Le prove di impatto per gli elementi di fissaggio a bassa temperatura vengono utilizzate per verificare la tenacità, non solo la resistenza. Ciò è importante perché bulloni, prigionieri, dadi, viti e componenti di ancoraggio possono comportarsi diversamente in servizio a freddo rispetto a a temperatura ambiente.

Un elemento di fissaggio può soddisfare i requisiti di resistenza alla trazione e durezza ma non essere comunque adatto per impatti a bassa temperatura o carichi d'urto. In ambienti freddi, una tenacità insufficiente può portare a fratture fragili con poco preavviso.

Questo è il motivo per cui gli acquirenti dovrebbero considerare i test di impatto come un requisito del progetto, non come una richiesta di documenti dell’ultimo minuto.

Per prodotti a carico elevato e basati su progetti, vedere XZ Fastener elementi di fissaggio ad alta resistenza e elementi di fissaggio standard.

Perché i test di impatto sono importanti

La tenacità controlla il comportamento alla frattura

Il test di impatto misura la quantità di energia assorbita da un materiale quando viene colpito improvvisamente. Nel servizio a bassa temperatura l’energia assorbita solitamente diminuisce. Alcuni acciai possono passare da un comportamento duttile a un comportamento fragile al diminuire della temperatura.

Questo è importante in:

• Tubazioni criogeniche e a bassa temperatura.
• Impianti GNL e gas.
• Attrezzature offshore.
• Strutture in acciaio per regioni fredde.
• Sistemi di refrigerazione.
• Macchine minerarie e per esterni.
• Recipienti a pressione, valvole, flange e raccordi.

Non utilizzare i risultati delle prove di trazione in sostituzione delle prove di impatto quando il progetto specifica il servizio a freddo.

Metodo comune di prova di impatto

Charpy V-notch è il solito riferimento

Il metodo più comune è la prova di impatto Charpy. Un provino intagliato viene raffreddato alla temperatura di prova specificata, quindi rotto da una macchina ad impatto a pendolo. L'energia assorbita viene registrata.

I riferimenti comuni includono ASTM E23 e ISO 148-1. Le specifiche del progetto possono anche definire la temperatura del test, le dimensioni del campione, l'orientamento, il valore energetico minimo e il formato del rapporto.

Se l'elemento di fissaggio è troppo piccolo per un campione a grandezza naturale, l'acquirente e l'ingegnere devono confermare se il test sulle dimensioni inferiori, il test sul materiale principale o un altro metodo approvato sono accettabili.

Standard di fissaggio per servizio a bassa temperatura

Utilizzare lo standard materiale corretto

Gli elementi di fissaggio per basse temperature dovrebbero essere specificati da uno standard e da un grado appropriati. ASTM A320/A320M è comunemente utilizzato per materiali di bulloneria in acciaio legato e acciaio inossidabile per servizi a bassa temperatura, in particolare in recipienti a pressione, valvole, flange e raccordi.

Esempi comuni includono ASTM A320 L7, L43 e qualità di acciaio inossidabile selezionate a seconda dell'applicazione. La valutazione corretta dovrebbe derivare dalle specifiche del progetto, non solo dal confronto dei prezzi.

Per il confronto dei materiali, gli acquirenti possono rivedere gli XZ Fastener elementi di fissaggio in acciaio al carbonio e elementi di fissaggio in acciaio inossidabile.

Ciò che spesso manca agli acquirenti

Le prove di impatto non sono automatiche

Non dare per scontato che ogni elemento di fissaggio ad alta resistenza includa test di impatto. I bulloni standard Class 8.8, 10.9 o 12.9 non vengono automaticamente sottoposti a test di impatto a bassa temperatura a meno che lo standard applicabile, l'ordine di acquisto o le specifiche del progetto non lo richiedano.

Gli errori comuni includono:

1. Richiede solo resistenza alla trazione e durezza.
2. Richiesta di rapporti sui test di impatto dopo la produzione.
3. Non indicare la temperatura di prova.
4. Accettazione di un certificato materiale senza valori di impatto.
5. Miscelazione di lotti senza tracciabilità.
6. Utilizzo di un grado sostitutivo senza l'approvazione del tecnico.
7. Ignorare il rischio di rivestimento e infragilimento da idrogeno.

Le prove di impatto devono essere pianificate prima della produzione o del taglio del materiale, soprattutto quando è richiesto il controllo del numero di colate.

Rischi del rivestimento e del trattamento superficiale

Il servizio a freddo necessita ancora di protezione dalla corrosione

Gli elementi di fissaggio a bassa temperatura spesso funzionano all'aperto, in mare aperto o in impianti di processo. Il rivestimento può essere necessario, ma non deve introdurre nuovi rischi.

La galvanoplastica su acciaio ad alta resistenza può sollevare problemi di infragilimento da idrogeno se non adeguatamente controllata. La zincatura a caldo può influire sull'adattamento della filettatura. I rivestimenti PTFE modificano il comportamento di attrito e coppia. I rivestimenti in lamelle di zinco possono essere presi in considerazione laddove la resistenza alla corrosione e il controllo dell’infragilimento sono importanti.

Per la selezione del rivestimento, vedere XZ Fastener vari elementi di fissaggio rivestiti e Rivestimento PTFE.

Elenco di controllo RFQ per elementi di fissaggio sottoposti a prova di impatto

Includere questi dettagli prima del preventivo

Una richiesta di offerta completa dovrebbe includere:

• Tipo, dimensione, standard e disegno del dispositivo di fissaggio.
• Qualità del materiale e standard di servizio a bassa temperatura.
• Temperatura minima di progetto o di servizio.
• Metodo di prova di impatto, come ASTM E23 o ISO 148-1.
• Temperatura di prova richiesta.
• Valore minimo di energia assorbita.
• Dimensioni del campione e requisiti di campionamento.
• Numero di colata e tracciabilità del lotto.
• Requisiti di dado, rondella e assemblaggio.
• Requisiti di finitura superficiale e controllo dell'infragilimento.
• Requisito del certificato, come MTC o EN 10204 3.1.
• Requisito di ispezione di terze parti, se applicabile.

Per elementi di fissaggio personalizzati per servizio a freddo, inviare disegni, standard e condizioni di lavoro XZ Fastener Contattaci.

Raccomandazione finale

Le prove di impatto per elementi di fissaggio a bassa temperatura verificano la tenacità sotto carico improvviso a una temperatura specificata. Non sostituisce le prove di trazione, le prove di durezza, l'ispezione dimensionale o la verifica del rivestimento.

Per i dispositivi di fissaggio generali per interni, potrebbe non essere necessaria la prova di impatto. Per le strutture delle regioni fredde, i sistemi GNL, le apparecchiature offshore, i recipienti a pressione, le valvole, le flange, i raccordi e altri servizi a bassa temperatura, dovrebbe essere definito nella fase della richiesta di offerta.

La regola di acquisto più sicura è quella diretta: specificare qualità del materiale, temperatura di servizio, metodo di prova, fabbisogno energetico assorbito, certificato e tracciabilità prima di ordinare. In questo modo gli acquirenti evitano il rischio di fratture fragili e documentano problemi dopo la spedizione.