Saldature: i controlli di qualità e le certificazioni

Per verificare la qualità dei giunti saldati, esistono diverse metodologie e procedure standardizzate che prevedono l’impiego di Controlli Indiretti e Diretti, tra cui i Controlli Non Distruttivi (CND).

La saldatura è un processo speciale che impatta significativamente sulle proprietà meccaniche e metallurgiche dei materiali. Pertanto, è essenziale che il Controllo Qualità delle saldature sia ben strutturato e includa verifiche preliminari. Questo tipo di controllo preliminare è noto come Controllo Indiretto, poiché si concentra principalmente sulla revisione dei documenti e sulle qualifiche tecniche necessarie per garantire saldature di alta qualità. D’altra parte, il Controllo Diretto delle saldature implica l’uso di Controlli Non Distruttivi (CND) per identificare eventuali difetti nella saldatura stessa.

Vediamo nel dettaglio l’importanza delle certificazioni di saldatura e di qualità e le prove a cui le saldature possono essere sottoposte.

I test di qualità sulle saldature sono essenziali per garantire la sicurezza, l’affidabilità e la durata delle strutture saldate. Saldature difettose possono portare a gravi guasti, mettendo a rischio vite umane e causando danni materiali ed economici. I test rilevano difetti come cricche, porosità e disallineamenti, che possono compromettere l’integrità strutturale dell’applicazione. Affrontare questi difetti in modo proattivo non solo migliora la sicurezza, ma previene anche costose riparazioni.

Data l’importanza delle saldature nelle opere di ingegneria, è cruciale effettuare controlli accurati prima, durante e dopo il processo di saldatura. In generale, il controllo qualità delle saldature si divide principalmente in due macro-categorie:

• controlli indiretti, eseguiti prima della saldatura,
• controlli diretti, condotti durante o dopo l’esecuzione delle saldature.

I controlli indiretti si concentrano principalmente sulla revisione della documentazione, che comprende:

• Certificazione dei Saldatori (WPQ, Welder Performance Qualification): garantisce che il personale incaricato delle saldature abbia le competenze necessarie per svolgere il lavoro in modo efficace,
• Certificazione della Procedura di Saldatura (WPQR, Welding Procedure Qualification Record): assicura che le saldature soddisfino i requisiti meccanici richiesti e siano eseguite correttamente,
• WPS, Welding Procedure Qualification: fornisce istruzioni dettagliate su come eseguire le saldature, inclusi parametri come corrente, gas di protezione e velocità di avanzamento. Questi parametri derivano dai range di qualifica e sono validati attraverso il WPQR corrispondente,
• Documentazione tecnica, come disegni e certificati di materiale base e di materiale di apporto,
• Certificato Sistema Qualità conforme alla normativa EN UNI ISO 9001:2015

N.B.: Le norme di qualifica dei procedimenti e del saldatore variano a seconda del settore, del materiale da saldare, dal tipo di giunto, dallo spessore del materiale.

Ad esempio:

• Prove di qualificazione dei saldatori: UNI EN ISO 9606-1,
• Prove di qualificazione degli operatori: UNI EN ISO 14732 relativa agli operatori di saldatura meccanizzata ed automatica,
• Certificazione del processo di saldatura: UNI EN ISO 15614.

I controlli diretti comprendono i Controlli non Distruttivi (CND), i quali mirano a valutare l’accettabilità di un giunto saldato senza comprometterne l’integrità strutturale e i Test Distruttivi. Questi controlli vengono eseguiti da personale qualificato secondo la normativa UNI EN ISO 9712 (*).

I CND possono evidenziare difetti affioranti in superficie o presenti appena sotto la superficie, attraverso controlli superficiali come Esame Visivo (VT), Esame con Liquidi Penetranti (PT) e l’Esame con particelle magnetiche (MT), oppure difetti interni al pezzo attraverso controlli volumetrici (che esaminano l’intero spessore della saldatura). Questi includono il controllo mediante ultrasuoni (UT) e il controllo radiografico (RT).

Le prove distruttive, al contrario, prevedono la distruzione della giunzione attraverso la realizzazione di campioni di prova. Lo scopo è quello di valutare le caratteristiche meccaniche (prove di trazione, di piega e di resilienza) oppure metallurgiche (macrografie o micrografie) del giunto.

L’ispezione visiva è il primo metodo di controllo delle saldature e viene effettuato da esperti secondo le direttive delle norme vigenti (UNI EN ISO 17637) che regolano anche i criteri per l’accettabilità (UNI EN ISO 5817).

L’esame visivo consente di individuare varie caratteristiche superficiali e dimensionali, come disallineamenti, slivellamenti, dimensioni errate, stato superficiale, presenza di contaminanti come scorie e spuzzi, nonché difetti interni come cricche, porosità e soffiature.

L’esame visivo delle saldature può essere di due tipi:

• Esame diretto: quando non vi è alcuna interruzione tra l’operatore e la saldatura, anche se possono essere utilizzati strumenti ausiliari come specchi, lenti d’ingrandimento e calibri.
• Esame remoto: quando vi è un’interruzione tra l’operatore e la saldatura e vengono impiegati dispositivi come boroscopi, endoscopi o sistemi robotizzati.

Tra i vantaggi dell’ispezione visiva vi sono:

• Costi minimi in termini di tempo e attrezzature,
• Non richiede interruzioni nella produzione.

Tuttavia, l’ispezione visiva ha alcuni limiti, poiché rileva solo le discontinuità superficiali e non può esaminare ciò che si trova tra le varie passate di saldatura.

L’esame delle cricche superficiali con liquidi penetranti si basa sulle specifiche della normativa UNI EN ISO 3452-1, mentre i criteri di accettabilità sono definiti nella UNI EN ISO 23277.

Dopo la pulizia del pezzo, viene applicato un colorante penetrante (a contrasto o fluorescente) sulla saldatura. Una volta asciutto, il colore in eccesso viene rimosso con un detergente e un panno, consentendo all’ispettore di valutare le discontinuità presenti (cricche, porosità e fenditure) come “indicazioni rilevanti” (nel caso superino i limiti consentiti e richiedano intervento), o “indicazioni non rilevanti”.

Questo test è un metodo rapido ed economico per migliorare l’ispezione visiva su superfici non eccessivamente ruvide.

Il controllo delle saldature mediante particelle magnetiche segue le direttive della normativa UNI EN ISO 17638, mentre i criteri per l’accettabilità sono definiti nella UNI EN ISO 23278.

Questa tecnica sfrutta il ferromagnetismo di alcune leghe ferrose e non può essere utilizzato su materiali come gli acciai inossidabili austenitici (ad esempio, 304, 316, ecc.). Le leghe ferrose si magnetizzano sotto l’azione di un campo magnetico esterno e mantengono la magnetizzazione anche dopo la rimozione del campo, diventando esse stesse magneti. Quando una discontinuità come una microcricca si trova vicino, le linee del campo magnetico si deviano localmente, creando un’anomalia. Se la discontinuità affiora in superficie, parte delle linee del campo magnetico viene dispersa oltre la superficie stessa. Per rivelare il difetto, si applicano sulla superficie apposite polveri ferromagnetiche, colorate o fluorescenti. A causa della natura del campo magnetico, esse saranno attratte da qualsiasi interruzione nel campo e si allineeranno lungo il difetto.

L’uso di raggi X è un metodo efficace per valutare la qualità di una saldatura lungo l’intera sezione trasversale, ad esempio nei casi delle saldature di tubi. Attraverso questo processo è possibile individuare discontinuità come penetrazioni o fusioni incomplete alla radice o tra le varie passate di saldatura, così come porosità e inclusioni di scorie intrappolate.

Tuttavia, ci sono alcuni potenziali svantaggi associati all’uso della radiografia:

• è necessario delimitare un’area circostante il pezzo da radiografare per una distanza di almeno 6 metri, a seconda della potenza della sorgente,
• richiede formazione approfondita, manipolazione di materiali pericolosi e attrezzature costose.

Il test a ultrasuoni impiega onde sonore acustiche, grazie all’uso di un trasduttore e di un accoppiatore applicati sulla superficie del pezzo da esaminare. In questo modo, qualsiasi discontinuità genererà un picco sullo schermo di un monitor a ultrasuoni. L’operatore deve valutare se i livelli di decibel prodotti dalla discontinuità superano i limiti consentiti dal codice applicabile, e se necessario, correggerla se non rientrano nei parametri accettabili.

Solitamente, i prodotti e i componenti lavorati sono soggetti a test non distruttivi. I test distruttivi vengono prevalentemente utilizzati per esaminare i materiali, certificare le procedure di saldatura e valutare l’abilità di un saldatore nel completare una saldatura utilizzando un particolare metodo (processo conosciuto come test di saldatura). I test distruttivi includono:

• Test di piegatura
• Test di rottura dell’intaccatura
• Test di macrometria
• Prove di trazione trasversale

Casa della Saldatura adotta rigorosi standard qualitativi per tutte le lavorazioni al fine di garantire le specifiche concordate con il cliente per il prodotto finale. Tutti i processi produttivi sono conformi a procedure già validate positivamente e vengono costantemente monitorati per mantenere elevati standard qualitativi.

Le certificazioni rappresentano in modo trasparente l’impegno dell’azienda verso la qualità dei servizi offerti. Sebbene la certificazione UNI EN ISO 9001:2015 sia un punto di riferimento per la qualità del lavoro svolto, Casa della Saldatura ha ottenuto anche altre certificazioni nel settore delle saldature, dimostrando così il suo impegno continuo verso l’eccellenza.

Su richiesta, Casa della Saldatura fornisce diverse certificazioni, tra cui:

• il Certificato di Qualifica Saldatore EN UNI ISO 9606-1:2013,
• il Certificato di Qualità Operatore di Saldatura EN UNI ISO 15614-1:2012,
• il Certificato di Qualità Operatore di Saldatura EN UNI ISO 14732:2013,
• la Qualifica del Procedimento di Saldatura (WPQR).

Inoltre, per prodotti o progetti specifici richiesti dal cliente, Casa della Saldatura esegue la certificazione delle saldature in conformità alla direttiva 2014/68/UE PED (Pressure Equipment Directive), coinvolgendo un ente certificatore esterno accreditato nel processo. Questa direttiva si applica a una vasta gamma di prodotti, come valvole idrauliche, tubazioni, accessori di sicurezza e contenitori a pressione, che sono soggetti a una pressione relativa massima superiore a 0,5 bar e 2lt di volume.

(*) da verificare alla richiesta la normativa esatta tramite l’ausilio di un ente esterno e/o ingegnere certificato.