relazione - Ordine degli Ingegneri della Provincia di Bologna

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relazione - Ordine degli Ingegneri della Provincia di Bologna

Ordine degli Ingegneri

della Provincia di Bologna

28 Marzo 2011

L’acciaio per carpenteria metallica

nelle nuove NTC

Unioni saldate e bullonate; procedure di esecuzione e

controllo secondo NTC ed EN 1090

Ing. Emanuele Maiorana

ACAI - Associazione fra i Costruttori in Acciaio Italiani


Parte saldatura (§7 UNI EN 1090)

- le saldature devono essere effettuate in accordo ai requisiti riportati nella EN ISO 3834

(“Requisiti di qualità per la saldatura per fusione dei materiali metallici”).

La EN ISO 3834 è suddivisa in quattro parti:

Parte 1: Generalità

Parte 2: Requisiti completi di qualità Per classi di esecuzione EXC3 e EXC4

Parte 3: Requisiti standard di qualità Per classe di esecuzione EXC2

Parte 4: Requisiti elementari di qualità Per classe di esecuzione EXC1

La EN ISO 3834 prevede la pianificazione della saldatura intesa come parte del processo di

produzione; la pianificazione della saldatura deve includere:

- le specifiche di procedura di saldatura (WPS) nelle quali sono indicati il materiale di consumo,

il preriscaldo, la temperatura di interpass e i trattamenti post saldatura;

- le misure per evitare distorsioni durante e dopo la saldatura;

- la sequenza di saldatura con tutte le restrizioni o posizioni accettabili per le posizioni di inizio e

fine, incluse le posizioni intermedie di fermata e ripresa dove la geometria del giunto è tale che la

saldatura non può essere eseguita in continuo;

- i requisiti per un controllo intermedio;

- ….


“Il sistema di gestione della qualità del prodotto, che sovrintende al processo di trasformazione,

deve essere predisposto in coerenza con la norma UNI EN ISO 9001:2000 e certificato da un

organismo terzo indipendente, di adeguata competenza ed organizzazione, che opera in coerenza

con la norma UNI CEI EN ISO/IEC 17021:2006” (§11.3.1.7 DM 14.01.2008 )

“In relazione alla tipologia dei manufatti realizzati mediante giunzioni saldate, il costruttore deve

essere certificato secondo la norma UNI EN ISO 3834:2006 parti 2 e 4”

(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)


Processi di saldatura ammessi (§7.3 UNI EN 1090)

111 SMAW Elettrodo

121 SAW Arco sommerso

131 MIG

135 MAG

136 FCAW


50°

3

170 270

30


Personale di saldatura (§7.4 UNI EN 1090)

“Le saldature devono essere effettuate con procedure qualificate (WPQR) secondo EN ISO

15614-1 tramite le WPS in accordo alla EN ISO 15609-1” .


I saldatori devono essere qualificati secondo la EN 287-1 e gli operatori e piolatori secondo EN

1418.


“I saldatori nei procedimenti semiautomatici e manuali dovranno essere qualificati secondo la

norma UNI EN 287-1:2004 da parte di un Ente terzo. A deroga di quanto richiesto nella norma

UNI EN 287-1:2004, i saldatori che eseguono giunti a T con cordoni d’angolo dovranno essere

specificatamente qualificati e non potranno essere qualificati soltanto mediante l’esecuzione di

giunti testa-testa”

“Le prove di qualifica dei saldatori, degli operatori e dei procedimenti dovranno essere eseguite

da un Ente terzo”

(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)


Il personale di Coordinamento Saldatura deve essere qualificato secondo la EN ISO 14731.

“…il livello di conoscenza tecnica del personale di coordinamento delle operazioni di saldatura

deve corrispondere ai requisiti della normativa di comprovata validità. I requisiti sono riassunti

in Tab.11.3.XI…”

(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)


Immagazzinamento del materiale di consumo (§7.5.2 UNI EN 1090)

Il materiale di saldatura deve essere stoccato e utilizzato in accordo alle indicazioni del

fabbricante.

Elettrodi e flussi necessitanmo di essere essiccati e immagazzinati con appropriati livelli di

temperatura e tempi in accordo alle indicazioni del fabbricante o se non disponibili secondo la

tabella seguente


Protezione atmosferica (§7.5.3 UNI EN 1090)

Sia il saldatore che l’area di lavoro deve essere adeguatamente protetti contro gli effetti del vento,

pioggia e neve.

In particolare i processi di saldatura con protezione gassosa sono sensibili agli effetti del vento.

Le superfici da saldare devono essere mantenute asciutte e libere da condensa.

Se la temperature del materiale da saldare è inferiore a 5°C può essere necessario un riscaldo.

Preparazione lembi per la saldatura (§7.5.4 UNI EN 1090)

I componenti da saldare devono essere allineati e messi in posizione con dei fermi.


Attacchi temporanei (§7.5.6 UNI EN 1090)

Se l’assemblaggio o le procedure di montaggio richiedono l’uso di componenti saldati

temporaneamente, essi devono essere posizionati in maniera da essere rimossi facilmente senza

danni alla struttura. Tutte le saldatura per gli attacchi temporanei devono essere condotte in

accordo alle WPS.

Una volta staccati gli attacchi temporanei, la superficie del materiale base deve essere molata.

Esecuzione della saldatura (§7.5.17

UNI EN 1090)

Devono essere adottate precauzioni per evitare colpi d’arco e se accadono la superficie metallica

deve essere molata e controllata. Il controllo visivo deve essere supportato da test con liquidi

penetranti o particelle magnetiche.


Controlli (§11.3.1.1 DM 14.01.2008)

“Le presenti norme prevedono tre forme di controlli obbligatorie:

- in stabilimento di produzione, da eseguirsi su lotti di produzione;

- nei centri di trasformazione, da eseguirsi sulle forniture;

- di accettazione in cantiere, da eseguirsi sui lotti di spedizione.

A tale riguardo si definiscono:


Forniture: sono lotti formati da massimo 90 t costituiti da prodotti aventi valori delle grandezze

nominati omogenee.

Lotti di spedizione: sono lotti formati da massimo 30 t spediti in un’unica volta, costituiti da

prodotti aventi valori delle grandezze nominali omogenee”.


Centri di trasformazione (§11.3.7 DM 14.01

01.2008)

“Nell’ambito del processo produttivo deve essere posta particolare attenzione ai processi di

piegatura e di saldatura. In particolare il Direttore Tecnico del centro di trasformazione deve

verificare, tramite opportune prove, che le piegature e le saldature, anche nel caso di quelle non

resistenti, non alterino le caratteristiche meccaniche originarie del prodotto”.

Piolatura

Con riferimento al §12 “Riferimenti tecnici” del DM 14.01.2008, la CNR 10016-85 al §B.2.3

Con riferimento al §12 “Riferimenti tecnici” del DM 14.01.2008, la CNR 10016-85 al §B.2.3

“Controllo delle saldature dei pioli” riporta:

“Tutti i pioli saranno sottoposti a esame visivo…Tutti i pioli trovati con collarino incompleto

saranno sottoposti a prove di piegamento a colpi di mazza per un angolo pari a 30°; questa

stessa prova di piegamento verrà estesa almeno al 5% dei pioli che hanno superato l’esame

visivo…”


Metodi superficiali

consentono di rilevare discontinuità che giacciono in superficie o poco sotto la stessa

(cordoni d’angolo o giunti a parziale penetrazione)

• Esame visivo (da effettuare al 100%)

• Particelle magnetiche

• Liquidi penetranti

• Correnti indotte


Metodi volumetrici

consentono di rilevare discontinuità posizionate nel volume del manufatto e non

necessariamente emergenti in superficie (giunti a piena penetrazione)

• Radiografico

(per giunti testa a testa)

• Ultrasonoro (per giunti testa a testa e a T)

• Termografia

• Rivelazione fughe

• Emissione acustica


“L’entità e il tipo di controlli, distruttivi e non

distruttivi, in aggiunta a quello visivo al 100%,

saranno definiti dal Collaudatore e dal

Direttore dei Lavori…”

(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)


EN 6520 “Classificazione delle imperfezioni nelle saldature metalliche per fusione, con

commenti esplicativi”

La normativa rappresenta un tentativo di designazione delle imperfezioni in saldatura; la

designazione delle difettosità proposta dalla normativa EN 6520 è utilizzata come riferimento

dalla normativa EN 5817.

• La normativa è costituita da un prospetto in cui le difettosità sono classificate in sei gruppi:

cricche

cavità

inclusioni solide

mancanze di fusione e di penetrazione

difetti di forma

difetti diversi (non inclusi nei gruppi precedenti)


EN 6520


EN 6520


EN 6520


Criteri di accettabilità (§7.6 UNI EN 1090)

I componenti saldati devono soddisfare i requisiti specificati, con riferimento alla EN ISO 5817,

come segue:

EXC1

livello di qualità D

EXC2

generalmente livello di qualità C e in alcuni casi D

EXC3

livello di qualità B

EXC4 livello di qualità B+ (ossia B più requisiti addizionali di Tabella 17)

“Le saldature saranno sottoposte a controlli non distruttivi finali per

accertare la corrispondenza ai livelli di qualità stabiliti dal

progettista sulla base delle norme applicate per la progettazione.

In assenza di tali dati per strutture non soggette a fatica si adotterà

il livello C della norma UNI EN ISO 5817:2004 e il livello B per

strutture soggette a fatica”

(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)


EN 5817


EN 5817


EN 5817


EN 5817


“Tutti gli operatori che eseguiranno i controlli dovranno essere qualificati secondo la norma

UNI EN 473:2001 almeno di secondo livello.”

(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)


C11.3.4.6 Bulloni e chiodi

Gli elementi di collegamento impiegati nelle unioni a taglio devono soddisfare i requisiti di cui

alla

norma armonizzata UNI EN 15048-1:2007 “Bulloneria strutturale non a serraggio controllato” e

recare la relativa marcatura CE, con le specificazioni di cui al punto A del §11.1.

[Circolare applicativa NTC]


Parte bullonatura (§8 UNI EN 1090)

Componenti separati formanti parte di un pacchetto non devono differire in spessore oltre D,

dove D è generalmente 2 mm, 1 mm in applicazioni precaricate.

In caso di esposizione severa, per evitare cavità di corrosione può essere necessario un contatto

più chiuso.

Lo spessore delle lamiere deve essere scelto in modo da limitare il numero di piatti nel pacchetto

pari a un massimo di tre.


Rondelle (§8.2.4 UNI EN 1090)

Generalmente le rondelle non sono necessarie se usate con bulloni non precaricati in fori normali.

Se richieste, deve essere specificato se le esse devono essere posizionate sotto il dado o la testa

della vite, quale che sia ruotata, o entrambe.

Per connessioni a semplice sovrapposizione con una sola fila di bulloni, le rondelle devono essere

posizionate sotto il dado e sotto la testa della vite.

Nota. L’uso delle rondelle può ridurre danni locali alla verniciatura del metallo particolarmente

dove si trova uno spesso strato di vernice.


Serraggio dei bulloni precaricati (§8.5 UNI EN 1090)

Possono essere utilizzati i metodi di serraggio dati in Tabella 20 secondo la corrispondente classe

k (come da fornitura) del bullone assemblato.

Nota: se il processo di serraggio è ritardato sotto condizioni di esposizione non controllate la

performance della lubrificazione può essere alterata e deve essere controllata.

I bancali di bulloneria sono stoccati all’aperto coperti con teli di nylon; l’escursione termica

giorno-notte ed eventi atmosferici determinano una presenza di ossidazione più o meno marcata.


Le chiavi dinamometriche utilizzate in tutti i passi del metodo di serraggio devono essere in

grado di garantire un’accuratezza di 4% in accordo alla EN ISO 6798. Ciascuna chiave di

serraggo deve essere controllata per accuratezza almeno settimanalmente e in caso di chiavi

pneumatiche, tutte le volte che il tubo flessibile viene cambiato. Per coppie di serraggio utilizzate

nel primo step del metodo combinato questi requisiti sono modificati a 10% per l’accuratezza e

annualmente per la periodicità.


Metodo a coppia (§8.5.3 UNI EN 1090)

Il serraggio comprende almeno i seguenti due step:

un primo step: la chiave deve essere settata per applicare un valore di coppia di circa 0,75 Mr,i.

Questo primo step deve essere completato per tutti i bulloni di un collegamento pima di

iniziare il secondo step;

un secondo step: la chiave deve essre settata a un valore di coppia di 1,10 Mr,i.

[Mr,i è il momento torcente di riferimento da applicare per ottenere una forza nominale di

precarico minima F p,C essendo Mr,i = k m · d · F p,C ]

Metodo combinato (§8.5.4 UNI EN 1090)

Il serraggio comprende i seguenti due step:

un primo step, con chiave settata per un valore di coppia di circa 0,75 Mr,i. Questo primo step

deve essere completato per tutti i bulloni di un collegamento prima di iniziare il secondo step;

un secondo step nel quale si applica la rotazione di una parte specifica alla parte ruotata

dell’assemblaggio. La posizione del dado relativa alla vite deve essere indicata dopo il primo

step con marker in modo da determinare facilmente la rotazione finale del dado rispetto la

vite nel secondo step.

Il secondo step deve essere in accordo con i valori dati in Tabella 21.


Metodo HRC (§8.5.5 UNI EN 1090)

I bulloni HRC devono essere serrati usando una specifica chiave a taglio fornita di linguette

coassiali le quali reagiscono alla torsione una rispetto l’altra.

Metodo dell’Indicatore diretto di tensione (§8.5.6 UNI EN 1090)

Viene controllata la forza di precarico applicata alla vite.

Filetti dei bulloni (§8.6 UNI EN 1090)

La parte filettata del gambo della vite inclusa nel pacchetto di serraggio non deve superare la

lunghezza di 1/3 dello spessore del piatto.


Grazie per l’attenzione!

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