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Colata, snervamento, trazione, resilienza, chimica, CEV e tracciabilità

Nel lavoro con gli acciai altoresistenziali non basta dire:

“Ho comprato S690QL.”

Oppure:

“È S700MC.”

Oppure:

“È Strenx, Quend, DILLIMAX, XABO, alform.”

La vera domanda è:

il materiale consegnato è davvero quello richiesto dal progetto?

La risposta si trova nel certificato 3.1.

Il certificato 3.1 non è un foglio burocratico da archiviare senza leggerlo. È la carta d’identità tecnica del materiale.

Dentro ci sono dati fondamentali:

• produttore;
• cliente;
• ordine;
• norma;
• grado;
• spessore;
• colata;
• lotto;
• composizione chimica;
• prove meccaniche;
• snervamento;
• trazione;
• allungamento;
• resilienza;
• eventuale carbonio equivalente;
• stato di fornitura;
• controlli;
• firma del responsabile autorizzato.

Per gli acciai altoresistenziali, il certificato 3.1 è essenziale perché permette di collegare la lamiera reale al progetto, al taglio, alla saldatura, alla piega e al montaggio.

1. Che cos’è un certificato 3.1

Il certificato 3.1 è un documento di controllo secondo EN 10204.

Serve a dichiarare che il prodotto fornito è conforme all’ordine e riporta risultati di prove specifiche sul materiale o sul lotto fornito. In un certificato 3.1 i risultati di prova sono specifici per la fornitura e il documento è validato da un rappresentante autorizzato del produttore indipendente dal reparto produzione.

In parole semplici:

il certificato 3.1 dice che quel materiale, di quella colata o lotto, ha quelle caratteristiche misurate e dichiarate.

Non è un depliant commerciale.

Non è una scheda generica.

Non è una promessa.

È il documento tecnico della fornitura.

2. Differenza tra scheda tecnica e certificato 3.1

Questa distinzione è fondamentale.

La scheda tecnica dice cosa può essere un materiale.

Il certificato 3.1 dice cosa è quel materiale consegnato.

Esempio:

una scheda commerciale può dire che Quend 960 ha certe proprietà tipiche.

Il certificato 3.1 della lamiera consegnata dice invece:

• colata;
• spessore;
• analisi chimica reale;
• snervamento reale;
• trazione reale;
• allungamento reale;
• prove d’urto reali;
• eventuali controlli reali.

Per costruire serve il certificato.

3. Perché è ancora più importante sugli altoresistenziali

Sugli acciai ordinari leggere il certificato è importante.

Sugli acciai altoresistenziali è fondamentale.

Perché questi materiali sono più sensibili a:

• saldatura;
• piega;
• fatica;
• apporto termico;
• preriscaldo;
• resilienza;
• spessore;
• carbonio equivalente;
• tracciabilità;
• qualità Q, QL, QL1;
• formato commerciale;
• rischio di scambio materiale.

Un S690QL può sembrare visivamente uguale a un S355.

Un S700MC può sembrare uguale a un S500MC.

Un S960QL può sembrare uguale a un S690QL.

Ma in officina si comportano in modo diverso.

Senza certificato e tracciabilità, si perde il controllo.

4. Le prime cose da controllare

Quando arriva un certificato 3.1, non bisogna partire subito dai numeri meccanici.

Prima bisogna controllare l’identità del documento.

Se già queste voci non tornano, bisogna fermarsi.

Un certificato corretto ma riferito a un altro lotto non serve.

Un certificato senza collegamento al pezzo reale non dà tracciabilità.

5. Norma e grado del materiale

La norma e il grado sono le prime informazioni tecniche da leggere.

Esempi:

• EN 10025-6 S690QL;
• EN 10025-6 S960QL;
• EN 10149-2 S700MC;
• EN 10025-4 S460M;
• prodotto commerciale conforme a S690QL;
• prodotto commerciale secondo scheda produttore.

Gli acciai altoresistenziali temprati e rinvenuti tipo S690QL e S960QL rientrano nella logica della EN 10025-6, che riguarda prodotti piani di acciai strutturali ad alto snervamento forniti in condizione temprata e rinvenuta.

Gli acciai MC come S700MC rientrano invece nella EN 10149-2, dedicata ai prodotti piani laminati a caldo ad alto snervamento per formatura a freddo in condizione termomeccanica.

Quindi, se sul progetto c’è S700MC e sul certificato c’è S690QL, non è “quasi uguale”. È un altro materiale.

6. Spessore e formato

Lo stesso grado può avere proprietà diverse secondo lo spessore.

Bisogna controllare:

• spessore nominale;
• larghezza;
• lunghezza;
• numero pezzi;
• formato;
• lamiera;
• piastra;
• coil;
• nastri;
• cut-to-length;
• eventuali tolleranze.

Il formato conta perché cambia il modo di lavorare il materiale.

Un acciaio da coil e un acciaio da piastra non sono automaticamente equivalenti, anche se il numero di snervamento sembra vicino.

7. Colata: il numero più importante per la tracciabilità

La colata è uno dei dati più importanti del certificato.

Indica la produzione metallurgica da cui deriva quel materiale.

In inglese si trova spesso come:

• heat number;
• cast number;
• melt number.

In italiano:

• numero di colata;
• colata;
• fusione.

La colata serve a collegare:

• certificato;
• lamiera ricevuta;
• pezzo tagliato;
• componente saldato;
• struttura montata;
• eventuali controlli futuri.

La regola pratica:

se perdo il numero di colata, perdo la memoria del materiale.

8. Lotto, lamiera e pezzo

Oltre alla colata possono esserci:

• numero lotto;
• numero lamiera;
• numero coil;
• numero piastra;
• posizione del provino;
• numero fascio;
• numero pacco;
• numero colli.

Questi dati servono per collegare il certificato al materiale reale.

In officina bisogna riportare questi dati su:

• foglio di taglio;
• nesting;
• etichette;
• marcatura pezzi;
• disegni;
• registro produzione;
• distinta;
• documenti di montaggio.

Per materiali altoresistenziali, non basta tenere il certificato in ufficio se poi i pezzi vengono tagliati e mischiati senza marcatura.

9. Analisi chimica

Il certificato riporta la composizione chimica.

Di solito sono presenti elementi come:

• C, carbonio;
• Mn, manganese;
• Si, silicio;
• P, fosforo;
• S, zolfo;
• Cr, cromo;
• Ni, nichel;
• Mo, molibdeno;
• V, vanadio;
• Nb, niobio;
• Ti, titanio;
• B, boro;
• Al, alluminio;
• Cu, rame.

Non serve che ogni carpentiere faccia il metallurgista.

Ma bisogna capire perché questi dati contano.

La composizione chimica influenza:

• saldabilità;
• durezza;
• resilienza;
• piegabilità;
• zincabilità;
• resistenza;
• comportamento in ZTA;
• carbonio equivalente.

10. Carbonio e saldabilità

Il carbonio è uno degli elementi più importanti.

In generale, aumentando il carbonio può aumentare la resistenza, ma può peggiorare la saldabilità.

Negli acciai altoresistenziali moderni si cerca spesso di ottenere alta resistenza con microleganti e processi controllati, mantenendo il carbonio relativamente contenuto.

Però bisogna sempre guardare il certificato.

La WPS deve essere coerente con la chimica reale del materiale.

11. Carbonio equivalente: CEV e CET

Il certificato può riportare il CEV, cioè carbonio equivalente, oppure il CET.

Sono indici che aiutano a valutare la saldabilità e il rischio di criccatura a freddo.

In modo pratico:

• più il carbonio equivalente è alto;
• più aumenta l’attenzione necessaria per saldatura;
• più possono servire preriscaldo, controllo idrogeno e procedure rigorose.

Nella EN 10025-6 sono previsti limiti di carbonio equivalente per gli acciai temprati e rinvenuti in funzione del grado e dello spessore.

Il CEV non è un numero decorativo.

Serve a progettare la saldatura.

12. Snervamento

Lo snervamento è uno dei dati più letti.

Può essere indicato come:

• ReH;
• Rp0,2;
• yield strength;
• proof strength;
• limite di snervamento.

Per gli acciai altoresistenziali spesso si legge Rp0,2, perché il materiale non sempre ha uno snervamento netto.

Esempio:

• S690QL deve avere uno snervamento minimo nella classe 690 MPa;
• S700MC nella classe 700 MPa;
• S960QL nella classe 960 MPa.

Sul certificato bisogna controllare:

• valore misurato;
• valore minimo richiesto;
• spessore a cui si riferisce;
• direzione del provino;
• norma applicata.

Se lo snervamento reale è sotto il minimo richiesto, il materiale non è conforme.

13. Resistenza a trazione

La resistenza a trazione può essere indicata come:

• Rm;
• tensile strength;
• ultimate tensile strength.

È il valore massimo raggiunto nella prova di trazione prima della rottura.

Bisogna controllare che sia nel campo previsto.

Un valore troppo basso è un problema.

Ma anche un valore troppo alto può essere da osservare, perché può indicare materiale molto duro o meno duttile, secondo il caso.

Per gli altoresistenziali non basta “tiene tanto”. Serve anche duttilità.

14. Allungamento

L’allungamento indica quanto il materiale si deforma prima di rompersi.

Può essere indicato come:

• A%;
• A5;
• elongation.

È un dato importante perché un materiale molto resistente ma poco duttile può essere più delicato.

Bisogna controllare:

• valore minimo richiesto;
• valore misurato;
• lunghezza del provino;
• norma di prova;
• direzione.

Per piegatura, formatura e sicurezza strutturale, l’allungamento conta molto.

15. Resilienza Charpy

La resilienza è fondamentale negli acciai Q, QL e QL1.

Sul certificato può comparire come:

• KV;
• Charpy V;
• impact energy;
• Joule;
• prova a 0 °C, -20 °C, -40 °C, -60 °C.

La prova Charpy misura quanta energia assorbe un provino intagliato prima di rompersi.

Per gli acciai altoresistenziali è importantissima perché aiuta a valutare il comportamento fragile, soprattutto a bassa temperatura.

Se il progetto richiede S690QL, bisogna controllare che il certificato riporti le prove d’urto coerenti con QL.

Se richiede QL1, il certificato deve dimostrarlo.

16. Temperatura della prova d’urto

Non basta leggere “27 J”.

Bisogna leggere a quale temperatura.

Esempio:

• 27 J a 0 °C;
• 27 J a -20 °C;
• 27 J a -40 °C;
• 27 J a -60 °C.

Sono cose diverse.

Per strutture esterne, gru, ponti, ambienti freddi e grandi spessori, la temperatura della prova è molto importante.

17. Direzione del provino

Le prove meccaniche possono essere eseguite in direzione:

• longitudinale;
• trasversale.

La direzione può influire sui risultati.

Sul certificato bisogna controllare se la direzione è coerente con la norma, il capitolato e il progetto.

Esempi di indicazione:

• L;
• T;
• longitudinal;
• transverse.

Per alcuni materiali commerciali o specifiche, la direzione della prova può essere importante per piega, fatica e prestazioni.

Non bisogna ignorarla.

18. Stato di fornitura

Il certificato deve indicare lo stato di fornitura.

Esempi:

• normalized;
• normalized rolled;
• thermomechanically rolled;
• quenched and tempered;
• as rolled;
• cold rolled;
• hot rolled.

Per gli altoresistenziali è decisivo.

Se compro S700MC, mi aspetto un termomeccanico da formatura secondo EN 10149-2.

Se compro S690QL, mi aspetto un temprato e rinvenuto secondo EN 10025-6.

Se lo stato non torna, bisogna chiarire.

19. Controlli ultrasonori

Per piastre importanti può essere richiesto il controllo ultrasonoro.

Il certificato può riportare:

• UT;
• ultrasonic test;
• EN 10160;
• classe di qualità;
• esito conforme.

Il controllo ultrasonoro serve a individuare difetti interni come discontinuità o laminazioni.

Può essere importante per:

• piastre spesse;
• elementi saldati importanti;
• componenti di gru;
• piastre soggette a trazione nello spessore;
• nodi critici;
• pezzi lavorati.

Se il progetto richiede UT e il certificato non lo riporta, manca un dato.

20. Prove Z o proprietà nello spessore

In alcuni casi può essere richiesta una qualità con proprietà nello spessore, spesso indicata con:

• Z15;
• Z25;
• Z35;
• EN 10164.

Serve quando ci sono sollecitazioni nello spessore, per esempio per rischio di strappo lamellare.

È importante in:

• piastre spesse;
• giunti saldati con forti tensioni attraverso lo spessore;
• nodi pesanti;
• saldature a T importanti;
• carpenterie fortemente vincolate.

Se il progetto richiede Z35, il certificato deve dimostrarlo.

Non basta avere S690QL.

21. Durezza

Il certificato può riportare anche valori di durezza, soprattutto per certi prodotti commerciali o requisiti particolari.

La durezza può essere indicata come:

• HB;
• HV;
• HRC.

Per gli acciai strutturali altoresistenziali non sempre è il dato principale, ma può essere utile.

Serve a valutare:

• lavorabilità;
• taglio;
• rischio cricche;
• stato del materiale;
• eventuali controlli dopo saldatura;
• coerenza con scheda produttore.

Non va confusa con lo snervamento.

Un materiale duro non è automaticamente adatto al progetto.

22. Tolleranze dimensionali

Il certificato o i documenti collegati possono riportare tolleranze.

Per l’officina contano:

• spessore reale;
• larghezza;
• lunghezza;
• planarità;
• tolleranza su spessore;
• superficie;
• eventuali norme EN 10029 o altre;
• classe di tolleranza.

Per piega e montaggio, pochi decimi possono contare.

Per piastre altoresistenziali tagliate e saldate, lo spessore reale influisce su:

• peso;
• saldatura;
• cianfrino;
• calcolo;
• foratura;
• bulloni;
• piega;
• accoppiamenti.

23. Superficie e primer

Il certificato o la documentazione di fornitura può indicare:

• superficie grezza;
• sabbiata;
• primerizzata;
• oliata;
• pickled;
• shot blasted;
• painted;
• classe superficie.

Questo dato è importante per:

• taglio laser;
• saldatura;
• verniciatura;
• zincatura;
• stoccaggio;
• corrosione temporanea.

Un primer di trasporto non è automaticamente un ciclo anticorrosivo definitivo.

Prima di saldare bisogna sapere se il primer è saldabile o se va rimosso.

24. Controllo della conformità

Leggere il certificato significa confrontare tre cose:

1. Progetto
2. Ordine
3. Certificato

La domanda è:

il materiale consegnato corrisponde a ciò che era richiesto?

Se una voce non torna, non bisogna “andare avanti lo stesso”.

Bisogna chiarire con fornitore, progettista o responsabile qualità.

25. Certificato 3.1 e saldatura

Il certificato serve anche per la saldatura.

Dalla lettura del certificato si ricavano dati utili per:

• WPS;
• WPQR;
• preriscaldo;
• interpass;
• apporto termico;
• scelta consumabili;
• rischio idrogeno;
• controlli;
• eventuale durezza.

In particolare contano:

• grado;
• spessore;
• CEV/CET;
• stato di fornitura;
• resilienza;
• resistenza reale;
• composizione chimica.

Una WPS fatta su dati generici può non essere adatta alla fornitura reale.

26. Certificato 3.1 e piegatura

Il certificato serve anche per la piegatura.

Bisogna controllare:

• grado;
• spessore;
• allungamento;
• stato di fornitura;
• direzione di prova;
• eventuali indicazioni del produttore;
• corrispondenza con scheda tecnica;
• variante commerciale.

Per piegare materiali come S700MC, S690QL, Strenx o Quend, non basta leggere il certificato: serve anche la scheda tecnica.

Ma il certificato conferma che il materiale è quello previsto.

27. Certificato 3.1 e marcatura CE

Per lavori strutturali, il certificato entra nella documentazione di controllo e tracciabilità.

Serve a dimostrare che il materiale utilizzato è coerente con:

• progetto;
• ordine;
• norma;
• dichiarazioni;
• controlli di produzione;
• fascicolo tecnico;
• marcatura CE quando applicabile;
• documentazione di cantiere.

Non va perso.

Non va separato dai pezzi.

Non va sostituito da una semplice fattura.

28. Come conservare la tracciabilità in officina

Metodo pratico:

1. Arriva la lamiera con certificato.
2. Si controlla certificato e marcatura.
3. Si assegna un codice interno.
4. Si collega il codice a colata e certificato.
5. Si taglia la lamiera.
6. Ogni pezzo mantiene codice o riferimento.
7. Il codice va in distinta.
8. La distinta va nel fascicolo lavoro.
9. Le saldature e i controlli si collegano ai pezzi.
10. Il montaggio mantiene il riferimento.

Questo può sembrare pesante, ma per acciai altoresistenziali è la base della qualità.

29. Esempio pratico: S690QL

Sul progetto è richiesto:

S690QL EN 10025-6, spessore 25 mm, certificato 3.1.

Sul certificato bisogna controllare:

• EN 10025-6;
• S690QL;
• spessore 25 mm;
• colata;
• Rp0,2 almeno conforme;
• Rm conforme;
• A% conforme;
• Charpy a temperatura corretta;
• analisi chimica;
• CEV;
• stato temprato e rinvenuto;
• eventuali UT se richiesti;
• firma del rappresentante autorizzato.

Se il certificato riporta S690Q invece di S690QL, non è lo stesso.

Se manca la prova d’urto richiesta, bisogna chiarire.

30. Esempio pratico: S700MC

Sul progetto è richiesto:

S700MC EN 10149-2, spessore 6 mm, certificato 3.1.

Sul certificato bisogna controllare:

• EN 10149-2;
• S700MC;
• spessore 6 mm;
• colata o coil;
• Rp0,2/ReH conforme;
• Rm conforme;
• A% conforme;
• stato termomeccanico;
• chimica;
• eventuale resilienza se richiesta;
• marcatura del coil o lamiera;
• corrispondenza con pezzi tagliati.

Se sul certificato c’è S690QL, non è una sostituzione automatica.

S700MC è un acciaio da formatura a freddo. S690QL è un acciaio bonificato da piastra.

31. Esempio pratico: prodotto commerciale

Sul progetto o sull’ordine c’è:

Strenx 960 Plus, oppure Quend 960, oppure DILLIMAX 965.

Sul certificato bisogna controllare:

• nome commerciale completo;
• eventuale norma collegata;
• grado equivalente o conforme;
• spessore;
• colata;
• valori meccanici;
• resilienza;
• chimica;
• CEV;
• stato di fornitura;
• eventuali requisiti supplementari.

Non basta che il fornitore dica “è un 960”.

Serve capire quale 960.

32. Errori comuni nella lettura del certificato

Gli errori più comuni sono:

1. non leggere il certificato;
2. archiviarlo senza collegarlo ai pezzi;
3. guardare solo lo snervamento;
4. ignorare la norma;
5. ignorare Q, QL, QL1;
6. ignorare lo spessore;
7. ignorare la colata;
8. non controllare la resilienza;
9. non controllare la temperatura Charpy;
10. non controllare CEV/CET;
11. confondere scheda tecnica e certificato;
12. accettare un materiale commerciale senza variante;
13. perdere la tracciabilità dopo il taglio;
14. mischiare pezzi simili;
15. usare certificati riferiti a un altro lotto;
16. non verificare i controlli richiesti;
17. non confrontare certificato e progetto.

33. Checklist rapida per leggere un 3.1

Quando arriva un certificato 3.1 per acciaio altoresistenziale, controllare:

• produttore;
• numero certificato;
• riferimento ordine;
• norma;
• grado;
• qualità;
• nome commerciale, se presente;
• spessore;
• formato;
• numero colata;
• lotto / coil / lamiera;
• analisi chimica;
• CEV o CET;
• snervamento;
• trazione;
• allungamento;
• resilienza Charpy;
• temperatura prova Charpy;
• direzione prova;
• stato di fornitura;
• controlli UT se richiesti;
• qualità Z se richiesta;
• tolleranze;
• superficie;
• firma / validazione;
• collegamento fisico al materiale ricevuto.

Questa checklist dovrebbe stare in ogni ufficio tecnico e in ogni officina che lavora altoresistenziali.

34. Regola pratica per l’officina

Una regola semplice:

il certificato 3.1 non va solo conservato. Va letto, controllato e collegato ai pezzi.

Se non è collegato ai pezzi, serve poco.

Se non viene letto, serve poco.

Se non viene confrontato col progetto, serve poco.

La tracciabilità è utile solo se resta viva fino al montaggio.

35. Conclusione

Il certificato 3.1 è uno dei documenti più importanti nel lavoro con gli acciai altoresistenziali.

Non è burocrazia.

È la prova tecnica che il materiale consegnato corrisponde a ciò che è stato ordinato e richiesto dal progetto.

Per materiali come S690QL, S700MC, S890QL, S960QL, Strenx, Quend, DILLIMAX, XABO, alform e Amstrong, leggere il certificato è essenziale per evitare errori di materiale, saldatura, piega, fatica, resilienza e tracciabilità.

Bisogna controllare:

• norma;
• grado;
• spessore;
• colata;
• chimica;
• CEV;
• snervamento;
• trazione;
• allungamento;
• resilienza;
• stato di fornitura;
• controlli;
• firma;
• collegamento reale ai pezzi.

La regola finale è semplice:

un acciaio altoresistenziale senza certificato letto e tracciato non è un materiale controllato. È solo una lamiera di cui ci si fida a parole.

Guida pratica per carpenterie metalliche, progettisti, officine, zincatori e imprese

Gli acciai altoresistenziali non sono acciai inox.

Questa frase sembra banale, ma è fondamentale.

Un acciaio come:

• S500MC;
• S550MC;
• S600MC;
• S650MC;
• S700MC;
• S690QL;
• S890QL;
• S960QL;
• Strenx;
• Quend;
• DILLIMAX;
• XABO;
• alform;
• Amstrong;
• Ympress;

può avere resistenza meccanica molto elevata, ma resta un acciaio al carbonio o basso-legato che può ossidarsi, corrodersi e perdere sezione se non viene protetto correttamente.

Anzi, proprio perché gli acciai altoresistenziali vengono spesso usati per ridurre spessore e peso, la corrosione può diventare ancora più importante.

La regola pratica è semplice:

se uso un acciaio altoresistenziale per alleggerire, devo progettare ancora meglio la protezione dalla corrosione.

1. Alta resistenza non significa resistenza alla ruggine

La resistenza meccanica e la resistenza alla corrosione sono due cose diverse.

Un acciaio può essere molto resistente a trazione, ma ossidarsi comunque.

Un S700MC, un S690QL o un S960QL non diventano automaticamente più resistenti alla ruggine solo perché sono più forti.

Se sono esposti ad acqua, sale, umidità, fango, atmosfera industriale o ambiente marino, devono essere protetti.

2. Perché la corrosione è ancora più critica sugli altoresistenziali

Gli altoresistenziali vengono spesso scelti per ridurre peso.

Questo significa, spesso, ridurre spessore.

Ma se lo spessore è minore, anche una perdita di sezione piccola può diventare più importante.

Esempio semplice:

• una piastra da 20 mm che perde 1 mm ha ancora molto margine;
• una lamiera da 4 mm che perde 1 mm ha perso il 25% dello spessore.

Quindi, se alleggerisco una struttura, devo proteggere meglio.

La corrosione non è un dettaglio estetico. È perdita di materiale resistente.

3. Dove la corrosione è più pericolosa

La corrosione è particolarmente critica in:

• rimorchi;
• cassoni;
• telai;
• mezzi stradali;
• macchine agricole;
• macchine movimento terra;
• strutture esterne;
• carpenterie industriali;
• ponti;
• passerelle;
• ambienti marini;
• ambienti con sale disgelante;
• zone con ristagno d’acqua;
• interstizi;
• sovrapposizioni;
• zone non ispezionabili.

Gli acciai altoresistenziali sono spesso usati proprio in questi settori.

Quindi la protezione deve essere pensata dall’inizio.

4. Le categorie ambientali

Per proteggere l’acciaio bisogna conoscere l’ambiente.

La norma ISO 12944 è uno dei riferimenti principali per la protezione anticorrosiva delle strutture in acciaio mediante sistemi di verniciatura; considera ambiente, durata prevista e scelta dei cicli protettivi.

In pratica gli ambienti possono andare da poco aggressivi a molto aggressivi:

Non esiste un ciclo unico valido per tutto.

La protezione deve essere scelta in base all’ambiente reale.

5. Protezione temporanea e protezione definitiva

Bisogna distinguere:

• protezione temporanea;
• protezione definitiva.

Una lamiera può arrivare con primer di officina o primer di trasporto.

Questo non significa che sia protetta per tutta la vita dell’opera.

Errore comune:

“È primerizzata, quindi è protetta.”

No. Bisogna sapere quale primer, per quanto tempo, in quale ambiente e sotto quale ciclo finale.

6. Verniciatura

La verniciatura è una delle protezioni più usate.

Un buon ciclo verniciante può comprendere:

• preparazione superficie;
• sabbiatura;
• primer;
• intermedio;
• finitura;
• controllo spessori;
• controllo adesione;
• ritocchi;
• manutenzione.

La norma ISO 12944-6 specifica metodi di prova di laboratorio e condizioni per valutare sistemi vernicianti anticorrosivi per strutture in acciaio; i risultati aiutano nella scelta dei sistemi, ma non sono una previsione esatta della durabilità reale.

Questo è importante: la durabilità non dipende solo dalla vernice, ma anche da:

• ambiente;
• preparazione;
• spessori;
• applicazione;
• dettagli costruttivi;
• drenaggio;
• manutenzione.

7. Preparazione superficiale

La vernice non lavora bene su una superficie sporca.

Prima di verniciare bisogna controllare:

• ruggine;
• calamina;
• olio;
• grasso;
• polvere;
• umidità;
• sali;
• residui di taglio;
• bave;
• spigoli vivi;
• saldature;
• schizzi;
• primer precedente.

Sugli altoresistenziali, la preparazione è ancora più importante perché spesso le sezioni sono ottimizzate e gli spessori ridotti.

Un ciclo verniciante buono su una superficie preparata male dura poco.

8. Spigoli e bordi

Gli spigoli vivi sono nemici della protezione.

Sullo spigolo il film di vernice tende a essere più sottile.

Questo può causare:

• corrosione precoce;
• distacco della vernice;
• ruggine lungo i bordi;
• inneschi a fatica;
• problemi estetici e strutturali.

Per questo è utile:

• sbavare;
• arrotondare leggermente gli spigoli;
• molare bave;
• pulire tagli;
• raccordare zone critiche;
• evitare intagli.

Il bordo non è solo una questione di sicurezza per le mani.

È una parte della durabilità del pezzo.

9. Zone di ristagno

La corrosione ama l’acqua ferma.

I dettagli peggiori sono:

• tasche;
• interstizi;
• sovrapposizioni;
• fori ciechi;
• zone non drenanti;
• piastre accoppiate;
• saldature intermittenti in ambiente esterno;
• profili chiusi senza sfiati;
• punti dove resta fango.

Una buona protezione parte dal disegno.

La forma deve aiutare l’acqua a uscire.

10. Zincatura a caldo

La zincatura a caldo è una protezione molto usata.

Consiste nell’immergere il manufatto preparato in zinco fuso, creando un rivestimento di zinco e leghe ferro-zinco.

La norma ISO 1461:2022 specifica proprietà generali e metodi di prova per rivestimenti zincati a caldo applicati immergendo manufatti di ferro e acciaio in un bagno di zinco con non più del 2% di altri metalli.

La zincatura può essere molto efficace, ma non è automatica.

Per funzionare bene servono:

• materiale compatibile;
• composizione adatta;
• fori di sfiato;
• fori di drenaggio;
• geometria corretta;
• assenza di tasche;
• saldature adeguate;
• pulizia;
• controllo deformazioni;
• dialogo con lo zincatore.

11. Zincatura continua e zincatura dopo fabbricazione

Bisogna distinguere due cose:

Per le strutture in acciaio, la zincatura a caldo dopo fabbricazione è quella più tipica per manufatti finiti.

Documentazione tecnica ArcelorMittal distingue la zincatura continua, tipica di lamiere e fili, dalla zincatura discontinua secondo EN ISO 1461, usata per elementi strutturali e piccoli componenti.

Questa distinzione conta perché un coil zincato non è la stessa cosa di una carpenteria saldata e poi zincata.

12. Zincatura e acciai altoresistenziali

La zincatura degli acciai altoresistenziali richiede più prudenza rispetto agli acciai comuni.

Bisogna valutare:

• resistenza del materiale;
• composizione chimica;
• carbonio equivalente;
• silicio;
• fosforo;
• spessore;
• saldature;
• pieghe;
• tensioni residue;
• lavorazioni a freddo;
• rischio deformazioni;
• rischio fragilità;
• geometria del pezzo.

La Galvanizers Association of Australia segnala che l’infragilimento dopo zincatura è raro, ma può dipendere da una combinazione di fattori; per applicazioni critiche occorre seguire indicazioni specifiche.

Quindi non bisogna dire:

“È acciaio, quindi si zinca e basta.”

Su materiali altoresistenziali serve valutazione.

13. Fragilità da idrogeno e zincatura

La fragilità da idrogeno è un tema da considerare sugli acciai ad alta resistenza.

L’idrogeno può entrare nel materiale durante alcuni processi, per esempio decapaggio acido, trattamenti superficiali o condizioni ambientali particolari.

Negli acciai molto resistenti, la sensibilità può aumentare.

ASTM A143, citata nella letteratura tecnica sulla zincatura, indica che in pratica la fragilità da idrogeno negli acciai zincati è normalmente una preoccupazione soprattutto per acciai con resistenza a trazione oltre circa 150 ksi, cioè circa 1100 MPa.

Questo non significa che sotto 1100 MPa si possa ignorare tutto.

Significa che il rischio cresce soprattutto con resistenze molto elevate, tensioni residue e condizioni sfavorevoli.

14. Liquid metal assisted cracking

Durante la zincatura a caldo può essere considerato anche il rischio di fenomeni come il liquid metal assisted cracking, cioè criccatura assistita da metallo liquido.

La letteratura tecnica ha studiato questi fenomeni nella zincatura di componenti strutturali e ha sviluppato raccomandazioni per ridurre il rischio, in particolare per acciai ad alta resistenza, geometrie vincolate e stati tensionali sfavorevoli.

In pratica bisogna evitare:

• geometrie troppo vincolate;
• saldature con alte tensioni residue;
• pieghe severe;
• intagli;
• spessori molto diversi;
• raffreddamenti e riscaldamenti non controllati;
• composizioni non adatte.

Per pezzi critici, il progetto deve coinvolgere anche lo zincatore.

15. Zinco, silicio e fosforo

La composizione chimica dell’acciaio influenza la reazione con lo zinco.

In particolare contano:

• silicio;
• fosforo;
• carbonio;
• manganese;
• microleganti;
• stato superficiale.

Alcuni acciai possono dare rivestimenti più spessi, più opachi, più fragili o meno uniformi.

Questo non è solo estetica.

Un rivestimento troppo irregolare può influire su:

• aspetto;
• tolleranze;
• montaggio;
• filettature;
• accoppiamenti;
• successiva verniciatura;
• durabilità.

Per questo, prima di zincare acciai speciali o altoresistenziali, è bene verificare la compatibilità con lo zincatore.

16. Deformazioni durante zincatura

La zincatura a caldo richiede immersione in bagno caldo.

Il pezzo si scalda.

Poi si raffredda.

Durante questo ciclo possono comparire deformazioni, soprattutto se il pezzo ha:

• lamiere sottili;
• saldature asimmetriche;
• spessori diversi;
• grandi superfici;
• telai chiusi;
• tensioni residue;
• pieghe;
• elementi lunghi e snelli.

Gli altoresistenziali, spesso usati in spessori ridotti, possono essere sensibili alle deformazioni.

La geometria deve essere pensata anche per il bagno di zincatura.

17. Fori di sfiato e drenaggio

I pezzi chiusi devono avere fori di sfiato e drenaggio.

Senza fori corretti possono esserci:

• esplosioni nel bagno;
• ristagno di zinco;
• mancata zincatura interna;
• deformazioni;
• difetti;
• pericolo per gli operatori;
• peso aggiunto inutile;
• corrosione interna.

I fori devono essere:

• abbastanza grandi;
• posizionati nei punti giusti;
• presenti sia per ingresso/uscita aria sia per drenaggio zinco;
• coerenti con la posizione di immersione;
• concordati con lo zincatore.

Questo vale per tubolari, telai, cassoni, profili chiusi e componenti saldati.

18. Zincatura e filettature

La zincatura aggiunge spessore.

Questo può creare problemi su:

• filetti;
• fori;
• asole;
• perni;
• accoppiamenti;
• sedi;
• tolleranze strette.

Bisogna prevedere:

• sovrametallo;
• ripresa filetti;
• mascherature se ammesse;
• bulloneria zincata compatibile;
• tolleranze adeguate;
• pulizia delle sedi.

Sugli acciai altoresistenziali, dove spesso i dettagli sono già ottimizzati, questi aspetti vanno disegnati prima.

19. Zincatura e saldature

Le saldature influenzano la zincatura.

Possono creare:

• differenze di reazione;
• tensioni residue;
• ristagni;
• difetti di rivestimento;
• zone difficili da pulire;
• cricche se ci sono condizioni sfavorevoli;
• schizzi e scorie che impediscono rivestimento regolare.

Prima di zincare bisogna:

• rimuovere scorie;
• togliere schizzi;
• pulire cordoni;
• evitare tasche;
• evitare saldature intermittenti in zone esposte;
• progettare sfiati;
• ridurre tensioni residue quando possibile.

Il pezzo deve essere progettato per essere zincato, non semplicemente mandato in zincatura alla fine.

20. Verniciatura sopra zincatura: ciclo duplex

Il ciclo duplex combina:

• zincatura;
• verniciatura.

Può dare grande durabilità perché lo zinco protegge l’acciaio e la vernice protegge lo zinco.

È molto utile in ambienti:

• marini;
• industriali;
• esterni severi;
• stradali;
• agricoli;
• dove si vuole lunga durata.

Però deve essere fatto bene.

Serve controllare:

• preparazione dello zinco;
• sweep blasting se previsto;
• primer adatto;
• adesione;
• compatibilità chimica;
• spessore film;
• tempi tra zincatura e verniciatura;
• ambiente finale.

Non tutte le vernici aderiscono bene sullo zinco senza preparazione corretta.

21. Cataforesi

La cataforesi è un trattamento molto usato per componenti industriali, telai e parti di veicoli.

Può essere interessante per:

• pezzi in serie;
• componenti complessi;
• parti con geometrie articolate;
• telai;
• supporti;
• macchine;
• componenti da verniciare successivamente.

Ha vantaggi di uniformità e penetrazione, ma richiede impianti specifici e compatibilità del pezzo.

Per acciai altoresistenziali usati in produzione ripetitiva, può essere una soluzione molto razionale.

22. Metallizzazione

La metallizzazione consiste nel proiettare zinco, alluminio o leghe sulla superficie preparata.

Può essere utile quando:

• il pezzo è troppo grande per la zincatura;
• non si vuole immergere il pezzo in bagno caldo;
• si vuole evitare certe deformazioni;
• serve protezione locale;
• si lavora su strutture grandi;
• si vuole un sistema con verniciatura successiva.

Richiede:

• sabbiatura corretta;
• controllo spessore;
• adesione;
• sigillatura;
• eventuale verniciatura;
• personale qualificato.

È una soluzione da valutare per carpenterie speciali.

23. Protezione interna dei profili chiusi

I profili chiusi sono critici.

Fuori possono essere verniciati o zincati.

Dentro possono restare vulnerabili.

Problemi tipici:

• condensa;
• ristagno;
• acqua entrata da fori;
• corrosione interna invisibile;
• mancata ispezione;
• saldature non continue;
• assenza di drenaggio.

Soluzioni possibili:

• zincatura interna corretta, se geometria adatta;
• fori di sfiato e drenaggio;
• sigillatura;
• vernici interne se possibile;
• evitare ingresso acqua;
• dettagli aperti e ispezionabili;
• manutenzione programmata.

La corrosione invisibile è una delle più pericolose.

24. Corrosione e fatica

Corrosione e fatica insieme sono più pericolose della somma dei due problemi.

La corrosione può creare:

• intagli;
• vaiolature;
• perdita di sezione;
• rugosità;
• punti di innesco cricca.

In un componente soggetto a carichi ciclici, questi difetti possono accelerare la fatica.

Sono critici:

• telai;
• rimorchi;
• gru;
• macchine agricole;
• veicoli;
• bracci;
• staffe vibranti;
• supporti dinamici.

Un acciaio altoresistenziale con bordo corroso o crateri di ruggine può perdere molta della sua sicurezza reale.

25. Corrosione e bulloni

Anche i collegamenti bullonati devono essere protetti.

Bisogna controllare:

• bulloni compatibili;
• rondelle;
• dadi;
• rivestimento;
• coppia di serraggio;
• accoppiamenti galvanici;
• ristagni sotto rondelle;
• accessibilità per manutenzione;
• protezione dopo montaggio.

La corrosione nei collegamenti può causare:

• riduzione sezione bullone;
• bloccaggio;
• perdita precarico;
• difficoltà di smontaggio;
• rigonfiamenti;
• cricche da corrosione-fatica;
• danneggiamento della piastra.

Non basta proteggere le lamiere. I nodi sono fondamentali.

26. Corrosione galvanica

Quando due metalli diversi sono in contatto in presenza di elettrolita, può comparire corrosione galvanica.

Esempi:

• acciaio e alluminio;
• acciaio zincato e inox;
• acciaio verniciato con graffi;
• bulloneria diversa dal pezzo;
• piastre accoppiate con rivestimenti diversi.

Serve valutare:

• compatibilità dei materiali;
• isolamento;
• rondelle;
• guarnizioni;
• vernici;
• drenaggio;
• ambiente.

Negli altoresistenziali, dove i dettagli sono spesso ottimizzati, anche questi aspetti possono contare.

27. Manutenzione

La protezione non è eterna.

Ogni sistema ha una durata prevista.

Serve manutenzione.

La manutenzione può includere:

• ispezione visiva;
• pulizia;
• ritocchi;
• controllo spessori;
• controllo ruggine;
• controllo bordi;
• controllo bulloni;
• controllo saldature;
• ripristino vernice;
• sostituzione parti danneggiate.

Per strutture esterne, macchine e mezzi, la manutenzione deve essere prevista fin dall’inizio.

Se un acciaio altoresistenziale è stato scelto per ridurre spessore, trascurare la manutenzione è ancora più rischioso.

28. Errori comuni

Gli errori più comuni sono:

1. pensare che un acciaio più resistente arrugginisca meno;
2. ridurre spessore senza progettare la corrosione;
3. lasciare spigoli vivi;
4. non sbavare i bordi;
5. creare zone di ristagno;
6. usare saldature intermittenti in ambiente esterno senza valutazione;
7. considerare il primer come protezione definitiva;
8. scegliere la vernice senza conoscere l’ambiente;
9. zincare senza consultare lo zincatore;
10. non fare fori di sfiato e drenaggio;
11. ignorare rischio deformazioni in zincatura;
12. ignorare fragilità o criccature su acciai molto resistenti;
13. verniciare su zinco senza preparazione;
14. dimenticare i bulloni;
15. non prevedere manutenzione.

29. Checklist prima di scegliere la protezione

Prima di decidere come proteggere un acciaio altoresistenziale bisogna chiedersi:

• dove lavorerà il pezzo?
• interno o esterno?
• ambiente secco o umido?
• c’è sale?
• c’è fango?
• c’è abrasione?
• ci sono urti?
• c’è ambiente industriale?
• ci sono zone non ispezionabili?
• quanto deve durare?
• è prevista manutenzione?
• il pezzo è zincabile?
• può deformarsi in zincatura?
• ci sono profili chiusi?
• ci sono sfiati?
• ci sono tolleranze strette?
• il ciclo verniciante è adatto?
• serve ciclo duplex?
• la protezione è compatibile con saldature e bulloni?

Se queste domande non hanno risposta, la durabilità non è progettata.

30. Regola pratica per carpenterie e progettisti

Una regola semplice:

prima si sceglie il materiale per la funzione meccanica, poi si progetta la protezione per l’ambiente reale.

Non bisogna fare il contrario.

E non bisogna lasciare la protezione alla fine, come se fosse solo pittura.

Negli altoresistenziali la protezione è parte della sicurezza.

31. Conclusione

Gli acciai altoresistenziali permettono di costruire più leggero, più efficiente e più prestazionale.

Ma non sono automaticamente più resistenti alla corrosione.

Se si riducono gli spessori, la corrosione diventa ancora più importante perché la perdita di sezione pesa di più.

Per questo servono:

• dettagli senza ristagni;
• bordi arrotondati;
• superfici pulite;
• cicli vernicianti adeguati;
• zincatura valutata caso per caso;
• eventuale ciclo duplex;
• protezione dei collegamenti;
• controllo della corrosione interna;
• manutenzione programmata.

La zincatura può essere una protezione eccellente, ma sugli acciai altoresistenziali va valutata con attenzione: composizione, spessore, tensioni residue, geometria, sfiati, drenaggi, deformazioni e possibili fenomeni di fragilità devono essere considerati.

La regola finale è semplice:

un acciaio altoresistenziale può far risparmiare peso, ma solo una protezione corretta gli fa durare nel tempo.

Guida pratica per carpenterie metalliche, progettisti, officine e imprese

Un errore molto comune nella scelta degli acciai altoresistenziali è pensare:

“Se l’acciaio è più resistente a freddo, allora sarà anche più sicuro in caso di incendio.”

Questa idea è pericolosa.

Un acciaio come:

• S690QL;
• S700MC;
• S890QL;
• S960QL;
• Strenx 960;
• Quend 960;
• DILLIMAX 965;
• XABO 960;
• alform 960 x-treme;

può avere una resistenza molto alta a temperatura ambiente. Ma in caso di incendio la situazione cambia completamente.

In incendio, l’acciaio perde progressivamente:

• resistenza;
• rigidezza;
• capacità portante;
• stabilità;
• margine contro deformazioni e collassi.

La verifica al fuoco non può essere sostituita dalla scelta di un acciaio più resistente.

La regola pratica è semplice:

un acciaio altoresistenziale non elimina la verifica di resistenza al fuoco.

1. Cosa succede all’acciaio quando si scalda

L’acciaio, a temperatura ambiente, ha buone proprietà meccaniche.

Ma quando la temperatura aumenta, queste proprietà diminuiscono.

In particolare si riducono:

• limite di snervamento;
• resistenza a trazione;
• modulo elastico;
• rigidezza;
• stabilità degli elementi compressi;
• capacità dei collegamenti;
• capacità delle sezioni snelle.

Eurocodice 3, parte 1-2, tratta la progettazione delle strutture in acciaio esposte al fuoco e considera la riduzione delle proprietà meccaniche dell’acciaio ad alta temperatura, compresi resistenza e modulo elastico.

Questo significa che l’acciaio non “sparisce” nel fuoco, ma diventa progressivamente meno capace di portare carico.

2. Resistenza a freddo e resistenza al fuoco sono due cose diverse

A temperatura ambiente un S960QL è molto più resistente di un S355.

Ma in incendio non basta confrontare lo snervamento iniziale.

Bisogna considerare:

• temperatura raggiunta dall’elemento;
• tempo di esposizione;
• carico presente durante l’incendio;
• fattore di sezione;
• protezione passiva;
• snellezza;
• instabilità;
• collegamenti;
• deformazioni;
• vincoli;
• ridistribuzione interna;
• eventuale requisito R richiesto.

Quindi la domanda corretta non è:

“Quanto è forte l’acciaio a freddo?”

La domanda corretta è:

“Quanto resiste questo elemento, con questa geometria, questo carico e questa protezione, durante l’incendio?”

3. Il modulo elastico diminuisce

La rigidezza dell’acciaio dipende dal modulo elastico.

A temperatura ambiente il modulo elastico dell’acciaio è circa 210.000 MPa.

Ma quando la temperatura sale, il modulo elastico diminuisce.

Questo è molto importante perché la struttura può diventare più deformabile prima ancora di arrivare al collasso.

Studi sulle proprietà meccaniche degli acciai altoresistenziali ad alta temperatura mostrano che la diminuzione del modulo elastico con l’aumento della temperatura incide in modo significativo sulla capacità portante delle strutture in acciaio in condizioni di incendio.

In pratica:

• la trave flette di più;
• la colonna diventa più instabile;
• il telaio si deforma di più;
• i collegamenti vengono sollecitati diversamente;
• la struttura perde rigidezza globale.

Un acciaio più resistente non evita questa perdita di rigidezza.

4. Il problema degli altoresistenziali alleggeriti

Gli acciai altoresistenziali vengono spesso scelti per ridurre peso e spessore.

Questo è un vantaggio a temperatura ambiente.

Ma al fuoco può diventare un problema.

Perché?

Perché un elemento più sottile ha meno massa metallica e può scaldarsi più rapidamente.

Quindi non basta dire:

“Uso S690 invece di S355 e riduco lo spessore.”

Bisogna anche chiedersi:

“Con quello spessore ridotto, quanto velocemente si scalda il pezzo in incendio?”

5. Il fattore di sezione

Nel calcolo al fuoco delle strutture in acciaio è importante il fattore di sezione, spesso indicato come rapporto tra superficie esposta e volume dell’elemento.

In modo semplice:

• un elemento sottile e molto esposto si scalda più rapidamente;
• un elemento massiccio si scalda più lentamente;
• una sezione protetta si scalda più lentamente;
• una sezione non protetta si scalda più rapidamente.

Gli altoresistenziali, se usati per alleggerire, possono portare a sezioni con fattore di sezione più sfavorevole.

Questo non significa che non si possano usare.

Significa che devono essere verificati.

6. Temperatura critica

La temperatura critica è la temperatura alla quale l’elemento non ha più capacità sufficiente per sopportare il carico in incendio.

Non è una temperatura fissa uguale per tutti.

Dipende da:

• carico applicato;
• sezione;
• snellezza;
• vincoli;
• livello di sfruttamento;
• tipo di elemento;
• protezione;
• schema statico.

Un elemento poco caricato può sopportare una temperatura più alta.

Un elemento molto sfruttato può diventare critico a temperatura più bassa.

Quindi non ha senso dire in modo generico:

“L’acciaio collassa a una certa temperatura.”

Bisogna verificare il caso reale.

7. Alta resistenza e livello di sfruttamento

Un altoresistenziale può aiutare se, a parità di sezione, il livello di sfruttamento è più basso.

Ma spesso nella pratica si usa l’altoresistenziale proprio per ridurre la sezione.

Allora il vantaggio può ridursi o sparire.

Esempio:

Caso A

Uso S690 ma mantengo una sezione robusta.

• resistenza a freddo molto alta;
• livello di sfruttamento basso;
• possibile margine utile.

Caso B

Uso S690 e riduco molto lo spessore.

• peso ridotto;
• sezione più snella;
• elemento più rapido a scaldarsi;
• possibile instabilità più critica;
• verifica al fuoco da rifare.

Il problema non è il materiale in sé.

Il problema è come viene usato.

8. Gli acciai altoresistenziali non sono acciai resistenti al fuoco

Un acciaio altoresistenziale non è automaticamente un acciaio resistente al fuoco.

Sono due concetti diversi.

Gli acciai fire-resistant sono una famiglia particolare, sviluppata per mantenere una quota maggiore della resistenza a temperature elevate; alcuni riferimenti tecnici indicano che tali acciai possono mantenere almeno due terzi del limite di snervamento a 600 °C, ma non vanno confusi con i comuni acciai altoresistenziali strutturali.

Quindi:

S690QL non è automaticamente fire-resistant.
S960QL non è automaticamente fire-resistant.
S700MC non è automaticamente fire-resistant.

9. Differenza tra acciaio non protetto e protetto

Una struttura in acciaio può essere:

• non protetta;
• protetta con vernice intumescente;
• protetta con lastre;
• protetta con intonaci o malte;
• protetta da elementi costruttivi;
• progettata con metodo analitico;
• progettata con metodo tabellare o semplificato, quando ammesso.

La protezione al fuoco non è una finitura estetica.

È parte della sicurezza strutturale.

10. Vernice intumescente e acciai altoresistenziali

La vernice intumescente può essere usata anche su acciai altoresistenziali, ma deve essere progettata.

Bisogna conoscere:

• requisito R;
• temperatura critica;
• fattore di sezione;
• tipo di profilo o piastra;
• esposizione al fuoco;
• primer;
• ciclo anticorrosivo;
• spessore secco richiesto;
• compatibilità del sistema;
• ambiente di esposizione;
• manutenzione.

Non basta applicare “un po’ di intumescente”.

Serve uno spessore calcolato e certificato.

Se l’elemento è stato alleggerito molto, può richiedere più protezione rispetto a una sezione più massiccia.

11. Lastre e protezioni passive

Le lastre antincendio sono un’altra soluzione.

Possono essere adatte quando:

• serve protezione robusta;
• l’ambiente è interno;
• ci sono requisiti R importanti;
• la vernice intumescente non è ideale;
• serve protezione meccanica;
• il dettaglio consente il rivestimento.

Anche qui bisogna verificare:

• spessore lastra;
• fissaggi;
• continuità;
• giunti;
• passaggi impiantistici;
• compatibilità con l’ambiente;
• durabilità;
• manutenzione.

La protezione deve restare efficace in caso di incendio.

12. Collegamenti al fuoco

Spesso si calcola la trave o la colonna, ma si dimentica il collegamento.

Errore grave.

In incendio anche i collegamenti possono perdere capacità.

Bisogna verificare:

• bulloni;
• piastre;
• saldature;
• fori;
• irrigidimenti;
• appoggi;
• fazzoletti;
• vincoli;
• deformazioni imposte;
• possibilità di rotazioni;
• dilatazioni termiche.

Un elemento può essere resistente, ma il collegamento può diventare il punto debole.

Negli altoresistenziali, dove spesso si riducono spessori e dimensioni, questo controllo è ancora più importante.

13. Saldature al fuoco

Le saldature devono essere considerate anche in caso di incendio.

Il giunto saldato può essere influenzato da:

• temperatura;
• geometria;
• materiale d’apporto;
• ZTA;
• tensioni residue;
• deformazioni;
• vincoli;
• fatica precedente;
• qualità del cordone.

In caso di alta temperatura, la zona saldata non deve essere considerata automaticamente equivalente al materiale base.

Per strutture importanti, il comportamento del giunto deve essere coerente con il progetto antincendio.

14. Bulloni al fuoco

Anche i bulloni perdono resistenza con la temperatura.

Bisogna valutare:

• classe del bullone;
• temperatura raggiunta;
• tipo di giunto;
• precarico, se presente;
• scorrimento;
• rifollamento;
• taglio;
• trazione;
• piastre collegate;
• protezione del nodo.

Un nodo bullonato non protetto può scaldarsi rapidamente, soprattutto se esposto.

Non bisogna pensare solo alla trave.

Il nodo fa parte della struttura.

15. Deformazioni termiche

L’acciaio si dilata quando si scalda.

In incendio, le deformazioni termiche possono essere molto importanti.

Se la struttura è vincolata, la dilatazione può generare:

• spinte;
• trazioni;
• compressioni;
• deformazioni fuori piano;
• rotture di collegamenti;
• instabilità;
• ridistribuzioni dei carichi.

In alcuni casi il problema non è solo la perdita di resistenza, ma il modo in cui la struttura si deforma.

Questo vale molto per:

• telai;
• travi continue;
• strutture vincolate;
• collegamenti rigidi;
• elementi sottili;
• piastre saldate;
• strutture composte.

16. Instabilità al fuoco

Quando l’acciaio perde rigidezza, aumenta il rischio di instabilità.

Elementi già snelli a temperatura ambiente possono diventare ancora più critici in incendio.

Tipi di instabilità:

• instabilità globale di colonne;
• instabilità laterale torsionale di travi;
• instabilità locale di anime sottili;
• instabilità locale di piastre;
• imbozzamento di elementi compressi;
• instabilità di profili piegati.

Gli altoresistenziali, se usati per ridurre spessori, possono avere sezioni più snelle.

Quindi la verifica di stabilità in incendio è fondamentale.

17. Acciai MC e fuoco

Gli acciai MC, come:

• S500MC;
• S550MC;
• S600MC;
• S650MC;
• S700MC;

sono spesso usati in lamiere piegate, telai, longheroni e componenti sottili.

Il rischio al fuoco è che gli elementi siano:

• sottili;
• molto esposti;
• formati a freddo;
• con pareti snelle;
• con fori;
• con saldature;
• con profili aperti.

Questo non significa che siano vietati.

Significa che vanno verificati.

Un longherone in S700MC può essere ottimo a freddo, ma se deve garantire una resistenza al fuoco, la verifica deve considerare la sua reale geometria e protezione.

18. Acciai QL e fuoco

Gli acciai QL, come:

• S690QL;
• S890QL;
• S960QL;

sono usati in piastre e strutture saldate ad alta resistenza.

Al fuoco bisogna controllare:

• perdita di resistenza;
• perdita di rigidezza;
• spessore reale;
• livello di sfruttamento;
• instabilità;
• collegamenti;
• saldature;
• protezione;
• temperatura critica.

Non bisogna pensare che S960QL sia automaticamente meglio di S690QL al fuoco.

Il comportamento dipende dal progetto.

19. Materiali commerciali e fuoco

Lo stesso vale per i materiali commerciali:

• Strenx;
• Quend;
• DILLIMAX;
• XABO;
• alform;
• Amstrong;
• Ympress;
• Salzgitter S700MC.

La scheda del produttore può dare informazioni su proprietà meccaniche, saldabilità, piega e formati, ma la resistenza al fuoco della struttura deve essere verificata secondo norme e progetto.

Un nome commerciale non sostituisce:

• calcolo;
• certificato;
• verifica R;
• protezione passiva;
• classificazione;
• dettagli costruttivi.

20. Dopo un incendio: il materiale è ancora buono?

Dopo un incendio non bisogna decidere a occhio.

Un acciaio può sembrare integro, ma aver subito:

• alterazioni metallurgiche;
• perdita di proprietà;
• deformazioni permanenti;
• danneggiamento delle saldature;
• perdita di protezione;
• tensioni residue;
• instabilità locali;
• danni ai bulloni;
• danni ai collegamenti.

Per gli acciai altoresistenziali, il problema è ancora più delicato perché le proprietà dipendono molto dal processo produttivo.

Dopo un incendio servono:

• ispezione tecnica;
• rilievo delle deformazioni;
• valutazione delle temperature raggiunte;
• controlli sui collegamenti;
• eventuali prove meccaniche;
• controlli non distruttivi;
• decisione del progettista;
• eventuale sostituzione.

Non si deve raddrizzare o riutilizzare senza verifica.

21. Errori comuni

Gli errori più comuni sono:

1. pensare che S690 sia migliore al fuoco di S355 solo perché è più resistente;
2. ridurre spessore senza rifare la verifica al fuoco;
3. ignorare il fattore di sezione;
4. non calcolare la temperatura critica;
5. dimenticare i collegamenti;
6. dimenticare i bulloni;
7. dimenticare le saldature;
8. usare vernice intumescente senza calcolo;
9. non considerare la durabilità della protezione;
10. confondere altoresistenziale con fire-resistant steel;
11. non verificare instabilità in incendio;
12. ignorare deformazioni termiche;
13. riutilizzare materiale dopo incendio senza controlli;
14. pensare che la protezione anticorrosiva valga anche come protezione al fuoco;
15. non coordinare progettista strutturale e antincendio.

22. Quando l’altoresistenziale può essere utile anche al fuoco

Non bisogna nemmeno dire che gli altoresistenziali sono sempre svantaggiosi al fuoco.

Possono essere utili se:

• la sezione non viene ridotta troppo;
• il livello di sfruttamento è basso;
• la protezione è progettata;
• la temperatura critica è valutata;
• la stabilità è verificata;
• i collegamenti sono corretti;
• il progetto è globale;
• il risparmio peso non compromette il requisito R.

In alcuni studi sugli acciai altoresistenziali ad alta temperatura è stato osservato che il loro comportamento può differire da quello degli acciai convenzionali e, in certi confronti sperimentali, alcuni altoresistenziali mostrano perdite di proprietà non identiche agli acciai ordinari. Questo però non autorizza l’uso senza verifica: conferma piuttosto che servono dati, prove e regole di progetto corrette.

La conclusione tecnica è: valutare, non presumere.

23. Checklist per progettare acciai altoresistenziali al fuoco

Prima di usare un acciaio altoresistenziale in una struttura con requisito antincendio bisogna verificare:

• grado esatto del materiale;
• certificato;
• geometria reale;
• spessore;
• fattore di sezione;
• carico in incendio;
• combinazione di carico;
• temperatura critica;
• requisito R;
• esposizione al fuoco;
• protezione passiva;
• collegamenti;
• bulloni;
• saldature;
• instabilità;
• deformazioni;
• dilatazioni;
• compatibilità con vernici o lastre;
• durabilità della protezione;
• manutenzione.

Se manca questa verifica, la scelta del materiale non è completa.

24. Esempi pratici

Esempio 1: trave in S690 non protetta

Se la trave è molto sfruttata e non protetta, può perdere capacità rapidamente in incendio.

Non basta dire che S690 è forte a freddo.

Esempio 2: longherone S700MC sottile

A freddo è leggero e resistente.

Ma se è richiesto un requisito R, bisogna verificare quanto velocemente si scalda e se serve protezione.

Esempio 3: piastra S960QL in macchina

Se la macchina non ha requisito antincendio strutturale, il problema può essere diverso. Ma se la piastra è parte di una struttura soggetta a normativa antincendio, va verificata.

Esempio 4: struttura in S460M protetta

Un acciaio meno spinto ma ben protetto può essere più razionale di un S960 non protetto.

Esempio 5: nodo bullonato non protetto

Anche se la trave è protetta, il nodo può diventare critico se resta esposto.

25. Regola pratica per l’officina e il progettista

Una regola semplice:

la resistenza al fuoco non si compra scegliendo un acciaio più forte. Si progetta.

L’acciaio altoresistenziale è solo una parte del sistema.

Il sistema completo comprende:

• materiale;
• sezione;
• carico;
• protezione;
• collegamenti;
• dettagli;
• verifiche;
• certificazioni;
• manutenzione.

26. Conclusione

Gli acciai altoresistenziali sono materiali eccellenti per ridurre peso, aumentare portata e migliorare prestazioni strutturali.

Ma la loro alta resistenza a temperatura ambiente non elimina il problema del fuoco.

In incendio l’acciaio perde progressivamente resistenza e rigidezza. Le sezioni alleggerite possono scaldarsi più rapidamente. Gli elementi snelli possono diventare più instabili. Collegamenti, saldature e bulloni possono governare il comportamento reale.

Per questo, S690QL, S700MC, S890QL, S960QL, Strenx, Quend, DILLIMAX, XABO, alform e altri acciai altoresistenziali devono essere verificati al fuoco come parte della struttura.

La scelta corretta non è:

“uso un acciaio più forte.”

La scelta corretta è:

“progetto materiale, sezione, protezione e dettagli per il requisito di resistenza al fuoco richiesto.”

La regola finale è semplice:

un acciaio altoresistenziale può essere ottimo a freddo, ma al fuoco deve essere verificato, protetto e dettagliato correttamente.

Guida pratica per carpenterie metalliche, piegatori, officine, progettisti e costruttori di telai

Gli acciai altoresistenziali possono essere piegati.

Ma non si piegano come un normale S235 o S355.

Questa è la prima regola.

Materiali come:

• S500MC;
• S550MC;
• S600MC;
• S650MC;
• S700MC;
• S690QL;
• S890QL;
• S960QL;
• Strenx;
• Quend;
• DILLIMAX;
• XABO;
• alform;
• Amstrong;
• Ympress;

possono dare grandi vantaggi nella carpenteria metallica moderna. Permettono di costruire telai più leggeri, staffe più resistenti, longheroni più efficienti, componenti piegati più rigidi e strutture mobili più performanti.

Ma la piega deve essere progettata.

Non basta mettere la lamiera in pressa e piegare “come sempre”.

Con gli acciai altoresistenziali aumentano:

• forza necessaria;
• ritorno elastico;
• rischio di cricche;
• sensibilità al bordo;
• importanza del raggio interno;
• importanza del verso di laminazione;
• necessità di prove;
• necessità di leggere la scheda tecnica.

La regola pratica è semplice:

più l’acciaio è resistente, più la piega deve essere rispettosa del materiale.

1. Perché la piega degli altoresistenziali è delicata

Quando si piega una lamiera, il materiale viene deformato.

La parte esterna della piega si allunga.

La parte interna si comprime.

In mezzo c’è una zona neutra.

Negli acciai ordinari questa deformazione è più tollerante.

Negli acciai altoresistenziali, invece, il materiale ha maggiore resistenza e minore margine di deformazione plastica rispetto agli acciai dolci.

Questo significa che, se la piega è troppo stretta, il bordo è difettoso o il verso di laminazione è sfavorevole, possono comparire:

• cricche;
• microfessure;
• rotture sul raggio esterno;
• strappi;
• sfogliature;
• perdita di qualità;
• rotture successive a fatica.

Una cricca piccola su una piega può sembrare poco importante. Ma in un componente strutturale può diventare l’inizio di un danno serio.

2. Tabella rapida: cosa cambia salendo di resistenza

Non bisogna mai pensare:

“Se piego S355 così, allora piego anche S700MC così.”

È un errore.

3. Il raggio interno minimo

Il raggio interno minimo è uno dei dati più importanti.

È il raggio della parte interna della piega.

Più l’acciaio è resistente, più il raggio minimo deve aumentare.

Se il raggio è troppo piccolo, il materiale si concentra troppo nella zona di piega e può criccarsi.

Il raggio minimo non si inventa.

Va preso dalla scheda tecnica del produttore o dalla norma applicabile.

Per materiali commerciali come Strenx, Quend, DILLIMAX, XABO, alform, Ympress o Amstrong, bisogna controllare la scheda specifica di quel prodotto.

4. Il rapporto tra raggio e spessore

Spesso il raggio minimo viene espresso come rapporto tra raggio interno e spessore.

Per esempio:

• 1 × t;
• 2 × t;
• 3 × t;
• 4 × t;
• 5 × t;

dove t è lo spessore della lamiera.

Se una lamiera è spessa 10 mm e il raggio minimo è 3 × t, il raggio interno minimo sarà:

3 × 10 = 30 mm

Questo modo di ragionare è molto pratico in officina.

Questa tabella è solo un esempio di calcolo. Il valore reale deve venire dalla scheda tecnica.

5. Il verso di laminazione

La lamiera ha un verso di laminazione.

Durante la produzione, il materiale viene laminato in una direzione principale.

Questo crea una direzione preferenziale.

Nella piegatura, il verso conta.

Di solito è più favorevole piegare trasversalmente al verso di laminazione piuttosto che parallelamente, perché si riduce il rischio di cricche lungo la direzione della laminazione.

In officina è importante marcare il verso di laminazione sulle lamiere, soprattutto quando si lavora con acciai altoresistenziali.

Se il pezzo viene tagliato laser o plasma, bisogna sapere come era orientato nel foglio.

6. Il bordo: la parte più sottovalutata

Negli acciai altoresistenziali il bordo è fondamentale.

Una piega può rompersi non perché il materiale è sbagliato, ma perché il bordo è difettoso.

Il bordo può avere:

• bave;
• intagli;
• microcricche;
• ossidi;
• rugosità;
• indurimento da taglio termico;
• strappi da cesoiatura;
• graffi profondi;
• difetti da movimentazione.

Tutti questi difetti possono diventare punti di partenza di una cricca.

La regola è semplice:

prima di piegare un altoresistenziale, il bordo deve essere pulito e controllato.

7. Taglio laser, plasma, ossitaglio e piega

Il modo in cui il pezzo viene tagliato influenza la piega.

Taglio laser

Il taglio laser può dare bordi precisi e puliti, ma bisogna comunque controllare:

• bave;
• ossidi;
• rugosità;
• microdifetti;
• qualità del gas;
• zona termicamente alterata.

Taglio plasma

Il plasma può lasciare una zona più alterata e un bordo più ruvido.

Può essere necessario molare o rifinire la zona che andrà in piega.

Ossitaglio

L’ossitaglio su piastre altoresistenziali va controllato con attenzione, specialmente se il bordo sarà piegato o lavorerà a fatica.

Cesoiatura

La cesoiatura può creare microcricche e incrudimento sul bordo. Su acciai molto resistenti può essere più critica.

Waterjet

Il waterjet evita apporto termico e può essere interessante per pezzi delicati, ma va comunque controllata la qualità del bordo.

8. Sbavatura e molatura del bordo

La sbavatura non è solo estetica.

Negli altoresistenziali può essere una misura strutturale.

Prima della piega può essere utile:

• togliere bave;
• arrotondare leggermente gli spigoli;
• rimuovere ossidi;
• molare microintagli;
• eliminare segni di taglio;
• controllare visivamente la zona di piega.

Attenzione: la molatura deve essere fatta bene.

Una molatura aggressiva, con solchi profondi, può creare nuovi intagli.

Lo spigolo deve essere pulito, non scavato.

9. Il ritorno elastico

Gli acciai altoresistenziali hanno ritorno elastico maggiore.

Questo significa che, dopo la piega, il pezzo tende ad aprirsi.

Se voglio ottenere 90°, può essere necessario piegare un po’ di più, per compensare il ritorno.

Il ritorno elastico dipende da:

• materiale;
• spessore;
• raggio;
• cava;
• punzone;
• angolo;
• verso di laminazione;
• tipo di piega;
• macchina;
• attrito;
• lunghezza piega.

Per produzioni ripetitive, bisogna registrare i parametri reali.

10. La forza di piega

Più l’acciaio è resistente, più serve forza.

Una pressa che piega facilmente S355 potrebbe non riuscire a piegare S700MC con lo stesso spessore e la stessa cava.

La forza di piega dipende da:

• spessore;
• lunghezza piega;
• resistenza del materiale;
• larghezza cava;
• tipo di punzone;
• angolo;
• metodo di piega.

Prima di piegare bisogna controllare se la pressa ha tonnellaggio sufficiente.

Forzare la macchina è pericoloso per il pezzo, per la macchina e per l’operatore.

11. La cava della matrice

La larghezza della cava influenza:

• raggio ottenuto;
• forza necessaria;
• qualità della piega;
• ritorno elastico;
• rischio di segni sulla lamiera.

Una cava troppo stretta aumenta la forza e può creare una piega troppo severa.

Una cava troppo larga può rendere meno precisa la piega o generare un raggio diverso.

Negli altoresistenziali la cava deve essere scelta con criterio, non solo per abitudine.

12. Il punzone

Il punzone determina il raggio interno e la qualità della piega.

Per gli altoresistenziali bisogna controllare:

• raggio punta punzone;
• usura;
• durezza utensile;
• allineamento;
• compatibilità con la cava;
• segni sul pezzo;
• concentrazione del carico.

Un punzone troppo appuntito può creare un raggio interno troppo piccolo.

Un punzone usurato può dare risultati non costanti.

Gli utensili devono essere adeguati alla classe del materiale.

13. Piega in aria, coniatura e schiacciatura

La piega in aria è spesso preferibile per gli altoresistenziali, perché permette di controllare meglio il raggio e ridurre il carico rispetto a una coniatura pesante.

La coniatura richiede forze molto elevate e può essere più aggressiva.

La schiacciatura o piega a raggio molto stretto può essere molto critica e spesso non adatta agli acciai più resistenti.

Negli altoresistenziali, la piega deve essere dolce quanto basta per non danneggiare il materiale.

14. Fori vicino alla piega

I fori vicino alla piega sono delicati.

Durante la piega, la zona si deforma. Se c’è un foro vicino, si possono creare:

• deformazioni del foro;
• ovalizzazione;
• cricche;
• strappi;
• concentrazione di tensione;
• problemi con bulloni;
• problemi di montaggio.

La distanza dei fori dalla piega deve essere progettata.

Non va lasciata solo al disegno estetico.

15. Pieghe multiple e sequenza

Quando un pezzo ha molte pieghe, la sequenza è importante.

Una sequenza sbagliata può causare:

• impossibilità di inserire il pezzo in pressa;
• collisioni con utensili;
• deformazioni cumulative;
• errori dimensionali;
• tensioni residue;
• pieghe fuori tolleranza.

Negli altoresistenziali, con ritorno elastico alto, la sequenza diventa ancora più importante.

Per pezzi complessi conviene fare:

• sviluppo controllato;
• simulazione se disponibile;
• prova su campione;
• registrazione parametri;
• controllo dimensionale;
• eventuale correzione utensili.

16. Sviluppo della lamiera

La piega cambia la lunghezza sviluppata.

Per calcolare lo sviluppo bisogna considerare:

• spessore;
• raggio interno;
• angolo;
• fattore K;
• tipo di materiale;
• metodo di piega;
• utensili reali;
• ritorno elastico.

Con gli altoresistenziali non conviene copiare fattori usati su S355 senza prova.

Il rischio è avere pezzi fuori misura.

Per produzioni ripetitive, il modo migliore è creare una piccola banca dati interna:

• materiale;
• spessore;
• cava;
• punzone;
• raggio;
• angolo impostato;
• angolo reale;
• sviluppo reale;
• correzione usata.

Questa memoria di officina vale molto.

17. Piegare acciai MC

Gli acciai MC sono pensati per la formatura a freddo.

Esempi:

• S500MC;
• S550MC;
• S600MC;
• S650MC;
• S700MC;
• Ympress S700MC;
• Salzgitter S700MC;
• Amstrong Ultra 700;
• alform 700 M.

Sono adatti a:

• telai;
• longheroni;
• traverse;
• staffe;
• componenti tagliati laser;
• profili formati;
• pezzi ripetitivi.

Ma anche qui bisogna rispettare:

• raggio minimo;
• verso di laminazione;
• qualità del bordo;
• cava;
• ritorno elastico;
• limiti del produttore.

MC non significa “piegabile in qualunque modo”.

Significa “progettato per essere formato se lo si lavora correttamente”.

18. Piegare acciai QL

Gli acciai QL sono più vicini alla logica della piastra strutturale bonificata.

Esempi:

• S690QL;
• S890QL;
• S960QL;
• DILLIMAX;
• Quend;
• XABO;
• alcuni Strenx da piastra.

Possono essere piegati, ma la piega deve essere più controllata.

Serve controllare:

• scheda del produttore;
• raggio minimo;
• spessore;
• verso di laminazione;
• qualità del bordo;
• eventuali limiti di temperatura;
• rischio cricche;
• prove preliminari.

Un QL non è un acciaio dolce.

Non si piega con la stessa mentalità di S355.

19. Piegatura a freddo e temperatura ambiente

La temperatura dell’ambiente può influenzare la piega.

A basse temperature il materiale può essere meno favorevole alla deformazione.

Per pezzi critici è bene evitare piegature in condizioni troppo fredde, soprattutto con materiali molto resistenti e spessori importanti.

Bisogna rispettare le indicazioni del produttore.

Non è buona pratica piegare materiale freddissimo, umido, sporco o con bordi difettosi.

20. Riscaldare per piegare?

In generale, gli acciai altoresistenziali non vanno riscaldati a caso per piegarli.

Il calore può modificare le proprietà ottenute dal processo produttivo:

• tempra;
• rinvenimento;
• laminazione termomeccanica;
• raffreddamento controllato.

Riscaldare può ridurre:

• resistenza;
• tenacità;
• garanzie del produttore;
• proprietà della zona interessata.

La piega a caldo va fatta solo se prevista e ammessa dalla scheda tecnica o dal produttore.

La regola pratica:

non scaldare un altoresistenziale per piegarlo solo perché “così viene meglio”.

21. Controllo dopo piega

Dopo la piega bisogna controllare:

• angolo;
• raggio;
• dimensioni;
• eventuali cricche;
• bordo esterno;
• segni di utensile;
• deformazioni dei fori;
• planarità;
• torsione;
• conformità al disegno.

Per pezzi critici può essere utile usare:

• controllo visivo accurato;
• lente;
• liquidi penetranti, se adatti;
• magnetoscopia su materiali ferromagnetici;
• controllo dimensionale;
• prove su campione.

Una piega criccata non va lasciata “perché tanto è piccola”.

22. Segni di utensile

Gli utensili possono lasciare segni.

Su pezzi estetici è un problema visivo.

Su pezzi strutturali può essere anche un problema di innesco.

Segni profondi nella zona tesa della piega possono diventare punti critici.

Per ridurre i segni si possono usare:

• utensili puliti;
• utensili non danneggiati;
• matrici adatte;
• protezioni se compatibili;
• raggi corretti;
• pressione controllata;
• pulizia della lamiera.

23. Piegatura e fatica

Se il componente lavora a fatica, la piega deve essere ancora più curata.

Sono critici:

• raggio esterno;
• bordo della piega;
• fori vicino alla piega;
• graffi;
• intagli;
• saldature vicino alla piega;
• variazioni brusche di sezione.

Un pezzo piegato male può rompersi dopo cicli di lavoro, anche se all’inizio sembra sano.

Questo vale per:

• rimorchi;
• telai;
• gru;
• macchine agricole;
• macchine movimento terra;
• staffe vibranti;
• supporti dinamici.

24. Piegatura e saldatura

Bisogna decidere bene se piegare prima o saldare prima.

In molti casi è meglio piegare prima e saldare dopo, perché la saldatura può creare:

• zone alterate;
• tensioni residue;
• indurimenti;
• deformazioni;
• ostacoli alla piega;
• rischio di cricche.

Piegare attraverso o vicino a una saldatura è molto critico.

Se inevitabile, va verificato con progetto e procedura.

La saldatura e la piega non sono lavorazioni indipendenti.

25. Piegatura e zincatura

Se il pezzo verrà zincato, la piega deve tenere conto anche della protezione.

Pieghe troppo strette, interstizi, sovrapposizioni e spigoli possono creare problemi:

• ristagno di acido;
• ristagno di zinco;
• deformazioni;
• difetti di rivestimento;
• tensioni residue;
• cricche;
• difficoltà di drenaggio.

Per pezzi zincati servono:

• fori di sfiato;
• fori di drenaggio;
• raggi adeguati;
• geometrie pulite;
• attenzione alle tensioni;
• dialogo con lo zincatore.

26. Piegatura e verniciatura

Anche la verniciatura richiede attenzione.

Spigoli vivi e pieghe strette sono difficili da proteggere.

Sugli spigoli il film di vernice può essere più sottile.

Questo aumenta il rischio di corrosione.

Per migliorare la protezione conviene:

• arrotondare spigoli;
• sbavare bene;
• evitare intagli;
• pulire la superficie;
• usare primer adatto;
• controllare lo spessore del film;
• prevedere manutenzione.

Negli altoresistenziali, proteggere bene è ancora più importante se si sono ridotti gli spessori.

27. Quando scegliere un grado più basso

A volte non conviene usare il grado più alto.

Esempio:

devo fare una staffa piegata.

Potrei usare S700MC.

Ma se la piega è stretta, il bordo è critico, la pressa è al limite e il carico non è enorme, forse S550MC o S600MC sono più adatti.

Il grado più alto non è sempre il migliore.

La scelta corretta è quella che funziona in progetto e in officina.

28. Quando cambiare geometria invece del materiale

Se una piega è troppo difficile, a volte è meglio cambiare geometria.

Possibili soluzioni:

• aumentare il raggio;
• aumentare altezza del profilo;
• modificare sequenza pieghe;
• spostare fori lontano dalla piega;
• usare due pezzi saldati invece di una piega critica;
• usare un grado meno resistente;
• aumentare leggermente lo spessore;
• cambiare verso di taglio;
• usare profilo formato diverso.

La carpenteria intelligente non forza il materiale.

Adatta la forma alla funzione e alla lavorazione.

29. Prove preliminari

Per materiali altoresistenziali e pezzi importanti, le prove preliminari sono molto utili.

Una prova può verificare:

• raggio reale;
• ritorno elastico;
• angolo finale;
• cricche;
• qualità bordo;
• forza necessaria;
• comportamento del lotto;
• sviluppo corretto;
• ripetibilità.

Le prove costano meno di una serie sbagliata.

Per produzioni ripetitive, una prova fatta bene diventa memoria tecnica.

30. Checklist prima di piegare un altoresistenziale

Prima di piegare bisogna controllare:

• materiale esatto;
• certificato;
• spessore;
• scheda produttore;
• raggio minimo;
• verso di laminazione;
• qualità bordo;
• metodo di taglio;
• presenza di fori vicino alla piega;
• cava disponibile;
• punzone disponibile;
• tonnellaggio pressa;
• ritorno elastico previsto;
• sviluppo lamiera;
• temperatura ambiente;
• sequenza pieghe;
• controllo dopo piega.

Se manca uno di questi dati, la piega è meno sicura.

31. Errori comuni

Gli errori più comuni sono:

1. piegare S700MC come S355;
2. non leggere la scheda del produttore;
3. ignorare il verso di laminazione;
4. usare raggio troppo stretto;
5. non controllare il bordo;
6. lasciare bave nella zona di piega;
7. tagliare male e piegare senza rifinire;
8. mettere fori troppo vicini alla piega;
9. sottovalutare il ritorno elastico;
10. usare cava sbagliata;
11. usare punzone troppo appuntito;
12. non verificare il tonnellaggio;
13. scaldare il pezzo senza autorizzazione tecnica;
14. non fare prove preliminari;
15. non controllare cricche dopo piega;
16. scegliere grado troppo alto senza motivo.

32. Regola pratica per l’officina

Una regola semplice:

prima si decide se il pezzo può essere piegato bene, poi si sceglie il grado di acciaio.

Non il contrario.

Se scelgo un acciaio troppo resistente e poi la piega diventa impossibile, ho sbagliato progetto.

La piega non è una lavorazione secondaria.

Negli acciai altoresistenziali, la piega è parte del progetto.

33. Conclusione

Piegare acciai altoresistenziali è possibile e spesso molto conveniente.

Permette di costruire componenti leggeri, rigidi e resistenti, soprattutto con acciai MC da formatura a freddo e con prodotti commerciali pensati per la lavorazione.

Ma la piega deve essere controllata.

Bisogna rispettare:

• raggio minimo;
• verso di laminazione;
• qualità del bordo;
• cava;
• punzone;
• tonnellaggio;
• ritorno elastico;
• sviluppo;
• sequenza;
• controlli dopo piega.

Il materiale più resistente non è sempre il più adatto alla piega più stretta.

A volte conviene usare un grado più basso, aumentare il raggio, cambiare geometria o fare una prova prima della produzione.

La regola finale è semplice:

un altoresistenziale piegato bene può fare un pezzo eccellente. Un altoresistenziale piegato male può diventare il punto debole della struttura.

Guida pratica per carpenterie metalliche, saldatori, officine, progettisti e responsabili qualità

Gli acciai altoresistenziali possono essere saldati.

Questa frase è vera, ma incompleta.

La frase corretta è:

gli acciai altoresistenziali possono essere saldati bene solo se la saldatura viene progettata, qualificata e controllata.

Un acciaio come S690QL, S700MC, S890QL, S960QL, Strenx, Quend, DILLIMAX, XABO, alform o Amstrong può dare grandi vantaggi: meno peso, maggiore portata, componenti più efficienti, strutture più leggere.

Ma se la saldatura è sbagliata, tutto il vantaggio del materiale può essere perso.

Negli acciai altoresistenziali il punto critico spesso non è la lamiera. È il giunto saldato.

1. Perché la saldatura degli altoresistenziali è delicata

Un acciaio altoresistenziale ha proprietà meccaniche elevate grazie a:

• composizione chimica controllata;
• grano fine;
• laminazione termomeccanica;
• tempra e rinvenimento;
• raffreddamento accelerato;
• microleganti;
• trattamenti e processi produttivi precisi.

Quando si salda, si porta calore localmente.

Quel calore modifica la zona vicina alla saldatura, chiamata ZTA, cioè zona termicamente alterata.

In questa zona possono nascere problemi:

• perdita di tenacità;
• indurimento locale;
• cricche a freddo;
• fragilità;
• riduzione delle proprietà;
• deformazioni;
• tensioni residue;
• difetti di saldatura;
• riduzione della resistenza a fatica.

Più il materiale è resistente, più bisogna controllare questi effetti.

2. Tabella rapida: cosa cambia salendo di resistenza

La regola è semplice:

più sale la resistenza, meno la saldatura perdona gli errori.

3. WPS: la saldatura deve essere scritta prima di essere fatta

Per gli acciai altoresistenziali non basta dire al saldatore:

“Fai un bel cordone.”

Serve una WPS, cioè una Welding Procedure Specification.

La WPS è la procedura di saldatura. Dice come deve essere eseguito il giunto.

Deve indicare almeno:

• materiale base;
• spessore;
• tipo di giunto;
• preparazione dei lembi;
• procedimento di saldatura;
• materiale d’apporto;
• diametro filo o elettrodo;
• gas di protezione;
• corrente;
• tensione;
• velocità;
• numero di passate;
• preriscaldo;
• temperatura interpass;
• apporto termico;
• posizione di saldatura;
• controlli richiesti.

La WPS è come una ricetta tecnica.

Senza ricetta, ogni saldatore può fare in modo diverso. Con gli altoresistenziali questo è pericoloso.

4. WPQR: la procedura deve essere provata

La WPS dice come saldare.

La WPQR dimostra che quella procedura funziona.

WPQR significa Welding Procedure Qualification Record.

In pratica, si esegue una saldatura di prova, poi si controlla se il giunto rispetta i requisiti.

Si possono fare:

• prove di trazione;
• pieghe;
• resilienza;
• durezza;
• macro;
• controlli visivi;
• controlli magnetoscopici;
• ultrasuoni;
• radiografie;
• altre prove richieste.

Per lavori importanti, specialmente con S690, S890, S960 e materiali commerciali tipo Strenx, Quend, DILLIMAX o XABO, la WPQR è fondamentale.

Non basta avere un buon saldatore. Serve una procedura dimostrata.

5. Il rischio principale: cricche da idrogeno

Uno dei nemici principali nella saldatura degli acciai altoresistenziali è l’idrogeno diffusibile.

La cricca da idrogeno, detta anche cricca a freddo, può comparire dopo la saldatura, anche quando il cordone sembrava buono.

Secondo TWI, negli acciai temprati e rinvenuti l’aumento di spessore e resistenza può aumentare la sensibilità alla criccatura da idrogeno, dovuta alla combinazione di idrogeno diffusibile, microstruttura sensibile e tensioni applicate o residue.

I tre fattori principali sono:

Se questi tre fattori si sommano, può nascere una cricca.

6. Come ridurre il rischio di cricche da idrogeno

Per ridurre il rischio servono buone pratiche precise:

• usare consumabili a basso idrogeno;
• conservare correttamente elettrodi e fili;
• evitare umidità;
• pulire bene lembi e superfici;
• rimuovere ruggine, olio, vernice e zinco dove si salda;
• preriscaldare quando necessario;
• controllare temperatura interpass;
• evitare raffreddamenti troppo rapidi;
• ridurre vincoli eccessivi;
• scegliere sequenza di saldatura corretta;
• rispettare la WPS.

La norma EN 1011-2, dedicata alle raccomandazioni per la saldatura ad arco degli acciai ferritici, evidenzia che una delle misure più efficaci contro la criccatura da idrogeno è ridurre l’apporto di idrogeno nel metallo saldato dai consumabili.

In officina, questo significa una cosa molto concreta:

i consumabili non si tengono a caso, non si bagnano, non si lasciano sporchi e non si usano fuori procedura.

7. Preriscaldo: a cosa serve davvero

Il preriscaldo consiste nel portare il pezzo a una certa temperatura prima di saldare.

Serve a:

• rallentare il raffreddamento;
• favorire la diffusione dell’idrogeno;
• ridurre rischio di cricche;
• rendere più controllata la zona termicamente alterata;
• diminuire tensioni termiche troppo brusche.

TWI spiega che aumentare il preriscaldo generalmente permette al materiale di restare più tempo a temperatura elevata, offrendo più occasione all’idrogeno di uscire dalla saldatura e dalla ZTA; però il rapporto tra preriscaldo, trasformazioni metallurgiche e rischio di cricca va valutato correttamente.

Il preriscaldo non si sceglie “a sentimento”.

Dipende da:

• acciaio;
• spessore;
• carbonio equivalente;
• tipo di giunto;
• vincolo;
• apporto termico;
• idrogeno del consumabile;
• temperatura ambiente;
• livello di resistenza;
• indicazioni del produttore.

8. Dove misurare il preriscaldo

Il preriscaldo va misurato vicino alla zona del giunto, non “da qualche parte sul pezzo”.

Nella documentazione SSAB per la saldatura Strenx, la temperatura minima di preriscaldo deve essere ottenuta in un’area di 75 mm + 75 mm attorno al giunto previsto.

Questo è un dettaglio molto pratico.

Non basta scaldare un punto lontano.

Bisogna assicurarsi che la zona da saldare sia alla temperatura richiesta.

In officina servono strumenti adeguati:

• termometri a contatto;
• termometri infrarossi, se usati correttamente;
• matite termometriche;
• procedure di controllo;
• registrazione se richiesta.

9. Temperatura interpass

La temperatura interpass è la temperatura tra una passata e l’altra.

È importante perché il pezzo non deve essere:

• troppo freddo, con rischio di raffreddamento rapido e cricche;
• troppo caldo, con rischio di alterare le proprietà del materiale.

Negli altoresistenziali bisogna rispettare sia la temperatura minima sia quella massima prevista dalla WPS o dalla scheda del produttore.

Se si supera troppo la temperatura interpass, si possono avere:

• perdita di tenacità;
• zona alterata più estesa;
• decadimento proprietà;
• deformazioni maggiori;
• giunto meno controllato.

La saldatura non è solo “fare il cordone”. È controllare il ciclo termico.

10. Apporto termico: né troppo basso né troppo alto

L’apporto termico è la quantità di calore introdotta nella saldatura.

È uno dei parametri più importanti.

Se è troppo basso:

• il raffreddamento può essere troppo rapido;
• la ZTA può diventare dura;
• aumenta il rischio di cricche;
• la fusione può essere insufficiente.

Se è troppo alto:

• si può degradare la microstruttura;
• si può perdere tenacità;
• aumentano deformazioni;
• si allarga la ZTA;
• possono diminuire le proprietà del giunto.

Quindi non basta “saldare forte” o “saldare piano”.

Serve il giusto apporto termico.

La WPS deve indicarlo e l’officina deve rispettarlo.

11. Formula pratica dell’apporto termico

In modo semplificato, l’apporto termico dipende da:

• tensione;
• corrente;
• velocità di avanzamento;
• rendimento del processo.

La formula generale è:

apporto termico = energia introdotta / lunghezza saldata

In officina non serve fare teoria ogni volta, ma serve capire il concetto:

• se aumento corrente e tensione, aumento calore;
• se vado più lento, aumento calore per centimetro;
• se vado più veloce, riduco calore per centimetro;
• se cambio procedimento, cambia il rendimento.

Per gli altoresistenziali questi parametri non possono essere lasciati al caso.

12. Materiali d’apporto: non si sceglie solo “il filo più forte”

La scelta del materiale d’apporto è centrale.

Si può usare una strategia:

• matching;
• undermatching;
• talvolta overmatching, ma con molta attenzione.

Matching

Il metallo d’apporto ha resistenza simile al materiale base.

Vantaggi:

• giunto vicino alla resistenza del materiale;
• utile se il giunto è molto sollecitato.

Svantaggi:

• consumabili più specialistici;
• maggiore attenzione all’idrogeno;
• maggiore rischio di cricche;
• minore duttilità possibile.

Undermatching

Il metallo d’apporto ha resistenza inferiore al materiale base, ma può essere più duttile.

Vantaggi:

• saldatura più gestibile;
• maggiore duttilità;
• minor rischio in certi giunti;
• utile se la zona saldata non deve raggiungere la piena resistenza del materiale base.

Svantaggi:

• il giunto può diventare il punto debole;
• serve verifica del progettista;
• non si può scegliere a caso.

Per gli acciai Strenx 900–1300, SSAB indica che spesso vengono saldati con consumabili aventi snervamento del metallo depositato nell’intervallo circa 750–1100 MPa, scelti in funzione del giunto e del progetto.

13. Quando usare matching

Il matching può avere senso quando:

• il giunto deve portare carichi elevati;
• il cordone è in zona molto sollecitata;
• il progetto richiede piena resistenza;
• il materiale d’apporto è qualificato;
• la WPS è validata;
• il rischio di cricche è gestito;
• la tenacità del giunto è adeguata.

Esempi:

• componenti di gru;
• piastre portanti;
• giunti tesi;
• strutture saldate ad alta responsabilità;
• componenti dove il giunto non può essere più debole.

Ma matching non significa automaticamente “migliore”. Significa più resistente, non necessariamente più duttile o più sicuro in ogni dettaglio.

14. Quando usare undermatching controllato

L’undermatching può avere senso quando:

• il giunto non è nella zona più sollecitata;
• il progetto lo consente;
• si vuole maggiore duttilità;
• si vuole ridurre rischio di cricche;
• il materiale base è molto altoresistenziale;
• la saldatura matching sarebbe troppo severa;
• il dettaglio lavora meglio con un giunto più duttile.

Negli acciai molto spinti, come 960 o 1100 MPa, l’undermatching può essere una scelta progettuale intelligente.

Ma deve essere scritto e verificato.

Non deve nascere dal fatto che “in officina avevamo quel filo”.

15. Consumabili a basso idrogeno

Per gli altoresistenziali è fondamentale usare consumabili a basso idrogeno.

Questo vale per:

• elettrodi basici;
• fili pieni;
• fili animati;
• arco sommerso;
• altri procedimenti.

Bisogna controllare:

• classificazione del consumabile;
• idrogeno diffusibile dichiarato;
• conservazione;
• essiccazione se richiesta;
• scadenza;
• umidità;
• pulizia.

Un consumabile sbagliato può introdurre idrogeno nel giunto.

E l’idrogeno, con alta resistenza e tensioni residue, può provocare cricche.

16. Pulizia dei lembi

Prima di saldare bisogna pulire.

Sembra banale, ma è essenziale.

Vanno rimossi:

• ruggine;
• olio;
• grasso;
• umidità;
• vernice;
• primer non saldabile;
• zinco nella zona del giunto;
• ossidi di taglio;
• scorie;
• bave.

Negli altoresistenziali lo sporco non è solo un problema estetico.

Può portare:

• porosità;
• idrogeno;
• inclusioni;
• mancanza di fusione;
• difetti;
• cricche;
• riduzione della fatica.

Un lembo pulito è parte della saldatura.

17. Preparazione dei lembi

La preparazione dei lembi deve essere coerente con il giunto.

Bisogna controllare:

• angolo del cianfrino;
• apertura di radice;
• nasello;
• accoppiamento;
• gap;
• planarità;
• allineamento;
• eventuale smusso;
• pulizia del bordo;
• eliminazione di difetti da taglio.

Un cianfrino sbagliato obbliga il saldatore a correggere con il cordone.

Negli altoresistenziali questo può creare troppo calore, difetti o deformazioni.

La qualità del giunto inizia prima di accendere l’arco.

18. Sequenza di saldatura

La sequenza serve a controllare:

• deformazioni;
• tensioni residue;
• concentrazione del calore;
• vincoli;
• ritiro;
• rischio di cricche.

Negli acciai altoresistenziali la sequenza va pensata.

Esempi di buone pratiche:

• saldare in modo simmetrico;
• evitare accumuli localizzati di calore;
• bloccare il pezzo senza creare vincoli eccessivi;
• usare passate controllate;
• non fare cordoni inutilmente grandi;
• rispettare interpass;
• evitare riprese fredde non previste.

Una saldatura grande non è sempre una saldatura migliore.

Spesso è solo più calore, più ritiro e più tensione.

19. Dimensione del cordone

Un altro errore comune è fare cordoni troppo grandi.

Su acciai altoresistenziali un cordone sovradimensionato può causare:

• più apporto termico;
• più deformazione;
• più tensioni residue;
• più rischio di cricche;
• più consumo di materiale;
• più peso;
• peggior fatica se il dettaglio è mal fatto.

Il cordone deve essere quello richiesto dal progetto, non quello “più grosso possibile”.

La qualità non si misura solo dalla dimensione del cordone.

20. Saldature e fatica

Negli acciai altoresistenziali, la fatica è spesso decisiva.

Il materiale base può avere resistenza altissima, ma il dettaglio saldato può restare critico.

La fatica peggiora con:

• cordoni irregolari;
• intagli;
• sottosquadri;
• crateri;
• mancanza di raccordo;
• spigoli vivi;
• porosità;
• difetti interni;
• bruschi cambi di sezione;
• saldature in zone molto tese.

Per migliorare la fatica si può valutare:

• raccordo corretto;
• molatura controllata;
• TIG dressing;
• hammer peening;
• shot peening;
• PIT dressing;
• controllo geometrico;
• spostamento della saldatura in zona meno sollecitata.

Non sempre serve usare acciaio più forte. Spesso serve fare un dettaglio migliore.

21. Saldare MC e QL: differenza pratica

Acciai MC

Esempi:

• S500MC;
• S550MC;
• S600MC;
• S650MC;
• S700MC.

Sono termomeccanici e pensati per formatura a freddo.

In saldatura bisogna stare attenti a:

• spessori spesso ridotti;
• deformazioni;
• apporto termico;
• fatica;
• qualità bordo;
• eventuale zincatura o primer;
• fori e pieghe vicini.

Acciai QL

Esempi:

• S690QL;
• S890QL;
• S960QL.

Sono temprati e rinvenuti.

In saldatura bisogna stare attenti a:

• preriscaldo;
• idrogeno;
• ZTA;
• apporto termico;
• interpass;
• consumabili;
• resilienza;
• controlli NDT;
• spessori importanti.

In sintesi:

gli MC sono più da lamiera formata.
i QL sono più da piastra strutturale bonificata.

La saldatura cambia perché cambia il materiale.

22. Riparazioni saldate

Le riparazioni sono delicate.

Su acciai altoresistenziali non bisognerebbe mai “dare una ripassata” senza procedura.

Una riparazione può introdurre:

• nuovo ciclo termico;
• idrogeno;
• tensioni residue;
• sovrapposizione di ZTA;
• zone indurite;
• difetti nascosti;
• riduzione della tenacità.

Per riparare correttamente servono:

• valutazione del difetto;
• procedura di riparazione;
• preparazione corretta;
• preriscaldo se necessario;
• materiale d’apporto corretto;
• controllo interpass;
• molatura finale;
• controllo NDT;
• registrazione.

La riparazione deve essere più controllata della saldatura originale, non meno.

23. Controlli non distruttivi

Gli NDT possono essere necessari secondo progetto, norma e criticità.

I principali sono:

Negli altoresistenziali non basta vedere un cordone bello.

Un cordone può essere bello fuori e difettoso dentro.

24. Durezza della ZTA

La durezza della zona termicamente alterata è importante.

Se diventa troppo alta, può aumentare il rischio di:

• fragilità;
• cricche;
• sensibilità all’idrogeno;
• scarsa tenacità.

La durezza dipende da:

• acciaio;
• carbonio equivalente;
• raffreddamento;
• apporto termico;
• preriscaldo;
• spessore;
• idrogeno;
• procedura.

Per lavori critici, le prove di durezza possono essere richieste nella qualificazione o nei controlli.

25. Saldatura in cantiere

Saldare altoresistenziali in cantiere è più difficile che in officina.

Perché in cantiere ci sono:

• vento;
• freddo;
• umidità;
• difficile controllo temperatura;
• accesso scomodo;
• posizioni difficili;
• pulizia peggiore;
• rischio di consumabili non protetti;
• controlli più difficili.

Se possibile, le saldature più critiche su altoresistenziali dovrebbero essere fatte in officina.

In cantiere bisogna prevedere procedure ancora più rigide.

26. Checklist prima di saldare un altoresistenziale

Prima di saldare bisogna controllare:

• materiale esatto;
• certificato;
• spessore;
• qualità Q, QL, QL1 o MC;
• produttore;
• scheda tecnica;
• procedimento di saldatura;
• WPS;
• WPQR;
• qualifica saldatore;
• materiale d’apporto;
• gas;
• preriscaldo;
• interpass;
• apporto termico;
• pulizia lembi;
• preparazione giunto;
• sequenza;
• controlli richiesti;
• tracciabilità.

Se manca uno di questi punti, è meglio fermarsi prima di saldare.

27. Errori comuni nella saldatura degli altoresistenziali

Gli errori più comuni sono:

1. saldare senza WPS;
2. usare il filo disponibile invece di quello corretto;
3. non controllare idrogeno;
4. non preriscaldare quando serve;
5. scaldare troppo;
6. non misurare interpass;
7. fare cordoni troppo grandi;
8. non pulire i lembi;
9. saldare su primer non idoneo;
10. saldare su zinco senza preparazione;
11. ignorare la fatica;
12. mettere saldature in zone molto sollecitate;
13. riparare senza procedura;
14. non fare controlli NDT;
15. non mantenere tracciabilità;
16. trattare S690 o S960 come S355.

28. Regola pratica per l’officina

Una regola semplice:

più l’acciaio è resistente, più la saldatura deve essere piccola, pulita, controllata e necessaria.

Non significa fare saldature deboli.

Significa evitare saldature inutili, eccessive, sporche o improvvisate.

Ogni cordone deve avere una ragione.

Ogni parametro deve essere controllato.

Ogni difetto deve essere preso sul serio.

29. Conclusione

Gli acciai altoresistenziali possono essere saldati con ottimi risultati, ma non devono essere saldati come acciai ordinari.

Il punto critico non è solo il materiale base. Spesso è il giunto.

Per saldare correttamente servono:

• WPS;
• WPQR;
• qualifica saldatore;
• consumabili corretti;
• basso idrogeno;
• pulizia;
• preriscaldo quando necessario;
• interpass controllato;
• apporto termico corretto;
• sequenza ragionata;
• controlli;
• tracciabilità.

Un acciaio altoresistenziale usato bene permette strutture più leggere, efficienti e performanti.

Ma se viene saldato male, può diventare più rischioso di un acciaio comune.

La regola finale è semplice:

negli acciai altoresistenziali la saldatura non è un dettaglio di officina: è parte del progetto strutturale.