INTRODUZIONE
I manufatti in esercizio, come per esempio un rotore, un serbatoio in pressione e così via, sono sottoposti a continue sollecitazioni meccaniche e termiche.
Dopo un certo periodo di tempo, diventa utile effettuare una stima della vita residua, valutare le condizioni di sicurezza, di affidabilità e di idoneità del componente metallico strutturale in esercizio. Questo è ancora più necessario quando il componente stesso è stato sottoposto a condizioni di esercizio gravose. Cicli termici anomali, temperature troppo elevate, sollecitazioni meccaniche e vibrazioni troppo intense, agiscono sul materiale degradando il componente in maniera anomala.
I rischi per la sicurezza e le ripercussioni economiche connessi ad un eventuale cedimento di esercizio, sarebbero sicuramente di impatto elevato.
Per poter valutare lo stato di salute del materiale in esercizio, occorre effettuare prove di laboratorio atte ad analizzare le caratteristiche meccaniche e metallurgiche. Una delle prove più utilizzate per valutar e calcolare le proprietà meccaniche è il metodo Small Punch (SPM).
Queste prove vanno ovviamente effettuate su un campione di materiale prelevato dal componente in esercizio.
Il principale problema consiste nelle metodologie e modalità di prelievo dei campioni dal componente da analizzare. Con gli attuali macchinari in dotazione, la quantità di materiale da prelevare dal componente è in generale non trascurabile. Questo va a ridurre le prestazioni strutturali del componente stesso a seguito del danneggiamento da prelievo. Inoltre, l’asportazione meccanica del campione potrebbe andare ad influire sulle proprietà meccaniche del materiale, andando quindi a falsare le successive prove meccaniche.
LA NOSTRA PROPOSTA
Il nostro strumento utilizza un metodo di prelievo che permette di ricavare minime quantità di materiale, anche in zone particolarmente anguste e difficili da raggiungere.
Basato sulla tecnica ad elettroerosione, l’asportazione avviene grazie a continue scariche elettriche generate tra due elettrodi, uno è di fatto l’utensile, l’altro è il componente dal quale vogliamo prelevare il campione. Tra i due elettrodi è interposto un liquido dielettrico che ha la duplice funzione di rimuovere dal fronte di lavoro il materiale di risulta e di raffreddare. La temperatura massima raggiunta dal campione durante il processo di estrazione è di 35 °C.
Nelle immagini sotto un esempio di campione estratto (prime due immagini a sinistra) e un esempio di solco lasciato sul componente a seguito dell’estrazione (ultima immagine a destra).
CONCLUSIONI
E’ importante monitorare l’affidabilità, l’idoneità e le condizioni di sicurezza dei componenti in esercizio. Il possibile cedimento strutturale provocherebbe infatti rischi di sicurezza e pesanti ripercussioni economiche.
Prelevare un campione di materiale e sottoporlo ad opportune prove, è l’unico modo per valutare le condizioni meccaniche e metallurgiche del componente allo stato attuale.
Grazie all’elettroerosione, lo strumento da noi utilizzato, permette di prelevare quantità di materiale davvero minime, in modo da non danneggiare il componente in esercizio. La mancanza di sollecitazioni meccaniche e termiche durante l’estrazione, porta ad avere un campione con proprietà meccaniche e metallurgiche completamente inalterate.