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Nel caso della frattura sull'alluminio, come si può determinare se una porosità è la root cause della failure o se invece ho avuto una rottura per altra causa in una zona dove sono presenti le porosità?

Occorre sempre valutare la morfologia di rottura oltre alla presenza di difetti. Inoltre, l’acquisire in fase preliminare il maggior numero di informazioni possibili permette di indirizzare l’attenzione verso un aspetto piuttosto che su di un altro, fermo restando che il focus deve sempre concentrarsi sulle evidenze sperimentali e sui dati raccolti.

Attualmente in commercio si possono trovare calcolatori (FEM) in grado di valutare il comportamento dei materiali sottoposti a carico. Quanto sono attendibili i risultati rispetto ad una prova reale?

Il metodo di analisi ad elementi finiti permette di fornire, mediante una simulazione, al risposta di un componente quanto sottoposto a determinate sollecitazioni. Il grado di qualità della simulazione è determinato da vari aspetti, tra cui le competenze del tecnico addetto alla simulazione ed ai dati in ingresso. Sebbene l’utilizzo di dati relativi ai materiali reperibili in letteratura dia in genere risultati soddisfacenti, la verifica e il miglioramento qualitativo di qualsiasi simulazione FEM non può prescindere dalla realizzazione di una campagna di test reali condotti sul componente, che costituisco la verifica finale della qualità del componente considerato.

Che differenza c’è tra un saldatore e un operatore di saldatura?

Saldatore: persona che tiene e manipola l’elettrodo, la torcia di saldatura o il cannello con le mani
Operatore di saldatura: persona che esegue la saldatura completamente meccanizzata o automatica, in cui le operazioni principali sono effettuate automaticamente
Le due figure professionali seguono iter di certificazione diversi, regolati da differenti normative (la UNI EN 287 per i saldatori, la UNI EN 1418 per gli operatori di saldatura) e non vicendevolmente sovrapponibili.

Che tipo di saggi si eseguono durante la prova per la certificazione?

Esistono due tipi di giunto:
  • Testa a testa: tra due lamiere di dimensione 300 x 150 di spessore variabile, cianfrinate a V da saldare assieme con o senza supporto o ripresa al rovescio, o tra due tronchetti di tubo di lunghezza 300mm e spessore e diametri variabili.
  • Saldatura ad angolo: saldatura tra due lamiere di dimensione 300 x 150 e spessore variabile, saldate in posizione ortogonale l’una all’altra, oppure saldatura ad angolo tra tubo e piastra

Che validità ha la certificazione dei saldatori?

La certificazione, in conformità alle normative UNI EN 287/1, UNI EN ISO 9606-2:2006 (che sostituisce la UNI EN287/2) UNI EN1418, riporterà i campi di validità del procedimento di saldatura, espressi come spessori, modalità di saldatura, tipologie di giunti, ed altro ancora. Allo scopo di verificare l'affidabilità della giunzione saldata, i talloni di saldatura, realizzati sempre in conformità alla norma richiamata, saranno sottoposti a prove di laboratorio il cui esito positivo validerà le caratteristiche meccaniche e l'assenza di difettosità inaccettabili sui giunti in esame. La certificazione dei saldatori, o "Patentino di saldatura", ha validità biennale; trascorsi i due anni, il saldatore dovrà rieseguire, alla presenza di un nostro tecnico qualificato IWT (International Welding Technologist) o IWI (International Welding Inspector), gli stessi talloni di saldatura realizzati in fase di certificazione. Se la certificazione non viene rinnovata, il patentino perde la sua validità. Il patentino di saldatura è legato alla persona e all'azienda; per tale motivo, in caso di separazione tra operatore ed azienda, la certificazione perde la sua  validità.

Ci sono limiti dimensionali riguardo ai particolari esaminati, utilizzando i metodi più comuni?

Sì in funzione di questi limiti, si scelgono tecniche portatili (es. bombolette spray PT) piuttosto che  postazioni di controllo fisse (es. vasche ad immersione PT).
Utilizzando bombolette spray non ci sono limiti dimensionali seppur risulta fondamentale rispettare i tempi di processo prescritti nelle norme/procedure.

Come procedere in caso di rottura o danneggiamento di un componente? Un elenco di "cose da fare e sapere" per procedere ad una Failure Analysis.

procedere anzitutto con una raccolta di informazioni preliminari (es. di che materiale è il componente? informazioni sul processo produttivo?), molto utili sia al team di esperti failure analysts sia al committente, per delle valutazioni preliminari sul caso in essere. Necessario il sopralluogo ed il campionamento per determinare eventuali cause esterne che hanno influito nella rottura o nel danneggiamento (non sempre il sopralluogo e campionamento sono possibili o facilmente attuabili. Es. un componente che si rompe in un impianto produttivo in una sede estera). Un passaggio fondamentale è poi una accurata e quanto più ricca possibile documentazione fotografica allo stato.
Cercare di non danneggiare i componenti prima della consegna al Centro Analisi Materiali (es. cercare di riunire le due parti del componente. questo passaggio rende maggiormente critiche ad esempio le analisi al microscopio elettronico). Non sezionare o tagliare il componente fratturato o danneggiato. Con il campione in Laboratorio, comincia la fase di testing: Prove non distruttive (tomgorafia industriale); Verifica del materiale (analisi chimica e caratteristiche meccaniche); Analisi macrografica (controllo microstruttura); Analisi Frattografica (Controllo mirato sull’origine sia frattografico sia microstrutturale). 

Come può assistere il controllo qualità?

La tomografia permette di mantenere controllato il prodotto dall’accettazione materiale fino all’immissione sul mercato. È la tecnologia ideale per l’approfondito controllo delle forniture, sia per la validazione di nuovi fornitori sia per la verifica a campione dei lotti. Il carattere non distruttivo ne permette poi l’impiego prima e dopo i test di sollecitazione, in modo da valutarne al meglio gli effetti sui componenti critici e misurare l’avanzamento di usura e fatica. Il controllo tomografico, essendo visivo e 3-D, è molto efficace anche per il marketing e può essere utilizzato per attestare l’assoluta qualità dei propri prodotti.

Come può assistere la ricerca e sviluppo?

Grazie al controllo funzionale, difettologico e dimensionale rapido e completo, la tomografia industriale permette di rilevare tempestivamente le criticità, prima dei test di validazione. In seguito all’implementazione degli accorgimenti correttivi, ulteriori scansioni permettono di verificare i miglioramenti aumentando la confidenza ingegneristica sul prodotto e la probabilità di successo ai test di accettazione. La rapidità di questo circuito di controllo permette inoltre di diminuire i tempi di sviluppo.

Come può ottimizzare i processi produttivi?

La tomografia permette di rilevare tutte le difettosità tipiche dei processi fusori, di stampaggio, di forgiatura, di saldatura e di sinterizzazione. L’analisi volumetrica permette di validare le simulazioni CAE di processo confrontandole con l’effettivo output di produzione, mentre il rilievo dimensionale micrometrico consente di valutare con esattezza i ritiri e gli scostamenti dalla geometria CAD. È così possibile velocizzare la messa a punto del processo e ridurre il numero di iterazioni di prototipazione. Nel caso di polimeri rinforzati in fibra, è possibile rilevare la corretta distribuzione dei rinforzi, indagarne l’orientamento, indicativo del flusso di stampaggio, e individuare le reali superfici di giunzione dei flussi.

Come si articola il processo di certificazione di un saldatore?

La qualifica di un saldatore si articola essenzialmente in due fasi:
  • Esecuzione di un saggio di prova sotto la supervisione di un tecnico del nostro reparto di certificazione
  • Testing dei saggi di prova per verificare la conformità della giunzione eseguita

Come si interfaccia con l’additive manufacturing?

La tomografia industriale è la tecnologia reciproca della costruzione additiva. Consente di passare con accuratezza micrometrica dal componente reale alla sua matematica digitale, sezione per sezione, esattamente come l’additive manufacturing permette di produrre direttamente, strato per strato, un componente di cui si ha il disegno CAD. Questa stretta relazione concettuale rende la tomografia la tecnologia ideale per la verifica e l’ottimizzazione progettuale dei componenti costruiti in additive.

Come si può procedere se il componente danneggiato è di grandi dimensioni e non è possibile ricavare un campione da esaminare?

Si possono effettuare calchi delle superficie di frattura per poi osservarli al microscopio elettronico. Analisi chimiche e durezza sono effettuabili mediante l’utilizzo di strumenti portatili. Per quanto riguarda la microstruttura, si procede alla realizzazione di repliche metallografiche.

Con i controlli con liquidi penetranti, in che misura va rimosso il penetrante senza interferire con i risultati della prova e quale ritenete sia la più corretta modalità di rimozione - stesso discorso per la pulizia?

Il penetrante va rimosso nella quotaparte che risulta in eccesso sulla superficie, senza ad esempio eccedere con le pressioni di lavaggio per evitare di rimuovere anche il PT penetrato nei difetti.

Con quale metodo vengono sgrassati i particolari prima della fase del test liquidi penetranti?

Lavaggio con acqua, con sgrassante industriale, con agenti saponificanti: modalità sempre da verificare tramite opportuna procedura. E’ possibile utilizzare anche vasche ad ultrasuoni, vapori di detergente o sistemi meccanici (questi ultimi non sempre consigliati).

Cosa distingue la tomografia industriale dalle altre tecniche d’indagine?

La tomografia industriale a raggi X è l’unica tecnica d’indagine non distruttiva in grado di fornire la completa informazione volumetrica dell’oggetto scansionato. L’immagine 3-D, navigabile in sezione, permette di rilevare tutte le difettosità presenti nel componente e di verificarne le caratteristiche dimensionali con precisione micrometrica.
Accreditamenti Aster Accredia Accredia Accredia Tuv Nord Nadcap Crit
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