenti esenti da ritiro.
Controlli spessimetrici.
La determinazione dello spessore
di placcatura può essere effettuata
con mezzi non distruttivi utilizzando
vari metodi di misurazione tra cui:
— la correlazione di rilievi dimensionali
eseguiti prima e dopo l'esecuzione
del deposito;
— it rilievo per trasparenza con ultrasuoni;
— la misurazione con mezzi magnetici;
II rilievo dello spessore di placcatura
con tecnica dimensionale si effettua
confrontando misurazioni eseguite
sul componente prima e dopo la
deposizione della placcatura per
mezzo di strumenti di misura lineare
di tipo tradizionale (calibri, micrometri)
oppure per mezzo di misuratori di
spessore ad ultrasuoni.
Questo metodo comporta generalmente
la sottostima dello spessore
effettivo del placcato non essendo
computata la reale penetrazione del
deposito nel materiale base di supporto
(diluizione); al contrario, i rilievi
effettuati con mezzi magnetici od ultrasuoni
comprendono la diluizione
nella misura e quindi consentono la
determinazione dello spessore effettivo
del deposito.
Il controllo dello spessore mediante
ultrasuoni si effettua con trasduttori
diritti ad onde longitudinali e metodo
dell'eco-impulso il quale com'è
noto, consente di introdurre e ricevere
energia ultrasonora in modo ciclico
per mezzo di un unico trasduttore.
Il principio sul quale si basano le
misure è la rivelazione del tempo di
percorrenza, proporzionale al percorso
degli ultrasuoni nel metallo, dell'energia
riflessa sull'interfaccia
placcato-materiale di supporto.
Questi sono notoriamente caratterizzati
da proprietà acustiche dissimili
(impedenze acustiche differenziate)
per cui l'interfaccia, in accordo alla
legge di Snell, è sede di parziale riflessione
del fascio.
Quando la linea di fusione tra deposito
e supporto risulta particolarmente
irregolare, come nel caso della
placcatura manuale con elettrodi rivestiti,
la riflessione sulla linea di fusione
perde direzionalità; l'energia ricevuta
dal trasduttore può risultare
così esigua da impedire l'effettuazione
delle misure con il metodo ultrasonoro.
La determinazione dello spessore
del deposito può essere condotta con
due diverse modalità, accoppiando il
trasduttore sulla superficie della placcatura
oppure sulla superficie opposta
a quest'ultima. In entrambi i casi
le misurazioni sono possibili quando
la superficie del deposito e la linea di
fusione sul metallo base sono essenzialmente
parallele; per le misure
condotte dal metallo base questo requisito
si estende anche alla superficie
di quest'ultimo.
Per la taratura della apparecchiatura
di controllo si richiede l'uso di un
blocco di riferimento costituito da una
provetta placcata realizzata con materiale
di supporto e placcatura identici
a quelli da sottoporre a misura; il
blocco dovrà essere lavorato come
indicato in figura 4 in modo da realizzare
spessori residui di placcatura
differenziati e con valore noto, determinato
con mezzi meccanici sulla sezione
trasversale del blocco stesso.
Per le misure dal lato placcato si
impiegano trasduttori a cristallo doppio
con emittente e ricevente separati
opportunamente orientati (fecalizzati)
47 I LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n° 211

SPESSORI ni PUCCHTUKA con u.
L_| r^i'Tsio"^^'!
dal lato netaMo bas
in modo da ottenere la massima sensibilità
nella zona di interfaccia
placcato-materiale base.
La determinazione dello spessore
dal lato metallo base si effettua invece
con trasduttori a cristallo singolo.
Per entrambe le tecniche di misura è
necessario utilizzare trasduttori ad alta
frequenza che emettono fasci con
divergenza contenuta e caratterizzati
da elevato potere risolutore.
Per il controllo si richiede t'uso di
apparecchiature ultrasonore di tipo
convenzionale, al contrario i misuratori
di spessore ad ultrasuoni in formato
tascabile non sono idonei poiché
la potenza dell'impulso di eccitazione
del trasduttore ed il guadagno
del ricevitore sono carenti e senza
possibilità di regolazione.
Alcuni esempi di oscillogrammi re-
S0X —
6o:-'. —
20/: —
eco d i
i n t e r f ac e i a
\
Eco^rsniia o t tenu to
dal Iato pI aerato
lativi alle due modalità di taratura e di
esecuzione dei rilievi (dal lato placcato
e dal lato opposto) sono indicati in
figura 5; si fa rilevare come nelle misure
effettuate dal lato metallo base
le variazioni di spessore di quest'ultimo
inducano sullo schermo una traslazione
dell'eco di interfaccia che
peraltro non influisce sulla validità
della misura.
La determinazione dello spessore
con mezzi magnetici si effettua generalmente
con strumenti rilevatori della,
permeabilità magnetica che trasformano
il valore della permeabilità
magnetica misurata dalla seconda
stessa nella zona di placcato sottoposta
ad esame in distanza fra sonda e
metallo base (spessore).
Questo tipo di apparecchiatura è
idonea per misure di spessore di
placcati amagnetici realizzati su supporto
ferromagnetico; l'uso su placcati
parzialmente magnetici è possibile
a condizione che il contenuto di
ferrite del deposito sia noto e costante
e che lo strumento sia accuratamente
calibrato prima dell'uso utilizzando
blocchi campione significativi.
b) Controllo dell'integrità
del deposito
RILIEVO SPESSORI DI FIACCATURA CON U.S.
eco d i 1
fondo '
L'integrità del deposito viene verificata
per mezzo di metodi di esame
non distruttivo; i metodi di prova più
comunemente applicati sono l'esame
con liquidi penetranti e l'esame utrasonoro.
eco d i
fondo
i n terf«cci a
K
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ecosr-èiMf"is o t tenuto
dal lato netallo base
Fig. 4 • Blocco di taratura per la misurazione
degli spessori di placcatura con U.S.
Fig. 5
Esame con liquidi penetranti.
Lo scopo dell'esame è quello di rilevare
la presenza di discontinuità di
tipo fisico determinate dal processo
di saldatura quali porosità soffiature e
cricche eventualmente presenti sulla
superficie del placcato; la rivelazione
dei difetti superficiali è ottenuta grazie
all'applicazione di particolari liquidi
colorati o fluorescenti caratterizzati
da effetto capillare molto spinto che
consente a questi di penetrare e successivamente,
dopo completa rimozione
dalla superficie in esame, di
fuoriuscire da piccolissimi interstizi
sotto l'azione di un agente sviluppatore.
'
La tecnica di esame pur risultando
relativamente semplice garantisce
una elevata sensibilità; questa è tale
da consentire la rivelazione delle più
piccole '• discontinuità a condizione
che tutte le operazioni critiche del ciclo
di controllo, ed in particolare l'asportazione
dell'eccesso di penetrante,
siano condotte in modo corretto.
Generalmente i prodotti più utilizzati
sonò del tipo a contrasto di colore
con penetrante di colore rosso ed
agente sviluppatore bianco. Un ulteriore
incremento della sensibilità del
metodo può essere ottenuta utilizzando
penetranti fluorescenti; questi prodotti
durante la fase di rilevazione
emettono luce visibile sotto l'azione
di una speciale lampada a raggi ultravioletti
e ciò favorisce il rilevamento'
delle più piccole imperfezioni.
Spesso l'esame con liquidi penetranti
viene prescritto in qualità di
controllo intermedio dopo ogni strato
e prima di procedere alla deposizione
di quello successivo.
Recentemente sono stati messi a
punto penetranti che consentono l'esame
intermedio su superfici alle
condizioni di preriscaldo. Per le superfici
placcate a contatto con il flui-
48 LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n° 211

do di processo le Normative non tollerano
indicazioni a carattere allungato
di tipo cricca; per quelle a carattere
tondeggiante sono previsti criteri di
accettabilità sulla base delle dimensioni
e della frequenza delle indicazioni
rilevate.
Controlli con ultrasuoni.
Il controllo con ultrasuoni delle
placcature inox viene effettuato con
tecniche e modalità diverse in relazione
al tipo ed alte dimensioni dei difetti
da ricercare ed al grado di qualità
richiesto per il componente placcato.
La tecnica di esame più tradizionale
viene applicata per il controllo di
placcati senza particolari requisiti
qualitativi con lo scopo di verificare
l'integrità dell'adesione del deposito
sul metallo base, intesa come assenza
di discontinuità di tipo cricca, fusione
incompleta o inclusione di scoria
di una certa entità, localizzata in
prossimità della linea di fusione.
L'esame viene condotto preferibilmente
dal lato materiale base (lato
non placcato) utilizzando trasduttori
diritti ad ondi longitudinali con frequenza
compresa tra 2 e 4 MHz; se
le condizioni superficiali e geometriche
lo consentono, il controllo può
essere effettuato dalla superficie del
deposito utilizzando trasduttori dello
stesso tipo con emittente e ricevente
separate; analogamente alle misure
di spessore, quest'ultimo tipo di
esplorazione diventa obbligatoria in
assenza di parallelismo tra le superfici
del deposito e del metallo base.
La taratura della sensibilità di controllo
si effettua su blocchi placcati
contenenti un foro piatto realizzato
sull'interfaccia placcato-metallo base
mediante lavorazione meccanica (figura
6).
L'apparecchiatura ultrasonora viene
regolata per ottenere dalla superficie
di fondo del foro, (orientata naturalmente
verso il lato da cui si codurrà
l'esame), una riflessione (eco) di riferimento
alla quale confrontare quelle
rilevate nel corso dell'esame. Di
norma il placcato è accettabile quando
non presenta riflessioni da discontinuità
superiori a quella di riferimento;
si può quindi idealmente ritenere
che il diametro scelto per il foro cam-
pione costituisca quello massimo tollerabile
per i difetti di adesione.
Come riferimento, le normative più
riconosciute (codice ASME) prevedono
il diametro del foro a fondo piatto
pari a 10 mm.
Per applicazione più severa l'esame
viene condotto con taratura della
sensibilità di controllo eseguita su
blocchi contenenti riflettori artificiali
(fori clinici o a fondo piatto) con dimensioni
più ridotte, dell'ordine di
1,5 - 2 mm (figura 7).
Per incrementare le probabilità di
rilevamento delle discontinuità sfavorevolmente
orientate alla direzione di
irraggiamento, (quali ad esempio incollature
tra le passate con andamento
verticale) spesso l'esame con sonda
diritta viene integrato con l'esplorazione
dal lato placcato con sonda
angolata doppia ad onde longitudinali;
utilizzando questi trasduttori per la
ricerca di difetti che si estendono nel-
CONTROLLO COtl 1>.S. DEL PLQ^O^TO
1 - for-o a fondo Emtlo 0 IO Mf.
T h
JJL
w
la direzione di saldatura è necessario
effettuare un movimento di scansione
perpendicolare ai cordoni.
La taratura della sensibilità di controllo
viene eseguita utilizzando le riflessioni
ottenute da fori cilindrici relaizzati
a varie profondità nel deposito
del blocco di taratura (figura 8).
Quando sussiste il rischio di cricche
sotto placcato è buona norma effettuare
un esame dal lato deposito
con trasduttori angolati doppi ad onde
longitudinali aventi punto di fuoco
(zona di maggiore sensibilità del trasduttore)
in corrispondenza della zo-
Fig. 6 - Blocco con sonde per esame placcato
(tecnica meno sensibile).
Fig. 7 - Blocco di taratura per esame con alta
sensibilità.
Fig. 8 - Blocco di taratura per ricerca discondinuità
con orientamento verticale.
na termicamente alterata del metallo
base ed angolo di irraggiamento molto
elevato (70 gradi o maggiore).
È noto infatti che le cricche sotto
placcato sono localizzate nella Z.T.A.
del metallo base e sono particolarmente
concentrate nella porzione di
metallo sottostante alla zona di sovrapposizione
delle passate di placcatura
ove il fenomeno dell'ingrossamento
del grano da parte del ciclo
termico di saldatura è più accentuato;
il loro orientamento risulta essenzialmente
perpendicolare alla direzione
di saldatura.
CONTROLLO CON U.S. tCL PLACCATO
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49 | LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n° 211
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CONTROLLO CON U.S. DEL PLACCATO
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placcatura
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base
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e levato
a. sezione trasversale b. sez ione 1ongitud i naI e
T •
R •
Le caratteristiche di questo tipo di
difetto unitamente alle sue ridotte dimensioni,
contenute entro pochi mm
di lunghezza, obbligano ad effettuare
l'esplorazione imprimendo al trasduttore
movimenti prestabiliti e molto accurati
(figura 9).
*
e. v i s t a in p i ari I a
Essendo il tipo di difetto non classificabile
tra quelli di tipo operatorio e
manifestandosi di norma in modo sistematico,
il controllo viene limitato a
ridotte porzioni di deposito comunque
significative per accertare la qualità
del procedimento di placcatura,
adottato per la fabbricazione di componente.
È buona norma ripetere l'esame
dopo tutti i T.T. termici previsti
C

mi di Shaeffler il contenuto di ferrite.
Le analisi possono essere condotte
con varie modalità (quantometrica,
per via umida ecc.) ed in numero variabile
in relazione alle richieste specifiche
delle normative o del Committente.
Un importante mezzo non distruttivo
per verificare rapidamente la
concentrazione dei metalli in lega è
costituito dalla analisi per fluorescenza
a raggi X con apparecchiature portatili;
quelle dell'ultima generazione
sono dotate di sistema di controllo a
microprocessore che consente tarature
e letture estremamente rapide
ed affidabili.
1.6. Difetti riscontrabili
I principali difetti riscontrabili in
una placcatura, possono essere:
1) Cricche all'interno del deposito (figura
11);
2) Cricche sulla linea di fusione;
3) Cricche sotto placcatura;
4) Inclusioni di scoria (figura 12);
5) Mancanza di adesione.
Le cricche nel deposito (punto 1)
sono in genere microcricche che
possono essere causate da vari
fattori; il più frequente è rappresentato
dallo scarso contenuto di
ferrite che spesso il costruttore è
obbligato ad ottenere nel placcato
per garantire a questo una sufficiente
resistenza alla corrosione.
Date le loro dimensioni sono in difficile
rilevazione con esami volumetrici.
Sono rilevabili invece con
liquidi penetranti quando sono affioranti
sulla superficie.
Le cricche sulla linea di fusione sono
dovute in genere ad una cattiva
diluizione tra materiale base e acciaio
depositato che porta alla presenza
di martensite (analisi chimica,
deposito e parametri di saldatura).
Possono essere rilevate mediante
esame UT.
Le cricche sotto placcato sono attribuibili
a vari fattori in genere
concomitanti che portano ad un infragilimento
della ZTA del materiale
base. Sollecitazioni meccanice
esterne (ritiri, T.T., esercizio) danno
origine a questo tipo di difetto.
Si possono rilevare mediante UT.
Le inclusioni di scoria e incollature
si trovano più facilmente nelle zone
di sovrapposizione tra una nastrata
e l'altra. Possono essere rilevate
mediante esame UT.
La mancata adesione del materiale
depositato al materiale base avviene
in genere quando nel tentativo
di ridurre al minimo la diluizione
del materiale depositato ci si pone
nelle condizioni di mancata o im-
Fig. 11 - Cricca nella zona fusa (micrografia
100x).
Fig. 12 - Sezione trasversale del placcato con
inclusione di scoria (micrografia 50x).
Fig. 13 - Configurazione di giunti saldati tra elementi
placcati.
perfetta fusione di alcune zone di
materiale. La rilevazione è abbastanza
facile e viene eseguita con
UT.
2. Parte seconda:
giunzione mediante
saldatura di elementi
placcati
2.1. Definizione e qualificazione
del procedimento
In linea generale la giunzione per
saldatura di elementi preventivamente
placcati comporta la qualificazione
distinta dei processi di saldatura e di
esecuzione della placcatura (ripristino)
in corrispondenza del giunto saldato.
L'eccezione a tale regola si realizza
per i giunti a piena penetrazione
accessibili da un solo lato; in tale caso
poiché le prime passate al vertice
costituiscono anche il ripristino di
placcatura, la qualificazione del procedimento
è comune ad entrambi i
processi con effettuazione combinata
delle prove tecnologiche richieste.
In questo caso molto particolare è
opportuno, dopo aver effettuato «il ripristino
di vertice» per lo spessore richiesto,
completare il giunto evitando
materiali di apporto in acciaio nero ed
utilizzare materiali austenitici o ad alto
tenore di nickel allo scopo di evitare
strutture fragili in prossimità del
vertice stesso.
Nei casi più generali (giunzioni accessibili
da entrambi i lati) la configurazione
tipica dello smusso è quella
indicata in figura 13; in corrispondenza
del vertice è ricavata sull'interno
del componente la sede per il ripristino;
l'esecuzione di questa comporta
la completa asportazione del placcato
per una certa fascia allo scopo di
prevenire inquinamenti durante la
saldatura della zona del vertice.
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Per lo stesso motivo lo smusso di
saldatura del metallo base è configurato
per contenere o addirittura eliminare,
effettuando la prima passata a
piena penetrazione, lo scavo di ripresa.
2.2. Sequenza di saldatura
e di controllo
La sequenza di saldatura tipica per
un giungo di testa tra elementi placcati
prevede:
— la completa esecuzione del giunto
saldato;
— la molatura a paro del cordone di
penetrazione o della ripresa allo
scopo di poter depositare successivamente
il ripristino con spessore
richiesto;
— l'effettuazione dei controlli non distruttivi
previsti per il giunto saldato
(esame con particene magnetiche,
esame radiografico e/o ultrasonoro);
— l'esecuzione del ripristino di placcatura;
— l'esecuzione dei controlli non distruttivi
previsti per il ripristino effettuati
con modalità già indicate
in precedenza.
Spesso sono adottate sequenze diverse
che sono dettate principalmente
dall'esigenza di non interrompere
con l'effettuazione gli esami non distruttivi
per il giunto il ciclo di saldatura
e ripristino; in tali casi il ripristino
deve essere sottoposto agli esami volumetrici
previsti per il giunto saldato
e valutato in termini di accettabilità
difetti come tale.
3. Parte terza: esempio di
costruzione di reattori
per urea placcati in
X2 Cr Ni Mo 25.22.2
Trattasi di uno stripper, di un condenser
e di uno scrubber apparte-
nenti a un impianto di Urea destinato
in Alaska (figura 14).
Il materiale base era un acciaio al
carbonio (tipo SA 516 G 70/ SA 266
C1 2) mentre la placcatura era prevista
con due strati in X 2 Cr Ni Mo 25-
22-2 sia in SAW che in ESW.
Era previsto un T.T. di distensione
dopo la deposizione del primo strato
di placcatura e nessun T.T. per il successivo
per preservare a questo le
massime proprietà antocorrosive.
Per lo stesso motivo le superfici del
placcato non dovevano subire alcuna
lavorazione meccanica.
Era richiesta una costanza di analisi
per 3 mm di profondità.
Prove eseguite in fase di qualifica
del procedimento di placcatura:
a) Prove meccaniche.
a) trazione (del placcato)
b) piega.
b) Esami micro e macrografici.
Ricerca cricche su: deposito manuale;
nastratura; sovrapposizione
nastratura.
Fig. 14 - Scrubber per impianto di produzione di
urea.
e) Prove di corrosione.
Prove di Huey su: deposito manuale;
nastratura; sovrapposizione
nastratura; trazione deposito
manuale/nastratura.
d) Analisi chimica.
In superficie e a —3 mm di profondità.
e) Determinazione della percentuale
di ferrite.
i
f) Controlli non distruttivi: UT - PT
Controlli eseguiti sul materiale
placcato in produzione:
a) Controlli non distruttivi.
Controllo UT dopo il 1 ° strato e dopo
il 2° strato.
Esame con liquidi penetranti dopo
il 1 ° è 2° strato, dopo prova idraulica.
b) Determinazione percentuale di
ferrite.
Dopo 1 deposizione del 2° strato
{massimo 0,6% di ferrite).
Da notare che le prove di corrosione
sono state eseguite in doppio dal
Committente nei proprio laboratori in
Olanda.
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