Nelle linee di processo metalliche il tiro applicato al nastro non è un parametro accessorio: governa la planarità, la stabilità dell’avvolgimento e la riuscita stessa della lavorazione. Sapere come misurare tensione di lamiere e nastri metallici significa disporre di una procedura ripetibile, applicabile in laminazione a freddo come nelle linee di decapaggio, ricottura e taglio longitudinale.
La difficoltà pratica nasce dal fatto che il valore letto a bordo macchina è quasi sempre una forza complessiva, mentre il criterio tecnico si esprime in tensione specifica sulla sezione, in newton per millimetro quadrato. Fra i due termini si interpone la sezione reale del nastro, che scosta dal nominale per tolleranze di spessore e di larghezza, e si interpongono gli attriti dei rulli deviatori, che alterano il tiro fra un tratto e il successivo. Una verifica condotta senza queste attenzioni produce numeri coerenti fra loro ma non confrontabili con alcun limite.
La sequenza descritta di seguito segue l’ordine con cui si opera in campo: preparazione e raccolta dei dati di sezione, individuazione del punto di misura e del metodo, esecuzione dei rilievi nelle diverse condizioni di marcia, conversione e confronto con i limiti ammessi, infine registrazione e taratura periodica della catena di misura. I riferimenti normativi richiamati sono la ISO 376 per la taratura dei trasduttori di forza, la ISO 6892-1 per la determinazione del carico di snervamento e le EN 10131 ed EN 10051 per le tolleranze dimensionali del nastro.
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Preparazione: tratti, rulli e sezione reale del nastro
La preparazione parte dalla mappatura della linea. Si identificano i tratti in cui il tiro è costante, cioè i segmenti compresi fra due organi che lo modificano: aspo svolgitore, gabbie, gruppi traino, accumulatori, cesoie e aspo avvolgitore. Ogni tratto ha un proprio valore di riferimento e va trattato separatamente.
Si verifica poi lo stato dei rulli deviatori sui quali il nastro si appoggia: rotazione libera, assenza di trascinamento residuo dei cuscinetti, pulizia della superficie, allineamento. Un rullo frenato introduce una differenza di tiro che nessuna elaborazione successiva può recuperare. Infine si raccolgono i dati di sezione: spessore e larghezza misurati sul materiale in lavorazione, non quelli di ordine, con l’ampiezza di tolleranza prevista dalle EN 10131 ed EN 10051 secondo il tipo di prodotto. Da questi si ricava la sezione da usare nella conversione.
Come misurare tensione di lamiere e nastri metallici: punto e metodo
La misura diretta si esegue con un rullo strumentato, appoggiato su celle di carico alle due estremità. Il rullo va scelto in un punto dove l’angolo di avvolgimento sia noto e stabile, perché la forza rilevata dai supporti dipende da quell’angolo oltre che dal tiro; una variazione del percorso del nastro cambia il fattore di conversione e va trattata come una modifica della configurazione di misura.
Come riscontro indiretto si usa la coppia all’aspo, divisa per il raggio corrente di avvolgimento e depurata delle perdite meccaniche e dell’effetto inerziale. È un dato utile per validare l’ordine di grandezza e per intercettare derive del sensore, ma non sostituisce la misura diretta: la sua incertezza cresce al diminuire del tiro e al variare del diametro. Dove entrambi i metodi sono disponibili, si documenta quale dei due costituisce il valore di riferimento.
Esecuzione dei rilievi nelle diverse condizioni di marcia
I rilievi si eseguono in tre condizioni distinte. La prima è la velocità di regime, che fornisce il valore di confronto con la ricetta di processo. La seconda è la fase di accelerazione e di frenata, dove la componente inerziale dell’aspo si somma al tiro impostato e produce i picchi che spiegano gran parte delle rotture di nastro. La terza copre l’escursione del diametro di avvolgimento, dal cuore mandrino alla bobina piena, perché la legge di regolazione del tiro dipende dal raggio.
Per ciascuna condizione si acquisiscono almeno tre ripetizioni su finestre temporali confrontabili, annotando velocità di linea, diametro, spessore e larghezza. I dati vanno sincronizzati con quelli di processo prelevati dal sistema di supervisione: senza un riferimento temporale comune non è possibile attribuire un picco di tiro all’evento che lo ha generato.
Conversione in N/mm² e lettura dei difetti tipici
La forza misurata si divide per la sezione reale del nastro e produce la tensione specifica in N/mm². Questo valore si confronta con la frazione di carico di snervamento ammessa per il materiale, determinato secondo la ISO 6892-1: il criterio di accettazione è espresso come intervallo, con un minimo sotto il quale il controllo del nastro si perde e un massimo oltre il quale si entra in campo di deformazione permanente.
I difetti orientano la diagnosi. Lo slittamento sull’aspo e sui gruppi traino indica tiro insufficiente o attrito degradato. Il telescopaggio della bobina segnala tiro basso o non uniforme in fase di avvolgimento. Difetti di planarità, ondulazioni di bordo e centro lungo denunciano un tiro eccessivo o mal distribuito, spesso combinato con errori di forma provenienti dalla gabbia. Ogni difetto va registrato insieme al valore misurato nel momento in cui si è manifestato.
Registrazione dei dati e taratura periodica delle celle
Il rapporto di verifica riporta identificazione della linea e del tratto, materiale e sezione reale, condizioni di marcia, valori rilevati e tensione specifica calcolata, esito rispetto ai limiti, strumenti impiegati con relativi certificati. La tracciabilità della singola bobina consente di correlare a posteriori un reclamo di planarità con le condizioni di tiro effettive.
Le celle di carico e i rulli strumentati richiedono taratura periodica secondo la ISO 376, con verifiche intermedie di zero e di span a macchina ferma dopo ogni intervento sui supporti o sul percorso nastro. Un allineamento meccanico modificato invalida la costante di conversione anche quando la cella è integra. Gli approfondimenti su strumentazione, configurazioni e criteri applicativi sono raccolti nella pagina dedicata alla tensione di lamiere e nastri metallici.
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