Saldatura Tubi Idraulici: Tecniche e Materiali

La saldatura dei tubi è un processo fondamentale in diversi settori industriali, dove la qualità e l'affidabilità delle giunzioni sono essenziali. La saldatura dei tubi è il processo mediante il quale due o più tubi vengono uniti tramite fusione, creando un giunto resistente e duraturo. Questo metodo viene utilizzato in una vasta gamma di settori, dalle infrastrutture idrauliche alle industrie petrolifere, chimiche e automobilistiche.

Materiali per la Saldatura dei Tubi

I tubi metallici sui quali è possibile effettuare la saldatura sono i seguenti:

Tubi in acciaio
Tubi in acciaio inox
Tubi in alluminio
Tubi in ottone

Mentre la saldatura dei tubi in acciaio e acciaio inox è più comune e tutto sommato di più facile realizzazione, la saldatura del tubo in alluminio è molto più difficoltosa in quanto le proprietà del materiale, che ha una conducibilità termica elevata e una bassa temperatura di fusione, richiede che gli operatori che la eseguono debbano necessariamente prestare particolare attenzione e rispettare precise procedure.

Tecniche di Saldatura

La saldatura è una lavorazione del tubo che interessa numerosi settori industriali. Saldatura, taglio laser, curvatura e calandratura sono forse le più importanti lavorazioni del tubo metallico. I principali problemi legati alla saldatura del tubo sono legati al fatto che essa modifica le caratteristiche meccaniche del metallo. Tuttavia, non sempre è possibile sostituire la saldatura con la curvatura.

Saldatura TIG

La saldatura TIG è un procedimento di saldatura ad arco utilizzabile per tutti i tubi metallici. È caratterizzata da una torcia sulla quale viene inserito un elettrodo in tungsteno che, protetto dal gas (Ar - Argon - o He - Elio) porta a fusione le parti da saldare. La saldatura a TIG si suddivide a sua volta in saldatura con o senza materiale d’apporto. La differenza sta nel fatto che nel primo caso viene aggiunto del materiale durante la fusione. Questo serve ad aumentare la tenuta della saldatura. Viene solitamente usata per la giunzione di metalli con spessori ridotti (dai 2 ai 5 mm). Questo tipo di saldatura TIG dei tubi metallici richiede molta precisione dell’operatore. La saldatura a TIG (Tungsten Inert Gas) è particolarmente adatta per tubazioni in metalli sottili, come acciaio inossidabile e alluminio.

Saldatura MIG/MAG

La saldatura MIG/MAG - la differenza tra MIG e MAG consiste nel gas di protezione utilizzato - è un procedimento a filo continuo che garantisce un’elevata produttività e permette di operare senza scorie. Tra i vantaggi, la possibilità di ottenere penetrazioni maggiori, equivalente ad un minor numero di “passate” per riempire il giunto, oltre che la facilità da parte dell’operatore di tenere sotto osservazione diretta l’arco controllando a pieno l’esecuzione della saldatura. Questo procedimento, più veloce rispetto alla saldatura a TIG, permette una grande flessibilità di impiego, tra cui la possibilità di saldare spessori tubolari molto sottili.

Tra i problemi maggiori della saldatura MIG/MAG del tubo c’è in primo luogo il costo della macchina di saldatura, superiore a quello di una macchina per saldatura a TIG. Inoltre è possibile che si generino delle cricche a caldo dovute alla scarsa pulizia dei lembi di metallo da saldare, unite alla presenza di elementi inquinanti. Molto importante è la regolazione dell’apporto termico. Se è troppo elevato può derivarne una penetrazione eccessiva.

Saldatura Manuale ad Arco Elettrico

Il processo di saldatura manuale ad arco elettrico con elettrodi rivestiti deve essere impiegato per la giunzione testa a testa, di elementi di acciaio con diametro esterno compreso fra 26,9 mm (3/4”) e 610 mm (24”) aventi spessore compreso fra 2 e 19 mm. La saldatura degli innesti a T, per qualsiasi pressione di esercizio e per qualsiasi diametro, deve sempre essere eseguita con processo di saldatura manuale ad arco elettrico con elettrodi rivestiti.

Preparazione e Qualità della Saldatura

La preparazione adeguata è cruciale per garantire una saldatura di qualità. I tubi devono essere tagliati con precisione, puliti da impurità e smussati. Per garantire la qualità delle saldature, vengono eseguiti rigorosi test non distruttivi, come radiografie industriali e prove a ultrasuoni. Questi metodi permettono di identificare eventuali difetti nelle saldature senza danneggiare la struttura.

Ogni particolare viene saldato seguendo un procedimento stilato nella fase di campionatura. Per garantire la massima precisione dei tubolari saldati, Tecnocurve progetta delle maschere in lamiera. Queste servono a garantire che la saldatura di tutti i componenti avvenga nelle posizioni corrette.

Il processo di saldatura, in realtà, inizia già all’interno dell’ufficio tecnico. Qui analizziamo i disegni e definiamo le schede di produzione, contenenti quante più informazioni possibili sul processo di saldatura. Un software gestionale ci permette di monitorare le tempistiche e il risultato qualitativo di ogni fase del processo di saldatura del tubo, a cui viene assegnato un codice di lavorazione.

Qualifica dei Saldatori

I saldatori devono essere in possesso di idoneo patentino di saldatura, rilasciato da Ente certificato ed in corso di validità. Le scadenze dei patentini ed il loro rinnovo, sono gestite secondo quanto previsto dall’ IST. 14.

Attestato di Qualità della Saldatura

Infine, redigiamo un attestato di qualità della saldatura. L’attestato riporta l’esito delle prove di tenuta con liquidi penetranti e le misurazioni di controllo che abbiamo svolto. Ciò permette al cliente di verificare la rispondenza del tubo saldato con quanto ci aveva commissionato.

Effettuiamo inoltre delle prove con liquidi penetranti per verificare la qualità della saldatura del tubo ed evitare la presenza di cricche. Queste prove vengono eseguite per quei tubi e profili metallici il cui utilizzo finale richiede un elevato livello di resistenza delle saldature. Un caso tipico è quello degli impianti a pressione.

Materiale Base e d'Apporto

Nelle tabelle seguenti vengono riepilogati alcuni dati qualitativi a scopo orientativo dei tipi di acciaio normalmente utilizzati per le tubazioni.

Tipo di acciaio	Norma	Rt 0,5 N/mm2	Rm N/mm2
L235GA	UNI EN 10208-1	≥ 235	370 - 510
L245GA	UNI EN 10208-1	≥ 245	415 - 555
API 5L Gr. B	API 5L	≥ 241	≥ 413
API 5L X 52	API 5L	≥ 358	≥ 455

Tabella 2 - Raccordi e pezzi speciali

Tipo di acciaio	Norma	Rt N/mm2	Rm N/mm2
St. 37.0.

Gli elettrodi devono essere omologati e devono avere caratteristiche chimico-fisiche e meccaniche non inferiori e compatibili con quelle del materiale base. Nel caso di giunzioni di materiali aventi caratteristiche meccaniche differenti tra loro, il materiale d’apporto deve avere caratteristiche meccaniche almeno uguali a quelle del materiale base meno resistente.

E’ ammesso l’uso di elettrodi cellulosici o basici, così classificati:

UNI 5132-74
- E 44 T 3 C 1 0 R09 KV0
- E 52 T 3 C 1 0 R09 KV0
AWS 5.1. - 91
- E 6010 (cellulosico)
- E 7010 (cellulosico)
- E 44 L 4 B 2 0 R12 KV30
- E 52 L 4 B 2 0 R12 KV30
- E 6018 (basico)
- E 7018 (basico)

In prima passata devono sempre essere utilizzati elettrodi con rivestimento cellulosico.

Il diametro dell’elettrodo deve essere scelto in funzione dello spessore del tubo, della preparazione e della distanza tra i lembi di saldatura. La scelta deve garantire una buona penetrazione nella prima passata; in funzione del diametro e del tipo di rivestimento dell’elettrodo deve essere impostata l’intensità della corrente di saldatura.

Gli elettrodi devono essere conservati in modo tale da impedire danneggiamenti del rivestimento, l’esposizione alle intemperie e all’umidità, e devono essere mantenuti nelle loro confezioni originali, in modo tale da consentirne l’identificazione. Non è consentito piegare gli elettrodi, in quanto il rivestimento viene danneggiato.

In particolare, gli elettrodi basici devono essere sottoposti ad un trattamento di essiccazione per due ore nell’apposito forno ad una temperatura di + 380 ÷ 400 °C, successivamente mantenuti alla temperatura di + 150 °C e movimentati in fornetti portatili a circa + 100 °C, fino al loro utilizzo.

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