La verifica del serraggio di bulloni critici e i controlli che la accompagnano riguardano una grandezza che non si legge sulla chiave: il precarico, cioè la forza assiale che il gambo del bullone esercita sulle piastre serrate. La coppia è facile da misurare ma dice poco, perché una quota larghissima del momento applicato si consuma in attrito sotto testa e sui filetti. La stessa coppia può produrre precarichi molto diversi a seconda di lubrificazione, stato dei filetti e sequenza di serraggio.
In una giunzione strutturale bullonata, finché il precarico resta entro la banda prevista dal progetto, il collegamento lavora per attrito, non slitta e non affatica il gambo. Quando scende, il nodo comincia a muoversi sotto carico ciclico e la perdita accelera da sola. Su una struttura in acciaio, su un carrello ferroviario o su una torre l’esito non si vede al collaudo, ma dopo migliaia di cicli di esercizio.
Il perimetro di questo articolo è la giunzione strutturale critica: come si sceglie fra metodo della coppia e misura diretta dell’allungamento a ultrasuoni, quale percentuale di bulloni sottoporre a verifica, con quale criterio si decide un riserraggio e come si registra l’esito perché resti opponibile a distanza di anni. Non è un articolo sull’avvitatura in linea di assemblaggio né sulla misura della coppia in sé: qui conta la forza che resta nel bullone dopo il montaggio.
Vuoi un aiuto nella scelta del prodotto ?
Verifica del serraggio di bulloni critici: i controlli che decidono la tenuta
Nelle strutture in acciaio le unioni ad attrito, classificate da EN 1090-2 come categorie B e C, trasferiscono il taglio attraverso la pressione di contatto fra le lamiere. Il precarico è quindi un parametro di progetto, non una tolleranza di montaggio: EN 14399-1 definisce per i sistemi ad alta resistenza precaricati il valore minimo Fp,C che il complesso vite-dado-rondella deve garantire. Un serraggio insufficiente sposta il collegamento verso il rifollamento e introduce gioco.
Un serraggio eccessivo è altrettanto pericoloso: porta la sezione resistente oltre il limite elastico, riduce il margine di fatica e, sugli acciai ad alta resistenza in ambiente aggressivo, apre la strada alla frattura ritardata da infragilimento da idrogeno. Sbagliare in difetto significa perdita di rigidezza e allentamento progressivo; sbagliare in eccesso significa rottura fragile senza preavviso. In entrambi i casi il danno non si manifesta al collaudo ma dopo migliaia di cicli di esercizio.
Dove nasce l’esigenza lungo la vita dell’opera
L’esigenza compare già in progetto, quando VDI 2230 traduce il carico esterno in una forza di montaggio con la relativa dispersione: il fattore di serraggio esprime quanto il metodo scelto allarga la banda del precarico effettivo. Da quella banda discendono la classe del bullone, la coppia nominale e il metodo di controllo ammesso in cantiere o in officina.
Il secondo momento è il montaggio: sequenza a stella, serraggio in più passate, condizione dei filetti e presenza del rivestimento influenzano il coefficiente d’attrito più di qualunque altro fattore. Il terzo è l’esercizio. Assestamento delle superfici, rilassamento del rivestimento, cicli termici e vibrazioni riducono il precarico nelle prime settimane e poi lentamente. Su binari, carrelli ferroviari, sostegni e apparecchi di sollevamento la verifica periodica del serraggio entra perciò nel piano di manutenzione, con scadenze definite e non lasciate alla sensibilità del manutentore.
Che cosa si misura e con quali criteri di accettazione
Il metodo della coppia è il più diffuso e il meno preciso: la dispersione tipica sul precarico è ampia, perché gran parte del momento vince l’attrito. Si applica con chiave dinamometrica conforme a ISO 6789, verificando la coppia residua o quella di ripresa; il criterio di accettazione è una banda percentuale attorno al valore nominale, dichiarata prima della campagna. Il metodo combinato coppia-angolo riduce la dispersione perché lega il controllo alla rotazione oltre lo snervamento del filetto.
La misura dell’allungamento a ultrasuoni lavora invece sulla grandezza fisica giusta: il tempo di volo dell’onda longitudinale nel gambo cresce con la deformazione elastica, e il rapporto fra lettura a bullone libero e a bullone serrato restituisce il precarico con incertezza sensibilmente minore. Richiede accesso alle due testate, superfici preparate e la costante del materiale ricavata su un campione tarato secondo ISO 16047 in prova coppia-tensione.
Come si organizza la campagna: campionamento, punti fissi, operatori
La verifica non è mai al cento per cento, salvo nodi singolari. La pratica consolidata su strutture in acciaio prevede il controllo di una quota del serraggio per ciascun giunto omogeneo, tipicamente il cinque o il dieci per cento dei bulloni con un minimo di due per nodo, con estensione all’intero giunto quando anche un solo elemento risulta fuori banda. La regola va scritta nel piano di controllo prima di iniziare, non decisa a esito noto.
I punti vanno numerati e mantenuti fissi nel tempo, così che la seconda campagna misuri gli stessi bulloni della prima e la deriva sia leggibile. L’operatore va qualificato sul metodo e sullo strumento, con addestramento documentato; per gli esami non distruttivi in senso stretto il riferimento è ISO 9712. Chiavi dinamometriche e strumenti a ultrasuoni vanno tarati a intervalli definiti, e la registrazione della taratura va conservata insieme ai dati di campagna.
Documentazione, riserraggio e accettazione lungo la filiera
Il riserraggio non è un gesto libero. Su bulloni serrati con metodo coppia-angolo, cioè portati oltre lo snervamento, la ripresa non è ammessa e l’elemento va sostituito insieme a dado e rondelle; su unioni precaricate con metodo della coppia la ripresa è possibile una sola volta e va tracciata. Ogni sostituzione genera un nuovo elemento identificato, con la sua registrazione autonoma.
Il verbale deve contenere identificazione del nodo e del singolo bullone, classe e sistema impiegato, metodo di controllo, valore nominale e valore rilevato, banda di accettazione dichiarata a priori, strumento con certificato di taratura, operatore, data ed esito. In filiera questi dati confluiscono nella documentazione di costruzione richiesta da EN 1090-2 e nel fascicolo dell’opera, e sono ciò che consente a un ispettore esterno di accettare il lavoro senza rifare le misure.
Per un quadro operativo del tema e degli strumenti impiegati sulle giunzioni bullonate si può consultare la pagina dedicata alla verifica del serraggio di bulloni critici.
Prodotti utilizzati in questa applicazione
Documentare il precarico richiede di misurarlo e di conservarne la lettura. I due monitor di tensione bulloni Dakota NDT a catalogo, uno per il campo e uno per la postazione fissa.
Portatile
Dakota NDT BT1-DL
Per la campagna sui punti fissi del giunto: campo da 25,4 a 25.400 mm, risoluzione fino a 0,0001 mm, compensazione della temperatura e memoria da 4 GB per la serie storica. Autonomia 35 ore.
Da banco
Dakota NDT BT2-DL
Per la qualifica e il ri-esame in postazione fissa: schermo a colori da 5,7 pollici, tre gate indipendenti e pulser fino a 400 V con tone burst.
→ Tutti i modelli, con i dati tecnici del costruttore, nella pagina di catalogo Strumenti per tensione e allungamento bulloni.
Maggiori informazioni e contatti
Partner divisione sistemi e integrazione sensori : www.roder.it
Partner divisione visione artificiale : www.rodervision.com
Maggiori informazioni su INNOVACHECK : chi siamo
Contatto per informazioni generali : info@roder.it
Contatto per informazioni su questi prodotti : info@innovacheck.com
Visita la pagina Linkedin
Le informazioni contenute in questa pagina web sono fornite a scopo puramente informativo. Pur essendo state elaborate con la massima cura, non costituiscono un’offerta contrattuale né un impegno vincolante per la fornitura. Possono contenere errori di trascrizione, traduzione o refusi. Per informazioni precise e aggiornate, si invita a contattare direttamente la nostra azienda.
Applicazioni correlate :
Serraggio e tensione dei bulloni su strutture aeronautiche e ferroviarie
Controllo del tensionamento delle cinghie: quando e come si verifica
Coppia di serraggio: come si esegue la misura in campo su giunti filettati
Coppia di serraggio in assemblaggio: i controlli che fanno la differenza
L’attrito nel serraggio: dove finisce la coppia applicata
Devi effettuare l'accesso per postare un commento.