relazione - Ordine degli Ingegneri della Provincia di Bologna
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<strong>Or<strong>di</strong>ne</strong> <strong>degli</strong> <strong>Ingegneri</strong><br />
<strong>della</strong> <strong>Provincia</strong> <strong>di</strong> <strong>Bologna</strong><br />
28 Marzo 2011<br />
L’acciaio per carpenteria metallica<br />
nelle nuove NTC<br />
Unioni saldate e bullonate; procedure <strong>di</strong> esecuzione e<br />
controllo secondo NTC ed EN 1090<br />
Ing. Emanuele Maiorana<br />
ACAI - Associazione fra i Costruttori in Acciaio Italiani
Parte saldatura (§7 UNI EN 1090)<br />
- le saldature devono essere effettuate in accordo ai requisiti riportati nella EN ISO 3834<br />
(“Requisiti <strong>di</strong> qualità per la saldatura per fusione dei materiali metallici”).<br />
La EN ISO 3834 è sud<strong>di</strong>visa in quattro parti:<br />
Parte 1: Generalità<br />
Parte 2: Requisiti completi <strong>di</strong> qualità Per classi <strong>di</strong> esecuzione EXC3 e EXC4<br />
Parte 3: Requisiti standard <strong>di</strong> qualità Per classe <strong>di</strong> esecuzione EXC2<br />
Parte 4: Requisiti elementari <strong>di</strong> qualità Per classe <strong>di</strong> esecuzione EXC1<br />
La EN ISO 3834 prevede la pianificazione <strong>della</strong> saldatura intesa come parte del processo <strong>di</strong><br />
produzione; la pianificazione <strong>della</strong> saldatura deve includere:<br />
- le specifiche <strong>di</strong> procedura <strong>di</strong> saldatura (WPS) nelle quali sono in<strong>di</strong>cati il materiale <strong>di</strong> consumo,<br />
il preriscaldo, la temperatura <strong>di</strong> interpass e i trattamenti post saldatura;<br />
- le misure per evitare <strong>di</strong>storsioni durante e dopo la saldatura;<br />
- la sequenza <strong>di</strong> saldatura con tutte le restrizioni o posizioni accettabili per le posizioni <strong>di</strong> inizio e<br />
fine, incluse le posizioni interme<strong>di</strong>e <strong>di</strong> fermata e ripresa dove la geometria del giunto è tale che la<br />
saldatura non può essere eseguita in continuo;<br />
- i requisiti per un controllo interme<strong>di</strong>o;<br />
- ….
“Il sistema <strong>di</strong> gestione <strong>della</strong> qualità del prodotto, che sovrintende al processo <strong>di</strong> trasformazione,<br />
deve essere pre<strong>di</strong>sposto in coerenza con la norma UNI EN ISO 9001:2000 e certificato da un<br />
organismo terzo in<strong>di</strong>pendente, <strong>di</strong> adeguata competenza ed organizzazione, che opera in coerenza<br />
con la norma UNI CEI EN ISO/IEC 17021:2006” (§11.3.1.7 DM 14.01.2008 )<br />
“In <strong>relazione</strong> alla tipologia dei manufatti realizzati me<strong>di</strong>ante giunzioni saldate, il costruttore deve<br />
essere certificato secondo la norma UNI EN ISO 3834:2006 parti 2 e 4”<br />
(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)
Processi <strong>di</strong> saldatura ammessi (§7.3 UNI EN 1090)<br />
111 SMAW Elettrodo<br />
121 SAW Arco sommerso<br />
131 MIG<br />
135 MAG<br />
136 FCAW<br />
…<br />
50°<br />
3<br />
170 270<br />
30
Personale <strong>di</strong> saldatura (§7.4 UNI EN 1090)<br />
“Le saldature devono essere effettuate con procedure qualificate (WPQR) secondo EN ISO<br />
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<br />
1418.
“I saldatori nei proce<strong>di</strong>menti semiautomatici e manuali dovranno essere qualificati secondo la<br />
norma UNI EN 287-1:2004 da parte <strong>di</strong> un Ente terzo. A deroga <strong>di</strong> quanto richiesto nella norma<br />
UNI EN 287-1:2004, i saldatori che eseguono giunti a T con cordoni d’angolo dovranno essere<br />
specificatamente qualificati e non potranno essere qualificati soltanto me<strong>di</strong>ante l’esecuzione <strong>di</strong><br />
giunti testa-testa”<br />
“Le prove <strong>di</strong> qualifica dei saldatori, <strong>degli</strong> operatori e dei proce<strong>di</strong>menti dovranno essere eseguite<br />
da un Ente terzo”<br />
(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)
Il personale <strong>di</strong> Coor<strong>di</strong>namento Saldatura deve essere qualificato secondo la EN ISO 14731.<br />
“…il livello <strong>di</strong> conoscenza tecnica del personale <strong>di</strong> coor<strong>di</strong>namento delle operazioni <strong>di</strong> saldatura<br />
deve corrispondere ai requisiti <strong>della</strong> normativa <strong>di</strong> comprovata vali<strong>di</strong>tà. I requisiti sono riassunti<br />
in Tab.11.3.XI…”<br />
(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)
Immagazzinamento del materiale <strong>di</strong> consumo (§7.5.2 UNI EN 1090)<br />
Il materiale <strong>di</strong> saldatura deve essere stoccato e utilizzato in accordo alle in<strong>di</strong>cazioni del<br />
fabbricante.<br />
Elettro<strong>di</strong> e flussi necessitanmo <strong>di</strong> essere essiccati e immagazzinati con appropriati livelli <strong>di</strong><br />
temperatura e tempi in accordo alle in<strong>di</strong>cazioni del fabbricante o se non <strong>di</strong>sponibili secondo la<br />
tabella seguente
Protezione atmosferica (§7.5.3 UNI EN 1090)<br />
Sia il saldatore che l’area <strong>di</strong> lavoro deve essere adeguatamente protetti contro gli effetti del vento,<br />
pioggia e neve.<br />
In particolare i processi <strong>di</strong> saldatura con protezione gassosa sono sensibili agli effetti del vento.<br />
Le superfici da saldare devono essere mantenute asciutte e libere da condensa.<br />
Se la temperature del materiale da saldare è inferiore a 5°C può essere necessario un riscaldo.<br />
Preparazione lembi per la saldatura (§7.5.4 UNI EN 1090)<br />
I componenti da saldare devono essere allineati e messi in posizione con dei fermi.
Attacchi temporanei (§7.5.6 UNI EN 1090)<br />
Se l’assemblaggio o le procedure <strong>di</strong> montaggio richiedono l’uso <strong>di</strong> componenti saldati<br />
temporaneamente, essi devono essere posizionati in maniera da essere rimossi facilmente senza<br />
danni alla struttura. Tutte le saldatura per gli attacchi temporanei devono essere condotte in<br />
accordo alle WPS.<br />
Una volta staccati gli attacchi temporanei, la superficie del materiale base deve essere molata.<br />
Esecuzione <strong>della</strong> saldatura (§7.5.17<br />
UNI EN 1090)<br />
Devono essere adottate precauzioni per evitare colpi d’arco e se accadono la superficie metallica<br />
deve essere molata e controllata. Il controllo visivo deve essere supportato da test con liqui<strong>di</strong><br />
penetranti o particelle magnetiche.
Controlli (§11.3.1.1 DM 14.01.2008)<br />
“Le presenti norme prevedono tre forme <strong>di</strong> controlli obbligatorie:<br />
- in stabilimento <strong>di</strong> produzione, da eseguirsi su lotti <strong>di</strong> produzione;<br />
- nei centri <strong>di</strong> trasformazione, da eseguirsi sulle forniture;<br />
- <strong>di</strong> accettazione in cantiere, da eseguirsi sui lotti <strong>di</strong> spe<strong>di</strong>zione.<br />
A tale riguardo si definiscono:<br />
…<br />
Forniture: sono lotti formati da massimo 90 t costituiti da prodotti aventi valori delle grandezze<br />
nominati omogenee.<br />
Lotti <strong>di</strong> spe<strong>di</strong>zione: sono lotti formati da massimo 30 t spe<strong>di</strong>ti in un’unica volta, costituiti da<br />
prodotti aventi valori delle grandezze nominali omogenee”.
Centri <strong>di</strong> trasformazione (§11.3.7 DM 14.01<br />
01.2008)<br />
“Nell’ambito del processo produttivo deve essere posta particolare attenzione ai processi <strong>di</strong><br />
piegatura e <strong>di</strong> saldatura. In particolare il Direttore Tecnico del centro <strong>di</strong> trasformazione deve<br />
verificare, tramite opportune prove, che le piegature e le saldature, anche nel caso <strong>di</strong> quelle non<br />
resistenti, non alterino le caratteristiche meccaniche originarie del prodotto”.<br />
Piolatura<br />
Con riferimento al §12 “Riferimenti tecnici” del DM 14.01.2008, la CNR 10016-85 al §B.2.3<br />
Con riferimento al §12 “Riferimenti tecnici” del DM 14.01.2008, la CNR 10016-85 al §B.2.3<br />
“Controllo delle saldature dei pioli” riporta:<br />
“Tutti i pioli saranno sottoposti a esame visivo…Tutti i pioli trovati con collarino incompleto<br />
saranno sottoposti a prove <strong>di</strong> piegamento a colpi <strong>di</strong> mazza per un angolo pari a 30°; questa<br />
stessa prova <strong>di</strong> piegamento verrà estesa almeno al 5% dei pioli che hanno superato l’esame<br />
visivo…”
Meto<strong>di</strong> superficiali<br />
consentono <strong>di</strong> rilevare <strong>di</strong>scontinuità che giacciono in superficie o poco sotto la stessa<br />
(cordoni d’angolo o giunti a parziale penetrazione)<br />
• Esame visivo (da effettuare al 100%)<br />
• Particelle magnetiche<br />
• Liqui<strong>di</strong> penetranti<br />
• Correnti indotte
Meto<strong>di</strong> volumetrici<br />
consentono <strong>di</strong> rilevare <strong>di</strong>scontinuità posizionate nel volume del manufatto e non<br />
necessariamente emergenti in superficie (giunti a piena penetrazione)<br />
• Ra<strong>di</strong>ografico<br />
(per giunti testa a testa)<br />
• Ultrasonoro (per giunti testa a testa e a T)<br />
• Termografia<br />
• Rivelazione fughe<br />
• Emissione acustica
“L’entità e il tipo <strong>di</strong> controlli, <strong>di</strong>struttivi e non<br />
<strong>di</strong>struttivi, in aggiunta a quello visivo al 100%,<br />
saranno definiti dal Collaudatore e dal<br />
Direttore dei Lavori…”<br />
(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)
EN 6520 “Classificazione delle imperfezioni nelle saldature metalliche per fusione, con<br />
commenti esplicativi”<br />
La normativa rappresenta un tentativo <strong>di</strong> designazione delle imperfezioni in saldatura; la<br />
designazione delle <strong>di</strong>fettosità proposta dalla normativa EN 6520 è utilizzata come riferimento<br />
dalla normativa EN 5817.<br />
• La normativa è costituita da un prospetto in cui le <strong>di</strong>fettosità sono classificate in sei gruppi:<br />
cricche<br />
cavità<br />
inclusioni solide<br />
mancanze <strong>di</strong> fusione e <strong>di</strong> penetrazione<br />
<strong>di</strong>fetti <strong>di</strong> forma<br />
<strong>di</strong>fetti <strong>di</strong>versi (non inclusi nei gruppi precedenti)
EN 6520
EN 6520
EN 6520
Criteri <strong>di</strong> accettabilità (§7.6 UNI EN 1090)<br />
I componenti saldati devono sod<strong>di</strong>sfare i requisiti specificati, con riferimento alla EN ISO 5817,<br />
come segue:<br />
EXC1<br />
livello <strong>di</strong> qualità D<br />
EXC2<br />
generalmente livello <strong>di</strong> qualità C e in alcuni casi D<br />
EXC3<br />
livello <strong>di</strong> qualità B<br />
EXC4 livello <strong>di</strong> qualità B+ (ossia B più requisiti ad<strong>di</strong>zionali <strong>di</strong> Tabella 17)<br />
“Le saldature saranno sottoposte a controlli non <strong>di</strong>struttivi finali per<br />
accertare la corrispondenza ai livelli <strong>di</strong> qualità stabiliti dal<br />
progettista sulla base delle norme applicate per la progettazione.<br />
In assenza <strong>di</strong> tali dati per strutture non soggette a fatica si adotterà<br />
il livello C <strong>della</strong> norma UNI EN ISO 5817:2004 e il livello B per<br />
strutture soggette a fatica”<br />
(§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<br />
UNI EN 473:2001 almeno <strong>di</strong> secondo livello.”<br />
(§11.3.4.5 DM 14.01.2008)
C11.3.4.6 Bulloni e chio<strong>di</strong><br />
Gli elementi <strong>di</strong> collegamento impiegati nelle unioni a taglio devono sod<strong>di</strong>sfare i requisiti <strong>di</strong> cui<br />
alla<br />
norma armonizzata UNI EN 15048-1:2007 “Bulloneria strutturale non a serraggio controllato” e<br />
recare la relativa marcatura CE, con le specificazioni <strong>di</strong> cui al punto A del §11.1.<br />
[Circolare applicativa NTC]
Parte bullonatura (§8 UNI EN 1090)<br />
Componenti separati formanti parte <strong>di</strong> un pacchetto non devono <strong>di</strong>fferire in spessore oltre D,<br />
dove D è generalmente 2 mm, 1 mm in applicazioni precaricate.<br />
In caso <strong>di</strong> esposizione severa, per evitare cavità <strong>di</strong> corrosione può essere necessario un contatto<br />
più chiuso.<br />
Lo spessore delle lamiere deve essere scelto in modo da limitare il numero <strong>di</strong> piatti nel pacchetto<br />
pari a un massimo <strong>di</strong> tre.
Rondelle (§8.2.4 UNI EN 1090)<br />
Generalmente le rondelle non sono necessarie se usate con bulloni non precaricati in fori normali.<br />
Se richieste, deve essere specificato se le esse devono essere posizionate sotto il dado o la testa<br />
<strong>della</strong> vite, quale che sia ruotata, o entrambe.<br />
Per connessioni a semplice sovrapposizione con una sola fila <strong>di</strong> bulloni, le rondelle devono essere<br />
posizionate sotto il dado e sotto la testa <strong>della</strong> vite.<br />
Nota. L’uso delle rondelle può ridurre danni locali alla verniciatura del metallo particolarmente<br />
dove si trova uno spesso strato <strong>di</strong> vernice.
Serraggio dei bulloni precaricati (§8.5 UNI EN 1090)<br />
Possono essere utilizzati i meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> serraggio dati in Tabella 20 secondo la corrispondente classe<br />
k (come da fornitura) del bullone assemblato.<br />
Nota: se il processo <strong>di</strong> serraggio è ritardato sotto con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> esposizione non controllate la<br />
performance <strong>della</strong> lubrificazione può essere alterata e deve essere controllata.<br />
I bancali <strong>di</strong> bulloneria sono stoccati all’aperto coperti con teli <strong>di</strong> nylon; l’escursione termica<br />
giorno-notte ed eventi atmosferici determinano una presenza <strong>di</strong> ossidazione più o meno marcata.
Le chiavi <strong>di</strong>namometriche utilizzate in tutti i passi del metodo <strong>di</strong> serraggio devono essere in<br />
grado <strong>di</strong> garantire un’accuratezza <strong>di</strong> 4% in accordo alla EN ISO 6798. Ciascuna chiave <strong>di</strong><br />
serraggo deve essere controllata per accuratezza almeno settimanalmente e in caso <strong>di</strong> chiavi<br />
pneumatiche, tutte le volte che il tubo flessibile viene cambiato. Per coppie <strong>di</strong> serraggio utilizzate<br />
nel primo step del metodo combinato questi requisiti sono mo<strong>di</strong>ficati a 10% per l’accuratezza e<br />
annualmente per la perio<strong>di</strong>cità.
Metodo a coppia (§8.5.3 UNI EN 1090)<br />
Il serraggio comprende almeno i seguenti due step:<br />
un primo step: la chiave deve essere settata per applicare un valore <strong>di</strong> coppia <strong>di</strong> circa 0,75 Mr,i.<br />
Questo primo step deve essere completato per tutti i bulloni <strong>di</strong> un collegamento pima <strong>di</strong><br />
iniziare il secondo step;<br />
un secondo step: la chiave deve essre settata a un valore <strong>di</strong> coppia <strong>di</strong> 1,10 Mr,i.<br />
[Mr,i è il momento torcente <strong>di</strong> riferimento da applicare per ottenere una forza nominale <strong>di</strong><br />
precarico minima F p,C essendo Mr,i = k m · d · F p,C ]<br />
Metodo combinato (§8.5.4 UNI EN 1090)<br />
Il serraggio comprende i seguenti due step:<br />
un primo step, con chiave settata per un valore <strong>di</strong> coppia <strong>di</strong> circa 0,75 Mr,i. Questo primo step<br />
deve essere completato per tutti i bulloni <strong>di</strong> un collegamento prima <strong>di</strong> iniziare il secondo step;<br />
un secondo step nel quale si applica la rotazione <strong>di</strong> una parte specifica alla parte ruotata<br />
dell’assemblaggio. La posizione del dado relativa alla vite deve essere in<strong>di</strong>cata dopo il primo<br />
step con marker in modo da determinare facilmente la rotazione finale del dado rispetto la<br />
vite nel secondo step.<br />
Il secondo step deve essere in accordo con i valori dati in Tabella 21.
Metodo HRC (§8.5.5 UNI EN 1090)<br />
I bulloni HRC devono essere serrati usando una specifica chiave a taglio fornita <strong>di</strong> linguette<br />
coassiali le quali reagiscono alla torsione una rispetto l’altra.<br />
Metodo dell’In<strong>di</strong>catore <strong>di</strong>retto <strong>di</strong> tensione (§8.5.6 UNI EN 1090)<br />
Viene controllata la forza <strong>di</strong> precarico applicata alla vite.<br />
Filetti dei bulloni (§8.6 UNI EN 1090)<br />
La parte filettata del gambo <strong>della</strong> vite inclusa nel pacchetto <strong>di</strong> serraggio non deve superare la<br />
lunghezza <strong>di</strong> 1/3 dello spessore del piatto.
Grazie per l’attenzione!