Cosa sono i controlli non distruttivi sulle saldature

I controlli non distruttivi rappresentano un pilastro fondamentale nell'industria moderna, in particolare nel campo della saldatura.

Questo articolo ti fornirà una panoramica completa su questi metodi essenziali, illustrando come garantiscono la sicurezza e l'affidabilità delle strutture saldate senza comprometterne l'integrità.

Scoprirai i diversi tipi di prove, le normative di riferimento e i vantaggi di ciascun metodo, acquisendo conoscenze preziose per comprendere meglio questo aspetto cruciale della produzione industriale.

Controlli non distruttivi: normative di riferimento

I controlli non distruttivi sulle saldature non danneggiano né modificano le strutture sottoposte a verifica. Hanno una funzione importantissima nell’industria moderna, perché permettono di qualificare un procedimento di saldatura in un determinato campo di validità o nel rispetto di criteri predeterminati.

La prescrizione dei controlli sulle saldature è richiamata in diverse normative, tra cui la  UNI EN 12062, "Regole generali per l’applicazione dei controlli non distruttivi sulle saldature".

Questa norma consiglia i metodi da applicare sulla base del materiale, dello spessore del metallo e del tipo di giunto. I tipi di prove effettuate e l’entità di eventuali difetti rilevati si collegano ai criteri di accettabilità indicati nella UNI EN ISO 5817 “Livelli di qualità delle imperfezioni nei giunti saldati”, e nella 3834, sui “Requisiti di qualità della saldatura”.  

Controllo sulle saldature e sicurezza

Quando la saldatura ha implicazioni sulla vita sociale ed economica, è soggetta a norme che servono a garantire la sicurezza. Maggiore è l’impatto della struttura, più stringenti devono essere i controlli, sia nella fase produttiva che in opera (riferimento EN 1090-2).

Il NTC (Norme Tecniche per le Costruzioni 2018), prevede che i controlli sui giunti saldati siano condotti da personale adeguatamente preparato e certificato secondo la UNI EN ISO 9712. Lo scopo è individuare eventuali difetti che possano compromettere l’utilizzo in sicurezza di singoli pezzi, per garantire l’affidabilità del prodotto finito.

Questo è il motivo per cui le prove non distruttive sono così diffuse e normate.

Due tipi di prove non distruttive

Esistono due gruppi di controlli sulle saldature che mantengono inalterata l’integrità del giunto:

1. prove superficiali (esame visivo, magnetoscopico, con liquidi penetranti)

2. prove  volumetriche (esame radiografico e ultrasuono).

Questi due tipologie permettono di investigare difettosità superficiali o sub-superficiali nel primo caso, l’esistenza di difetti interni al componente nel secondo.

Per scegliere quali controlli applicare in ciascun caso, è necessario possedere conoscenze dei metodi di prova, delle rispettive norme e avere l’esperienza per identificare la tipologia più appropriata in funzione dell’opera da valutare e dei conseguenti costi.

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Un controllo, una norma

Esistono diversi tipi di prove perché ognuna presenta dei vantaggi e dei limiti. A seconda del materiale e della verifica da effettuare, potrebbe essere quindi più conveniente adottare un sistema piuttosto che un altro.

Spesso accade di impiegare diverse prove non distruttive in modo complementare per massimizzare la possibilità di rilevare eventuali difetti di saldatura.

I metodi previsti sono:

1. controllo visivo

2. ispezione con liquidi penetranti

3. magnetoscopia

4. radiografia

5. metodo ultrasonico

Ognuno ha una norma di riferimento che fornisce indicazioni circa la corretta esecuzione e le condizioni per effettuare l'esame.

Esame visivo

L’esame visivo dei giunti saldati è il controllo più comune e basilare. Si può effettuare sia sui singoli materiali di base che sul prodotto finito. Inoltre si può utilizzare per qualunque tipo di materiale.

Si svolge con un’attenta ispezione, di solito a occhio nudo, dei metalli e delle saldature per valutarne le caratteristiche morfologiche di superficie. È il metodo più economico, ma anche quello più soggetto all’errore umano.

Prova con liquidi penetranti

Il metodo con penetrazione di liquidi permette di rilevare discontinuità sulla superficie o affioranti. È molto preciso nel rilevare questi tipi di difetti:

• cricche
• porosità
• ripiegature

Si basa sulla capacità di un liquido di penetrare una fessurazione presente sulla superficie del corpo. Questo controllo permette di visualizzare più facilmente i difetti anche piccoli e di  identificare quelli non percepibili all’occhio umano.

Magnetoscopia

È la prova non distruttiva che sfrutta le proprietà ferromagnetiche dei materiali per rilevare una discontinuità. Il metodo si basa su un comune magnete, che presenta due poli che rappresentano l’inizio e la fine del campo magnetico associato.

Nel caso in cui non ci sia continuità si ha una distorsione del campo magnetico in corrispondenza della zona in cui il materiale è assente. Cospargendo la superficie della la zona nella quale è presente la discontinuità con particelle di ferro (o altro materiale ferromagnetico), esse tenderanno ad agglomerarsi in corrispondenza del suo perimetro.

Questo metodo è molto preciso nel rilevare difetti anche minimi, ma ha il limite di poter essere applicato solo su metalli ferromagnetici.

Radiografia

La tecnica che utilizza i raggi X rappresenta un importante metodo di controllo non distruttivo. Non altera la struttura chimico-fisica del pezzo o le sue proprietà meccaniche e fornisce una registrazione dell’esito dell’esame.

La possibilità di impiegare la tecnica radiografica in qualunque fase del processo produttivo offre un enorme vantaggio in termini economici, perché può assicurare un elevato livello qualitativo in ogni fase del intero ciclo produttivo.

Metodo ultrasonoro

Questo tipo di prova è applicabile a tutti i materiali ferrosi. È idoneo per identificare eventuali discontinuità dovute a cricche, mancata fusione, scorie, porosità.  Si basa sull’assunto che il suono si propaga nei corpi mediante la vibrazione elastica degli atomi e delle molecole che lo compongono. La presenza di disomogeneità altera il percorso delle onde sonore, causando dei fenomeni dispersivi.

Nella scelta del tipo di prove non distruttive da utilizzare conta molto l’esperienza dell’operatore. Sapendo quale tipo di difetto aspettarsi, è più facile scegliere la tecnica di controllo da applicare in relazione al componente.

La valutazione va fatta anche tenendo conto di altri aspetti come ad esempio i costi e la fattibilità. È bene quindi soppesare tutte le variabili con consapevolezza, soprattutto nel caso di un processo produttivo complesso come la saldatura, che presenta intrinsecamente possibilità di difetti.

Conclusione

In conclusione, i controlli non distruttivi sulle saldature sono essenziali per garantire la sicurezza e la qualità delle strutture metalliche.

Dalla prova visiva agli ultrasuoni, ogni metodo offre vantaggi specifici per rilevare potenziali difetti. La scelta del metodo più appropriato richiede esperienza e conoscenza approfondita.

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