ROBERTO DI NEGRO Prove tecniche di validazione-Dimostrazione dell’esperienza pratica in camera climatica
Prove tecniche di validazione
Dimostrazione dell’esperienza
pratica in camera climatica
Scopo della sperimentazione
Problema:
•Mancanza dei dati di saldabilità;
•Validazione del procedimento di saldatura;
•Qualificazione del personale;
•Omologazione dei materiali;
•Verifica dell’idoneità delle attrezzature;
Soluzione:
•Costruzione di Test Assembly nelle reali condizioni di cantiere;
•Saldatura di condotte in PEad a –5 C° e +40 C°;
•Introduzione degli “errori” di costruzione;
•Qualifica comprensiva di materiali uomini e attrezzature;
•Prove di breve e lungo termine sui pezzi costruiti;
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Progetto Test Assembly
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Piano di fabbricazione e controllo per la costruzione del Test Assembly
Fasi operative e istruzioni per l’assemblaggio
1. Identificazione corrispondenza ordine-bolla
2. Controllo documentazione di accompagnamento
3. Controllo visivo e dimensionale del materiale da saldare
4. Condizionamento in camera climatica di materiali e attrezzature
5. Taglio spezzoni per TA De 200
6. Taglio spezzoni per TA De 110
7. Tracciatura profondità d’inserzione del manicotto
8. Raschiatura delle tubazioni con utensile tornitore o a mano TA De 200/TA De 110
9. Misura della tolleranza di accoppiamento derivante dalla raschiatura
10. Pulizia con detergente delle superfici dei tubi e del manicotto
11. Inserzione del manicotto
12. Disallineamento del giunto
13. Misura e registrazione della resistenza dei fittings alle temperature di progetto
14. Controllo e registrazione dei dati rilevanti dei fittings
15. Lancio del ciclo di elettrofusione
16. Controlli previsti dalla specifica
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Progetto di manutenzione
Il progetto non può esimersi dalla possibilità di interventi di manutenzione (emergenza e non)
Per operazioni di manutenzione su reti gas è normalmente utilizzata la tecnica dello schiacciamento
E’ necessario verificare il comportamento della zona della condotta sottoposta a schiacciamento nel periodo di vita utile mediante prove di lungo termine
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Operazione di schiacciamento (UNI EN 12106)
Si vuole verificare che un disassamento massimo di 1,5° garantisca comunque l’efficienza del giunto nel caso di interventi di manutenzione in cui non è possibile l’uso di allineatori
Disallineamento
Controlli previsti dalla specificaTipo di imperfezione Saldatura per fusione
Spaccatura Non applicabile
Area del giunto non riempitaNon permesso
Area del giunto non saldata
Inclusione di materiale carbonizzatoNon applicabile
Inclusione di materiale non fuso
Colatura di materiale dentro il tubo, % rispetto allo spessore del tubo Materiale fuso, 25%
Simmetria del cordolo Buona qualità = simmetria senza depressioni (vedi punto
B.2.1.1. della UNI EN 12007)
Disallineamento < 1,5°
< 10% spessore
Larghezza del cordolo 20% del valore di qualifica
Rimozione del cordolo Assenza di contaminazioni porosità
Flessione rovesciata del cordolo rimosso Assenza di fessurazioni i
Assenza di raschiatura al di fuori del manicotto Non permessa ***
Assenza di indicazione della profondità di inserzione del tubo nel manicotto Non permessa ***
solo per elettrofusione solo per testa-testa
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Programmazione attività preparatorie alla costruzione dei Test Assembly
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1. Taratura e collaudo macchine saldatrici;
2. Messa a punto delle istruzioni operative
3. Aggiornamento qualifiche saldatori
4. Definizione prove di breve termine
5. Definizione prove di lungo termine
6. Registrazione
Vasche per invecchiamento (Lunghezza min. 3 ml)
Reperimento delle risorse
Personale Interno al gruppo
Macchine Interno al gruppo
Camera climatica
Marina Militare/Mariperman
IIp Lunghezza insufficiente
IIS Nessuna vasca
I fornitori hanno messo a disposizione n. 3 laboratori dotati di vasche
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Personale
Per l’intero programma di prove in camera climatica della durata di 20 giorni lavorativi sono stati impegnati a rotazione:
n.1 Responsabile del progetto
n.4 Coordinatori di saldatura (UNI 10761)
n. 1 Addetto alla rilevazione dei dati
n. 8 Saldatori PEad (UNI 9737)
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•Minimizzazione dell’errore umano;
•Rapidità inserimento/estrazione termoelemento;
•Rapidità accostamento tubi;
•Registrazione dei dati di saldatura;
•Riproducibilità totale delle saldature;
•Disponibilità in azienda;
Elementi termici per contatto (conformi alla UNI 10565)
Saldatrice automatica mod. Gator 350
Elettrofusione (conformi alla UNI 10566)
Saldatrici polivalenti dotate di memoria:
• Hurner mod. Hst 300
• Plasson mod. PF Polimatic
•Registrazione automatica dei dati significativi del fitting
•Registrazione automatica dei dati significativi di saldatura;
•Tracciabilità delle saldature;
Attrezzature ausiliarie: Raschiatori, spessimetro, termometro, tester
Scelta delle macchine saldatriciVantaggi:
Vantaggi:
Saldatrici
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Fornitori partecipanti al progetto
AGRU Kunststofftechnik GmbH AUSTRIA Raccordi in PEAD
Acquedotti Italia S.r.l
Fiver Srl (gruppo Plasson) ISRAELE Raccordi in PEAD/Macchine saldatrici
Picenum Plast S.p.a. Tubi in PEAD
Nupi S.p.a. Tubi in PEAD
Geco System S.p.a. Raccordi in PEAD
Fusion Provida Limited INGHILTERRA Raccordi in PEAD
Hürner Italia S.r.l. - macchine saldatrici
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Controllo dei materiali
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Prova di saldatura
Prova preliminare di saldatura testa a testa di due tubi in PE 80
Cordolo ad “ali di gabbiano” simile al PE 100
Le prove di trazione rivelano una rottura caratteristica del PE 80
Il coordinatore di saldatura decide di saldare con i parametri previsti dalla norma Uni 10520 per il PE 80
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Come progettato Come costruito
Modifiche al progetto DE 200
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Fabbricazione e controllo del Test Assembly
Fasi operative e istruzioni per l’assemblaggio
1. Controllo visivo e dimensionale del materiale da saldare
2. Taglio spezzoni per TA De 200
3. Taglio spezzoni per TA De 110
4. Tracciatura profondità d’inserzione del manicotto
5. Raschiatura delle tubazioni con utensile tornitore o a mano
6. Misura della tolleranza di accoppiamento derivante dalla raschiatura
7. Protezione della zona di raschiatura con manicotto e fasciatura
8. Condizionamento di tubazioni, fittings e macchine alle temperature di progetto delle WPS (8 ore per macchine testa a testa, 4 ore per fittings ed elettrofusione)
9. Pulizia con detergente delle superfici dei tubi e del manicotto
10. Inserzione del manicotto
11. Disallineamento del giunto
12. Misura e registrazione della resistenza dei fittings alle temperature di progetto (Macchina)
13. Controllo e registrazione dei dati rilevanti dei fittings
14. Lancio del ciclo di elettrofusione
15. Registrazione dei dati in modo automatico e manuale
16. Controlli previsti dalla specifica
Fasi anticipate per garantire il rispetto
dei tempi
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“Errori” di costruzione
Rilancio dei cicli di saldatura (E.F.):
N. 7 cicli interrotti e rilanciati dopo raffreddamento completo del raccordo
Cicli rilanciati alla temperatura di +40° n. 4 (Tap/TA9/TA3)
Cicli rilanciati alla temperatura di -5° n. 3 (TA1/TAP01)
Incisione del tubo in prossimità del manicotto:
Sul Test assembly n. 6 saldato a -5° era presente una incisione superiore al 10% dello spessore del tubo, a 20 mm dal bordo
Elettrofusione
Nella costruzione di tutti i Test Assembly non è stato utilizzato l’accoppiatore, introducendo un disallineamento massimo di 1,5° tra i componenti
Incompleta inserzione:
In un caso si è verificato l’inserzione parzialmente di un raccordo
Testa a testa
Disallineamento fra i diametri esterni
• max 0,5 mm per D < 200mm
• max 1mm per D 200mm (in un caso fino a 2,1 mm)
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“Prove tecniche di validazione Dimostrazione dell’esperienza pratica
in camera climatica”
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Sequenza di montaggio ottimizzata
In fase di costruzione dei T.a. si è ottimizzata la sequenza di montaggio per contenere i tempi di realizzazione e rispettare il programma.
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Raccolta dei dati
Fase critica della sperimentazione: la raccolta dei dati
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Combinazione di produttori e di resineDurante l’esecuzione dei T.A. si è cercato di ottenere la massima combinazione possibile tra produttori di tubi e raccordi
Se esaminiamo lo stesso T.A. considerando le resine utilizzate dai produttori, le combinazioni si riducono
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Tipologie delle prove effettuate
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Prova di resistenza idrostatica
80 °C per 1000 ore secondo UNI EN 921:1995
3 PN per un ora a 20 °C secondo UNI 7616:1976 + A90:1979
Prova di resistenza alla pressione interna
Prove di lungo termine con esito negativo
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Prove di lungo termine con esito negativo
Campione TA6 - rottura del tappo di estremità (part. 1). Si notano gli spruzzi d'acqua fuoriuscire dalla frattura
Campione TA5 - rottura tappo estremità (part. 8). La frattura è stata evidenziata con pennarello bianco
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Prove di lungo termine con esito negativo
Campione TA10 - rottura manicotto a 400 ore
Campione TA10 Macro della rottura di tipo fragile
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Rapporti di prova idrostatica
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Prova di scoppio
Tubo UNI EN 1555-2 SDR 11 S5
Invecchiamento 1000 ore alla pressione di 4.4.Mpa
Pressione alla rottura 40 bar
20080201-004
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60
measure number
pre
ssu
re [
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Filmato prova di scoppio
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Esito prova di scoppio
Tubo UNI EN 1555-2 SDR 11 S5
Invecchiamento 1000 ore alla pressione di 4.4.Mpa
Pressione alla rottura 40 bar
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Conclusioni• Tutti i campioni hanno superato le 165 ore previste dalle norme di prodotto:
• Non tutti i campioni hanno superato la prova delle 1000 ore;
• Nessun giunto testa a testa ha manifestato rotture;
• La maggioranza dei giunti per elettrofusione non ha manifestato rotture;
• Le rotture che si sono manifestate sono dovute al tipo di manicotto e non al sistema di saldatura;
• Nessun tubo sottoposto a schiacciamento ed invecchiamento ha manifestato rotture;
• In base alla prova di scoppio è confermata l’efficienza dei giunti e l’efficienza dei tubi, che cedono a valori quattro volte superiori l’Mrs.
• Nessun cedimento dei giunti è stato causato dagli “errori” di posa;
• Il numero di giunti eseguiti, pari a 144 è da ritenersi un campione sufficiente;
La Specifica di saldatura è validataLa Specifica di saldatura è validata
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