Il ruolo di sorveglianza in saldatura del Direttore Lavori nei cantieri edili

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1 75 Convegno ATE - ASSOCIAZIONE TECNOLOGI PER L EDILIZIA: Il ruolo di sorveglianza in saldatura del Direttore Lavori nei cantieri edili Materiale a cura di: DOTT. ING. CARMELO CATALANO (AREA SALDATURA AQM: INTERNATIONAL WELDING INSPECTOR AQM) Cod Sch.: S-P7/10-12 Data Scheda: 03/2009 Rev. Scheda: 0

2 IL RUOLO DI SORVEGLIANZA IN SALDATURA DEL DIRETTORE DEI LAVORI NEI CANTIERI EDILI: Il Direttore Lavori (DL) è la persona che assume, in ambito strettamente tecnico, la rappresentanza del committente allo scopo di garantire, attraverso la sorveglianza dei lavori, che l opera venga realizzata in conformità al progetto, alle leggi applicabili e alla buona pratica costruttiva. Gli obblighi del DL sono molto ampi e contemplano e comprendono, a titolo esemplificativo: la verifica geotecnica del terreno, le prove sui materiali, la verifica della corretta esecuzione dei getti e delle saldature, le prove di carico, fino all emissione della relazione finale, a completamento della realizzazione della struttura. Il controllo delle saldature a cura del Direttore dei Lavori necessiterebbe di uno specifico corso per capirne le problematiche inerenti ai vari processi utilizzati. Quanto da noi fornito è solo una breve visione degli argomenti che andrebbero approfonditi. 2

3 La saldatura è un processo speciale di unione alla quale il direttore dei lavori deve dedicare particolare importanza ai fini dell ottenimento di unioni saldate che garantiscano il corretto coefficiente di sicurezza anche in condizioni di carico statico e dinamico particolarmente severe. In questo ambito specifico al Direttore dei Lavori competono responsabilità dirette di impostazione, esecuzione e controllo, anche se nell espletamento del suo incarico si può avvalere della collaborazione di personale specializzato in saldatura. 3

4 Minimi requisiti di conoscenza che devono far parte del bagaglio tecnico culturale del Direttore Lavori in ambito saldatura e sui quali su di esso competono responsabilità d impostazione e controllo: La saldatura degli acciai dovrà essere realizzata con uno dei procedimenti all arco elettrico codificati secondo la norma EN ISO E ammesso l uso di procedimenti alternativi purché sostenuti da adeguata documentazione teorica e sperimentale. I saldatori devono essere qualificati secondo la norma EN 287 da parte di un Ente Terzo. Gli operatori di procedimenti automatici o robotizzati dovranno essere certificati secondo la norma EN Tutti i procedimenti di saldatura dovranno essere qualificati secondo la norma EN ISO o altre correlare. 4

5 Le prove di qualifica dei saldatori e degli operatori di saldatura dovranno essere eseguite da un Ente Terzo; in assenza di prescrizione in proposito l Ente Terzo sarà scelto dal DL secondo criteri di competenza e di indipendenza. Alle unioni saldate sono richieste caratteristiche di duttilità, snervamento, resistenza e tenacità in zona fusa e in zona termicamente alterata non inferiori a quelle dei materiali base. L esecuzione delle saldature dovrà avvenire secondo le linee guida delle norme EN 1011 parti 1 e 2 per gli acciai ferritici (e della parte 3 per gli acciai inossidabili). Per la preparazione dei lembi si applicherà la norma EN ISO Le saldature strutturali saranno sottoposte a controlli non distruttivi finali per accertare la rispondenza ai livelli di qualità stabiliti dal progettista sulla base delle norme applicate alla progettazione. 5

6 L entità ed il tipo di tali controlli distruttivi e non disruttivi, in aggiunta a quello visivo al 100% saranno definiti dal direttore dei lavori e dal collaudatore; per cordoni d angolo o giunti a parziale penetrazione si useranno i metodi superficiali (LP o MT), mentre per i giunti a completa penetrazione, oltre a quanto previsto, si useranno metodi volumetrici e cioè raggi X o Gamma (RT) o Ultrasuoni (UT) per i giunti testa- testa e solo ultrasuoni per i giunti a T a piena penetrazione. Tutti gli operatori che eseguiranno i controlli non distruttivi dovranno essere qualificati secondo la norma EN 473 almeno di secondo livello. Oltre alle prescrizioni applicabili, in relazione alla tipologia dei manufatti realizzati mediante saldatura, il costruttore deve essere certificato secondo la norma EN ISO 3834 parti 2 e 4; 6

7 Documenti sui quali il Direttore Lavori deve basare la sua attività: Standard e Codici: per ispezione visiva, e criteri di accettabilità. Piani di controllo di qualità o check-list d ispezione: per tipo e estensione della ispezione Disegni di dettaglio delle unioni saldate: preparazione dei lembi, requisiti dimensionali. Procedure di controllo qualità: controllo dei documenti, immagazzinamento degli elettrodi, emissione delle WPS ecc. 7

8 Attività e controlli pre-saldatura: MATERIALI I materiali devono essere in accordo con i disegni approvati per costruzione e saldatura e relative WPS (Welding Procedure Specification) Devono essere identificati, rintracciabili e certificati Devono essere immagazzinati in maniera adeguata WPS (Welding Procedure Specification) Le WPS devono essere approvate e SEMPRE disponibili per i saldatori 8

9 75 Convegno ATE - ASSOCIAZIONE TECNOLOGI PER L EDILIZIA: Wps foglio1 Wps foglio2 9

10 WPS: Alcune delle informazioni che troviamo nella WPS sono direttamente verificabili: il procedimento di saldatura da utilizzare: Procedimento a filo continuo MIG/MAG (135), TIG (141), Elettrodo rivestito (111). Tipo di giunto: Se giunto testa-testa tra piastre, tubi o giunto d angolo (FW). Tipo di materiale, gruppo di appartenenza del materiale (Certificato del materiale). Tipo di elettrodo e dimensioni (Vedere confezione degli elettrodi siano essi: elettrodi rivestito, filo continuo, bacchette Tig) Posizione di saldatura (Posizione in piano, Verticale, ascendente o discendente). Tipo di gas di protezione (solo per i procedimenti tipo 141,135 ) Tipo di corrente, continua o alternata Modo di trasferimento nell arco Informazioni sul preriscaldo e trattamento termico dopo saldatura Valori di corrente, tensione e apporto termico per il procedimento di saldatura utilizzato 10

11 Attività e controlli pre-saldatura: PREPARAZIONE DEI LEMBI La preparazione dei lembi deve essere in accordo con le WPS o disegni costruttivi. QUALIFICA DEI SALDATORI Identificazione dei saldatori qualificati per ciascuna WPS da usarsi in saldatura e verifica della validità dei certificati di qualifica. METALLI D APPORTO: I metalli d apporto da usarsi in accordo alle WPS applicabili devono essere immagazzinati e controllati secondo procedure di controllo qualità. LEMBI DI SALDATURA I lembi devono essere esenti da difetti e non danneggiati 11

12 Attività e controlli durante la saldatura: CONDIZIONI ATMOSFERICHE Assicurarsi che le condizioni atmosferiche siano appropriate e non influenzino la qualità delle saldature ESEMPIO: la saldatura sotto protezione gassosa (Mig/Mag e Tig) in presenza di vento o pioggia è una saldatura non protetta correttamente. L assenza di protezione renderà il processo di saldatura non corretto e comporterà la presenza certa di difetti (porosità, ossidazioni, inclusioni). PROCESSI DI SALDATURA: Assicurarsi che siano in accordo con le WPS applicabili TEMPERATURA DI PRERISCALDO Assicurarsi che la minima temperatura di preriscaldo sia in accordo con la WPS applicabile e mantenuta durante la saldatura TEMPERATURA DI INTERPASS Assicurarsi che la massima temperatura di interpass sia in accordo alla WPS applicabile 12

13 Attività e controlli durante la saldatura: PARAMETRI DI SALDATURA Assicurarsi che corrente, tensione, velocità di saldatura siano in accordo con le WPS applicabili. SALDATORI Assicurasi che siano inseriti nell elenco dei saldatori qualificati per la WPS utilizzata. Attività e controlli dopo la saldatura: IDENTIFICAZIONE DELLE SALDATURE Assicurarsi che ciascun giunto saldato sia punzonato con il numero del saldatore e identificato in accordo ai disegni costruttivi o mappe di saldatura. ASPETTO DELLE SALDATURE Assicurarsi che i giunti siano idonei per l applicazione di tutti i controlli non distruttivi e ispezionati visivamente. 13

14 Attività e controlli dopo la saldatura: CONTROLLI NON DISTRUTTIVI Assicurarsi che tutti i CND siano stati realizzati e i relativi report siano disponibili e archiviati RIPARAZIONI Assicurarsi che le riparazione siano realizzate e monitorate con appropriate procedure DOCUMENTAZIONE FINALE Assicurarsi che tutti i report siano completi e raccolti in opportuno dossier. Come già premesso il DL, nell espletamento della sua attività nell ambito saldatura, potrà avvalersi del supporto di personale specializzato scelto fra le figure di coordinamento certificate in saldatura (IWE, IWT, IWS, IWP) e fra le figure di controllo qualità certificate in saldatura (IWI). Anche delegando ad essi responsabilità di esecuzione e controllo, rimane sempre a suo carico la responsabilità piena della conformità delle saldature a codici, norme e prescrizioni di progetto. 14

15 Difetti tipici in saldatura Cricche nei giunti di testa Con riferimento alla figura 1, le cricche, che si possono manifestare nei giunti testa-testa, sono soprattutto: 1. Cricche alla radice della saldatura. Nei giunti di testa sono generalmente associate al difetto di mancanza di penetrazione. 2. Cricche longitudinali. Sono caratterizzate dalla posizione quasi sempre al centro della saldatura e sono ben visibili, perché si presentano con un colore di rinvenimento blu scuro o marrone. Sono dovute a fenomeni di segregazione, che si verificano durante la solidificazione. 3. Cricche interdendritiche. Hanno lo stesso orientamento delle dendriti e sono dovute a fenomeni di segregazione intergranulare delle impurezze. 4. Cricche marginali. Sono normalmente cricche di tempra, dovute all eccessiva velocità di raffreddamento. 5. Cricche trasversali. Sono cricche dovute ad una contrazione della saldatura in direzione longitudinale. 6. Cricche di cratere. Sono le cricche che si generano alla fine del cordone di saldatura. I difetti rilevabili a un controllo visivo sono : 2, 4, 6, 5 15

16 Difetti tipici in saldatura Con riferimento alla figura 2, le cricche, che si possono manifestare nei giunti ad angolo, sono soprattutto: 1. Cricche alla radice della saldatura. Sono dovute al ritiro angolare. 2. Cricche longitudinali. Sono caratterizzate dalla posizione quasi sempre al centro della saldatura e sono ben visibili perché si presentano con un colore di rinvenimento blu scuro o marrone. Sono dovute a fenomeni di segregazione durante la solidificazione. 3. Cricche interdendritiche. Hanno orientamento come le dendriti e sono dovute a fenomeni di segregazione intergranulare delle impurezze. 4. Cricche di cratere. Sono le cricche che si verificano alla fine del cordone di saldatura. I difetti rilevabili a un controllo visivo sono : 2, 4 16

17 Difetti tipici in saldatura INCOLLATURE L incollatura si genera sui lembi del materiale base non ancora fusi quando si deposita il materiale d apporto fuso, durante la saldatura. Ciò provoca un accoppiamento inadatto a trasmettere sforzi di trazione per la mancanza di continuità chimico- fisica tra metallo base e cordone di saldatura. Le incollature, che si possono manifestare nei giunti saldati, sono essenzialmente dovute a: errata esecuzione della saldatura per protezione insufficiente dei lembi o per parametri di saldatura non idonei (intensità di corrente insufficiente, velocità di saldatura troppo elevata, errata inclinazione della torcia, ecc.); errata preparazione del cianfrino (spalle troppo alte, angoli di cianfrino troppo esigui, ecc.), come schematizzato in figura. 17

18 Difetti tipici in saldatura INCLUSIONI SOLIDE Sono particelle non metalliche, generalmente ossidi o scoria inglobati al limite della zona fusa. Costituiscono discontinuità da cui possono partire cricche. Si collocano soprattutto al limite della zona fusa come indicato nello schema di figura 4. Possono estendersi con continuità per lunghezze considerevoli. Le principali cause del difetto sono l errata pulizia dei lembi prima della saldatura, oppure la ripresa del cordone senza la preventiva pulizia della parte da risaldare. 18

19 Difetti tipici in saldatura POROSITÀ, SOFFIATURE E PORI Sono difetti che si manifestano per la presenza di gas sciolti nel metallo allo stato fuso e che sono meno solubili nel metallo allo stato solidificato. Durante la solidificazione si sviluppano gas, che rimangono intrappolati nella massa solidificata, se non riescono a liberarsi verso l esterno. Le porosità gassose possono essere isolate, diffuse o raggruppate. Generalmente hanno forma sferica, salvo quando si uniscono più d una, per cui assumono forma allungata (tarli) e possono anche raggiungere la superficie del giunto. Le porosità possono essere presenti anche in superficie 19

20 Difetti tipici in saldatura INCISIONI MARGINALI Il difetto si rileva soprattutto nella saldatura d angolo ed è dovuto all errata inclinazione della torcia di saldatura. Può diventare pericoloso quando il giunto saldato è sottoposto a carichi ciclici (fatica). L innesco e la propagazione di cricche di fatica, dovute all effetto d intaglio, è favorito quando l incisione possiede un profilo ad angolo particolarmente acuto. I difetti rilevabili a un controllo visivo 20

21 75 Convegno ATE - ASSOCIAZIONE TECNOLOGI PER L EDILIZIA: GRAZIE PER LA VOSTRA CORTESE ATTENZIONE Il relatore: DOTT. ING. CARMELO CATALANO (AREA SALDATURA AQM: INTERNATIONAL WELDING INSPECTOR AQM) 21