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Prove su piatti pesanti

I piatti pesanti sono usati soprattutto nel settore delle costruzioni per grandi ponti, nelle costruzioni su larga scala e nel settore navale, ad esempio per piattaforme petrolifere e turbine a vento, e per attrezzature pesanti quali gru ed escavatori. Vengono inoltre impiegati come prodotti semilavorati per condutture di grandi diametri per il trasporto di olio e gas su lunghe distanze.

I piatti pesanti sono fogli in acciaio con larghezza massima fino a quattro metri, spessore da tre millimetri fino a un massimo di circa 250 mm e lunghezza sino a venti metri. Sono realizzati con la laminazione termomeccanica inversa rispetto alle lastre.

In diverse applicazioni, è necessario rispettare i valori di riferimento o i limiti della specifica per garantirne un utilizzo a lungo termine. Per applicazioni o usi speciali, possono essere impiegati altri metodi tali da assicurare un utilizzo e un funzionamento sicuri e di lunga durata.

Prove di trazione Prove di durezza Prove di impatto Prove meccaniche della frattura e di fatica Brochure metalli

Prove di trazione su piatti pesanti

Le prove di trazione sui piatti pesanti sono eseguite principalmente in accordo alle normative ISO 6892-1 e ASTM E8, ampiamente diffuse e riconosciute a livello internazionale. La normativa ISO 6892-1 (EN ISO 6892-1) ha identica formulazione a livello europeo ed è, quindi applicabile in tutta l'Unione Europea. I campioni per questo tipo di prove di trazione vengono ricavati dai piatti pesanti mantenendo, per quanto possibile, lo spessore della lamina come spessore del provino. Di conseguenza i provini hanno un'ampia sezione trasversale e richiedono pertanto l’utilizzo di macchine di prova materiali ad alta capacità di carico. La porzione di provino a sezione costante da testare viene prodotta mediante fresatura. Solo mantenendo inalterato lo spessore del provino attraverso l’attenta fresatura della porzione del campione a sezione costante, nonché della sua finitura, si ha la garanzia di influenzare solo in maniera marginale le caratteristiche del materiale.

Dal 2009, le normative ISO 6892-1 e ASTM E8 permettono di controllare e regolare automaticamente la velocità di prova tramite l'indice di deformazione. Le tolleranze richieste dalle normative per il controllo dell'indice di deformazione (in particolare quelle relative al controllo dell'indice di deformazione in closed-loop) vengono soddisfatte sia dall'estensimetro makroXtens che dal laserXtens.

Prove di trazione secondo la ISO 6892-1
Descrizione della prova di trazione su metalli secondo ISO 6892-1 a temperatura ambiente.
a Prove di trazione secondo la ISO 6892-1
Test di trazione sui metalli ASTM E8
ASTM E8/E8M descrive le prove di trazione uniassiale su metalli a temperatura ambiente e la determinazione di valori caratteristici come l’offset del limite elastico, la resistenza allo snervamento, l'allungamento al punto di snervamento, la resistenza alla trazione, la deformazione a rottura e la riduzione dell’area.
a Test di trazione sui metalli ASTM E8
Prove di trazione a temperature elevate, ISO 6892 -2
La normativa DIN EN ISO 6892-2:2018 descrive le prove di trazione su materiali metallici a temperature elevate.
a Prove di trazione a temperature elevate, ISO 6892 -2
Prove di trazione a temperature elevate su metalli
ASTM E21
a Prove di trazione a temperature elevate su metalli

Prove di trazione automatizzate su piatti pesanti

Per le prove di trazione, la gestione sicura, affidabile e accurata dei provini pesanti richiede particolare attenzione da parte dell’operatore. I nostri sistemi di prova robotizzati automatizzati rispettano tutte queste esigenze, aumentando la sicurezza e l’affidabilità delle prove e riducendo le possibilità di errore, sgravando inoltre il carico di lavoro dell’operatore

Con il concetto di automazione ZwickRoell, i provini da testare sono ordinati in appositi magazzini. Da questo punto in poi, la prova di trazione avviene in modo automatizzato, compresa, se richiesta, l'analisi dei campioni.

Tutti i sistemi di prova automatizzati

Soluzioni di prova per test di trazione su piatti pesanti

ZwickRoell offre un'ampia gamma di sistemi di prova standard e personalizzati sino a 2500 kN per la determinazione dei valori caratteristici attraverso le prove di trazione. Questi sistemi di prova permettono di determinare le caratteristiche materiali in accordo alle normative con un alto livello di accuratezza, evitando lo scivolamento o spostamento del provino.

Nella maggior parte dei casi, la misurazione della deformazione in accordo alle normative viene eseguita con estensimetri automatici a contatto od ottici (non a contatto). L'estensimetro makroXtens ZwickRoell è la soluzione ideale per le prove su piatti pesanti. Grazie al suo design, all’alta risoluzione, all’elevata accuratezza e robustezza, l'estensimetro makroXtens può essere utilizzato anche in condizioni critiche. La sua struttura meccanica robusta consente la misurazione continua della deformazione fino alla rottura del provino. Pertanto, la deformazione a rottura può essere determinata automaticamente, senza la necessità di una noiosa marcatura del provino o di una misurazione manuale sui residui del provino.

Il laserXtens è la nostra soluzione innovativa per la misurazione della deformazione fino a rottura sempre rispettando i requisiti delle normative (ISO 6892-1, ASTM E8, ISO 9513, e ASTM E83). Tale estensimetro non richiede alcuna marcatura dei provini, sfruttando come marcatori i pattern generati dalla luce laser stessa. L’identificazione ottica dei marker avviene automaticamente senza che imperfezioni degli strati superficiali possano influenzare le marcature.

Prove di durezza su piatti pesanti

Le prove di durezza su piatti pesanti prevedono diverse modalità di esecuzione.

Prove di durezza Brinell su metalli
ISO 6506, ASTM E10
Prove di durezza Brinell, ISO 6506, ASTM E10
a Prove di durezza Brinell su metalli
Prove di durezza Vickers su metalli
ISO 6507, ASTM E92, ASTM E384
Prova di durezza Vickers, ISO 6507, ASTM E92, ASTM E384
a Prove di durezza Vickers su metalli
Prove di durezza Rockwell su metalli
ISO 6508, ASTM E18
Prova di durezza su metalli: metodo misurazione della profondità, ISO 6508, ASTM E18
a Prove di durezza Rockwell su metalli

Sistemi per prove di durezza su piatti pesanti

La gamma dei prodotti ZwickRoell comprende durometri e dispositivi per tutti i metodi di prova. I nostri durometri e dispositivi rispettano i requisiti di tutte le normative internazionali e possono essere tarati in accordo a queste ultime. Come laboratorio di taratura, ZwickRoell è accreditata per la taratura dei durometri dall'ente nazionale tedesco di accreditamento DAkkS.

Uno degli aspetti fondamentali delle prove di durezza è testare e determinare il valore di durezza globale medio della lamiera dopo la laminazione. La laminazione è un processo termomeccanico usato per determinare lo spessore e le proprietà meccaniche della lamiera. Per determinare i valori medi delle strutture grezze vengono usati i metodi di durezza che impiegano forze superiori. I metodi di prova più usati sono Brinell e Rockwell. Per i piatti pesanti, non è raro l’utilizzo di durometri portatili in loco direttamente sulle parti da testare. Quando invece è possibile ricavare i campioni dai piatti pesanti, si possono testare direttamente questi ultimi o se ne ricavano di più piccoli. È possibile testare direttamente questi campioni, o rimpicciolirli e preparare provini pronti da testare.

Un altro aspetto da considerare delle prove di durezza è l’esame della microstruttura mediante l'esecuzione di prove di durezza sui componenti microstrutturali. Questi componenti microstrutturali hanno dimensioni ridotte, pertanto vengono testati con durometri a bassi carichi, solitamente microdurometri fissi con ampiezza e profondità di indentazione regolabili.

Prove d’impatto su piatti pesanti

Prove di impatto Charpy secondo ISO 148-1
Nelle prove di impatto Charpy, i provini con intaglio standardizzato subiscono l’impatto con un’energia fino a 750 joule.
a Prove di impatto Charpy secondo ISO 148-1
Prove di impatto Charpy con intaglio su metalli
ASTM E23
a Prove di impatto Charpy con intaglio su metalli
Test di caduta sui metalli
Il test di caduta secondo DIN EN 10274 e API 5L è una prova meccanica sui metalli in cui un peso definito cade, da una determinata altezza, su un provino.
a Test di caduta sui metalli

Prove di impatto Charpy su piatti pesanti

La resistenza all'impatto di provini intagliati è una caratteristica molto importante nei settori industriale e navale, essa può essere determinata tramite la prova di impatto Charpy, eseguita con il relativo pendolo di impatto. La normativa ISO è identica alla normativa EN ISO 148-1 europea.

La prova viene eseguita a temperatura ambiente, ma è possibile utilizzare anche le basse temperature, per esempio per la determinazione della temperatura di transizione. ZwickRoell fornisce bagni di condizionamento temperatura per il raffreddamento fino a –70 °C e dispositivi di condizionamento fino a –180 °C dotati di un alloggiamento di sicurezza ZwickRoell e di una sofisticata tecnologia di sicurezza.

Test di caduta / Test Pellini su piatti pesanti

Il test di caduta libera come descritto da W. S. Pellini è utilizzato per esaminare la tendenza della frattura fragile degli acciai per la valutazione comparativa del comportamento di arresto della cricca, secondo le norme ASTM E208 e SEP 1325. Durante la prova, i pesi cadono su un provino di flessione rettangolare con entrambe le estremità bloccate, causando una frattura fragile sul lato teso del campione entro una deflessione totale stabilita. Questa frattura è causata da una sede ricavata sul lato del provino, il cosiddetto invito a rottura. Viene poi stabilito se la frattura causata da un invito artificiale si trasmette fino a uno dei due lati del provino o viene fermata prima. La formazione della cricca o la rottura sono valutate visivamente e manualmente. Se la frattura raggiunge uno dei due lati, il campione viene considerato rotto. Le prove dipendono anche dalla temperatura del provino.

Le torri di caduta per test Pellini sono disponibili da 550 J e 1650 J. L'altezza massima di caduta può essere 1 m o 1,3 m. Il peso viene sollevato automaticamente ed è regolabile in modo infinitesimale. L’energia di caduta viene calcolata automaticamente. L’area di prova è protetta elettricamente e meccanicamente da un circuito di sicurezza. La prova non ha inizio fin quando non sono stati verificati tutti i contatti di sicurezza. Il funzionamento avviene tramite touch screen su cui si visualizzano informazioni come: altezza, energia, peso e velocità di caduta.

Prove di fatica e prove di meccanica della frattura

Meccanica della frattura: fattore di intensificazione critico K1C
ASTM E399
a Meccanica della frattura: fattore di intensificazione critico K1C
Test di fatica ad alto numero di cicli / Test S-N
Nella prova di fatica ad alto numero di cicli (anche test S-N) secondo DIN 50100, il provino viene testato ad ampiezze cicliche basse e medie.
a Test di fatica ad alto numero di cicli / Test S-N

Prove di tenacità alla frattura su piatti pesanti

La tenacità alla frattura K1c è una proprietà molto importante per i metalli, soprattutto in applicazioni legate alla sicurezza come: la costruzione aeronautica, di centrali elettriche e l'ingegneria automobilistica. La tenacità alla frattura si determina utilizzando un provino in cui si inserisce artificialmente una cricca. La cricca viene introdotta solitamente tramite l'intaglio del provino fino a raggiungere la lunghezza della cricca stabilita. Il provino viene quindi caricato quasi staticamente fino alla rottura. La tenacità alla frattura K1c può essere determinata dalla curva di deformazione-carico e dalla lunghezza della cricca.

Le prove a due fasi per la determinazione di K1c possono essere eseguite in modo efficiente con i nostri Vibrofori e le nostre macchine di prova materiali. La formazione della cricca nel campione viene indotta tramite un intaglio meccanico seguito dall'applicazione di un carico ciclico. L'alta frequenza utilizzata permette la rapida generazione di una cricca ben definita (pre-cricca). Il processo è altamente riproducibile grazie all'elevata sensibilità della frequenza di risonanza alla creazione di cricche.

I provini più comunemente usati sono del tipo CT (Compact Tension). Il carico è applicato tramite l'inserimento di perni negli appositi fori, garantendo l'applicazione di un carico a trazione e a flessione.

Oltre ai provini CT, vengono usati anche i provini SENB (Single-Edge Notched Bending). Se paragoniamo i due provini, possiamo affermare che con i provini SENB il metodo è più semplice e la quantità di materiale richiesta è maggiore rispetto a quella di un campione CT. Questo viene mostrato in modo chiaro nelle immagini.

Prove d’impatto aggiuntive su piatti pesanti

Prove di flessione sui metalli
ISO 7438, ASTM A370, ISO 8491
a Prove di flessione sui metalli

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