SALDATURA DI ACCIAI INOSSIDABILI NELL'IMPIANTISTICA. La gestione della garanzia di qualità nell'ambito di una società di ingegneria

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1 SALDATURA DI ACCIAI INOSSIDABILI NELL'IMPIANTISTICA. La gestione della garanzia di qualità nell'ambito di una società di ingegneria Caspani M., Guerra O. Relazione presentata a: "LA SALDATURA E GLI ACCIAI INOSSIDABILI" 3 Incontro : II controllo e la qualità Milano. 27 novembre 1987 Con il patrocinio del CENTRO INOX Piazza Velasca, Milano

2 Estratto dalla Rivista LA MECCANICA ITALIANA n novembre 1987 SALDATURA DI ACCIAI INOSSIDABILI NELL'IMPIANTISTICA. La gestione della garanzia di qualità nell'ambito di una società di ingegneria THE QUALITY ASSURANCE/QUALITY CONTROL RELEVANT TO STAI N LE SS STEEL. Materlal welded equlpment for process plants as managed. by an engineering company Caspani M., Guerra O. Foster Wheeler Italiana - Milano Sommario Scopo di quanto segue è la descrizione delle metodologie organizzative ed operative adottate da una Società di ingegneria al fine di ottenere, nel campo delle saldatura degli acciai inossidabili, un prodotto finito avente requisiti di qualità e caratteristiche adeguate al servizio e conformi alle richieste delle specifiche del Cliente. Vengono inoltre fornite alcune indicazioni in merito a quanto di norma viene prescritto, a livello tecnico, per le saldature di acciai inossidabili nelle applicazioni più comuni di impiantistica. Summary The purpose of what written hereafter, is to describe how an Engineering Company organisation operates in order to assure thè production of welded stainless steel equipment which shatf have leatures complying with thè service needs and with thè Client's requirements. Some highlights are also given about thè standard technical specifications relevant to thè welding of stainless steel material in thè most commonly used applications in thè process plants. 1. Applicazioni tipiche di acciai inossidabili I campi di applicazione tipici degli acciai inossidabili nelle realizzazioni impiantistiche trattate dalla nostra società coprono principalmente le seguenti esigenze: 1) resistenza alla corrosione in impianti di distillazione atmosferica e sottovuoto, e dì desolforazione di gasoli e nafte nell'industria petrolifera; 2) resistenza meccanica in servizi operanti ad elevata temperatura; 3) requisiti di sterilità e cessione limitata di sostanze inquinanti. Nel primo caso gli acciai inox sono utilizzati in qualità di rivestimento anticorrosivo applicato per laminazione sulle superfici delle apparecchiature che vengono in contatto con i fluidi aggressivi. I tipi di acciaio utilizzati con maggior frequenza sono quelli a struttura martensitico-ferritica (AISI 405, AISI 410S) e quelli a struttura austenitica nella forma stabilizzata oppure a basso contenuto di carbonio (AISI 321, AISI, AISI 304L, AISI L). Il secondo caso riguarda principalmente l'utilizzazione nella zona di rigenerazione degli impianti di «cracking» catalitico in regime fluido dei. gasoli. Le condizioni di temperatura elevata ( C) richiedono l'utilizzazione di acciai del tipo AISI 304H a causa della sua maggiore resisten- 74 LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n* 211

3 za allo scorrimento viscoso ad alta temperatura. L'ultimo gruppo copre quelle applicazioni tipiche dell'industria alimentare e farmaceutica in cui i prodotti, a contatto dei manufatti, non devono subire modificazioni causate da cestoni di molecole provenienti dai prodotti di corrosione dovute alla reazione fluido/metallo o a distacchi di molecole dagli strati di passivazione formatisi sulla superficie del metallo stesso. In queste applicazioni si utilizzano gonordlmonto gli acciai a struttura tustenitica (AISI 304, AISI ). Ognuno dei campi di applicazione sopracitati presenta caratteristiche tati da richiedere un approccio particolare, nella esecuzione delle saldature e nel loro controllo, al fine di de* terminare la qualità ottenuta. Va ricordato che, nella maggior parte dei casi,!a selezione del tipo di materiale da utilizzare è definita dal Licenziatario del processo secondo cui l'impianto opera; è sempre presente quindi la necessità di uno stretto contatto tra la Società di ingegneria a quest'ultimo. Tavola 1 POSTER TTALIAW TECHNICAL SPECIFICATION SPEC. N" REVISION 0 DATE PAGE /1 TABLE 1 - Acceotable Filler Metals for Joining Austenitic Stainless Steels and High-Ntckel Allovs Hat'ls to be welded L 3O9S S 31fi L L L S S 310 L 1 L 321 L L L L L L Inc.y 800 Inc.l 600 ENlCrFe-3 ENlCrFe-3 EWUCr-3 2. Fase di progettazione Procedure finalizzate all'ottenimento della qualità (metodologia di controllo) Come per le altre attività coordinate da una Società di ingegneria, anche l'esecuzione delle saldature di componentistica in acciaio inox è sottoposta a uno stretto controllo che inizia nella fase di progettazione e si conclude al momento dell'installazione/messa in marcia del componente. 321 IncoLov 400 tncone 000 ENlCrFe-3 EMiCrFe-3 EHNiCr-3 ENlCrFe-3 Il controllo, in fase di progettazione, viene esplicato attraverso la produzione e verifica di documenti quali: i i 1) specifiche generali e disegni di ingegneria; 2) specifiche di procedimento di saldatura; 3) rapporti di qualifica di procedimento di saldatura Disegni di ingegneria e specifiche generali Questi documenti, preparati all'ini- zio della elaborazione del progetto, contengono, oltre alla descrizione del componente, tutte le indicazioni riguardanti le sue condizioni operative, i fluidi con cui viene in contatto, i richiami ai codici di progettazione applicabili nonché le particolarità esecutive derivanti dalle esperienze precedenti maturate dal Licenziatario del processo e/o dalla Società di ingegneria stessa. La specifica generale di saldatura richiamerà quindi le raccomandazioni tipiche relative all'esecuzione di saldatura ed al loro controllo, sia nella fase di qualifica del procedimento che nella fase di produzione. A scopo illustrativo presentiamo due tavole tratte da una specifica generale tipica per un impianto di raffinazione. 75 LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n 211

4 Nella tavola 1 sono illustrati gli elettrodi consigliati per la realizzazione di saldature tra vari acciai inox classificati in accordo alla numerazione AISJ. La tavola 2 illustra invece i tipi di materiale d'apporto raccomandati nell'esecuzione di depositi per saldatura nel ripristino di placcature. Tavola 2 TABLE 2. - rnu-iama TECHHICAJL SPECIMCATION SPEC. N" REVISION 0 DATE PAGE 39 Filler Metals for Held Peposlt and CUd Reatorlng -1100/ Controllo dei disegni dei Fornitori, delle specifiche dei procedimenti di saldatura e dei relativi rapporti di qualifica Entro un tempo relativamente limitato dopo il piazzamento dell'ordine e prima dell'inizio delle lavorazioni per la costruzione delle apparecchiature, al costruttore viene richiesto di presentare alla Società di ingegneria i disegni di dettaglio. Questi disegni vengono sottoposti a controllo che dovrà accertare, tra l'altro, che siano rappresentati tutti i dettagli di saldatura e che per ogni giunto saldato siano indicati i riferimenti alla singola specifica di saldatura che dovrà guidare l'operatore nell'esecuzione del giunto. Assieme ai disegni di dettaglio, viene richiesto che vengano sottoposte anche la raccolta completa delle specifiche di saldatura di cui è prevista l'utilizzazione e la raccolta dei rapporti di qualifica relativi alte specifiche presentate. I rapporti di qualifica di procedimento di saldatura devono essere certificati da rappresentanti di un Ente autonomo di controllo riconosciuto dalla Società di ingegneria oppure dai rappresentanti del sistema di controllo qualità (Q.A./Q.C.) interno del Costruttore, sempre che esso sia riconosciuto in possesso della certificazione rilasciata dalle ASME (ASME Stamp). I documenti sopraccitati vengono verificati al fine di accertarne la rispondenza ai requisiti del codice applicabile nonché alle richieste del Licenziatario del processo riportate nel disegno di ingegneria ed alle raccomandazioni incluse nella specifica generale di saldatura. I parametri di saldatura che devono essere inclusi in ciascuna specifica sono i seguenti: Cladding materlai 12Z Cr Type Z Cr Type 410 S Austeri itic stainless steel type L L 321/ Filler materlals Do not overlay Cyclic service Lou sulohur High sulphur First pass L L 3O9L 3O9L 3O9L 1) dettaglio geometrico del giunto rappresentato; 2) tutte le informazioni relative al materiale/i base e d'apporto in accordo al codice di progettazione; 3) i parametri elettrici; 4) i preriscaldi e le temperature di interpass minime e massime; 5) i trattamenti termici (velocità di salita, temperatura e tempo di mantenimento, velocità di discesa). f verbali di qualifica di procedimento di saldatura dovranno riportare, oltre ai parametri tipici della specifica di saldatura da essi supportata, i risultati delle prove richieste al fine di verificare l'assenza di difetti del giunto e cioè: 1) trazioni; 2) pieghe; for veld deposit and clad restoring E Ni Cr FB 2/3 ER Ni Cr 3 T -e 425'C : T > ù25"c : EL ERL 1 ERL Subsequent passes 3O8L 3O8L L E Ni Cr Fé 2/3 ER Ni Cr 3 1 3) resilienze, se necessarie; 4) durezze, se necessarie; 5) micrografie e macrograffe, quando richieste; 6) analisi chimiche del deposito, se richieste; 7) numero di ferrite, se richiesto; 8) controllo a liquidi penetranti. Una volta verificata la completezza e la correttezza dei documenti sopraccitati, gli stessi vengono restituiti al fornitore e viene autorizzato l'inizio della costruzione. Questi documenti saranno tenuti a disposizione dei supervisori che eseguiranno i controlli durante la costruzione. Le tavole 3 e 4 rappresentano due formati tipici per la preparazione delie specifiche e delle qualifiche di procedimento di saldatura tratti dal codice ASME - Section IX. 76 i LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n 211

5 Tavola 3 - Formato tipico per specifiche di saldatura secondo codice ASME. ( *QW30l l.5*c n IX. ASMI BsJhi me rrmoi VMMI C*6«) jopwriiopf-i*)* *-* o t*, - «.. _.,, r f H. nu il 3. Controlli tipici richiesti in fase di qualifica dei procedimenti di saldatura e in produzione Per ciascuno dei campi di applicazione citati in precedenza illustreremo ora i «tests» che permettono di controllare i parametri tipici ed indicativi della qualità di un giunto saldato. A) Nel caso di ripristini, in corrispondenza delle saldature del materiale base, di placcati austenitici e martensitico/ferritici, che sono in genere effettuati con elettrodi a struttura austenitica (tipo, L, L, 304L, L), come indicato nella tavola 2, i controlli fondamentali richiesti sono: l'esecuzione di pieghe laterali; l'esecuzione dell'analisi chimica; l'esecuzione del controllo a liquidi penetranti sulla prima ed ultima passata. A questi controlli di routine si aggiunge quello del numero di ferrite 5, qualora il manufatto debba essere sottoposto a trattamenti termici di distensione a causa delle caratteristiche del materiale base. L'esecuzione di pieghe laterali, tendente ad evidenziare zone infragilite alla base del deposito, essendo una prova distruttiva, è eseguito esclusivamente sui talloni di qualifica di procedimento e sui talloni di produzione. L'esecuzione dell'analisi chimica viene richiesta alla profondità di almeno 2,5 mm (essendo 3 mm lo spessore generalmente richiesto per il riporto). Ciò per verificare che su tutto lo spessore richiesto per resistere alla corrosione il materiale sia omogeneo e non diluito nel materiale base in modo anomalo. Nel caso di riporti realizzati in acciaio AISI l'analisi chimica deve essere completata anche dalla valutazone del rapporto tra ti contenuto di Nb e quello di C L'esecuzione delle analisi chimiche nel caso in oggetto, viene richiesta sia per il tallone di qualifica che per le saldature di produzione. In quest'ultimo caso l'analisi viene richiesta, almeno su ogni ripristino di placcatura, sia in corrispondenza di giunti longitudinali che di giunti circonferenziali. Nel caso di apparecchi interamente rivestiti per deposito di saldatura viene chiesto un controllo con analisi per ogni virola e per ogni fondo. Il controllo con liquidi penetranti viene richiesto sia sulla prima passata di deposito che sull'ultima. Questo controllo viene esteso alla totalità della superficie rivestita sia per i talloni di qualifica che per le saldature di produzione. Il controllo della ferrite S viene richiesto sia sul tallone di qualifica che sulle saldature di produzione: il cam- 77 LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n 211

6 pò dei valori in cui le letture dovranno localizzarsi à compreso tra FN3 e FN10. Il numero e la frequenza delle misurazioni richieste è uguale a quello per le analisi chimiche. Il controllo può essere effettuato con strumenti magnetici oppure calcolando il valore FN sulla base del diagramma di Delong. La misurazione di FN (numero di ferrite) va effettuata prima del trattamento termico poiché, durante l'esecuzione di quest'ultimo, parte della ferrite 6 si trasforma in fase a non più rilevabiie da sensori basati sul magnetismo. B) Nel caso dì applicazioni adatte al funzionamento ad alte temperature, nell'ambito degli impianti di cracking catalitico, l'utilizzazione di AISI 304H è dovuta essenzialmente alla sua convenienza economica ed alla sua ottimale resistenza allo scorrimento viscoso garantita dal contenuto di carbonio non inferiore a 0.04%, e da un tenore di ferrite 6 dì circa 11 5%. Poiché è stato riscontrato che i depositi di saldatura che presentano una rete continua di ferrite, corrispondente ad un contenuto intorno al 15%, permettono una facile propagazione di rotture e quindi una perdita di duttilità dopo esposizione ad alte temperature, si cercherà di ottenere nelle saldature un tenore di ferrite che rimanga nel campo dal 3% al 9%. Questo è il campo ottimale per evitare da un lato il rischio di cricche a caldo e dall'altro l'infragilimento dovuto alla formazione di fase a (figura 1). Da quanto sopra descritto deriva che il controllo del contenuto di ferrite nelle saldature di qualifica e di produzione è una delle indagini essenziali per garantire la qualità e la sicurezza del manufatto finito. Il controllo del contenuto di ferrite viene generalmente eseguito con ferritoscopi portatili opportunamente tarati. Per quanto riguarda l'estensione del controllo, è generalmente richiesta una misurazione ogni tre metri di saldatura (con almeno quattro misurazioni su ogni giunto circonferenziale e 2 misurazioni per ogni giunto longitudinale) e una misurazione per ogni saldatura di collegamento degli stacchi per connessioni. Qualora qualche lettura dia risultati eccedenti il limite ammesso, dovranno essere ripetute due misurazioni in zone adiacenti a quella che ha prodotto il risultato negativo. In aggiunta a quanto sopra, tutti i giunti vengono controllati al 100% con liquidi penetranti in prima ed ultima passata, al fine di individuare la presenza di eventuali cricche a caldo. Dai tallóni di qualifica di procedimento e dai talloni di produzione vengono inoltre ricavati i provini per l'e- Tavota 4 Formato tipico per qualifiche di procedimento di saldatura secondo codice ASME. OW-4tl tuociitio FOKMAT FON PHOCIDUM OUAUftCATIOtt RICOHD (POW MH «W tlll, I H M I«, «IMI M«W P.HW» VIUM CM^ tk«< Attuai CaMillani UiM u W*w I dvmu (Bacili UMlVHI ili / 1 XàT * 1 11 IL '1 w > 78 LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n 211

7 secuzione delle trazioni, pieghe laterali e rovescie come normalmente richiesto dal codice di progettazione applicabile. Pur se non connesso alle problematiche del controllo della qualità delle saldature, vale la pena di menzionare un parametro il cui controllo è richiesto di norma sia sui materiali base del tipo AISI 304H che sugli elettrodi utilizzati per la loro saldatura. Il parametro in questione è il contenuto di molibdeno che è consigliabile limitare allo 0,3% massimo. Scopo di questa limitazione è quello di assicurare manufatti che non siano soggetti a ossidazione catastrofica, fenomeno che si manifesta sugli acciai inossidabili contenenti molibdeno, esposti in ambiente con scarsa circolazione d'aria, a temperature intorno a 800 C (questa temperatura può essere anche inferiore (650 C) nel caso siano presenti inquinanti superficiali quali i silicati, contenuti nel refrattarl antlabraslvl largamente usati nelle applicazioni ora illustrate). I t I II I II Fig. 1 - Valori di resilienza a temperatura ambiente su depositi di saldatura tipo AISI dopo esposizioni prolungate ad elevata temperatura (600 C). (Da: D. Hauser) J.A. Van Echo - Battette Columbus Laboratories). C) Nel caso di impianti farmaceutici o alimentari la sterilità è uno dei requisiti fondamentali. In genere i componenti di questi impianti sono sottoposti a cicli di pulizia meccanica e/o elettrochimica più o meno spinti a seconda del servizio cui sono destinati. I sistemi di tubazioni a contatto con acqua distillata per iniezioni ipodermiche, ad esempio, sono sottoposti a pulizia elettrochimica per tre ragioni fondamentali: aspetto finale di gran lunga più liscio di quello prodotto da qualsiasi pulizia meccanica e di più agevole sterilìzzabilità per la mancanza di microrugosità; mancanza di zone di inclusione in corrispondenza di sfogliature causate dalle azioni meccaniche che, inglobando le paste abrasive usate per le pulizie meccaniche stesse, non permetterebbero la completa sterilizzazione; migliore resistenza alla corrosione come risultato di una superficie estremamente liscia e coperta da _ un uniforme film passivato. Le operazioni di saldatura della componentistica avente le caratteri- stiche sopraccitate devono essere eseguite con procedimenti che non inducano zone difettose tali da compromettere le caratteristiche di finitura. Il procedimento di saldatura adottato per la giunzione di testa dei componenti delle tubazioni è il TIG con movimento orbitale automatico attorno al tubo. Non è previsto l'uso di materiale d'apporto. La scelta di questo processo è motivata dalla qualità del giunto finito e dalla riproducibilità e costanza di risultati anche nelle condizioni più difficili. L'accuratezza dell'assiemaggio è essenziale per il buon esito qualitativo della saldatura eseguita con il processo orbitale automatico; la puntatura viene quindi effettuata mediante opportune cravatte che assicurino il corretto allineamento dei componenti durante l'esecuzione della saldatura stessa. Dopo la puntatura e la successiva rimozione delle cravatte, l'allineamento dovrà essere verificato in modo da accertare che: la distanza tra i lembi non superi 1 mm; il disallineamento dei lembi non superi '1% del diametro nominale; l'inclinazione del piano su cui giace il giunto rispetto al piano perpendicolare all'asse del tubo non superi lo O,5 /o; lo scostamento del percorso della testa di saldatura orbitante dall'asse del giunto non superi 1,5 mm. Durante la preparazione della qualifica di procedimento di saldatura, al fabbricante è richiesto di preparare, oltre ad un tallone da cui verranno estratti i provini per le consuete prove distruttive (trazioni e pieghe), una serie di campioni, uno per ogni diametro di tubo previsto in produzione. Il campione, sottoposto al Cliente per accettazione, costituirà il riscontro a fronte del quale verranno verificate visivamente tutte le saldature di produzione (l'ispezione visiva interna viene eseguita a mezzo di endoscopi). 79 LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n 211

8 Ognuno dei campioni preparati è accompagnalo da un certificato che indichi tutti f parametri Imposti al dispositivo automatico durante la saldatura (intensità di corrente, tensione, velocità di avanzamento della testina, portate di gas di schermatura e di purga) nonché il numero di serie della macchina. In produzione ogni saldatura eseguita con il processo orbitale automatico sarà accompagnata da un certificato numerato indicante le seguenti informazioni: firma e data certificanti l'esecuzione del controllo sulla corretta preparazione dei lembi; firma e data certificanti l'esecuzione del controllo sul corretto assemblaggo; identificazione del saldatore che ha eseguito l'assemblaggio; parametri di saldatura adottati per l'esecuzione dell'assemblaggio; numero di identificazione della macchina che esegue la saldatura orbitale; identificazione dell'operatore alla macchina per l'esecuzione della saldatura orbitale; parametri di saldatura adottati per l'esecuzione de! giunto; data di esecuzione del giunto; firma e data certificanti l'esecuzione e l'accettazione dei controlli non distruttivi eseguiti; firma e data certificanti l'esecuzione e l'accettazione del controllo visivo interno ed esterno. Ogni componente prefabbricato verrà accompagnato da un «Dossier» di fabbricazione contenente i certificati numerati relativi a tutte le saldature eseguite. Durante la produzione, all'inizio di ciascuna giornata lavorativa, è richiesta la fabbricazione di un campione di giunto da sezionare e confrontare con il provino di riscontro accettato in precedenza dal Cliente. Il campione di produzione dovrà avere requisiti relativi all'assenza di difetti, alfa finltura superficiale ed alla sporgenza all'interno della saldatura almeno pari a quello del provino di riscontro preparato in qualifica. Le procedure sopra indicate sono state applicate dalla consociata inglese della Poster Wheeler Italiana durante la realizzazione di un sistema di tubazioni «sterili» commissionati da un'industria farmaceutica locale. Le stesse procedure sono in corso di applicazione per i materiali di un impianto in fase di realizzazione in Italia per la stessa società farmaceutica. 4. Procedure e metodologie di controllo più propriamente relative alle attività dei fornitori Nello sviluppo delle attività espletate o coordinate dalla Società di ingegneria nel corso delle gestione di una commessa, l'insieme delle attività finalizzate all'ottenimento della qualità comprende anche quelle gestite ed attuate dall'ufficio collaudi. Questo gruppo esplica tutta una serie di interventi diretti sui fornitori delle apparecchiature, con l'obiettivo di assicurare la produzione di manufatti rispondenti al livello qualitativo specificato, in particolare per quanto riguarda le saldature. I tipi di intervento sono sommariamente riassunti qui sotto e verranno più in dettaglio descritti nei paragrafi appropriati: qualifica preventiva dei fornitori; verifica dell'organizzazione e del corretto funzionamento del «sistema qualità» dei fornitori; sorveglianza della qualità dei prodotti attraverso ispezioni e collaudi nelle varie fasi del processo di fabbricazione. 4.1 Qualifica preventiva del fornitori Viene valutata la capacità e l'affidabilità dei fornitori in merito alla possibilità, da parte loro, di fabbricare un'apparecchiatura che abbia determinate caratteristiche. Nel caso specifico in esame, verrà valutata la capacità di costruire apparecchiature saldate in acciaio inossidabile. La valutazione, eseguita nel corso di visite presso il possibile fornitore, si basa su tutta una serie di punti che sono riassunti qui di seguito: esistenza di un ufficio tecnico organizzato e valutazione dell'esistenza di una cultura relativa alle problematiche connesse agli acciai inossidabili, con particolare riguardo all'esperienza nella elaborazione delle specifiche di saldatura; esperienza reale nella costruzione di manufatti in acciaio inossidabile (lista di referenze, disegni, esistenza di un archivio di specifiche e qualifiche dei procedimenti di saldatura relative alla classe dei materiali in questione); esistenza di un sistema di garanzia e controllo della qualità consolidato ed efficiente; organizzazione dei magazzini. In particolare, considerando che si tratta di acciai inossidabili, si verifiche rà che i materiali da lavorare siano convenientemente segregati per tipo di acciaio, stoccati incondizioni accettabili di pulizia e protetti da inquinanti. Si verificherà inoltre che nel magazzino dei materiali di apporto per la saldatura esista un corretto sistema di segregazione dei vari tipi di materiate e che gfi stessi siano conservati nelle migliori condizioni; organizzazione dell'officina. Si verificherà che il flusso delle lavorazioni dell'acciaio inossidabile segua un percorso indipendente nel caso che : il fornitore lavorasse anche altri tipi di materiale. Si verificherà anche che tutte queste lavorazioni, ed in particolare le saldature, avvengano in un ambiente il più possibile pulito. Al termine della visita verrà prodotto un rapporto che, oltre ad altri elementi come la potenzialità produttiva, la descrizione dell'organizzazione, ecc, fornirà informazioni relative a quanto si è riscontrato in merito a ciascuno dei punti dì valutazione sopra descritti. Il rapporto darà inoltre una valutazione complessiva del fornitore in merito alla sua capacità ed affidabilità relativamente alla costruzione di manufatti saldati in acciaio inossidabile. In caso di valutazione conclusiva positiva, il fornitore verrà considerato qualificato per quel tipo di prodotto ed incluso in una apposita lista. Come conseguenza di quanto so- 80 I LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n 211

9 pra, e già in una fase abbastanza lontana dalle attività di costruzione e saldatura, si pongono le premesse che determinano l'ottenimento di manufatti con saldature di livello qualitativo elevato; infatti, a livello di gara commerciale, verranno, interpellati solamente i possibili fornitori di cui è stata valutata positivamente la capacità in relazione at prodotto specifico. 4.2 Verifica dell'organizzazione e del corretto funzionamento del «sistema qualità» dei fornitori Successivamente al piazzamento dell'ordine e prima dell'inizio della fabbricazione, l'ufficio collaudi esplica delle attività che hanno una notevole importanza nel determinare la bontà del risultato finale. Queste attività, che peraltro hanno carattere preventivo, sono: il controllo del piano di ispezione e collaudo; l'organizzazione di una riunione che ha come scopo la discussione delle ispezioni e collaudi da eseguirsi durante la fabbricazione. Il piano di ispezione e collaudo è un documento che viene elaborato dal fornitore e che deve riportare tutta una serie di informazioni come l'indicazione del componente interessato alle prove, it tipo di prova, l'indicazione della procedura di esecuzione ed il criterio di accettabilità, l'indicazione degli enti ispettivi che devono presenziare al collaudo, ecc. Questo documento, che costituisce la guida per tutti i collaudi che verranno effettuati durante la fabbricazione, viene controllato al fine di accertare la completezza delle prove ivi previste in accordo a quanto è stato prescritto in fase di progettazione. Viene inoltre indicato il tipo di intervento dell'ispettore della Società di ingegneria per ognuna delle fasi di controllo indicate sul piano, tipo di intervento che viene codificato come punto di arresto, punto di convocazione o controllo della certificazione. Viene inoltre verificato che le procedure di esecuzione dei vari tests non distruttivi siano corrette ed adatte al materiale per ciò che riguarda la sensibilità nel rilevare i difetti tipici riscontrabili nella saldatura del materiale stesso. Successivamente alla trasmissione al fornitore sia dei commenti al piano di ispezione e collaudo, sia di quelli relativi ai disegni ed alle specifiche di saldatura, viene organizzata una riunione con i responsabili del controllo qualità del Fornitore stesso. Durante questa riunione vengono esaminate e discusse le prescrizioni relative alla produzione ed al collaudo contenute nelle specifiche e nei disegni prodotti in fase di progettazione. Questo esame dettagliato costituisce una fase fondamentale e permette di impostare tutto ciò che segue in modo corretto e di pilotare in maniera molto efficace l'organizzazione della qualità del fornitore stesso. 4.3 Ispezioni e collaudi Questa fase di attività si esplica nel corso del processo di produzione. A garanzia di un controllo efficace, vale la pena di ricordare che il personale preposto alle ispezioni e collaudi è personale qualificato sia secondo ASNT che secondo CIC-PND per i principali controlli non distruttivi riguardanti le saldature. Detto personale, durante fé varie fasi di costruzione, ed avendo come guida il piano di controllo, verificherà anche una serie di punti molto importanti agli effetti della qualità delle saldature. Tra questi: si accerterà che i saldatori assegnati siano qualificati; si accerterà che prima dell'inìzio di ogni saldatura le specifiche dei procedimenti ed i relativi verbali di qualifica siano stati approvati; si accerterà che i saldatori siano in possesso della corretta specifica e siano al corrente in merito ai vari controlli non distruttivi intermedi e finali a cui il giunto saldato deve essere sottoposto; verificherà la qualità delle preparazioni dei lembi di saldatura, il corretto accostamento degli stessi e la puntatura prima dell'inizio della saldatura. Una preparazione di livello qualitativo elevato si rivela della massima importanza nella riuscita di un giunto saldato privo di difetti; verificherà, all'inizio della saldatura e con controlli casuali successivi, che venga usato il prescritto materiale di apporto, che lo stesso venga conservato correttamente sul posto di saldatura, e verificherà la corretta regolazione dei parametri di saldatura; verificherà che tutti gli utensili usati {scalpelli, mole, ecc.) siano de! tipo adatto per l'acciaio inossidabile. L'esecuzione puntuale delle verifiche sopra descritte è uno strumento molto efficace nel pilotare la qualità del fornitore ed ha un effetto molto importante nel determinare la riuscita di saldature senza difetti. Alla fase preventiva sin qui descritta segue (o talvolta si intreccia con essa) la fase di controllo vera e propria, eseguita mediante tutta quella serie di test, che permettono di accertare, sia in fase intermedia che sulla saldatura finita, l'assenza di difetti, ovvero permettono di accertare che la saldatura stessa abbia determinate caratteristiche. Detti test sono principalmente: la prova con liquidi penetranti; l'esame con raggi X o raggi gamma; l'analisi chimica del metallo depositato; la determinazione del contenuto di ferrite 6. Anche qui è importante verificare che l'operatore sia qualificato e che i tests vengano eseguiti secondo le procedure corrette ed approvate. In particolare per l'esame a raggi X (o raggi gamma), l'ispettore controllerà, rileggendo le lastre, che la relativa valutazione sia corretta e che le lastre stesse abbiano caratteristiche di densità e contrasto tali da permettere una loro sicura valutazione. in aggiunta a quanto sopra e nell'ottica di garantire in maniera più stringente la aderenza delle saldature a quanto specificato come analisi del materiale depositato, particolarmente nel caso dei servizi più critici dal punto di vista della corrosione, va 81 } LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n 211

10 prendendo sempre più piede quella attività di identificazione dei materiali conosciuta, con definizione inglese, come «Positive Material Identification» o P.M.I. Questo tipo di controllo viene eseguito sulle saldature finite, fin dove possibile, sul lato in contatto con il fluido di processo. Esso ha lo scopo di verificare se la composizione del materiale depositato è corrispondente a quella specificata, e di accertare che non vi siano stati errori nell'uso del materiale di apporto. Quando questo programma viene applicato, la Società di ingegneria produce una specifica generale che stabilisce quali sono i materiali o i componenti che vanno sottoposti a verifica di P.M.I. e, per ogni tipo di materiale, quali sono gli elementi di lega per i quali vanno rilevate le percentuali. Il controllo viene eseguito con apparecchi portatili, che funzionano sul principio della spettrometria. La percentuale di elementi di lega determinata con questi metodi non ha la precisione di una analisi chimica per via umida, ma, a valle di tutto un sistema di controlli come quelli precedentemente descritti, offre una sicurezza sufficiente ed in linea con i fini che si prefigge. Un limite di questi metodi è l'impossibilità di determinare il contenuto di carbonio, per cui, nel caso di acciai inossidabili per i quali questo sia un componente a contenuto critico (ad esempio 304L, L), per implementare il programma di P.M.I. occorre per forza ricorrere all'analisi per via umida. 82 LA MECCANICA ITALIANA novembre 1987 n 211

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