Metodi e strumenti di misura per l'esecuzione di test non distruttivi ...

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Capitolo 1 I controlli non distruttivi 1.3.2 Difetti di esercizio Nel corso dell’esercizio un materiale metallico può andare soggetto a vari inconvenienti tra i quali alcuni meritano particolare considerazione in quanto responsabili della maggior parte delle rotture in esercizio degli organi di macchina. I più importanti, a questo proposito, sono dovuti ai seguenti fenomeni: - Invecchiamento; - Usura; - Fatica; - Corrosione; - Erosione; a) L’invecchiamento Si definisce invecchiamento quel fenomeno che provoca la variazione nel tempo delle caratteristiche meccaniche di un materiale metallico. Gli elementi responsabili dell’invecchiamento negli acciai dolci sono: carbonio, ossigeno e azoto. Di essi il più nocivo è certamente l’azoto anche se l’ossigeno esplica gravi effetti poco considerati. Molte sono state le spiegazioni del fenomeno; quella che oggi gode di maggior credito prevede un’interazione degli elementi separati in forma submicroscopica al bordo dei grani con le dislocazioni presenti nel metallo, bloccaggio di queste e conseguente infragilimento del materiale. b) L’usura L’usura è un tipico fenomeno di danneggiamento superficiale che può realizzarsi in un gran numero di modi e in condizioni molto diverse. L’analisi del fenomeno è molto complicata perché esso risulta funzione di un gran numero di variabili quali: il tipo di carico, l’ambiente in cui il pezzo lavora, la velocità relativa delle parti in contatto, la temperatura di lavoro dei pezzi, la natura del lubrificante, la mutua compatibilità dei metalli accoppiati, la presenza di sostanze estranee. 17
Capitolo 1 I controlli non distruttivi Si può affermare che tutti gli organi di macchina che trasmettono azioni meccaniche per attrito radente o volvente subiscono usura. Questo provoca un’asportazione di materiale dalle superfici, il quale può allontanarsi o rimanere in loco aggravando l’usura per effetto abrasivo. c) La fatica La rottura di fatica è il fenomeno di rottura di un acciaio a un livello di sollecitazione inferiore al limite elastico del materiale, a causa della ripetizione dello sforzo per un numero sufficiente di volte. Le teorie proposte per interpretare il meccanismo della rottura per fatica sono più di una e non sono in completo accordo tra di loro se non su alcuni concetti fondamentali. Una caratteristica tipica ed importantissima dal punto di vista pratico delle rotture per fatica è che esse avvengono per sollecitazioni inferiori alla resistenza a trazione statica. Ciò è dovuto essenzialmente a due ragioni: - la sollecitazione nei vari punti del materiale non è uniforme, ma presenta delle punte dovute alla presenza di intagli o difetti superficiali od interni; - il materiale non è omogeneo ed isotropo. Detto in parole molto semplici la rottura a fatica è causata da difetti preesistenti sul pezzo. d) La corrosione Si definisce corrosione di un materiale metallico il fenomeno di natura chimico-fisica che provoca il graduale decadimento delle caratteristiche del materiale con il concorso dell’ambiente che lo circonda. Praticamente i metalli manifestano una tendenza a combinarsi con ossigeno, zolfo, anidride carbonica ecc., variabile da metallo a metallo a seconda dell’affinità del metallo per quell’elemento, della possibilità del metallo ad autoproteggersi formando sulla sua superficie strati di prodotti di corrosione, o infine, della protezione passiva del metallo stesso (verniciatura). La conseguenza è un lento deterioramento del metallo che, se non tenuta opportunamente sotto controllo, può portare alla rottura del pezzo. 18
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