Sverniciatura a caldo o a freddo ?

Prove ed esami tecnologici su telai sverniciati con metodo pirolitico e criogenico.

Fin dai tempi della nascita della sverniciatura industriale, si è instaurata la diatriba su quale fosse il metodo migliore per sverniciare i telai portapezzi degli impianti di verniciatura,

Si diceva, e si dice tuttora, senza prove certe ed attendibili, che il sistema pirolitico “storta” i telai, mentre quello criogenico “rompe” le saldature.
Riteniamo che dopo un decennio di sverniciatura industriale conto terzi, sia giusto e doveroso mettere fine a questo disputa.

Il problema era di ricercare la soluzione migliore, la più attendibile, la più qualificata e soprattutto al di sopra delle parti, per valutare la differenza tra i due metodi.

La scelta è caduta su un laboratorio di prove ed analisi tecnologiche certificato e accreditato, nonché di fama e spessore professionale quale :

Istituto di Ricerche e Collaudi M.Masini srl di Rho – Milano

A tale scopo sono stati preparati quattro saggi o campioni di acciaio al carbonio FE360, composti da due pezzi ( piatti) saldati tra di loro con spessore di 8 mm.

Le caratteristiche di saldatura sono :

• Filo diametro 0,8 mm.  FRO FILCOR/C
• Gas di protezione, ARGO CARB 20
• Passata unica su un lato, corrente DC 180 A
• Passata unica sul lato opposto, corrente DC 220 A

In accordo con l’Istituto Masini è stata stabilita la seguente procedura per l’effettuazione dei test :

• Fase n.1

 Esame radiografico di n. 4 provini saldati per verificare i tre più idonei per essere sottoposti ai trattamenti di sverniciatura criogenica e pirolitica e ai susseguenti test di analisi.

• Fase n. 2

Cicli di sverniciatura criogenica e termica secondo le procedure standard su tre provini idonei :

la tecnologia criogenica consiste nell’immergere in azoto liquido ( a - 196 C) il supporto metallico verniciato per infragilire la vernice e porterla rimuovere successivamente mediante un’azione di granigliatura,

Il metodo pirolitico consiste nell’introdurre in un forno di sverniciatura ( a  +400 – 450 °C) i supporti verniciati affinchè avvenga la piroscissione della vernice stessa

Si riteneva che queste due operazioni potessero comportare delle modificazioni strutturali e metallurgiche sul metallo del supporto, così come sulle relative saldature, pertanto il raffronto dei test comparativi deve essere fatto con un provino “ vergine” mai sottoposto ad alcun tipo di sverniciatura.
Allo scopo un provino non è stato trattato e serve da riferimento ( MEC 01), un secondo è stato sverniciato col sistema criogenico ( MEC 03), mentre il terzo è stato sverniciato col sistema termico- pirolitico ( MEC 04).

In generale i campioni sono stati sottoposti a 10 cicli di verniciatura, con vernice a polvere a 200 °C per 20 min. di permanenza per la polimerizzazione e successivamente alla fase di sverniciatura.
Tale ciclo è stato ripetuto per 5 volte per un totale di 50 operazioni di verniciatura ( e 5 di sverniciatura). La sverniciatura criogenica è stata effettuata a – 160 °C ( T°C del campione) in azoto liquido, con successivo passaggio in granigliatura, mentre la sverniciatura pirolitica è stata effettuata a + 420 °C ( T°C del campione) con successiva operazione di lavaggio con idropulitrice,

• Fase n. 3

Serie di test sui  tre provini idonei e più precisamente :        

A) sulle saldature

• esame radiografico della saldatura con una lastra
• esame con liquidi penetranti della saldatura
• prova di trazione traversale con rilievo Rm, con provetta prismatica
• Due prove di piegamento trasversale una al diritto e una al rovescio
• Esame macrografico con cucitura di ca. 15 durezze HV e Foto B.N.
• Terna di resilienza in zona fusa, a temperatura ambiente.
• Esame micrografico con foto B.N.

B) sul materiale base non saldato

• prove di trazione trasversale con rilievo RM, con provetta prismatica
• prova di piegamento trasversale , un solo lato più tre impronte di durezza
• terna di resilienza in zona fusa a temperatura ambiente
• esame micrografico con foto B.N.

Rapporto di prova con documentazione fotografica e verifica comparativa delle caratteristiche risultanti sui tre campioni di acciaio al carbonio in tre stati diversi :
“ Vergine” a T ambiente, “ Criogenico a – 160 °C, pirolitico a +420 °C

Dalle osservazioni conclusive del rapporto dell’Istituto Masini si rileva quanto segue:

• i campioni esaminati sono risultati piuttosto omogenei anche dopo i vari cicli di sverniciatura
• sul provino 04 ( sverniciatura pirolitica) si riscontra un leggero abbassamento del carico allo snervamento unito ad un migliorato allungamento ( più duttile)
• sul provino 03 ( sverniciatura criogenica) si trova una durezza leggermente più alta soprattutto sul materiale base e in zona termicamente alterata.

Considerazioni finali sull’utilizzo della sverniciatura, sia in conto proprio, che conto terzi.

Finalmente esistono le prove certe ed attendibili che i sistemi di sverniciatura pirolitica e criogenica, seppure diversi nella tecnologia applicativa, non vanno a modificare in maniera rilevante le strutture metalliche su cui operano,

La differenza rilevata sul provino 04, ( sverniciatura pirolitica) che denuncia un maggior allungamento e un leggero abbassamento del carico allo snervamento, fa sì che potrebbero verificarsi sui telai di verniciatura sottoposti a forti carichi, delle deformazioni tali da compromettere la stabilità e l’appensione del carico stesso.
Tale motivazione vale soprattutto per quei telai o supporti costruiti con molle o appensionii in acciaio armonico, che si vedrebbero ridurre anche la loro elasticità. Ovviamente con temperature più alte dei supporti queste differenze sono maggiori, infatti  se sottoposti a “maneggiamenti bruschi” appena estratti dal forno pirolitico, possono deformarsi permanentemente,

Mentre sul provino 03 ( sverniciatura criogenica) che rileva durezze superficiali più alte, le stesse fanno sì di avere telai più duraturi nel tempo e dimensionalmente più stabili.
L’aumento di durezza superficiale è da attribuire all’immersione in azoto liquido con il quale si ottiene la stabilizzazione cristallina, dovuta all’eliminazione dell’austenite residua (edi tempra a bassa temperatura) , mentre con la granigliatura si ottengono le distensioni delle tensioni residue nei materiali e nelle saldature prevenendo la loro rottura ( vedi shot-peening)

A parte i limiti applicativi delle due tecnologie, che non sono oggetto di questa discussione, i telai “ storti”, le saldature “ rotte” e altri difetti ancora sono di solito dovuti ad una insufficiente qualità nella gestione delle procedure di lavorazione o all’imperizia di chi opera. Non di meno i vari problemi e difetti che insorgono spesso possono essere attribuiti alla progettazione e costruzione del telaio stesso.

La sverniciatura per quanto non sia considerata un’attività produttiva da parte dell’utilizzatore finale, bensì di manutenzione, necessita in ogni caso, soprattutto da parte dei terzisti, di una sempre maggiore ricerca della qualità ,con procedure sempre più mirate e personalizzate, senza tralasciare il controllo e la certificazione qualitativa.

Raggiunti questi obbiettivi, certamente non si sentirà più parlare di “ storture o rotture”