Cantiere e qualita
DVS 2203: prove delle saldature, requisiti e documentazione
Le prove di trazione, di piegatura e d'impatto a trazione documentano se la giunzione tiene. Ecco come prelevare i provini, leggere i risultati e documentarli.
Cosa copre la norma DVS 2203
La norma DVS 2203 descrive come documentare le saldature nei materiali termoplastici sottoponendo i provini a trazione, piegatura o rottura per impatto. La prova viene eseguita su provini ricavati da una giunzione e il risultato costituisce la prova di come quella specifica giunzione o il relativo ciclo di saldatura si siano comportati. È l'unico metodo per dimostrare se il materiale è fuso correttamente nella giunzione.
La serie è suddivisa per metodo. La parte 1 descrive i metodi di prova e i requisiti generali, la parte 2 la prova di trazione, la parte 3 la prova d'impatto a trazione, la parte 4 la prova di trazione a bassa temperatura e la parte 5 la prova tecnologica di piegatura. I requisiti per la prova di piegatura sono inoltre riportati nella norma DVS 2203-1, allegato 3.
Per i semilavorati esiste una serie parallela, la EN 12814, che copre le prove di trazione, piegatura e pelatura di giunzioni saldate in lastre e tubi termoplastici. Quale serie debba essere applicata è specificato nel contratto o nella norma di riferimento del capitolato d'appalto.
Metodi di prova e cosa dimostrano
Selezionare il metodo in base al tipo di giunzione e a ciò che si desidera dimostrare. La prova di trazione fornisce indicazioni sulla resistenza, la prova di piegatura sulla duttilità e sull'eventuale presenza di zone fragili, mentre la prova d'impatto a trazione verifica se la giunzione resiste a sollecitazioni improvvise.
| Metodo | Riferimento | Cosa viene misurato | Utilizzato tipicamente per |
|---|---|---|---|
| Prova di trazione | DVS 2203-2, EN 12814-1 | Tensione di rottura nella saldatura rispetto al materiale integro, fattore di saldatura fz, aspetto della frattura e posizione della rottura | Saldatura di testa e saldatura di lastre in PE e PP |
| Prova d'impatto a trazione | DVS 2203-3, EN 12814-3 | Assorbimento di energia in caso di sollecitazione rapida | Giunzioni soggette a urti e impatti |
| Prova di trazione a bassa temperatura | DVS 2203-4 | Comportamento a rottura in condizioni di gelo | Impianti saldati e utilizzati in condizioni invernali |
| Prova tecnologica di piegatura | DVS 2203-5, EN 12814-2 | Fessure, porosità e corpi estranei nel provino piegato | Controllo continuo della saldatura di testa su tubi |
| Prova di pelatura | ISO 13954 | Adesione tra tubo e raccordo elettrosaldato | Elettrosaldatura da ca. Ø90 in poi |
| Sezione macroscopica | EN 12814-5 | Geometria del cordone, cercine, fusione e difetti nella sezione trasversale | Analisi e documentazione dei difetti |
La scelta del metodo, il numero di provini e i criteri di accettazione vengono concordati nel contratto. Le prove non sostituiscono la documentazione continua del processo di saldatura.
Prova di trazione e fattore di saldatura
Durante la prova di trazione, un provino viene estratto dalla giunzione e tirato fino a rottura. Il fattore di saldatura viene calcolato come il carico di rottura del provino saldato diviso per il carico di rottura di un provino di riferimento integro dello stesso materiale. Il fattore esprime quindi quale percentuale della resistenza del materiale la giunzione ha mantenuto.
L'aspetto della frattura è importante almeno quanto il valore numerico. Rotture nella saldatura, superfici di frattura fragili o porosità visibili indicano che il processo non è stato corretto, anche se il fattore appare accettabile. Una rottura al di fuori del cordone, nel materiale integro, rappresenta il risultato auspicato.
Il fattore richiesto dipende dal materiale, dal tipo di giunzione e dal contratto. Per la saldatura di testa di tubi in PE, si lavora spesso con un requisito minimo di 0,8, mentre altre applicazioni richiedono un aspetto della frattura documentato piuttosto che un valore numerico specifico. Verificare i requisiti nel contratto o nella norma applicabile all'intervento prima di inviare il provino.
Prova di piegatura nella pratica
La prova tecnologica di piegatura è il controllo rapido utilizzato nell'operatività quotidiana. Viene ricavato un provino trasversalmente al cordone, che viene piegato attorno a un mandrino o in un'apposita attrezzatura, ispezionando il cordone alla ricerca di fessure e difetti. La prova non richiede apparecchiature di trazione e può essere eseguita direttamente in cantiere.
Nel caso della saldatura di testa, il provino viene prelevato in modo che l'intero cordone si trovi al centro dello stesso. Se sottoposto a piegatura, un cordone debole si aprirà formando una fessura, mentre una giunzione corretta si deformerà insieme al materiale. Porosità e inclusioni diventano visibili sulla superficie di frattura e possono essere fotografate a fini documentari.
Il numero di provini viene determinato in base alle dimensioni del lavoro e ai requisiti contrattuali. All'avvio dell'utilizzo di un nuovo materiale, di una nuova macchina o di un nuovo programma di saldatura, viene sempre eseguito un test prima di iniziare la produzione.
Prelievo dei provini e frequenza
Il provino deve essere prelevato da una giunzione eseguita con la stessa macchina, lo stesso programma e gli stessi parametri della produzione. Se il provino viene prelevato da una giunzione di prova dedicata, questa deve essere realizzata come parte integrante del lavoro in corso e non come una giunzione realizzata ad hoc.
Per installazioni di maggiore lunghezza, è consuetudine prelevare provini all'avvio e successivamente a intervalli regolari o in caso di cambio di materiale, dimensione o operatore. La frequenza esatta è specificata nel contratto, nel piano della qualità del committente o nella norma di riferimento.
I provini devono essere contrassegnati con numero di saldatura, data, dimensione, materiale e numero di matricola della macchina, in modo da poter essere tracciati fino alla giunzione registrata. Senza tracciabilità, il provino perde valore ai fini della documentazione.
Documentazione affidabile
Il verbale di prova deve includere il metodo e la norma di riferimento, la data, il nome dell'esecutore, le dimensioni e il punto di prelievo del provino, i risultati con la tensione di rottura e il fattore di saldatura calcolato, l'aspetto della frattura e la valutazione. Le fotografie della superficie di frattura costituiscono una solida documentazione e non comportano costi significativi.
Il rapporto di prova viene abbinato al registro della macchina per singola giunzione, al nome dell'operatore e agli eventuali certificati. In caso di controversia, è l'insieme degli elementi a determinare l'esito: un ciclo registrato, un provino tracciabile e un rapporto che dimostri come il provino sia stato prelevato e valutato.
Qualora la prova debba essere eseguita da un laboratorio esterno, ciò viene concordato preventivamente con il committente e i provini vengono spediti specificando le istruzioni per la conservazione e il trasporto. Per ulteriori informazioni sulle prove e sulla documentazione, consultare prove e documentazione.
Difetti rilevati e non rilevati dalle prove
Le prove individuano giunzioni fredde, pressione insufficiente, temperatura errata, contaminazione delle superfici da saldare e tempo di commutazione errato. Rilevano inoltre difetti del materiale che si manifestano come porosità o zone fragili sulla superficie di frattura.
La prova non individua una giunzione eseguita con pressione eccessiva ma che per il resto appare corretta, né fornisce indicazioni sulla durata a lungo termine. La durabilità a lungo termine viene documentata mediante prova di pressione e attenendosi ai parametri di norma, non attraverso un singolo test di trazione.
È pertanto opportuno utilizzare la prova come parte di una catena di controllo: preparazione corretta, ciclo registrato, controllo visivo, prove di laboratorio e infine prova di pressione. Consultare preparazione del tubo prima della saldatura e prove e documentazione.