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La morfologia della frattura cambia tra metalli e polimeri?

Si. In genere esistono morfologie caratterizzanti per i diversi materiali, sia essi polimeri, metalli o ceramici.

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).

La morfologia della frattura caratterizza univocamente il tipo di failure?

La morfologia caratterizza diversi tipi di frattura in modo univoco, sia essa una morfologia transgranulare piatta, tipica di un meccanismo a fatica o clivaggio e dimples, caratteristici di sovraccarico. Tuttavia, spesso il danneggiamento e la “failure” di un componente è il risultato di più condizioni che agisco in sinergia.

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.

Quant'è il quantitativo significativo da analizzare per verificare il grado di purezza inclusionale di un rotolo d'acciaio o di una colata?

Dipende da quanto materiale prevede il lotto da analizzare. Esistono controlli non distruttivi che prevedono la verifica in linea su tutto il materiale prodotto.

Può la presenza di inclusioni non metalliche comportare la rottura ripetuta di punzoni in fase di tranciatura?

Si. Le inclusioni non metalliche interrompono la matrice metallica della lega e possono determinare un indebolimento del materiale.

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.

Metodo con bombolette spray: difficoltà oggettiva nel visionare componenti tipo scatolati - saldatura interne a causa della difficoltà nel raggiungere e pulire adeguatamente le superfici interessate

Il lavaggio iniziale è un passaggio fondamentale nel processo con liquidi penetranti, indipendentemente dalla tipologia di applicazione (con bombolette spray e/o ad immersione). Su prodotti scatolati in alcuni casi viene utilizzata la tecnica “a passaggio” per la verifica di eventuali perdite: liquido penetrante interno e liquido rilevatore esterno.

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.

Qual è il campo di validità della certificazione dei saldatori?

La qualifica del saldatore, eseguita in conformità ai parametri indicati in una WPS e con riferimento ad una norma, copre un ben definito campo di validità, oltre il quale, come per la certificazione dei processi di saldatura, bisogna eseguire delle qualifiche aggiuntive. Anche per la certificazione dei saldatori si fa riferimento a delle variabili essenziali, alle quali, viene attribuito un certo campo di validità.

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.

Quale documentazione è necessaria per la procedura di saldatura?

Tutti i parametri di saldatura, necessari per preparare il giunto di qualifica, sono riassunti in una WPS, da redigere secondo le prescrizioni della norma. Il giunto saldato e le provette ricavate sono sottoposti alle prove di laboratorio previste dalla norma che stabilisce anche i metodi di valutazione dei risultati. Se i risultati soddisfano le prescrizioni d'accettabilità della norma, il saldatore è qualificato per l'esecuzione dei giunti di produzione, nei limiti dei campi di validità previsti dalla norma di riferimento.
Se i risultati non soddisfano le prescrizioni d'accettabilità, si procede:

all'esame critico dei risultati;
alla proposta di un corso d'addestramento che colmi le lacune evidenziate dall'esame critico dei risultati;
alla ripetizione dell'iter di qualificazione.

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