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Tecniche non distruttive per la diagnosi di funi in

1. Infatti praticamente impossibile che danni dovuti a comune situazioni d impiego o difetti di produzione possano essere tali da interessare un porzione consistente delle funi o che tutti i fili componenti la struttura raggiungano uno stato di affaticamento corrosione usura uguale nello stesso tempo Le funi devono ovviamente essere utilizzate a un regime di sollecitazione inferiore a quello che ne pu determinare la rottura A questi elementi meccanici ormai di uso diffuso affidiamo spesso la nostra sicurezza Perci i livelli di controllo su questi componenti sono scrupolosi fin dalle operazioni iniziali di realizzazione fisica 2 2 1 Elementi costitutivi designazioni definizioni Elementi costituitivi Fune l insieme di pi trefoli avvolti attorno ad un anima tessile o metallica mediante l operazione di cordatura Prima di questa operazione i trefoli sono sottoposti a preformazione con lo scopo di conferire loro la forma elicoidale che assumeranno nella formazione finale della fune Con la preformazione si acquisiscono i seguenti vantaggi a quando la fune viene tagliata i trefoli non si svolgono e non servono saldature b migliora il comportamento a fatica della fune a ifili in caso di rottura mantengono la loro posizione Filo l elemento costitutivo della fune di acciaio ed ricavato mediante trafilatura dalla vergella Attraverso varie operazioni la vergella di un determinato diametro si trasfo
2. un addensamento delle cariche su una faccia rispetto all altra generando una differenza di potenziale de ee H F Lorenz q xv x H N q quantit di carica in movimento v velocit delle cariche m s H induzione magnetica Figura 6 9 effetto Hall 50 V tensione di uscita n concentrazione degli elettroni R costante di Hall Rh ne e carica dell elettrone d spessore della lamina Nell applicazione relativa al controllo delle funi le sonde Hall possono essere installate in due modi e Assialmente allo scopo di integrare il segnale e Radialmente ed in questo caso devono essere disposti appaiati su due circonferenze vicine e collegati elettronicamente in opposizione di fase allo scopo di ottenere un segnale differenziato simile a quello della bobina radiale La registrazione ed acquisizione svolta da registratori di tipo analogico o digitale Nei primi le penne sono montate su galvanometri e il segnale magnetoinduttivo viene amplificato prima del invio al galvanometro stesso secondi acquisiscono il segnale magnetoinduttivo lo campionano e forniscono un segnale digitalizzato con frequenza di campionamento almeno 10 volte la massima frequenza 51 6 2 3 Composizione dell apparecchiatura di prova Functional Block Diagram of the Signal Generation Process i Chart Recorder Sensor Signal Data Acquisition Head ri EZA Signal s Rope Cross Section Sy
3. Universit degli Studi di Parma Facolt di ingegneria Corso di laurea in Ingegneria Meccanica Tecniche non distruttive per la diagnosi di funi in acciaio il metodo magneto induttivo Non destructive techniques for the diagnosis of steel cables The magneto inductive technique Relatore Tesi di laurea di Ing Luca Collini Dore Mattia Anno accademico 2010 2011 Indice L Introduzione Li aaa 1 a 2 2 1 Elementi costitutivi designazioni definiziOni coconoococccnnnocooonononnnnnnnnononononnnonncnnnnnnnonnnnnnnnnnnnnnnnnnncnnnnnnns 3 2 2 Tipologie d TUNI seicteach eee nai 14 2 3 Scelta della fune ci iii AL ani aa 21 3 Materiali iale A li 22 4 Processo produttiv siria ian 25 4 1 TrafilatUra aaa A a 26 4 2 Lubrificazione durante la trafilatura ii 29 4 3 Patentamento del tilo acto aaa ea 30 A ae E a PEE E EE AEA E E E E E E E E E E 31 4 5 Trafilatura del filo zincato canina aa ate 33 4 6 Laminazione del filo sagomato nn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnrnnnnnnnnnss 33 4 7 Trefolatura e cordatura iii 33 5 Principali difetti nellefuni e rel a sian aaa ai 35 5 1 Difetti di costruzione aniia ae Arona Re aa cana 36 5 2 Fattori accidentali di esercizio iii 36 A enna as 36 bid Fatica aliene LAZ alain 37 o Usan riencia 37 5 6 RiscaldaMentO nimodo lacio traida 38 5 7 Alcune immagini di manifestazione del danno sulle fUni i 38 F
4. Nella prova a cui si assistito stata allestita una fune a trefoli stato installato il filo test e montata apparecchiatura Installazione del filo test Si potuto capire che l utilizzo molto agevole basta infatti far scorrere il detector lungo la fune per ottenere una registrazione del percorso fatto Anche se l utilizzo e il principio del metodo sono molto semplici la rilevazione dei difetti precisa e spietata e rendono questa apparecchiatura l elemento di riferimento per il controllo su funi 82 SS DI RES LABOR N Detector di rilevazione Nella simulazione a cui si preso parte l ingegnere ha fatto notare come il difetto rilevabile alla perfezione e nel punto preciso con una velocit quasi immediata Infatti mentre la carta esce con velocit proporzionale alla velocit del detector si ha un immagine della struttura interna della fune AI primo segnale di anomalia ci si ferma e si sa precisamente dove cercare fisicamente sulla fune Qui viene chiamato in causa il tecnico esperto che munito di metro misura la distanza dal punto di riferimento sul foglio lo converte in metri di fune e procede con il controllo visivo Da li ci si rende conto della necessit di professionalit del personale E proprio il tecnico a quantificare con certezza l entit del danno Nello specifico della nostra prova il grafico rilevato ha fatto notare che 1 i isik vani N a a ervas N
5. accurato Successivamente si esegue il controllo del diametro della fune Viene misurata mediante un calibro la sezione della fune che viene comparato con il diametro iniziale nuova e sotto carico Eventuali differenze sono indice di difetti a uno o pi fili che la compongono vantaggi di questo metodo sono la semplicit la velocit di controllo e i bassi costi Di contro l ispezione visiva non pu garantire un controllo accurato non rilevando fili rotti negli strati interni o ricoperti da eventale grasso il metodo corretto di misura le tolleranze sono quelle indicate precedentemente 41 Figura 6 1 Misurazione diametro della fune Altri controlli visivi aggiuntivi utilizzati sono il controllo interno della fune L esperienza nel settore dei controlli delle funi dimostra che il deterioramento interno e il processo di fatica della fune sono le cause principali delle numerose rotture impreviste Un normale controllo visivo esterno pu non bastare per rilevare il danneggiamento interno Il metodo di verifica interna consiste nel 1 Fissare saldamente alla fune due morsetti di dimensioni opportune e posti ad una distanza conveniente l uno dall altro 2 Applicando una forza sui morsetti in senso opposto all avvolgimento dei trefoli i trefoli esterni si separano e si allontanano dall anima della fune 3 Figura 6 2 installazione morsetti sulla fune 4 bisogna fare attenzione che i morsetti non slitt
6. asse della fune medesima le linee di flusso si manterranno rettilinee e parallele nei tratti compresi tra sezioni adiacenti di fune che siano tra loro equivalenti dal punti di vista magnetico talch l induzione magnetica rimanga invariata Qualora invece due sezioni adiacenti differiscano tra di loro le linee di flusso assumeranno densit diversa a monte e a valle delle sezioni considerate sicch tra queste si avr un tratto di raccordo in corrispondenza del quale esse non saranno pi parallele n tanto meno rettilinee 45 Questo metodo pu fornire un informazione qualitativa del difetto come ad esempio rottura singola multipla corrosione di un tratto fatica usura ecc Per contro non permette di fornire l intensit del danneggiamento accumulo di particelle magnetiche 1 discontinuit parallela al campo H discontinuit perpendicolare al campo H Figura 6 6 Deviazione del flusso magnetico 6 2 1 2 Misura della sezione LMA Si misura il flusso magnetico indotto che attraversa perpendicolarmente la sezione della fune allo scopo di ottenere una grandezza pu essere il flusso stesso o una grandezza ad esso collegata la quale possa fornire attraverso elaborazioni la misura della sezione metallica in quel punto Questo metodo sfrutta il principio di conservazione delle caratteristiche elettromagnetiche del materiale che costituisce la fune Ogni tipo di danno ottenuto mettendolo in re
7. ottenuto stabilendo il senso di rotazione del cestello portabobine dei trefoli nella macchina cordatrice della fune Z indica il senso di avvolgimento destro Tenuta la fune verticale l osservatore vede le spire nella direzione del tratto mediano della lettera Z S indica il senso di avvolgimento sinistro Tenuta la fune verticale l osservatore vede le spire nella direzione del tratto mediano della lettera S Nel caso di funi a trefoli si impiegano due lettere con altezza di carattere differente La prima pi piccola indica il senso di trefolatura dei fili esterni nei trefoli La seconda pi alta indica il senso di cordatura dei trefoli nella fune CROCIATA PARALLELA A di pi Uh id a MEA A N SINISTRA DESTRA SINISTRA zS zz ss Figura 1 6 Senso di cordatura Passo di cordatura Nel caso vengano presi in esame filo e trefolo si definisce passo di cordatura del filo nel trefolo la lunghezza misurata sull asse del trefolo in corrispondenza di una spira completa del filo Nel caso vengano presi in esame trefolo e fune si definisce passo di cordatura del trefolo nella fune la lunghezza misurata sull asse della fune di una spira completa del trefolo Angolo di avvolgimento Definito come l angolo formato tra l asse della fune e l asse del trefolo angolo di avvolgimento del trefolo nella fune o come l angolo formato tra l asse del filo e quello del trefo
8. Mine Hoisting Applications G Rebel R Verreet and U Briem Controlli non distruttivi B Zuccarello Progettazione meccanica con materiali non convenzionali Magnetism in rope wires Wire Rope Technology Aachen Aachen Germany Uni Non destructive testing of steel wire ropes Induced magnetic inductance flux Wire rope technology Aachen founded by Roland Verreet Controllo magnetic induttivo nelle proposte di norme UNI P L Dinelli Sicurezza delle funi di acciaio progettazione delle funi Franco Clerici Redaelli tecnocordati Impianto a fune Stato dell arte e della sicurezza Trento 10 11 Maggio 2002 Funi di sollevamento criteri di scelta manutenzione verifica e sostituzione ULSS22 Regione Veneto NDT of steel ropes with Magnetic Flaw Detectors Documentation and interpretation of test Results Olivier Gronau Serguei Belitsky Vasily Sukhorukov Prestazioni e Caratteristiche della nuova attrezzatura LMA per il controllo delle funi in esercizio Aldo Canova Bruno Dalla Chiara Alberto Vallan Bruno Vusini Le funi sulle funivie sviluppo ed innovazione Convegno Venerd 18 Maggio 2007 Trento Appunti sulle funi Carmine Napoli Catalogo funi Ceccantini S r l 86
9. all interno della fune stessa il lubrificante grasso in questi dispositivi necessario per ridurre lo strisciamento tra i fili possono essere formate con b fibre metalliche acciaio legato c fibre naturali canapa juta cotone d fibre sintetiche polietilene polipropilene Rappresentazione di una fune a trefoli Figura 1 1 4 Designazioni La formazione la struttura della fune rilevata dalla sezione retta numero e disposizione dei fili dei trefoli e della eventuale anima la designazione viene fatta con dei numeri indicanti il numero dei fili e della lettere che designano tipo anima tipo fili ecc ANIMA In relazione al materiale di cui essa formata si hanno i seguenti simboli FC animadifibre tessili naturali o artificiali NF anima di fibre tessili naturali SF anima di fibre tessili artificiali WS anima di acciaio costituita da un trefolo WR anima di acciaio costituita da una fune FILI La designazione tiene conto del tipo di sezione Se la sezione circolare non si riporta nessun simbolo V Fili a sezione triangolari Fili a sezione triangolare Fili a sezione trapezoidale Fili a sezione ovale Fili a doppia gola alternati con fili tondi N TITO 4 Fili sagomati a Z TREFOLI Si designano in base al tipo di sezione Per la sezione tonda non si usa nessun simbolo V Sezione triangolare l sezione piatta Q Sezione ovale STATO SUPERFICIALE NAT fili lucidi ZA
10. bassa temperatura Altri esami effettuati su funi che sono state in precedenza danneggiate Questa importante metodologia di analisi ha un ruolo estremamente importante infatti conoscendo posizione e entit del difetto gi noto il tipo di segnale che verr rilevato dall apparecchiatura utilizzata Il segnale di riferimento stato realizzato con dispositivo INTEGRA Nel caso non fosse tale l elemento di prova non potrebbe essere ritenuto idoneo Inoltre l osservatore pu apprendere meglio i segnali per quando effettuer prove su funi in esercizio Esempio di accettazione Dati fune Tipologia di fune chiusa zincata Diametro 62 mm Numero fili 211 Formazione 44 38 32 30 24 18 12 6 6 1 69 Diametro e altezza fili 5 20 5 20 5 20 4 05 4 05 4 05 4 05 1 82 4 33 4 51 Sezione metallica 3914 mm Anno di costruzione 1992 Centro di controllo LA T I F Difetto n fili rotti Sezione Sezione mancante A 1 4 05 mm 12 88 mm 0 33 B 2 4 05 mm 25 76 mm 0 66 c 3 4 05 mm 38 64 mm 0 99 D 1 4 0 mm 12 88 mm 0 33 Dati prototipo Velocit relativa 2 0 m s Sensibilit canale 1 200 mV per spira Diametro bobine 2 bobine diverse Sensibilit canale 2 50 mV per spira Tipo di bobine 2 bobine intere velocit carta proporzionale 70 Diagrammi a confronto Riferimento i sell eE hi B lpm fund hos varia Aa Prototipo a x 4 pt a E aa pren Ei tati fera Dal
11. dei dati 6 2 5 Segnali rilevati Ogni tipologia di difetto contraddistinta dalla forma del segnale che viene registrato Infatti il flusso magnetico indotto subisce deviazioni che dipendono dall entit di difetto che incontrano Per questo al fine di riuscire ad interpretare i grafici ottenuti nelle apparecchiature LF e LMA vengono riportate successivamente le tipologie di danni rilevabili e la rappresentazione corrispondente Ogni segnale possiede una propria ampiezza e intensit 0 w p v 6 u Y Simm Forma teorica del segnale Divario tra la larghezza del segnale e a distanza tra i lembi dell interruzione Un ampiezza W Essa disposta verticalmente rispetto all ascissa in funzione dellsa sezione del filo alla lunghezza della rottura del filo o della velocit di prova quando si va ad utilizzare sensori a bobina Una larghezza T in funzione della distanza di interruzione della continuit del fiilo segnali possono diventare due e distinguibili tra loro quando la distanza abbastanza marcata tra le due estremit del filo 57 6 2 5 1 Segnale corrispondente al filo test Spiegato nel paragrafo precedente la funzione e struttura del filo di prova qui viene spiegata la tipologia di segnale che il rilevatore individua in esso e il perch Fornisce la prima calibratura della macchina di prova L aumento di sezione rispetto all orizzontale fa si che il suo andamento sia opposto alla ro
12. delle sezioni trasversali rette di tutti i fili componenti la fune misurata inmm Gli elementi per il calcolo della sezione vengono forniti dal produttore di funi stesso Sezione lorda e sezione resistente Poniamo 6 diametro del filo d diametro nominale della fune diametro della circonferenza circoscritta k numero di fili si pone t To Ar 4 xk area della sezione resistente Al 4 area della sezione lorda mediamente si ha Ar 0 43 Al Prestiratura Effettuata in fase di costruzione della fune per limitarne l allungamento permanente dopo la sua messa in opera Questo trattamento cerca di uniformare il pi possibile la distribuzione dei carichi tra i vari trefoli e di far risparmiare le operazioni di accorciamento della fune che altrimenti sarebbero necessari dopo un determinato periodo di utilizzo La procedura molto semplice e consiste nel sottoporre la fune prima del suo impiego a trazione con un carico che si aggira alla met del suo carico di rottura massimo Pu essere realizzata in due modi a prestiratura statica si esegue a carichi di circa il 50 della forza di rottura con una serie di cicli di carico permanenza del carico per un dato tempo e scarico fino al completo assestamento della fune 10 b prestiratura dinamica si esegue in linea alla fabbricazione della fune su un prestiratore posizionato prima dell avvolgimento finale della fune con tensione che generalmente 1 3 della forza di rot
13. di impedire lo scioglimento dei trefoli e dei fili elementari 78 D P R 673 82 Per le funi metalliche per il sollevamento di materiali d obbligo l indicazione del nome del fabbricante e gli estremi dell attestazione con la quale il fabbricante stesso denuncia le caratteristiche del materiale pertanto tali organi di sollevamento debbono essere acquisiti solo se rispondenti al D P R 673 82 IL D P R El STATO SUPERATO DALLA DIRETTIVA MACCHINE La UNI ISO 4309 2008 la norma il riferimento per quanto riguarda i limiti di difettosit che costringono alla sostituzione della fune In una valutazione globale del criterio di dismissione di ciascuna fune si dovr tenere conto anche di rotture solo interne su fune di carroponte Aspetti tecnici come specifiche del costruttore contenute nel manuale di uso e manutenzione gravosit di utilizzo evoluzione delle rotture traumi e difetti localizzati corrosione aspetti gestionali come priorit dell installazione danno in caso di disservizio o incidente tempi e difficolt di sostituzione costi Il metodo di ausilio in caso di necessit di scelte diverse contingenti che potranno essere supportate da controlli supplementari e ravvicinati es per sostituzione prevista ma non possibile e da dilazionare ritardi nell approvvigionamento del ricambio sorveglianza di particolari danni in attesa della sostituzione etc Valutazione dei danni Si segue sempre la UNI ISO 4309 la quant
14. e Scegliere la tecnica appropriata di controllo a seconda delle situazioni e Conoscere ilimiti applicativi e Regolare tarare le apparecchiature e Conoscere le tecniche di controllo visivo e Addestrare il personale per il livello 1 e Organizzare i risultati delle prove e redigere raporti Per il terzo livello di certificazione l esperienza minima richiesta funzone dell istruzione scolastica e deve comunque possedere un livello 2 plurisettoriale altrimenti deve aver superato l esame pratico di livello due presso un centro di esame riconosciuto Informazioni specifiche sono contenute nel testo CICPND Conoscenze minime richieste di qualificazione e certificazione del personale addetto alle PND Differenti sono le normative riguardanti il personale adibito al controllo di funi metalliche per impianti di trasporto civili In questo caso la certificazione del personale articolata in un unico livello definito Esperto e prende il nome di Esperto in controlli Magneto induttivi di funi metalliche di impianti funiviari per il trasporto di persone 81 8 Conclusioni Dall esperienza diretta in L A T I F si potuto notare concretamente l efficacia del metodo di controllo magnetoinduttivo i suoi pregi e difetti L apparecchiatura osservata in possesso al laboratorio di controllo su funi da ormai trenta anni e viene utilizzata come riferimento per la certificazione delle nuove apparecchiature
15. esteso notevolmente in tutti i settori di applicazione e particolarmente in quegli impieghi dove si riscontrano sollecitazioni composte trazione pressione trasversale Infatti essi trovano diffusa applicazione per la costruzione di funi ad alta capacit di carico grazie alla aumentata sezione metallica e per la costruzione di funi soggette a forti pressioni laterali o abrasioni grazie alla solidit dei trefoli ed alla loro grande superficie di contatto Alternativamente possibile a pari carico di rottura della fune adottare una minore resistenza unitaria dei fili migliorando le prestazioni della fune legate alla duttilit ed alla resistenza a fatica del materiale 18 Funi a matrice metallica funi Ercole composte unicamente da fili a sezione circolare Un nucleo di tipo spiroidale realizzato con diversi manti di fili ad avvolgimento incrociato avvolto ad uno strato di trefoli Le funi con anima metallica plastificata sono composte da uno strato di trefoli esterni avvolto su una anima metallica rivestita da una guaina plastica L inserimento di un riempitivo plastico riduce drasticamente la possibilit di scorrimenti relativi dei diversi componenti ed perci in grado di prevenire il verificarsi di alterazioni geometriche delle funi La plastificazione perci assolve alle seguenti funzioni e creare un giunto meccanico che fissa le posizioni reciproche dei componenti della fune consentendone per la necessaria libert
16. lettura dell estensometro lunghezza fune mm A sezione della fune mm Formula per la determinazione dell allungamento percentuale F2 Fi xL EXA 1rh Al Allungamento permanente Variabile dal 2 6 70 dato dall assestamento delle varie parti che compongono la fune di solito si manifesta nella fase iniziale della messa in esercizio della fune e la sua entit dipende dalla sollecitazione a cui sottoposta quest ultima 12 Allungamento termico La dilatazione termica degli acciai solitamente dell ordine di 0 000011 0 000012 volte la lunghezza della fune ogni grado di temperatura L allungamento termico nelle funi diventa rilevante per definire i sistemi di tensione quando a contrappeso o nella verifica delle variazioni di tensione nelle funi Solitamente negli impianti a fune si calcola un salto di temperatura di 60 C Sollecitazioni generate nelle funi Sono 3 ed i loro effetti si sommano anche non tutte hanno lo stesso peso per cui una o pi di esse possono essere trascurate 1 Sollecitazione unitaria di trazione ot dovuta al tiro T 2 Sollecitazione unitaria di flessione of dovuta all avvolgimento della fune sul tamburo 3 Sollecitazione unitaria oc dovuta alla forza centrifuga in genere trascurabile la sollecitazione totale sar o ot oc of Sollecitazione unitaria di trazione ot una sollecitazione di trazione per cui vale la relazione ot T Ar Sollecitazione unitaria di
17. necessaria per riconferire al materiale di cui composto determinate propriet meccaniche che sono decadute nella fase di zincatura La trafilatura comporta una diminuzione del materiale di rivestimento proporzionale alla riduzione subita dal diametro del filo Perci molto importante definire la quantit di rivestimento a priori per ottenere un prodotto finito che soddisfi le esigenze per cui costruito Lo strato esterno di rivestimento del filo costituito da zinco puro si potrebbe pensare quindi che durante le fasi di ritrafilatura esso possa staccarsi lasciando scoperto il materiale sottostante Nella pratica si nota che questo fenomeno non avviene grazie all ottima aderenza che lo Zn possiede 4 6 Laminazione del filo sagomato Quando siamo in presenza di fili sagomati a Z esso non pu essere trafilato ma laminato Si parte dalle vergelle a sezione circolare successivamente si passa su 4 batterie di rulli contrapposti a gola profilata Nel primo passaggio il filo subisce una variazione di sezione da circolare a losanga per poi arrivare alla forma voluta nei passaggi successivi La geometria finale del filo imposta dal tipo di fune che si vuole realizzare ed influenzata quindi dal diametro e numero di fili del manto 4 7 Trefolatura e cordatura L operazione finale che porta alla vera e propria formazione della fune Il passo dei fili nel trefolo ottenuto dalla combinazione dei moti di rotazio
18. oppure nel caso di microfili da una rottura a trazione in corrispondenza della zona di strizione Dopo il passaggio nella prima filiera segue l analogo inserimento in tutte le filiere successive o Undrawn bar Drawn bar Figura 4 1 Schematizzazione filiera Le filiere di trafilatura sono composte di tre parti 1 un inserto molto resistente che costituisce l utensile vero e proprio materiali usati sono acciai alto legati carburi sinterizzati oppure per velocit pi elevate leghe dure o diamante naturale monocristallo o sintetico policristallino PCD o monocristallo L inserto presenta una resistenza all usura e all urto 2 un supporto di rinforzo per sostenere l inserto 3 un telaio cilindrico in acciaio che contiene le altre due parti La sua altezza in funzione della dimensione dell inserto e il suo diametro in funzione del portafiliere dell impianto di trafilatura standardizzato per consentire l intercambiabilit delle filiere nei vari impianti Il telaio permette di supportare lo sforzo assiale che subisce l inserto durante la trafilatura di dissipare il calore che si genera per attrito durante il passaggio del filo e di prolungare il cono di entrata dell inserto per favorire l ingresso del lubrificante nel foro 26 Il processo di trafilatura possiede le stesse peculiarit generali della formatura ossia efficiente realizza un tasso di produttivit elevato accurato i prodotti finali hanno to
19. per un grado di sicurezza sicuramente maggiore basta la rottura di un unico anello per rendere quest ultime inutilizzabili La struttura delle funi varia profondamente a seconda dell utilizzo che ne viene fatto Di seguito verranno elencate le principali tipologie di funi fornite al giorno d oggi 14 diagrammi delle propriet delle funi rendono pi agevole e mirata la scelta del tipo di fune da utilizzare a fronte delle necessit previste per la sua applicazione In particolare consente di identificare funi alternative rispetto a quelle gi installate dove queste non si dimostrassero completamente idonee Figura 2 1 Esempio mappa delle funi funi spiroidali Presentano un anima metallica realizzata per sovrapposizione di strati di fili di diametro simile con elica incrociata per compensare la torsione L anima metallica non conferisce grande flessibilit alla fune e quindi sono impiegate per supporti o ancoraggi tra elementi statici costituita unicamente da fili di acciaio non legato Designazione completa 12 6 1 19 e Designazione abbreviata 1 19 funi a trefoli costituita da uno o pi strati di trefoli con anima centrale in fibra tessile o metallica Nella designazione si riportano il numero di fili presenti dall esterno verso il centro si riportano il numero di trefoli e tra parentesi il numero di fili nei trefoli Sotto indicate le tipologie pi utilizzate 15 36 x 7 drehung
20. rimessa in opera di funi dismesse 79 7 3 Norme sul controllo magnetoinduttivo La norma EN 12927 nel suo ottavo punto regola i controlli elettromagnetici sulle funi Tratta gli apparecchi e i detector per il controllo fornisce le disposizioni per le modalit di prova e soprattutto le prestazioni minime che devono garantire le strumentazioni di accettazione Nello specifico impone di indicare il tipo di rilevatore di difetti detector e almeno di uno dei dispositivi di rilevazione Lf o Lma installati nell apparecchiatura di controllo utilizzata Impone che vengano indicati nel momento della prova le caratteristiche dell apparecchiatura i parametri da impiegare nella prova il tipo di fune da analizzare e in particolare la sezione massima da rilevare Impone che per ogni detector con determinate prestazioni proprie dovr essere assegnata una fune test dedicata Precedentemente il difetto campione viene realizzato in laboratorio La norma stabilisce anche la posizione radiale del difetto da inserire nella fune test Se il detector abilitato al controllo di qualsiasi tipologia di fune le regole stabiliscono di predisporre due funi test una a trefoli e una di tipo chiuso Infine la normativa fissa i limiti minimi di sensibilit e potere risolutivo che il detector deve avere per poter ottenere l accettazione a iniziare il controllo 7 4 Normative inerenti alle apparecchiature per esami magnetoinduttivi Per il controllo d
21. rr An dalla es f id FA EER Lo fi il Hier pit iii tl fpinto im scimmie Micia EE vlt su i parete il A Filo Test i i j pa A DI A j rotture 1 2 multiple 1 1 corrosione Diagramma della prova 83 Partendo dal primo segnale a sinistra filo test abbiamo una rottura singola seguita da una rottura di due fili subito dopo Continuando a scorrere il detector si arrivati in presenza di rotture multiple Dopo di esse si trovano ancora due rotture singole seguite da un tratto di corrosione ruggine Filo mancante Filo rotto In tutti questi punti si proceduto in questo modo Mentre veniva fatto scorrere il detector si monitorava l andamento del grafico di risposta A ogni segnale di anomalia ci si fermava e si andava a visionare la fune in quel tratto per quantificare la portata del danno Effettivamente i segnali erano tutti precisi e chiari quindi l individuazione del punto era immediata Grafico uscente dal rilevatore Installazione dell apparecchiatura 84 Dalla mia esperienza diretta mi sono potuto rendere conto che Il metodo sfrutta principi fisici molto semplici e ampliamente conosciuti Ogni tipo di danno alle funi pu essere rilevato garantendo una elevata sicurezza di controllo Per contro non pu sostituire totalmente la presenza di un giudizio soggettivo da parte dell operatore Infatti nella prova a cui ho preso parte la difficolt maggiore quella del trovare il danno so
22. B fili zincati di classe AB Definizioni Diametro e tolleranze Il diametro normale della fune il diametro del cerchio circoscritto alla sezione normale della fune La misura del diametro si effettua in due punti distanti almeno un metro in ciascun punto si misurano due diametri a 90 uno dall altro la media dei quattro valori rilevati si assume come diametro effettivo La misurazione viene fatta normalmente su un tratto di fune diritto non sottoposto ad alcuna trazione METODO CORRETTO METODO ERRATO misurazione del diametro della fune Figura 1 2 Per i rilievi particolarmente precisi il diametro effettivo si misura sottoponendo la fune ad una trazione pari al 5 del carico di rottura minimo garantito Al momento della costruzione il diametro nominale pu essere maggiore di circa il 4 5 che si ridurr con la messa in esercizio della fune stessa al 3 circa Viene indicato con il termine diametro effettivo il valore del diametro corrente nel corso della vite della fune Le tolleranze ammesse sul diametro sono riportate nella tabella seguente in conformit alla norma ISO 2408 Figura 1 3 Tolleranza sulla lunghezzadelle funi La differenza tra la lunghezza nominale e la lunghezza effettiva delle funi senza tensione applicata compresa nelle seguenti tolleranze Fino a 400 m Up to 400 m ANN VI TE 39 tan 00m Figura 1 4 Lunghezza nominale Formazione Definisce la composizione della fune Pe
23. H H H A A 14 H H H H Mit H4H H H H H H H H H H H H H H 14 HIHI Change of Cross Section High Pass Filtered H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H IA HH HI La linea rossa rappresenta il grafico che mette in relazione il numero di fili rotti per unit di lunghezza Notare come i segnali LF e LMA presentano variazioni che sono di ampiezza maggiore dove il numero di fili rotti maggiore Tra 5 e 4 e intorno allo 0 sono stati rilevati i danneggiamenti maggiori Questo esempio si occupa del controllo di una generica fune a trefoli IWRC con un diametro di 89 mm Sezione della fune esaminata Il grafico mostra i risultati dell ispezione effettuata su quest ultima L immagine mostra chiaramente una grave logorazione su tutta la lunghezza causata da fatica a trazione per la presenza di un pesante carico fluttuante come detto rappresentata dall aumentare del disturbo del segnale Si noti che sia la linea LMA che la linea LF mostrano il tipico pattern di fili rotti e mancanti 65 Infatti sono presenti soprattutto a met diagramma picchi pi pronunciati che sono il segnale di diffuse rotture dei fili costituenti i trefoli Nell area messa in evidenza danneggiamento di entit grave con probabile interessamento dell anima Il diagramma LMA presenta infatti un salto pronunciato in quel tratto A YE Diatec hitos 2 Ced O i Se aa Seles sl Ar rec too 6 2 7 Contro
24. II II II TI AIA sa raro rra LIL IFKIKIAAAAK p ritnmnritnnritnmntitnmtitrimnmtitmo mnmnitmnMnrittmmimiitmntrittmriritmnmti E 4 ULU LI LI LILLA LI OLU LI LI ULLU U ULULO UDHU U O U LLAU U LIA U LILIU LILIJU U LI 111 IHITTIIITIIIIIIIITIIIIIKIKKK INIA la TI TNNTTONTTTONTTANTITTONTITONTI LI HHH H HH H 4H H XH H H H HHIHH HH ILI IILILI LI ELI LI LV LIV LI LI AQFILI LELE LIE LI LILLE LE LU LI a III DILLIIIIIIIIIIIIIIIEKI ITIITIIIIIRIIIIIIAHIAI 8 TI TOMNTITONTITTOTTITONTITITN PITITNNTI E Li L OL LS LL LS I LILIA U LIL UU I LILILU LILIA UU U LI o Ill be 4 CRT o A PILTLIITIIIIIIIIIIIIIIZYI aa IIIIIIIIIIFIKILIIBIAHKK 10 TI TR i e Li NTTONTITITONTTONTITITONTITONTI LI eop e CA HHAH H A H HLHH FILS HH LI 1241 DPR ALLA LULU LI ALILILI LIA RILI AAA O LI LI LIA LI LILIALI LULA FIEGILITI TIPI AN tr ftt A HritifimHtitHMrititMrititoMri IA LR II LUI LI LI LI LIMI LI LIL II LI LI LIL IS LI LI O A AN TANTRA Ti MANnNTTONTITITONTITONTI H H hH HAL H HHJH HHJH HLHH H H iL 36 mm 21 Strand Non Spin IWRC ao dd LOE OE E OA IIA An 5 TITIETITI TIRI MITI TTA TTT A TITTI 18 Hr Multistrand Rope H HH H HH H H HH 1 H HHIHH H 1 LI LAU LI III LI I LILLA II SI LL U LI II PALELEE III RI BELLI PLL IE ILELILILEIEEA IL ILILELII i 20 PRADA FAAP EHF FTP DA n Y n Pa HH 04 ALL LA LI AI ALIL AA LI LILLA LI AI LIL IALIA LA LI untu ulitu u Lp A LILTI LILIL UL LI LI 22 A gati aan 4 Questo caso illustra l uso di ispezioni EM per l individuazione
25. Possono essere fortemente magnetizzati b Vengono fortemente attratti dai campi magnetici c Cambiano leggermente la loro forma durante la magnetizzazione 44 Ne fanno parte Cr Mn Fe Co Ni le relative leghe i lantanidi ecc Questi materiali presentano una direzione preferenziale di magnetizzazione Si parla di anisotropia magneto cristallina come dell energia necessaria per spostare la magnetizzazione rispetto alla direzione preferenziale A A A p Lt at t pE Z sl i 1 A A s A A P 4 e ei Da e lod 3 Let f a ESE A 0 t _ oa a Fe 7 1043K Ni 7 631 K Co 7g 1404 K c Ferromagnetic ordering in bec a Fe fec Ni and hep Co Figura 6 5 test magnetoinduttivi utilizzati attualmente sono di due tipi e permettono di misurare il flusso disperso o il flusso principale e prendono il nome di e Analisi del campo disperso Localized Flaw inspection LF e Misura della sezione persa Loss of metallic Cross sectional area LMA 6 2 1 1 Analisi del campo disperso LF la tecnica pi diffusa e si basa sulla rilevazione del flusso disperso a cui sempre associata una variazione del campo magnetico convertita dal rilevatore in un segnale elettrico proporzionale alla discontinuit stessa nella fune Quindi se nelle immediate vicinanze del tratto di una fune che interessa esaminare si genera un campo magnetico longitudinale tale da indurre nella fune un flusso avente direzione parallela all
26. a completare la trasformazione nelle strutture desiderate favorevoli alle lavorazioni di deformazioni a freddo L omogeneit strutturale la caratteristica principale di questo trattamento ottenere una struttura omogenea di tipo perlitico fine come risulta anche dall analisi dei diagrammi TTT Sullo stato strutturale finale del metallo hanno grandissima importanza i parametri di processo vale a dire tutte quelle variabili che entrano in gioco nel trattamento termico temperatura di trasformazione di fase velocit di raffreddamento dimensioni del grano della struttura di partenza Raffreddando troppo lentamente oppure innalzando eccessivamente la temperatura di trasformazione accanto alla perlite si ottiene della ferrite indesiderata che comporta un abbassamento della resistenza agli sforzi Quanto pi bassa la temperatura di trasformazione di fase nel campo di formazione della perlite pi fine la microstruttura risultante Ciclo termico a 1 fili smatassati vengono introdotti in forni e riscaldati fino alla T di 900 950 C appena sopra A 3 b Raffreddamento rapido in bagno di piombo fuso finl alla T di 500 550 C zona perlitica c Permanenza isotermica fino a fine trasformazione completa dell austenite in perlite Austenite Perlite cem II tempo sec Foto 4 3 parte del diagramma Fe C Curve TTT 30 4 4 Zincatura La zincatura il processo con cui viene applicato un rivestimento di zinco su un man
27. a deve effettuare il controllo su entrambe le tipologie di funi prima citate necessario preparare i due fili test distintamente Essendo il difetto noto su questi fili prova l operatore conosce la forma del segnale corrispondente e 54 facendolo passare nel detector capisce immediatamente se l apparecchiatura fornisce un segnale corretto Infatti prima di esaminare la fune l esaminatore introduce nell apparecchiatura uno spezzone di filo test e controlla che il segnale indicato su display o carta corrisponda all anomalia Se cos la prova pu iniziare Parte grafica dei rilevatori digitali La grafica solitamente realizzata a piacimento del produttore dati presenti e le scale sono invece standard ed uguali per tutti Primo parametro fornito all osservatore il rapporto tra l intensit del segnale e la distanza della fune misurata dal riferimento iniziale Possibilit di scelta tra LF e LMA se l apparecchiatura dispone di entrambi i rilevatori L utilit di questi diagrammi quella di fornire un indicazione sul comportamento della fune sotto carico e una prima stima basilare sull andamento del segnale Nella misura del flusso indotto disperso l altezza delle colonne corrisponde all intensit rilevata ad una determinata lunghezza Nel grafico relativo all LMA le due linee indicano i livelli di allarme e rifiuto che potrebbero essere raggiunti in presenza di un difetto rilev
28. a seconda che si tratti di una rilevazione del flusso disperso o della sezione metallica persa Se per l asse delle ascisse in entrambi i casi viene indicata la distanza di fune analizzata per l asse delle ordinate unit di misura differente Nel diagramma LF si utilizza l entit del difetto scelto un valore unitario mentre nell LMA viene utilizzata la percentuale di sezione persa A 1 Variazione di area Entit del difetto unit arbitrarie Prova realizzata su fune installata su gru Apparecchiatura utilizzata produttore Kunding Tipo di fune fune a trefoli comunque possibile analizzare il grafico del controllo e individuare le varie anomalie presenti nella fune o x 3 A STE LMA Trace o E tas 45 50 u pei La parte superiore della registrazione mostra la traccia LMA mentre la parte inferiore mostra la traccia LF Dal grafico si pu notare come la fune non presenti nessun difetto fino a una distanza di prova pari circa a 52 m Questa porzione di fune si trova direttamente sopra il trasporto o contrappeso e quindi non si muove mai sopra la puleggia di testa La registrazione mostra corrosione e fili rotti a partire da una distanza di circa 52 m Il punto in cui la fune inizia a presentare anomalie in concomitanza al contatto con la carrucola quando il trasporto al colletto dell albero Questo tipo di danno pu essere spiegato come segue Quando inizia il trasp
29. a serie di riscaldamenti localizzati del materiale Gli effetti di questo riscaldamento possono essere fusione del metallo modifica della struttura metallografica alterazione della sezione o superficie della fune I danni prodotti da questo fenomeno soprattutto in ambito funiviario sono talmente gravi che normative in materia prevedono che le funi siano direttamente collegate a terra dispersori conduttori a terra e giunzioni devono soddisfare le disposizioni CEI 5 3 Corrosione La struttura di una fune prevede numerosi spazi tra i fili e trefoli Queste cavit spesso vengono occupate da impurit umidit o acqua Queste sono le condizioni ideali per la generazione di effetti corrosivi Il fenomeno accelerato dalla presenza di sali o prodotti acidi L unica difesa a questo fenomeno l utilizzo di opportuni lubrificanti inseriti in ogni strato della fune accompagnati da una lubrificazione esterna periodica nel tempo 36 Anche le anime tessili di origine vegetale con il passare del tempo perdono il grasso espulso dalle azioni trasversali dei trefoli e necessitano di rilubrificazione periodica per evitare che l anima si secchi accelerando la corrosione nella zona di contatto con i trefoli Altri fenomeni che rientrano nella categoria di danni da corrosione sono e Tensocorrosione accentuazione dell effetto corrosivo per effetto delle forze di trazione a cui i fili sono sottoposti e Fretting corrosion o co
30. anometro traduce una corrente elettrica in una torsione meccanica L ago oscillando per le turbazioni traccia il segnale prodotto Dotato di due pennini uno scandisce il tempo ad ogni impulso del cronometro per risalire alla velocit di prova e l altro segnale quanta fune stata controllata registratori digitali sfruttano un software proprietario a discrezione del produttore il quale rielaborando le perturbazioni di flusso magnetico forniscono l andamento del grafico direttamente sul display Figura 6 12 A Rilevatore analogico Figura 6 12B rilevatore digitale Componente non direttamente collegato all apparecchiatura ma fondamentale per il funzionamento della stessa il filo test solitamente realizzato mediante una porzione di fune di 400 500 mm di filo tondo con diametro simile a quello esterno della fune da misurare Viene realizzato in laboratorio dove viene inserito al suo interno un difetto noto in una posizione ben prestabilita della sezione Nel caso si debba eseguire la prova su una fune a trefoli il difetto nel filo test verr posizionato tra un trefolo e l anima tessile Il punto stato sceso per essere alla distanza massima dalla superficie esterna Come sappiamo un difetto pi vicino all asse della fune e pi difficile da rilevare Nel caso l analisi debba essere fatta su una fune chiusa il difetto nel filo test deve essere posizionato nel filo centrale d anima Se l apparecchiatur
31. ante Il vero controllo della prova viene fornito nei due diagrammi successivi dove il software dopo aver filtrato i segnali forniti dal detector elabora l andamento dei dati fornendo due grafici ben distinti Essi a fine prova vengono salvati e archiviati Altra opzione consentita dai rilevatori digitali la sovrapposizione in tempo reale di due prove a distanza di tempo prestabilita sulla stessa fune Il programma in grado di fornire all istante l avanzamento del difetto nel tempo e di indicare se necessario l immediata sostituzione della fune L ausilio di software dedicati consentono di avere un ulteriore informazione non possibile con rilevatori analogici II massimo numero di fili rotti per lunghezza di fune e la massima perdita di sezione metallica lungo la fune stessa Indispensabili criteri per determinare il punto di scarto o la periodicit dei cicli da effettuare alla fune 6 2 4 calibrazione apparecchiatura e preparazione degli elementi di prova La prima operazione da eseguire la preparazione del dispositivo rilevatore detector Vengono scele le bobine rilevatrici in base al loro diametro che deve essere sufficientemente grande da consentire il passaggio della fune tenendo conto delle eventuali oscillazioni della stessa e degli eventuali nodi delle impalmature di collegamento al filo test 55 Per garantire il centraggio e il mantenimento della posizione relativa tra detector e fune vengono install
32. ate bussole di guida in materiale plastico con diametro idoneo alla geometria della fune In alternativa viene regolata l altezza dei rulli di scorrimento in modo da ridurre al minimo le vibrazioni Una volta effettuate queste operazioni preliminari il detector completo e pronto per essere installato sulla fune da controllare Una volta avvolta la fune con metodologia relativa alla geometria del detector quest ultimo viene fissato alla struttura di supporto in un punto agevole per l operatore o direttamente sul mezzo in movimento se trascinato Mediante cablaggi elettrici viene collegato il detector all elemento registratore analogico o digitale e al sistema di alimentazione batterie se di tipo elettromagnetico e se ne verifica la continuit dei segnali Effettuate tutte le operazioni meccaniche di preparazione si passa alla regolazione dell elemento di registrazione Viene scelta la sensibilit del canale di misura guadagno dell amplificatore dle segnale Non vi una regola che definisce tolleranze precise in merito ma saputo che i valori sono inversamente proporzionali al guadagno Di conseguenza si deduce che aumentando troppo i livelli di guadagno vengono ad amplificarsi anche i segnali sia dei disturbi che dei difetti Perci livelli troppo alti di guadagno potrebbero portare alla falsatura della prova Un ulteriore parametro che pu influenzare la scelta della sensibilit da adottare
33. ben visibile il tipico aumento di disturbo del segnale causato dalla corrosione nella fune Una rappresentazione della sezione trasversale di questa fune integrato nell analisi Notare che i primi 15 metri controllati non presentano anomalie probabilmente in quanto solo l ultimo tratto di fune in contatto prolungato o permanente con acqua e detriti Il grafico LMA indica che attorno ai 16 5 metri si raggiunto un valore di perdita di sezione metallica del 19 che richiede chiaramente la sostituzione della fune Un test successivo a trazione prova distruttiva ha mostrato una perdita della resistenza alla rottura del 48 3 per la sezione pi danneggiata D altra parte la sezione trasversale del secondo strato di fili rappresenta circa il 47 della sezione trasversale totale Questo suggerisce che il secondo strato di filamenti ha completamente perso ogni capacit portante Distance meter 18 10 11 12 13 14 15 16 17 2 HJHH HHIH id HHIH HH LH H HH LH HHIHH HHJH H HLHH HHJH H HLHH HLIJH H HI Ss 0 erre arre aro rrraararrrrrararrrrrararrrrr arrasar srrrrarasarararrsr sara rar sonara raso ran na01 i PETERR RPAATITARATITANTITANNTINNATTTIANTTANTTINANTITANTI 5 H H H HHHH HKH HHH H HH HHH H HHHH HH 14 H H HHHH HH H H HHHH H HH HH 2 JI LILU LU II LILU LI LIL LI LI LIL UL LI LIL LI LI LISTA LIL LI DLLO LI LI LIA I ULJU LI LILLA U LILLA ULI LI 5 ELE ar rana rara EE EIA AE EEE LA ron rar IERI IRI PMLEEIIII IEEE III I
34. che a trefoli suddiviso in varie fasi a Trafilatura del filo di partenza proveniente dalle vergelle b Lubrificazione del filo durante la trafilatura c Patentamento del filo d Zincatura e Trafilatura del filo zincato f Laminazione del filo sagomato g Trefolatura e cordatura O mini MICHELATURA RAMATLIRA k E LR i Il ii 0 ZINCATURA A CALDO TRAFILATURA FILO DI ACCIAIO LUCIDI ZINCATO WERGELLA TREFOLATURA TREFOLO DI ACCIAIO ZINCATO CORDATURA FRESTIRATURA DINAMICA FUNE DI ACCIAIO FRESTIRATURA STATICA FUNE DI ACCIAIO PRESTIRATA 25 4 1 Trafilatura Il processo di trafilatura un processo di formatura che induce un cambiamento nella forma del materiale grezzo di partenza attraverso la deformazione plastica dovuta all azione di forze impresse da attrezzature e matrici Nella lavorazione di trafilatura il filo subisce dei passaggi forzati attraverso delle matrici filiere con dei fori di diametro progressivamente decrescente che ne riducono la sezione Il volume del filo rimane costante dal momento che la trafilatura un processo senza asportazione di materiale con la riduzione diametrale ottengo l incremento della sua lunghezza Il filo da lavorare viene fatto passare attraverso la prima filiera dopo aver subito una riduzione all estremit da infilare Tale estremit resa conica da un operazione di swagging formatura a martellamento rotante
35. ciaio definito comunemente come un metodo di controllo sia interno che esterno delle funi in particolare interno visto che l esame visivo esterno sempre possibile mentre il visivo interno fattibile solo a seguito dell apertura della fune 6 2 1 Principio di funzionamento Il metodo si basa sul principio di magnetizzazione della fune grazie all impiego di campi magnetici continui o alternati a cui fanno riscontro in corrispondenza di discontinuit o variazioni di permeabilit magnetiche presenti nella fune distorsioni del campo e del flusso flusso disperso di intensit sufficiente per essere rilevate La possibilit di indurre un flusso magnetico nell elemento di prova consentito dalle propriet ferromagnetiche proprie del materiale dell elemento stesso La caratteristica dei materiali ferromagnetici quella di lasciarsi magnetizzare La particolarit di questi materiali il possedere numerose regioni domini magnetici in cui i campi magnetici dei singoli atomi risultano essere allineati In un materiale smagnetizzato l orientamento di ogni dominio puramente casuale fino a quando mediante la presenza di una corrente elettrica o un campo magnetico esterno questi domini si allineano tutti generando una magnetizzazione macroscopica del materiale dee Smagnetizzato Magnetizzato Figura 6 4 IL flusso magnetico I materiali ferromagnetici vantano determinate caratteristiche a
36. cile interpretazione in quanto il flusso magnetico disperso in queste zone minore di quello che verrebbe rilevato da una rottura di sezione minore ma a distanza maggioe tra le due estremit Qui essenziale un controlo LMA che analizza il flusso totale e non la dispersione DP AN ar o nan A 6 2 5 4 Segnale rilevato in presenza di impalmature Qui pur non essendoci un danno effettivo l apparecchiatura rileva delle anomalie La presenza dei nodi negli incroci tra i codini provoca una variazione del flusso magnetico indotto Qui sappiamo che il segnale non corrisponde quindi a mancanza di sezione ma dalla presenza di un elemento aggiuntivo La pratica insegna che la presenza di rotture in concomitanza delle impalmature non da escludere Perci si davanti a un caso delicato che se presenta dubbi deve essere analizzato da un accurata verifica visiva Il segnale solitamente presenta dei picchi marcati in presenza dei terminali dei codini e nei nodi 60 6 2 5 5 Segnale corrispondente alla corrosione Il fenomeno di corrosione pu verificarsi anche senza la presenza di rotture di fili La corrosione essendo distribuita tra i fili solitamente viene letta dall apparecchiatura con l aumento sempre pi accentuato e irregolare del fondo Una caratteristica di questo segnale che le perturbazioni nel grafico presentano un altezza media quasi costante in tutto il tratto dove la corrosione si manifestata Controlland
37. confronto non si notano differenze sostanziali L apparecchiatura pu essere ritenuta idonea al controllo funi in conformit con la normativa europea UNI EN 12927 8 Esempio su fune a trefoli Dati fune Tipo di fune A trefoli in acciaio lucido Diametro 12 0mm Numero fili 216 Formazione 6 14 7 7 7 1 Diametro fili esterni 0 67 mm Sezione metallica 1 Massa nominale 0 55 Kg Dati apparecchiatura test Tensione di alimentazione variabile Tipo bobine 2 intere Corrente di alimentazione 60 A Sensibilit canale 1 100 mV per spira Velocit relativa 1m s Sensibilit canale 2 100 mV per spira Diametro bobine 40 mm velocit carta 20 mm s Esternamente alla stessa sono stati posizionati spezzoni di filo diam 0 80 mm n 1 spezzone L 400mm a circa 3 30m dal primo serie di spezzoni in sequenza 71 L 200mm 3mm aria L 50mm 3mm aria L 200mm Grafico prototipo da certificare 1500 1000 500 O 500 1000 0 DIFETTO Test 400mm 200mm 3mm 50mm 3mm 200mm filo aria filo aria filo Grafico apparecchiatura di riferimento INTEGRA ona e 72 6 3 Esame radiografico un controllo non distruttivo che viene utilizzato nel controllo di quelle funi in cui non possibile effettuare il controllo visivo Funi non visualizzabili internamente funi Chiuse e dove l ispezione difficoltosa funi Ercole sono alcuni esempi L esame radiografico p
38. di movimento e contribuire alla riduzione di fenomeni di corrosione interna perch riduce la permeabilit della fune agli agenti inquinanti e riempire lo spazio libero tra i trefoli esterni Sulla sezione di una fune Ercole l effettivo stato di tensione non omogeneo La tensione risulta maggiore per i fili esterni del nucleo spiroidale a causa della pressione tra i trefoli ed il nucleo e la rispettiva differenza di modulo elastico tra di essi Figura 2 6 Sezione fune Ercole Funi chiuse Funi costituite da un nucleo spiroidale di fili tondi in pi manti con avvolgimento incrociato e uno o pi manti di fili sagomati a Z anche essi ad avvolgimento incrociato Questo avvolgimento incrociato conferisce alla fune la propriet di anti svolgimento La rotazione della fune attorno al proprio asse un fenomeno da evitare in quanto altera profondamente i rapporti 19 geometrici esistenti sbilanciando la ripartizione degli sforzi tra i fili e pu provocare la rotazione del bozzello fino a fare attorcigliare tra loro le funi vantaggi offerti dalle funi chiuse sono a Elevato coefficiente di riempimento che permette un carico resistente pi elevato rispetto alle altre tipologie di funi b Superficie esterna cilindrica che le fa preferire ad altre tipologie quando la fune deve scorrere tra pulegge o per esempio nei rulli di un carrello di funivia c Protezione elevata del nucleo spiroidale alla corrosione d Ridotti i danne
39. di un cabestano e di anelli motorizzati che ruotano ad una velocit periferica uguale a quella del filo in uscita dalla filiera La velocit variabile e regolata attraverso appositi sistemi Quelle Deutsche Fotothek Foto 4 2 Impianto di trafilatura 28 4 2 Lubrificazione durante la trafilatura La lubrificazione indispensabile nella trafilatura durante la lavorazione la superficie del filo ricoperta da un lubrificante scelto a seconda delle caratteristiche di resistenza ed attrito dei materiali a contatto Un comune lubrificante il sapone ed un altro molto usato l emulsione olio emulsionato con una percentuale dell 1 2 di acqua Il lubrificante arriva a contatto delle spire dei fili capillari e sottili per caduta dai numerosi ugelli di un condotto situato sopra ad ogni serie di anelli Ulteriori ugelli sono posti prima di ogni filiera e spruzzandovi contro permettono al lubrificante di accompagnare il filo nella matrice facilitato dalla zona di entrata del profilo Le ultime filiere prima del cabestano sono le meno lubrificate dato che sono posizionate sulla parete che divide l impianto di trafilatura dal forno di ricottura e quindi sono bagnate solo da un lato Il maggior numero di rotture avviene in queste ultime filiere a causa dell attrito eccessivo dell accumulo di polverino in uscita e quindi del danneggiamento dell inserto della filiera o della superficie del filo nei fili sottili e capillari il rapport
40. e determinate in fase produzione comprendono la stereoregolarit la massa molecolare e l indice di polidispersione 23 LUBRIFICANTI IMPIEGATI NELLA COSTRUZIONE Durante la realizzazione della fune viene introdotto il grasso necessario per la lubrificazione interna di quest ultima Il lubrificante varia a seconda degli impieghi a cui la fune viene adibita La quantit iniziale di grasso che si applica sempre maggiore di quello che la fune riesce a trattenere dopo la fase di assestamento La quantit in eccesso fuoriuscendo andr a ricoprire gli strati superficiali fungendo da protezione contro l ossidazione esterna Per alcuni impieghi particolari non consentita la fuoriuscita di grasso dalla fune durante la costruzione e per questo la lubrificazione in fabbrica viene effettuata mediante oli speciali che mantengono la superficie secca e pulita msp m schnvermetal und loro m sehr guter Verschiei schute m h chste Dr ckbelastbarkeit m herausragende Schmierfimstabili t ff m bei geringen Verbrauchismengen m ausgezeichnete Hoffhigkeit m vermindert Yibokorrosion Temperature Tempra ronga Grund lviskosit t 40 C 4 A Do Base ah cd Ca NLG ta Mare Unolit ELASKON gt thene Spray Ol la Oranisett A ryt in Figura 3 4 Esempio lubrificazione dell anima tessile nelle funi per movimentazione funivie 24 4 Processo produttivo Il processo produttivo atto alla realizzazione di funi metalli
41. e in grandi categorie e norme che riguardano le varie tipologie di macchine e impianti per sollevamento cose o persone e norme che riguardano le funi e il loro controllo e norme uni nel controllo magnetoinduttivo e norme perl accettazione delle apparecchiature e certificazione del personale addetto ai controlli 7 1 normative sugli impianti La legislazione nazionale per l esercizio di macchine e impianti per operazioni di sollevamento materiali e persone prevede l obbligo di controlli e verifiche periodiche in considerazione delle potenziali conseguenze in caso di malfunzionamento o collasso delle stesse L art 71 del D Lgs 81 08 prevede che le attrezzature di lavoro soggette a deterioramenti che possano dare origine a situazioni pericolose siano sottoposte a controlli periodici per assicurarne il buono stato di conservazione e l efficienza ai fini della sicurezza Le normative regolano il tipo e modalit di controllo da eseguire a seconda della tipologia di impianto Macchine e impianti per operazioni di sollevamento di materiali e persone attrezzature di sollevamento La famiglia delle attrezzature di sollevamento costituita da numerose tipologie con caratteristiche costruttive e d impiego molto differenti fra loro 76 Una prima classificazione delle attrezzature di sollevamento pu essere fatta in base alla Tipologia di carico da sollevare Si distinguono le attrezzature destinate al solo sollevamento d
42. e la caratterizzazione quantitativa di fili interni rotti Il grafico relativo alla prova su una fune anti girevole utilizzata su un impianto di sollevamento utilizzato in miniera La stima del numero di fili rotti per 100 mm di lunghezza della fune N rilevate dalla 64 traccia LMA viene visualizzato nella parte superiore del grafico Qui Nmax indica il numero massimo di fili rotti per 100 mm di lunghezza della fune Basato sull esperienza di funzionamento di questa tipologia di fune un valore di Nmax 20 ritenuto il limite di accettazione Dall andamento del grafico LF sono ben visibili numerosi picchi caratteristici della rilevazione di fili rotti Si nota sempre da questo andamento che la fune non presenta n usura n corrosione per l intera lunghezza infatti non vi un disturbo di segnale accentuato e diffuso Dall andamento dell analisi LMA sono presenti in vari punti percentuali di perdita di sezione elevati caratteristici di difetti rotture fili UN Tesi meter e marker NN mae H i i a HHTHH EH da PUA dE PETH TH HNE IHHEHEH EHEHEHEH EH H ATA H H H H H Ht IRR HEH EH EAA HEH EE HHH HIHI HEHE HAHA ERRE HERE PHI ER PAR ERA A PERI lt tH4 H H tH HtH4H HtHtHH4H H H Ht4H H H H H H Htl It tt H HtHtHtH4H HtHtHH4HtH H HtH4tH H H tH tH H tHt 4 H H tHtHtH4H HtHtHH4HtH H HtH tH H H H tH H Ht l HI 4H H H H H4H H H HH H H HHHH POLL H H H H4 H 414 parare a 14 H 14 HA HA HA AH bereber H
43. egate in serie di cui ciascuna costituita da due bobine appaiate e collegate elettronicamente in opposizione di fase allo scopo di ottenere segnali magnetoinduttivi analoghi a quelli della bobina radiale Attualmente le bobine possono acquisire il segnale 49 differenziale della coppia di bobine e il segnale di una bobina integrato lungo la fune con sistemi computerizzati J sm E a det U l Assiali Radiale Radiale Assiale Figura 6 8 schematizzazione delle bobine In alternativa al metodo magnetoinduttivo viene proposto il metodo con sonde Hall che si basa sull effetto omonimo e pi precisamente sulla legge di Lorenz Legge di Lorenz un oggetto elettricamente carico che si muove all interno di un campo magnetico soggetto a una forza forza di Lorenz con direzione sempre perpendicolare a quella del moto Il dispositivo di rilevazione costituito da uno o pi trasduttori collegati tra di loro che generano una tensione proporzionale all intensit del flusso magnetico che li attraversa La sonda Hall realizzata mediante una lamina di materiale semiconduttore drogato Attraversata da una corrente e immersa in un campo magnetico H di direzione perpendicolare alla corrente la lamina quindi interessata per la legge di Lorenz da un campo elettrico differenza di potenziale AV normale sia alla direzione della corrente che a quella del campo magnetico La forza di Lorenz deviando gli elettroni provoca
44. elle funi in acciaio adibite ad impianti di trasporto civili visto l enorme grado di sicurezza che va mantenuto sono state realizzate normative specifiche per l accettazione delle apparecchiature utilizzate La normativa EN 12927 prevede una verifica di conformit dell apparecchiatura preliminare prima del rilascio di una certificazione CE Inoltre per l Italia bisogna disporre di una specifica autorizzazione da parte del Ministero dei trasporti La normativa europea TC242 del Comitato Europeo nella sezione funi fornisce i requisiti minimi che devono essere rispettati dall apparecchiatura per essere ritenuta idonea 80 7 5 Certificazione del personale per i controlli delle funi La certificazione del personale peri controlli delle funi negli impianti a fune ha avuto uno sviluppo lungo e complesso Questa certificazione articolata su tre livelli in sintonia con le normative europee EN 473 e ISO 9712 e prende il nome di Personale esperto nei controlli non distruttivi sulle funi metalliche impiegate per il sollevamento per il trasporto di persone e di cose e per Tensostrutture Il primo livello di competenza impone la conoscenza nel e Regolare le apparecchiature di prova e Eseguire le prove e Classificare i risultati e stendere un resoconto Il secondo livello esegue e conduce prove nel metodo certificato secondo procedure stabilite per cui si deve essere in grado di e Conoscere la tipologia di funi
45. enti fili trefoli anima che tenuti insieme per accostamento definiscono la struttura finale Sollecitazioni eccessive possono quindi compromettere la geometria e di conseguenza le prestazioni per cui la fune concepita L elevata capacit di sostenere carichi assiali la flessibilit antigirevolezza con opportuna disposizione dei trefoli e la maneggevolezza sono le maggiori qualit di una fune metallica e sono rese possibili grazie alle ridotte dimensioni trasversali degli elementi che la costituiscono Per contro la loro disomogeneit comporta la riduzione della loro stabilit geometrica e della resistenza all abrasione La fune come detto prima non essendo un materiale isotropo le supe propriet dipendono dalla direzione delle sollecitazioni applicate impone il suo utilizzo solo nel caso di sollecitazione prevalentemente di trazione Eventuali stati tensionali di compressione in essa possono portare a conseguenze distruttive alla struttura La risposta alle sollecitazioni da parte degli elementi della fune non proporzionale alle sollecitazioni stessa quindi non un materiale linearmente elastico Questo le consente di offrire buona resistenza ai carichi impulsivi Le funi di acciaio sono componenti di sicurezza degli impianti in quanto presentano e Ridotta incidenza di difetti tali da compromettere la capacit di carico e Andamento progressivo del degrado dovuto all esercizio e Altissima rivelazione dello stato operativo
46. ermette di rilevare fili rotti internamente ala fune a condizione che la superficie di frattura abbia un andamento ortogonale rispetto all asse dei fili Questo avviene nelle rotture a fatica che si possono verificare in corrispondenza ai due imbocchi delle carrelliere ed in minor misura sulle estremit delle scarpe di stazione e sostegno inoltre adatto all analisi di tutte quelle zone in cui l esame magnetoinduttivo per il suo principio di funzionamento non in grado di rilevare l entit del danno o dove per la geometria degli elementi non pu essere traslato Per contro l esame radiografico non in grado di rilevare fili rotti con superficie di frattura trasversale rispetto all asse dei fili Questo tipo di rottura pu verificarsi in campata o in punti particolari come conseguenza dei fenomeni di tensocorrosione generalmente tipici delle funi Ercole essendo le chiuse per struttura difficilmente penetrabili dall acqua L interpretazione dai dati ottenuti con questo metodo pu essere resa pi agevole se il personale addetto possiede una buona conoscenza delle caratteristiche della fune e buona padronanza nell utilizzo delle apparecchiature necessarie La qualit radiografica definita oggettivamente da due parametri e Contrasto e Definizione Il contrasto radiografico definito come la differenza della densit tra due aree adiacenti C D D La definizione intesa come la rapidit di passaggio t
47. festazioni di degrado sono di solito indicati dalla casa costruttrice tuttavia previsto che metodi di controllo complementari possano essere scelti dal responsabile di esercizio dell impianto in relazione al particolare elemento da verificare e al tipo di manifestazione che pu essere temuta Per il controllo delle funi negli impianti funiviari adibiti al trasporto di persone richiesta invece esplicitamente l applicazione del metodo magnetoinduttivo 7 2 Normative riguardanti le fune Nel caso di funi adibite al sollevamento cose in vigore Coefficienti di sicurezza per funi Art 179 D P R 547 Le funi devono avere un coefficiente di sicurezza di almeno 6 per le funi metalliche 10 per le funi composte di fibre Le funi debbono essere sottoposte a verifiche trimestrali Le verifiche trimestrali delle funi devono essere registrate nelle apposite pagine dei libretti matricolari cos come disposto dal D M 12 9 1959 AI fine delle verifiche occorre riferirsi alla norma UNI ISO 4309 84 Funi metalliche per apparecchi di sollevamento Criteri di verifica e sostituzione delle funi Attacchi ed estremit libere delle funi Art 180 D P R 547 Gli attacchi delle funi devono essere eseguiti in modo da evitare sollecitazioni pericolose nonch impigliamenti od accavallamenti Le estremit libere delle funi sia metalliche sia composte di fibre devono essere provviste di impiombatura o legatura o morsettatura allo scopo
48. fili anche dai metalli Non abbiamo molti reperti storici in Italia a Pompei stato ritrovato uno spezzone di fune di rame fabbricato con 3 trefoli di 19 fili ciascuno Lo stesso Leonardo da Vinci cita l esistenza di funi sia in acciaio che in rame i cui fili erano sicuramente ottenuti per forgiatura Ma le prime funi erano sicuramente eseguite con vegetali intrecciati ed usate per la costruzione di ponti sospesi Gli Inca avevano standardizzato la costruzione di ponti sospesi utilizzando ed intrecciando la paglia esistente sul posto per formare funi a pi trefoli Quindi liane o specifiche funi hanno aiutato l uomo a superare fiumi o profondi avvallamenti Tra il 1400 ed il 1800 vennero fatti molti tentativi per costruire funi con fili di acciaio trafilati piuttosto che forgiati ci avrebbe permesso di elevare notevolmente la tensione nelle funi e quindi di realizzare impianti molto pi performanti Solamente agli inizi del 1800 si cominciarono ad impiegare e costruire funi in acciaio trafilato Nel 1834 Albert di Clausthal costru una fune in acciaio lunga 605 metri avente un diametro di 18 mm e composta da 3 trefoli di quattro fili ciascuno avente una resistenza a trazione di 55 kg mm Tale lunghezza fu ottenuta inserendo i fili opportunamente sfalsati nei trefoli infatti la lunghezza massima allora ottenibile per ciascun filo era pari a 40 metri circa Albert di Clausthal che lavorava nelle miniere contribu fortemente allo sviluppo delle f
49. flessione of Ricordando la relazione della curvatura nel caso di una sollecitazione di flessione retta trascurando la curvatura che l avvolgimento della fune impone sul filo rispetto a quella della fune sul tamburo Chiamando con Rp il raggio esterno del tamburo D il suo diametro con il momento di inerzia della sezione retta del filo con E il modulo di elasticit lineare del materiale si ha 1_ Mf Rp FI El z M Rp Per il filo che si avvolge sul tamburo Mf 21 Mf of WF Wr amp of 2l 13 Sostituendo si ottiene Ed HO pp la tensione calcolata con questa formula risulta elevata e sperimentalmente si introduce un parametro k ottenendo la relazione finale ES ofzkx 3 sperimentalmente si ottenuto k 8 da cui si ottiene la formula 3 d of 8 xD Questa formula trovata da BACH non risulta giustificata da considerazioni teoriche ma esse quella che meglio rappresenta la sollecitazione effettiva La resistenza totale della fune quindi minore della somma della resistenza dei singoli fil ci determinato dalla irregolare distribuzione del carico sui fili e delle sollecitazioni secondarie la perdita detta di cordatura varia tra il 5 e il 15 per funi con un numero di fili basso a funi con un numero di fili alto 2 2 Tipologie di funi Le funi sono utilizzate in innumerevoli applicazioni sollevamento di carichi ascensori ormeggio navi funivie realizzazioni ponti e tante altre Preferibili alle catene
50. ggiamenti dovuti allo strisciamento e Possibilit di riparare i fili in opera Gli svantaggi di contro sono la poca flessibilit che ne rende difficoltoso l avvolgimento Infatti sono pi elevati i rapporti di avvolgimento diametro struttura diametro fune dei tamburi di ancoraggio Questa poca flessibilit rende sensibili le funi chiuse all effetto dell usura per fatica generata dagli enormi cicli di piegamento raddrizzamento a cui sono sottoposte Essendo che queste funi vengono utilizzate anche nel campo del trasporto di persone le norme impongono rapporti di avvolgimento maggiori per aumentare la sicurezza d esercizio Figura 2 7 Fune chiusa 20 2 3 Scelta della fune In accordo con la UNI ISO 4308 1 Diametro minimo della fune d si ricava mediante la relazione d CYS dove C il fattore di selezione della fune S la forza di trazione massima della fune N Per il calcolo di S si deve tener conto di 1 carico di servizio nominale 2 peso organo di presa compreso fune 3 rendimenti meccanici organi Il fattore C si ricava dalla relazione Zp Ro la sollecitazione a rottura del filo Zp un coefficiente pratico minimo di utilizzazione K un fattore empirico di carico minimo di rottura Carico minimo di rottura di una fune Fo S Zp Diametro tamburo Il diametro minimo deve rispettare la relazione D1 gt h1 d dove D1 il diametro primitivo del tamburo d il diametro minimo de
51. i materiali gru argani e paranchi e montacarichi destinati al sollevamento di materiali e persone piattaforme di lavoro elevabili auto sollevanti su colonne gli ascensori ecc Modalit di sollevamento del carico Comprendono le attrezzature di sollevamento per soli materiali gru argani e paranchi che sollevano e movimentano un carico oscillante ovvero sospeso mediante elementi non resistenti a flessione funi catene e simili Tipologia di installazione Attrezzature di sollevamento installate in maniera permanente ascensori montacarichi e carroponte Attrezzature installate in maniera temporanea elementi trasportabili come le gru a torre gli ascensori montacarichi da cantiere ecc Attrezzature mobili semoventi e non semoventi quali ad esempio le gru su autocarro e le piattaforme di lavoro mobili elevabili Questa differenziazione fra le varie tipologie di attrezzature di sollevamento si riflette naturalmente sul diverso percorso legislativo e normativo che ha caratterizzato taluni gruppi sia in termini costruttivi normativa tecnica di immissione sul mercato e di messa in servizio sia in termini di esercizio e quindi di modalit di esecuzione dei controlli e delle verifiche L immissione sul mercato degli ascensori ad esempio disciplinata dalla direttiva europea 95 16 CE direttiva ascensori recepita in Italia con il D P R 162 99 Le altre attrezzature di sollevamento ricadono sotto la direttiva 98 37 CE di
52. ificazione sempre fatta a seguito di ispezione visiva diretta Danni rilevati e non visibili quindi interni richiederanno l apertura locale della fune nella zona interessata sempre per la valutazione visiva diretta conteggio e quantificazione dei danni stessi ai fini della decisione circa il mantenimento in opera o sostituzione Per le funi usate nello specifico campo di impianti funiviari si segue la norma EN 12927 prescrizioni di sicurezza degli impianti a fune per trasporto di persone funi Si articola in sette parti le quali trattano singolarmente Criteri di scelta delle funi e dei loro attacchi stabilisce le tipologie di funi da utilizzare in funzione del loro impiego sui diversi impianti Coefficienti di sicurezza diversi per il tipo di applicazione e tipo fune stabilisce anche i rapporti di avvolgimento Impalmatura delle funi traenti portanti traenti e trazione a 6 trefoli come eseguire giunzioni e tolleranze attacchi di estremit esecuzione delle teste fuse o secche tamburi di ancoraggio morsetti a piastra ecc Stoccaggio trasporto posizionamento e messa sotto tensione disposizioni sulla conservazione trasporto e messa in opera delle funi Criteri di rimozione in termini di percentuale mancante della sezione metallica rilevata dai controlli che ne impongono la rimozione Controllo riparazione e manutenzione disposizioni sulla manutenzione delle funi frequenza e modalit dei controllo riparazione e
53. iformi su pulegge e rulli Sezione Warrington 6x31 trefolo Warrington 1 6 6 6 Figura 2 4 fune Warrington funi filler Formate da almeno tre strati con corrispondenti tre diametri differenti ma uniformi in ogni strato Caratterizzata da fili di riempimento di piccolo diametro Vengono utilizzate per portanti traenti o per zavorre 17 Sezione filler 6x25 trefolo filler Figura 2 5 fune Filler funi compatte Nelle funi compatte oltra al filo anche il trefolo viene trafilato Ne consegue un appiattimento dei fili esterni che consegue un miglior riempimento con prestazioni maggiori della fune La compattazione dei trefoli un processo di deformazione a freddo del trefolo stesso nel suo complesso e dei suoi fili in particolare realizzato riducendone il diametro per mezzo del passaggio attraverso una filiera o una coppia di rulli A seguito del processo di compattazione si operano delle profonde modificazioni della forma dei fili elementari tali da e aumentare la sezione metallica del trefolo e creare zone di contatto estese tra i fili e ottenere una superficie del trefolo pi liscia regolare e meno permeabile e rendere pi uniforme la ripartizione delle tensioni sui fili e aumentare la stabilit dimensionale del trefolo rispetto alle forze trasversali e possibilit di operare con maggiore lunghezza del passo e quindi di ottenere un maggiore modulo di elasticit L utilizzo di funi a trefoli compattati si
54. igura 5 2 Rappresentazione tipologie di danno sulle funi ii 39 6 Controllimoni distrutiWiiincainian ii aiii 40 O 41 6 2 Metodo MagnetolnduttiVO ocioso ile eee i aiar 44 6 2 1 Principio di funzionamento iii 44 6 2 2 elementi essenziali per la validit del principio generale iii 47 6 2 3 Composizione dell apparecchiatura di prova iii 52 6 2 4 calibrazione apparecchiatura e preparazione degli elementi di prova ii 55 6 2 5 E rho lo eat ana at 57 6 2 5 3 Rotture multiple nella stessa SEZIONE M ii 60 6 2 6 L ettura grafiCi A iaia nia 62 6 27 Controllo sU fUni i ie nicola aLe lica line alato 63 Esame radiografi O colei ai 7 Normative 7 l normative sugli impianti erein ni sii 7 2 Normative riguardanti le fUNE iii 7 3 Norme sul controllo magnetoinduttivo iii 7 4 Normative inerenti alle apparecchiature per esami magnetoinduttivi ii 7 5 Certificazione del personale per i controlli delle funi i CONCISO vst lan nani ai Bibliografia 1 Introduzione Le prime funi erano costituite da tendini di animali e o da liane sicuramente in tempi successivi si sviluppata l idea d intreccio di fili sia di origine animale che vegetale per aumentarne la resistenza Sappiamo che sia i cinesi che gli egiziani utilizzavano funi molti secoli a C e che sapevano produrre
55. il rumore di fondo Esso definito come una caratteristica propria di ogni fune e rappresenta l escursione dell intensit del segnale in mancanza di difetti rilevanti la sua prima rilevazione offre una impressione iniziale della fune stessa Un rumore di fondo eccessivo pu quindi fallare la rilevazione dei veri difetti intrinseci perci valori appropriati di sensibilit possono correggere questo inconveniente Il fondo scala definito come il limite dell ordinata del diagramma segnale spazio un altro parametro che non ha vincoli quindi deciso dall operatore che effettua la prova Solitamente mantendendo il pi possibile i parametri di prova costanti si sceglie un fondo scala tale da corrispondere al doppio o triplo dell ampiezza corrispondente al filo test La velocit di prova come indicato in precedenza assume valori variabili tra 0 6 e 5 m s L operatore giunto sul posto valuta le caratteristiche dell impianto e da li procede alla scelta che ritiene pi opportuna Solitamente nella pratica valori attorno ai 2 3 m s appropriata per qualsiasi situazione Infine andr fissato il rapporto segnale disturbo il parametro pi importante che fornisce il livello qualitativo dell apparecchiatura utilizzata Viene solitamente calcolato come il rapporto tra un segnale 56 noto filo test e il rumore di fondo Perci maggiore la chiarezza del difetto dal fondo tanto pi agevole sar la rivelazione
56. ino sull esterno della fune e che i trefoli non devono essere scostati eccessivamente 42 5 Quando si ottenuta una modesta apertura si pu utilizzare una sonda per rimuovere il grasso o frammenti che potrebbero ostacolare l esame della fune Figura 6 3 Apertura della fune 6 punti essenziali da controllare sono a lo stato di lubrificazione interna b il grado di corrosione c l intacco dei fili causato da pressione e di usura d la presenza di fili rotti 7 Una volta finito il controllo interno lubrificare la parte interna della sezione aperta 8 Esercitare una rotazione dei morsetti assicurandosi che il riposizionamento dei trefoli intorno all anima della fune sia avvenuto in modo corretto 9 Dopo la rimozione dei morsetti la superficie esterna della fune deve essere normalmente ingrassata Questo metodo di verifica come detto prima pu essere svolto solamente da persoanle che abbia frequentato dei corsi di apprendimento specifici e che sia ritenuto idoneo per svolgere la professione immediato accorgersi che eventuali errori di valutazione sono inevitabili data la soggettivit di interpretazione e identificazione Anche la velocit di controllo piuttosto lenta e in funzione dell osservatore Nelle norme indicate successivamente verranno esposte le modalit di analisi del personale da ritenere idoneo 43 6 2 Metodo magnetoinduttivo Il metodo di prova magneto induttivo delle funi d ac
57. ione 6 Deformazione a canestro di una fune multitrefoli causata da una rotazione forzata per gole troppo strette o angolo di deviazione eccessivo Tale condizione richiede l immediata sostituzione 7 Espulsione dell anima metallica solitamente associata a una deformazione a canestr Tale condizione richiede l immediata sostituzione 8 Un solo trefolo interessato dall espulsione di fili Occorre tenere sotto controllo tale difetto 38 Figura 5 2 Rappresentazione tipologie di danno sulle funi 39 6 Controlli non distruttivi Gli impianti a fune sono sottoposti a revisioni o controlli periodici in base a scadenze dettate dalla normativa vigente volti ad accertarne il corretto funzionamento ed il permanere delle condizioni di sicurezza Durante tali revisioni si esegue un accurata verifica degli organi principali dell impianto particolare attenzione aspetta agli organi della cui la rottura pu essere compromessa la sicurezza dei passeggeri trasportati lavoratori o persone nelle vicinanze organi che vengono sottoposti a controlli non distruttivi per l analisi di stato e conservazione Per quanto riguarda le funi in particolare vi sono vari fattori che possono concorrere al loro danneggiamento tra questi vanno distinti quelli che avvengono esternamente o internamente ad esse Il degrado della fune pu essere principalmente rilevato andando a misurare la perdita di materiale metallico nella sezione retta del
58. la Zn non quindi presente in oggetti rivestiti elettroliticamente e presenta 3 strati differenti a Quella pi vicina al ferro estremamente sottile ed un composto da 20 27 di ferro FesZn con cristallizzazione cubica gamma dura e brillante b La lega intermedia con un contenuto in ferro da 7 a 11 FeZno con struttura cristallina esagonale la diffusione di questo strato molto rapida con il risultato che il suo spessore molto pi sottile della lega precedente ha una struttura di considerevole duttilit c L ultimo strato ha un contenuto da 5 75 a 6 25 di ferro nello zinco e la sua composizione monoclina formata da cristalli monoclini Attraverso ad essa la diffusione del ferro nello zinco lenta e con essa si pu terminare l azione dissolvente dello zinco sul ferro Struttura Fase Formula Contenuto Fe in peso Densit g cm cristallografica Esagonale a Eta Zn max 0 003 7 14 corpo centrato Zeta FeZn13 5 7 6 3 Monoclina 7 18 Esagonale a Delta FeZhio 7 0 11 5 7 24 corpo centrato Cubica a facce Gamma FesZn21 21 0 28 0 7 36 centrate Figura 4 5 Leghe Ferro Zinco Vantaggi della zincatura sui fili in acciaio a Resistenza all abrasione b Resistenza alla corrosione c Protezione integrale dei pezzi d Interventi di manutenzione nulli e Resistenza meccanica elevata f Durata eccezionale 32 4 5 Trafilatura del filo zincato La trafilatura del filo zincato un operazione
59. la fune prendendo in considerazione quanto previsto dalla norma in vigore Le verifiche delle funi portanti traenti portanti traenti zavorra e soccorso vengono effettuate tipicamente durante il periodo di interruzione del servizio degli impianti di risalita e nel caso di funi adibite al sollevamento cose il controllo viene eseguito prima di eseguire il lavoro Le funi devono essere tolte d opera quando dalle indagini risulti una riduzione complessiva della resistenza riferita a quella iniziale con fune nuova superiori ai valori previsti es Per funi portanti 10 per le funi in opera da meno di 20 anni 6 per funi in opera da pi di 20 anni La valutazione di riduzione di resistenza iniziale della fune viene effettuata sulla base della riduzione convenzionale della sezione metallica differenziata tra quella generata da fili rotti riduzione del diametro abrasioni Malgrado le indicazioni normative non esiste un criterio rigoroso che determini senza margine d errore le condizioni per sostituire le funi molto spesso vengono tolte dall esercizio funi con buoni margini di utilizzo altre volte vengono giudicate valide funi al limite della vita utile In mancanza di un criterio deterministico necessario affidarsi all esperienza di chi esamina la fune e all accuratezza con la quale esame viene condotto Possono essere usati diversi tipi di esami non distruttivi per verificare lo stato dei componenti dell impianto e del
60. lazione con una variazione di sezione netta cio ad una variazione di sezione magneticamente attiva Tal metodo fornisce solamente una indicazione quantitativa del danno rilevato e non qualitativa Perci la variazione di sezione rilevata esempio diminuzione pu corrispondere a un qualsiasi tipo di difetto tipico delle funi Perci il metodo non appropriato per determinare con certezza la tipologia di danno e non pu fornire informazioni sulla possibile continuit di esercizio o necessit di sostituzione della fune stessa 46 comunque un informazione aggiuntiva alla quantificazione della portata meccanica residua della fune e perci gli apparecchi moderni di controllo sono dotati anche di questa tipologia di misura oltre alla ormai consolidata misura LF 6 2 2 elementi essenziali per la validit del principio generale Per entrambi i metodi di rivelazione del flusso magnetico indotto LMA LF gli elementi in grado di sfruttare i principi del metodo sono i medesimi Un dispositivo di controllo che per definizione sfrutta il metodo magnetoinduttivo necessit perci di e Un dispositivo in grado di magnetizzare l elemento in prova e Un sistema che sia in grado di rilevare le eventuali variazioni di flusso nell elemento e Un registratore di dati Un passo essenziale nell esame magnetoinduttivo consiste nella magnetizzazione longitudinale della fune con campi magnetici continui utilizzando induttori dive
61. le funi ma soltanto alcuni di essi oltre analizzati forniscono risultati pratici degni di nota semplice controllo visivo pu dare risultati soddisfacenti solo per funi di piccolo diametro mentre per funi 40 di diametro relativamente maggiore si rende necessario l ausilio di uno strumento che permetta d indagare lo stato dei fili anche all interno delle funi stesse Negli ultimi anni si assistito a una continua estensione dei campi di utilizzo delle funi metalliche le quali prevalentemente utilizzate per impianti di risalita ascensori e gru ora stanno trovando applicazione anche nei sistemi di trasporto non convenzionali di derivazione funiviaria In tali mezzi di trasporto in particolare necessario il ricorso a strumenti di monitoraggio automatico della fune essendo questa tipicamente in esercizio continuativo a velocit peraltro spesso costanti e sostenute di circa 10 m s Questi strumenti offrono analisi elettromagnetiche analisi non distruttive che consentono grazie all impiego di campi magnetici alternati o continui di ottenere informazioni sullo stato della fune esaminata 6 1 Ispezione visiva Un tecnico qualificato avvolge uno straccio o un panno in cotone attorno alla fune mentre essa in movimento Eventuali fili metallici rotti nello strato superficiale impigliandosi nel tessuto segnalano all osservatore il difetto A questo punto l impianto viene fermato e la fune subisce un controllo molto
62. lla fune h1 un fattore di selezione per il tamburo ricavato dalla tabella Valori empirici di K fattore di forza nominale Valori d Zp Valori di h Gruppo Coefficienti per la forza minima Classe Cis d i caa oi aa icra Classe del Meccanismo tamburi h tessile acciaio M1 3 15 MI 11 2 1 6x7 0 332 0 359 M2 335 M 125 2 6x19 dr 0 330 0 356 M3 3 55 M3 14 T M4 4 0 M4 160 4 8x19 0 293 0 346 M5 4 5 M5 180 5 8x37 5 2 6 PET 0 328 mo 5 6 n ES 7 34x7 0318 M7 7 1 M7 224 8 6x24 0 280 M8 9 0 M8 250 Figura 2 8 tabelle dei valori per la scelta della fune 21 3 Materiali Le vergelle al carbonio sottoposte a trafilatura sono suddivise in tre grandi categorie a seconda del loro impiego regolate Acciaio al carbonio da C42 a C88 Per acciaio con alta resistenza alla corrosione X12 CrNi 17 7 X5 CrNiMo 17 12 2 X2 CrNiMo 17 12 2 Elementi costitutivi delle vergelle per costruzione di funi per il sollevamento di cose o persone Carbonio C 0 45 09 Manganese Mn 0 50 0 85 Silicio Si 0 30 Zolfo S 0 035 Fosforo P 0 035 Rame Cu lt 0 15 Azoto N lt 70 ppm parti per milione Rame Stagno Cu Sn lt 0 15 Per i trattamenti termici a cui la vergella deve essere sottoposta laminazione trafilatura la sua struttura deve essere perlitica fine per conferire al materiale una buona attitudine alla deformazione plastica La quantit di elementi inquinanti presenti nell acciaio di partenza sono
63. lleranze ristrette ottime finiture superficiali e la sezione desiderata eccellente nelle propriet meccaniche elettriche del prodotto finale economico ed ecologico grazie alle matrici e agli utensili multiuso alla manodopera non necessariamente qualificata ed allo scarto minimo di materiale La trafilatura in base alle classificazioni dei processi di deformazione appartiene ai processi di formatura massiva processi a freddo perch usualmente non viene effettuato un pre riscaldamento del filo iniziale processi di lavorazione secondaria perch trasforma i prodotti di lavorazione primaria forgiati laminati estrusi trafilati in prodotti finiti o semi finiti Paragonata alle altre tecniche di formatura massiva la trafilatura simile all estrusione a differenza che nell estrusione il pezzo in lavorazione sottoposto a forze di compressione mentre nella trafilatura a forze di trazione e che nell estrusione l attrito si manifesta nella matrice e nel contenitore della preforma di partenza invece nella trafilatura solo nella matrice per entrambe sono tecniche di deformazione senza superfici libere La temperatura del filo aumenta durante la lavorazione a causa dell attrito dello slittamento sugli anelli e dell elevata velocit a cui viene trafilato L uso di un lubrificante adeguato indispensabile per ridurre l attrito per attenuare il riscaldamento del filo per diminuire l usura delle filiere e per evitare l as
64. llo su funi Dati fune Tipo di fune Diametro Numero fili Formazione Diametro fili in mm Sezione metallica Passo del trefolo nella fune Passo dei fili nel trefolo Avvolgimento Anno di costruzione Ditta produttrice Provenienza Fune tolta d opera Ercole 67 0mm 295 18 6 1 36 36 30 24 18 12 6 6 1 3 18 3 68 3 12 1 36 3 36 3 60 2 373 mm 642 mm 96 mm Z S 1980 Redaelli funivia Sesto Monte Elmo Bolzano Laboratorio incaricato dell indagine LATIF Trento Modalit di prova messa in tensione della fune e ripetizione dell esame magnetoinduttivo 66 Dati apparecchiatura Strumento utilizzato Kunding E70 Diametro bobine 75 mm Tensione alimentazione 12 V Tipo di bobine 2 intere Corrente alimentazione 82 A Sensibilit canale 1 mV f s Velocit relativa 2 0 m s Sensibilit canale 2 10 mV f s Velocit carta proporzionale Grafico segnale LF relativo alla prova A DI E1 I KUNDIG E70 nur gt i ew a 1 i i i X A Atas Co F J AH AK B orf 7 ng DAD di G x KE Tale It la TANI I oe CDBB E H QR IV AA AB AC j MITO I teri Hr i i j Resoconto dei danni rilevati 3 68 3 68 3 68 3 68 N fili rotti Diametro Riferim Diametro mm mm K 2 A 1 1 aaa 4 4 4 4a 4 4 m 67 Altro esempio Dati fune Tipo di fune Diametro Numero fili For
65. lo angolo di avvolgimento del filo nel trefolo Massa Peso unitario la massa peso di una determinata lunghezza corrispondente a un metro lineare di fune Carichi di rottura Si divide in 3 diverse misurazioni a Carico di rottura minimo garantito quello indicato sul catalogo in corrispondenza ad ogni fune ed quello che vale agli effetti delle norme antinfortunistiche per definire la portata della fune b Carico di rottura effettivo il carico che si ottiene nella prova di rottura a trazione e deve essere sempre superiore a quello minimo garantito c Carico somma prima della cordatura la somma del carico di rottura dei singoli fili prima della cordatura un valore puramente teorico sempre superiore dal 10 al 20 ai precedenti carichi e non serve per stabilire la portata della fune Coefficiente di cordatura Definito come il rapporto tra il carico di rottura effettivo e il carico somma della fune minore dell unit Il valore si aggira sull ordine di 0 8 per funi a trefoli con anima tessile e 0 88 per funi chiuse E rappresenta la perdita di prestazione tra la fune costruita e il fascio di fili di partenza E un valore fortemente influenzato da vari fattori che sono a Configurazione della fune trefoli chiusa numero di manti ecc b Distribuzione non omogenea del carico sui vari manti di fili e trefoli per effetto di non corretta progettazione Sezione metallica data dalla somma
66. mazione Diametro fili in mm Sezione metallica Passo dei fili nel trefolo Passo del trefolo nella fune Anno di costruzione Ditta produttrice Provenienza Ercole 48mm 145 12 6 1 24 18 12 6 1 3 18 3 40 1166 3 mm 92 mm 472 mm 1981 Redaelli 3 18 funivia Ortisei Furnes Bolzano Laboratorio incaricato dell indagine LATIF Trento Modalit di prova messa in tensione della fune e ripetizione dell esame magnetoinduttivo Dati apparecchiatura Strumento utilizzato Tensione alimentazione Corrente alimentazione Velocit relativa Velocit carta Kunding E70 10 V 60 A 2 0 m s 25mm s 68 Diametro bobine Tipo di bobine Sensibilit canale 1 Sensibilit canale 2 60 mm lintera 1 mezza 5 mVf s mV f s Risultati della prova KUNDIG 70 TEST A B CDEFG HIJKLMN 0 PO RS TU WXY Z M AB ACO AD AE AFAG AH AI AJAK AL Resoconto dei danni rilevati Il danno il medesimo in ogni punto segnato da A ad Al e si tratta di 2 fili rotti Fa eccezione il punto C Si pu infatti notare come il segnale come negli altri casi il tipico picco causato da rottura ma di ampiezza decisamente maggiore In questa zona presente la rottura di 4 fili di diametro 3 18 mm con una sezione mancante del 2 73 Note aggiuntive Lubrificante utilizzato di scarsa qualit ha presentato all esame visivo scarso potere adesivo attitudine a staccarsi riducendosi a scaglie a
67. ne del telaio della macchina e dell avanzamento del trefolo 33 Parametri fondamentali nella realizzazione di trefoli per la buona riuscita di una fune sono e La perfetta regolazione della frenatura dei vari fili e La pressione esercitata dalla trafila sul trefolo in formazione e Regolazione del gruppo post formatore Le trefolatrici sono equipaggiate da un gruppo di tiro del trefolo e di un avvolgimento di raccolta Come ultimo trattamento viene effettuata una prestiratura della fune utile per eliminare l allungamento permanente Prima di essere avvolta su bobine la fune viene sottoposta a trazione con un intensit del carico pari al 50 del suo carico di rottura Questa operazione consente un assestamento preliminare dei trefoli sull anima Figura 4 6 Trefolatrice 34 5 Principali difetti nelle funi Le funi metalliche durante il loro utilizzo come tutti gli elementi meccanici subiscono il degrado della propria struttura La velocit di daneggiamento maggiore nell immediato periodo di utilizzo fase di assestamento si stabilizza per un perido intermedio e accelera nel periodo finale della propria vita Danneggiamento dei materiali Velocit danneggiamento utile Figura 5 1 diagramma danneggiamento principali danneggiamenti subiti dalle funi si possono classifica
68. nsibilit nelle parti centrali della fune che sono inoltre quelli di pi interesse Vi sono altre geometrie costruttive che sfruttano lo stesso principio come quello che vede montata la bobina di campo eccitatrice su un dispositivo a forma di C costituito da materiale ferromagnetico in cui le parti terminali avvolgono la fune senza venirne a contatto ma lasciando uno spazio di pochi millimetri Inoltre per migliorare la distribuzione delle linee di flusso i dispositivi possono essere raddoppiati rendendo la struttura simmetrica e pi precisa 47 Il tratto di fune magnetizzata non dovrebbe superare i pochi centimetri ma per limiti costruttivi vengono interessate lunghezze variabili tra i 20 e i 50 cm Cos facendo la zona in cui le linee di flusso mantengono andamento assiale maggiore rendendo il tratto centrale dove avviene la misura praticamente indipendente da vari effetti distorsivi agli estremi Generalmente i valori raggiunti con questa soluzione sono Per l induzione magnetica di circa 2 Tesla con una forza elettromotrice compresa tra i 7000 e 20000Axsp Il secondo metodo per la generazione del campo magnetico si basa sull impiego di magneti permanenti magneti permanenti sono realizzati utilizzando materiali che a seconda della loro composizione si dividono in quattro classi Samario Cobalto Neodimio ferro Boro Alnico Materiali ceramici ferriti Il parametro che caratterizza l efficienza tra ques
69. numero delle spire deve essere elevato per garantire un alto amperaggio di corrente L elevata corrente necessaria porta anche dei problemi di alimentazione solitamente batterie I detector a magneti permanenti si dividono a loro volta in due tipologie in funzione della disposizione dei magneti e Detector a magneti assiali e Detector a magneti radiali Nei detector a magneti assiali i magneti a forma di barre circolari vengono posizionati a corona con polarizzazione concorde normalmente intorno alla fune Gli estremi delle barre sono collegati all acciaio della struttura cos da reindirizzare il flusso nella fune Nei detector a magneti radiali i magneti vengono posti alle estremit dell apparecchio in modo radiale con le polarit allineate lungo un raggio Offrono vantaggi soprattutto per la loro compattezza che li rende molto adatti per il trasporto durante i controlli sul posto Gli svantaggi sono solamente di natura economica per gli alti costi causati dalla realizzazione apposita dei magneti 53 Il secondo componente delle apparecchiature l apparecchio rilevatore dei segnali Essi si dividono in due tipologie a seconda del tipo di segnale fornito e Registratori analogici e Registratori digitali registratori analogici forniscono un segnale solitamente mediante inchiostro su fogli cartacei Il segnale dalle bobine di rilevazione viene amplificato e fatto passare in un galvanometro Il galv
70. o periodicamente e mettendo a confronto i risultati l avanzamento del degrado viene monitorato p FT lin Mo DI TO bit s E HER f ti call J l d lili 6 2 5 6 Segnale corrispondente a riscaldamento localizzato Il riscaldamento localizzato quando si raggiungono temperature che possono portare a variazioni di struttura della fune fornisce una differente risposta da parte dell apparecchiatura di prova rispetto alla stessa fune in condizione di esercizio normale Il riscaldamento produce una distensione delle fibre del materiale variando di conseguenza la permeabilit magnetica di quest ultimo Di conseguenza il segnale rilevato differente e viene indicato come difetto In laboratorio vari test specifici hanno permesso scaldando vari punti di fune di interpretarne e capire i segnali che sotto vengono riportati 61 AGLI re A difetto artificiale costituito da un intaglio per met della sezione del filo B riscaldamento a rosso di ciliegia per un tratto di 10 mm C riscaldamento a rosso di ciliegia per un tratto di 100 mm D riscaldamento a rosso d ciliegia per un tratto di 50 mm D estensione del tratto di 50 mm a 200 mm sempre a rosso di ciliegia li cima dinnenmma il niren dal lt ennal Il tratto pi pronunciato alla sinistra il corrispondente del filo test mentre alla destra di D l uscita del filo dal detector 6 2 6 Lettura grafici grafici forniti dai rilevatori sono diversi
71. o per la frequenza e per l origine Hanno lunghezze d onda comprese nella gamma tra 0 001 nm e 10 nm circa a cui corrispondono frequenze nella gamma da 3x1020 e 3x1016 Hz f c l e quindi energie comprese fra i qualche keV e migliaia di keV E hf Si parla di raggi X duri per quelle radiazioni con lunghezze d onda tra 0 001 nm e 0 1nm Si indicano come RX molli quelli per l 0 1 nm e 10nm raggi X necessitano di una sorgente di energia elettrica esterna capace di fornire una tensione di alcuni kV fino a 600kV Sini adatti per piccoli spessori quindi nel nostro caso per funi di diametro ridotto Raggi y raggi gamma si distinguono dai raggi X per la loro origine i gamma sono prodotti da transizioni nucleari o comunque subatomiche Il metodo con raggi gamma sfrutta l attitudine di quest ultimi di attraversare i corpi opachi e di impressionare una pellicola fotografica posta a contatto del corpo da sottoporre a controllo principali isotopi utilizzati sono IRIDIO 192 CESIO 137 COBALTO 60 sottoforma di piccole pastiglie contenute in apposite capsule e contenute in involucri schermati al piombo Vengono solitamente preferiti ai raggi X in quei casi in cui vi la necessit di radiazioni molto penetranti radiazioni ad alta energia o quando per ingombri l alltrezzatura a raggi X non possa essere trasportata o non sia disponibilie energia elettrica per alimentarla 75 7 Normative Le normative in materia si possono raggruppar
72. o tra la superficie ed il volume molto elevato quindi avviene la rottura Il lubrificante pu anche essere solido per fili ad alta resistenza in acciaio in acciaio inossidabile in lega alto legata viene fatto aderire sotto forma di un rivestimento di metallo pi tenero ad esempio di rame o di stagno depositato chimicamente sulla superficie Nelle macchine con coni di trafilatura monofilo i coni e le filiere sono completamente immersi nel lubrificante liquido che pu essere olio o emulsione contenente additivi grassi o clorurati oppure altri composti chimici Non ci sono macchine trafilatrici che lavorano a secco l attrito eccessivo porterebbe al surriscaldamento del filo ad un usura precoce delle filiere e della superficie del filo e per di pi ad un alterazione delle propriet del trafilato che se in rame verrebbe quasi ricotto e ossidato Con una lavorazione a secco si arriverebbe alla rottura del filo in brevissimo tempo Per concludere i lubrificanti sono tenuti a svolgere le seguenti funzioni lubrificare raffreddare detergere 29 4 3 Patentamento del filo Trattamento di tempra blanda che si realizza raffreddando il pezzo dopo l austenitizzazione a una temperatura superiore a M inizio formazione martensite e notevolmente inferiore ad A trasformazione cl della perlite in austenite in un bagno di piombo fuso Si mantiene a tale temperatura intorno ai 550 C per il tempo sufficiente
73. orto la fune soggetta a oscillazioni essendo il carico da sollevare privo di guide Inoltre si pu notare il tipico manifestarsi di fatica causata dall avvolgimento e svolgimento su una carrucola in combinazione con accelerazione e decelerazione del trasporto Ll esposizione della fune agli agenti atmosferici fa si che con la presenza di acqua pu formarsi della condensa al colletto dell albero Questo indicato da diagramma LMA nella distanza tra 60 e 65 m dove si riscontra una perdita di sezione metallica di circa il 7 5 Inoltre come mostrato nella figura il danneggiamento a fatica pu causare affaticamento corrosione in questa sezione della fune La traccia LF conferma le indicazioni della LMA In particolare il grafico del flusso disperso mostra corrosione localizzata vaiolatura Questa fune si presenta danneggiata dovr essere subito scartata quando il suo LMA supera il 10 della sezione trasversale Pertanto la condizione di questa fune pu ancora essere considerata accettabile 63 Lettura grafico di fune anti girevole installata su impianto di sollevamento da miniera La figura mostra una ispezione magnetoinduttiva di una fune anti girevole per gru da miniera Il grafico in figura mostra il tipico andamento della corrosione da acqua Il diagramma LMA evidenzia una perdita di sezione in percentuale molto marcata tra i 15 e 18 metri Il grafico LF conferma il danneggiamento infatti nella stesso tratto di fune
74. po un certo periodo di utilizzo b 140 kN mm22 per funi portanti di tipo Ercole c 160 kN mm22 per funi chiuse Per una sua misura accurata non si pu fare riferimento al diagramma carico allungamento fornito dalla macchina di prova in quanto i risultati forniti da quest ultima comprendono la somma dell allungamento elastico e del cedimento degli afferraggi Deve essere fatta una misura in un tratto di fune non interessato dagli afferraggi mediante un estensimetro elettronico La procedura per effettuare il calcolo del modulo elastico effettivo divisa in vari punti a Installazione del provino fune nella macchina di trazione b Applicazione dell estensimetro sul pezzo di fune da analizzare 11 c Esecuzione di vari cicli di carico con intensit variabile tra il 10 50 del carico di rottura dichiarato d Misurazione delle variazioni di allungamento in fase di discesa del carico correlandole alla corrispondente variazione di carico La procedura appena descritta non certificata da nessuna norma quindi molto variabile a seconda della esigenze del richiedente Formula per la determinazione del modulo elastico F2 F1 xL_ yo TLE 12 11 xA F carico corrispondente al 40 del carico di rottura dichiarato N F carico corrispondente al 30 del carico di rottura dichiarato N l lettura dell estensometro in corrispondenza di F mm l lettura dell estensometro in corrispondenza di F mm L
75. portazione di materiale o del rivestimento dal filo In seguito ai molteplici passi di trafilatura il filo incrudito subisce una ricottura per ripristinare le propriet meccaniche ed elettriche di partenza Il processo di trafilatura conferisce al filo un aumento della resistenza a trazione 180 230 daN mm entro certi limiti che non devono andare a discapito della resistenza a piegamento 27 Anche in questo procedimento intervengono apposite normative di collaudo che stabiliscono stretti intervalli nelle prestazioni di resistenza a trazione Le macchine trafilatrici sono classificate secondo diversi criteri Il primo criterio si basa sul diametro finale del filo lavorato in commercio ci sono sbozzatori per fili da 4mmalmm di diametro a partire da una vergella macchine intermedie per fili da 2 mm a 0 5 mm di diametro con un filo di partenza di circa 4 mm macchine per fili sottili da 0 5 mm a 0 15 mm di diametro con un diametro di partenza di circa 2 mm ed infine macchine per fili capillari da 0 15 mm a 0 05 mm di diametro con un diametro di partenza di circa 1 5 mm Il secondo criterio quello del numero di fili lavorati contemporaneamente se il filo singolo la macchina detta monofilo se i fili sono pi di uno multifilo Il terzo criterio basato sulla tecnica di avanzamento dei fili che pu essere a slittamento sugli anelli o non a slittamento Le macchine senza slittamento sono dotate
76. prattutto se interno Ogni anomalia mi stata fatta notare da un esperto che seguendomi mi evidenziava i danneggiamenti L esperienza sul campo fa quindi capire come sia fondamentale una grande conoscenza della struttura delle funi dei materiali che la costituiscono e tutti i possibili difetti riscontrabili Come detto in precedenza non si deve essere ingannati dalla semplicit dell apparecchio in quanto la gran parte della risposta dell esame data dalle indicazioni del tecnico cos da non rendere il metodo di controllo magnetoinduttivo utilizzabile da tutti 85 Bibliografia Pe ela 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Model for Structure of Round Strand Wire Ropes Niosh Report of investigations 1998 The Magnetic Flux Leakage inspection of Wire Ropes Herbert R Weischedel Sicurezza delle funi in acciaio per funivie Ing Fabio Degasperi Marzo 2005 Controlli visivi dimensionali e magnetoinduttivi delle impalmature delle funi portanti traenti Giuliano Stabon Boris Sosic universit degli studi di Trieste Validit e limiti dell esame radiografico sulle funi portanti delle funivie a va e vieni Elio Cechet Esami magnetoinduttivi su funi metalliche Il contributo della Sicurfuni sig F Lunelli dott A Lunelli p i W Vedovelli Catalogo funi 2005 Teci trefolo rosso Catalogo funi 2007 Fatzer Composite Steel Wire Ropes for
77. propria fresatura dei fili 37 5 6 Riscaldamento Eventuali fiamme possono svilupparsi nell impianto di sollevamento Nelle funi controllate avvolte dalle fiamme si riscontrata una diminuzione sensibile della resistenza a trazione dei fili Essendo pochissimi i casi di cedimenti strutturali delle funi per incendio non vengono effettuati controlli specifici in materia FUNI ANIMA FIBRE TEMPERATURE CAP CARICO MANTENUTA 40 lt 7 lt 100 100 T gt 100 NON AMMESSA FUNI ANIMA ACCIAIO TEMPERATURE CAP CARICO MANTENUTA 40 lt 7 lt 100 100 100 lt T lt 200 90 300 lt T lt 400 T 400 NON AMA Figura 5 1 Tabella temperature d esercizio consentite 5 7 Alcune immagini di manifestazione del danno sulle funi 1 Rottura e spostamento di fili su due trefoli adiacenti su una fune ad avvolgimento crociato Tale condizione richiede la sostituzione 2 Grave usura e notevole numero di fili rotti in una fune ad avvolgimento crociato Tale condizione richiede la immediata sostituzione 3 Fili rotti su uno stesso trefolo unitamente a lieve usura ad una fune ad avvolgimento parallelo Tale condizione richiede la asportazione dei fili danneggiati affinch l estremit sia a raso del profilo esterno della fune 4 Fili rotti in numerosi trefoli Necessita la sostituzione della fune 5 Fili rotti in due trefoli per fatica a flessione Questa condizione richiede l immediata sostituz
78. quindi una corrente quest ultima genera un campo magnetico di verso tale da opporsi alla diminuzione del flusso in questo caso il campo indotto concorde con quello esterno Allo stesso modo per una f e m indotta da un flusso magnetico in aumento la corrente avr verso che si oppone all aumento del flusso magnetico il campo magnetico opposto a quello esterno Le bobine a seconda che rilevino la componente radiale o assiale del campo del flusso disperso si definiscono in quanto tali cio bobine radiali e bobine assiali Con la bobina assiale si pu anche riuscire a quantificare la sezione mancante nella fune grazie alla possibilit d integrare il segnale a differenza del derivativo finora adottato in Italia Il sensore a bobina caratterizzato da 2 parametri geometrici e Raggio della bobina pi vicina la bobina alla fune e pi aumenta la sensibilit della stessa e Lunghezza della bobina Pi stretta la bobina e pi si perde in sensibilit Compensabile con l aumento di spire La bobina radiale costituita da due bobine in serie tramite contatti esterni La formazione di queste bobine a sella e sono avvolte in modo bifiliare su di un nucleo magnetico a grani orientati Questo tipo di bobina a differenza delle bobine assiali non interessato da alcuna linea di flusso fintanto che il campo non disturbato La bobina assiale era inizialmente costruita da diverse bobine coll
79. r le funi a trefoli si indica in successione il numero dei trefoli componenti la fune il numero dei fili componenti ciascun strato del trefolo la composizione dell anima Ad esempio una fune da 114 fili composta da 6 trefoli ciascuno con filo centrale primo strato e strato esterno da 9 fili viene indicata nel modo che segue 6 x 1 9 9 Altri esempi di designazione Fune S1 PPC fune a 6 trefoli strato esterno 9 fili strato interno 9 fili ciascuno con filo centrale Fili totali 114 Designazione completa Designazione abbreviata 6 9 9 1 PPC 6x19S PPC Fune S11 fune a 6 trefoli strato esterno 16 fili strato intermedio 16 fili strato interno 8 fili ciascuno con filo centrale Fili totali 246 Designazione completa Designazione abbreviata 6 16 8 8 8 1 IWRC 7x7 6x41 WS IWRC S1 PPC Figura 1 5 rappresentazione sezioni funi a trefoli Le lettere FC stanno ad indicare l anima della fune in fibre naturali o sintetiche mentre le lettere IWRC indicano che l anima costituita da acciaio Senso di avvolgimento Il senso di avvolgimento per definizione riferito ai fili esterni rispetto ai trefoli o funi spiroidali e dei trefoli rispetto alla fune secondo ISO 2408 UNI 1519 74 Senso di avvolgimento del filo nel trefolo si ottiene stabilendo il senso di rotazione del cestello portabobine dei fili nella macchina cordatrice del trefolo mentre il senso di avvolgimento del trefolo nella fune
80. ra le densit D e D D La definizione radiografica misurata dalla penombra geometrica cio dalla distanza minima che ci pu essere tra due oggetti radiografati distinguibili La penombra dipende dalle dimensioni della macchia focale 73 Sorgente d F p Fx D p penombra geometrica F dimensione della sorgente D distanza Sorgente oggetto d distanza oggetto pellicola Danni rilevabili Possono essere rilevati tutti quei difetti o anomalie macroscopiche o in posizione favorevole Questa difficolt data principalmente dalla struttura della fune insieme di fili intrecciati che presenta molti vuoti radiografici tali da non poter consentire il rilevamento di cricche danni minimo o rotture con sezioni molto ravvicinate In figura vengono riportati due esempi di danni rilevabile con l esame radiografico ANN y oy Y Filo rotto per fatica su carrelliera Filo rotto per tensocorrosione tipico fune Ercole L esame radiografico viene effettuato con l ausilio dei raggi X o dai raggi y preferendo i primi in quanto apparecchio a raggi X consente la regolazione dei parametri di prova che nella sorgente gammagrafica sono immodificabili e quindi si possono ottenere radiografie sempre ben definite e contrastate 74 Raggi x I raggi X sono radiazioni elettromagnetiche che hanno la stessa natura elettromagnetica della luce e delle onde radio Differiscon
81. re in a Difetti di costruzione b Fattori accidentali e di esercizio c Corrosione d Fatica e Usura f Riscaldamento 35 5 1 Difetti di costruzione Sono quelle anomalie causate dalla presenza di scorie nelle materie prime imperfezioni generate da errate operazioni nel decapaggio comparsa di micro cricche superficiali o dall errato processo di cordatura Di rilievo sono anche eventuali difetti provocati da trattamenti termici preliminari patentamento che se mal eseguiti possono ridurre le caratteristiche meccaniche del materiale 5 2 Fattori accidentali di esercizio Sono tutti quei danni che la fune subisce durante il montaggio o l errato maneggio L errato srotolamento delle funi dalle bobine di trasporto poca accuratezza durante il montaggio possono generare asole nella fune Quando si applica il carico alla fune le asole sottoposte a trazione producono deformazioni permanenti che riducono la resistenza di quest ultima Altri danni possono verificarsi nella messa in tensione della fune Strisciamenti a terra allentamento dei morsetti di aggancio passaggio nelle pulegge scarrucolamenti impuntamenti dei morsetti d aggancio con altri elementi possono rovinare o portare fuori posizione i fili della fune Da non trascurare sono anche i danni accidentali scaturiti da agenti atmosferici Scariche elettriche atmosferiche fulmini possono generare sovratensioni nelle funi metalliche tali da provocare un
82. rettiva macchine recepita in Italia con il D P R 459 96 Sono previste alcune eccezioni fra cui gli ascensori da cantiere per il trasporto di persone o di persone e materiali che fino all entrata in vigore della direttiva 2006 42 CE1 rimangono regolamentati dalla legislazione nazionale ed in particolare dall allegato V del Titolo III del D Lgs 81 08 sollevatori per il trasferimento di persone disabili che ricadono nella direttiva 93 42 CEE direttiva dispositivi medici recepita con il D Lgs 46 97 77 Impianti a fune adibiti al trasporto di persone funicolari funivie seggiovie ecc che sono regolamentate dalla direttiva 2000 9 CE recepita con D Lgs 210 2003 Per quanto riguarda gli impianti di sollevamento in servizio pubblico vale a dire adibiti totalmente o parzialmente al trasporto pubblico bisogna invece far riferimento al D P R 753 80 mentre i montacarichi in servizio privato contengono anche un grado di dettaglio maggiore riguardo gli elementi da sostituire o da verificare e prevedono in maniera esplicita il ricorso ai CND Agli artt 4 e 5 sono infatti previsti a cura di personale qualificato CND sugli elementi costruttivi sugli organi meccanici e sulle relative giunzioni saldate contro la cui rottura non esistono nell impianto efficaci accorgimenti tecnici atti a tutelare la sicurezza dei viaggiatori o del personale Tali CND atti ad individuare l insorgere di lesioni o di altre mani
83. rma per successive riduzioni in filo di prestabilite caratteristiche dimensionali e meccaniche Sono avvolti su bobine da installare sulle macchine cordatrici per la realizzazione dei trefoli o manti nel caso di funi spiroidali Possono essere di sezione circolare fili tondi o sagomati a Z Trefolo l insieme di pi fili disposti ad elica attorno ad un anima centrale costituita da un filo metallico o di derivazione tessile naturale o sintetica Vengono assemblati sulla macchina cordatrice partendo dalle bobine di filo Vengono definiti a passo dei fili nel trefolo la combinazione dell avanzamento del trefolo finito con la rotazione del castello porta bobine b senso di avvolgimento del filo nel trefolo il senso di rotazione durante l avvolgimento del trefolo La costruzione del trefolo pu essere realizzata mediante una o pi operazioni Nel primo caso i fili dei vari strati sono concordi e si appoggiano lungo le linee Nel secondo i fili dei diversi strati si incrociano tra di loro Anima F la parte centrale della fune che pu essere di natura metallica nucleo spiroidale di fili in acciaio o flessibile tessile l anima in una fune metallica a trefoli ha il compito di a Sostenere i trefoli nella loro corretta configurazione geometrica assegnata b Fornire alla funi di movimento flessibilit necessaria per l avvolgimento e svolgimento sulle pulegge di movimento c Mantenere
84. rrosione secca generata dallo strisciamento relativo tra i fili sottoposti ad elevate pressioni superficiali In questo caso il ferro si trasforma in ossido producendo scorie abrasive che alimentano il fenomeno 5 4 Fatica Gli effetti affaticanti sulle funi sono causati da tutte quelle azioni esterne alla trazione a cui sottoposta durante il normale esercizio Il continuo arrotolamento srotolamento su pulegge rulli carrelliere il variare del carico a cui la fune sottoposta sono tutte cause di principi affaticanti sui fili metallici Norme specifiche in materia fissano i raggi di curvatura minima da rispettare per le pulegge rulli e di qualsiasi elemento a cui la fune potrebbe avvolgersi Altre indicazioni limitano i carichi trasversali massimi da applicare alla fune per ridurre la flessione deformazione localizzata 5 5 Usura Tutte le funi in esercizio sono soggette a usura Le cause sono molteplici e sono quasi sempre provocate dal moto relativo tra la fune e altri elementi rulli pulegge carrelli ecc Fenomeni di usura superficiale spesso nascono da cause accidentali Nel caso la fune debba essere frenata da tamburi progettati solitamente in bronzo per non rovinare i fili superficiali per un tempo prolungato pu portare alla comparsa di tracce sulla sua superficie Un eccessiva torsione della fune pu generare una coppia tale da vincere il momento generato dalle forze d attrito nelle ganasce provocando una vera e
85. rsi di diversa natura Questi ultimi convogliano il flusso nella fune tramite espansioni polari In ogni caso il metodo quello della magnetizzazione diretta metodo continuo in concomitanza della rivelazione del difetto in quanto la magnetizzazione residua non efficace nella rilevazione dei difetti interni Le tecniche di magnetizzazione impiegano induttori a solenoide avvolgente la fune o a magneti permanenti in grado di saturarla Il primo caso e anche il pi semplice realizzato con un avvolgimento di materiale conduttore a forma di spirale creando una bobina che avvolga la fune e abbia asse parallelo a quest ultima Facendo attraversare il conduttore da una corrente di intensit nota perci possibile generare un campo magnetico dal valore desiderato Il valore del campo magnetico generato deve raggiungere dei valori prossimi alla saturazione nella fune infatti pi ci si avvicina a tali grandezze e maggiore sar il segnale provocato da difetti geometrici del materiale Si notato inoltre che i vari difetti ritenuti propri dati dalle caratteristiche magnetiche proprie del materiale rimangono praticamente inalterati La corrente utilizzata per alimentare le bobine teoricamente potrebbe essere sia di tipo continuo che alternato ma si preferisce solitamente utilizzare il primo tipo Per intensit immediatamente superiori ai 20 Hz la corrente alternata provocherebbe valori diversi di induzione magnetica tali da provocare minor se
86. sarm drehungsfrei DIN 3069 DIN 3071 Filler 6 x 19 Seale 6 x 19 Warrington 6 x 19 DIN 3057 DIN 3058 DIN 3059 Warrington Seale Warrington gedeckt Standard Standard 6 x 24 6 x 36 6 x 35 6 x 37 mit 7 Fasereinlagen DIN 3064 DIN 3065 DIN 3066 DIN 3068 Filler 8 x 19 Seale 8 x 19 Warrington 8 x 19 Warrington Seale 8 x 36 DIN 3061 DIN 3062 DIN 3063 DIN 3067 Figura 2 2 tipologia di funi a trefoli Con particolare attenzione agli impianti funiviari funi seale Funi nel quale il numero di fili rimane uguale per ogni strato Man mano che aumentano gli strati aumenta anche il diametro dei fili Essi si dispongono nei solchi lasciati dagli strati pi interni conferendo un contatto lineare tra i fili stessi La geometria di questa fune permette ad essa di avere una buona flessibilit consentita dal diametro ridotto dei fili interni e un ottima resistenza ad usura conferita dal diamentro maggiore dei fili esterni Solitamente sono utilizzate per traenti di sciovie e portanti traenti di monofuni 16 Sezione seale 6x19 trefolo seale Figura 2 3 fune Seale funi Warrington fune formata da pi strati Nel primo i fili presentano medesimo diametro nel secondo il numero di fili doppio di quello interno E disposto un filo in ciascun solco del primo strato Tra questo si trovano fili di diametro minore con un contatto lineare tra di essi trefoli sono perfettamente rotondi e con contatti un
87. stabilite da normative ben definite all uso finale del materiale Molta attenzione alla quantit massima di rame presente inferiore allo 0 15 L ossidazione del rame dovuta al riscaldamento delle billette prima della laminazione comporta l arricchimento superficiale di Cu nell acciaio Il rame metallico allo stato liquido tende a concentrarsi nei grani riducendo sensibilmente la resistenza a fatica dei trafilati Questo fenomeno non compare quando i livelli di rame sono minori dei valori indicati 22 Figura 3 1 vergella in acciaio Anime flessibili Le anime flessibili possono essere di tipo metallico o sintetico Il materiale deve avere buona resistenza a compressione radiale causata dai trefoli buona resistenza agli sbalzi termici agli agenti esterni ai lubrificanti Solitamente viene impiegato polipropilene I vari monomeri si uniscono per apertura dei doppi legami partendo dall etilene Il polipropilene PP anche polipropene un polimero termoplastico che pu mostrare diversa tatticit Il prodotto pi interessante dal punto di vista commerciale quello isotattico CH CH CH CH CH CH Figura 3 2 Struttura isotattica polipropilene Polimero semicristallino caratterizzato da un elevato carico di rottura una bassa densit una buona resistenza termica e all abrasione La densit del polipropilene isotattico di 900 kg m e il punto di fusione spesso oltre i 165 C Le propriet chimich
88. stem Fi Etc Figura 6 10 Schematizzazione della composizione dell apparecchiatura L apparecchio di prova solitamente composto da due elementi principali collegati tra loro mediante cablaggi elettici Il primo il detector l elemento che viene installato direttamente sulla fune da esaminare Esso costituito da 5 elementi che sono e L elemento magnetizzante e Sensori di rilevamento dei difetti e Misuratore della lunghezza di fune esaminata e Dispositivi atti a consentire il moovimento relativo tra dispssoitivo e fune e Elementi di fissaggio prese e spinotti per il cablaggio Figura 6 11 A Detector monofune Figura 6 11 B Detector multifune 52 Il detector si divide poi in due tipologie a seconda del metodo utilizzato per la magnetizzazione e Detector elettromagnetico e Detector a magneti permanenti L utilizzo della prima tipologia offre vantaggi soprattutto di adattabilit alle sezioni di fune da esaminare infatti variando la corrente di eccitazione possiamo variare il campo magnetico Il controllo della corrente di magnetizzazione permette anche di ripetere pi prove con gli stessi parametri e quindi avere ottimi confronti Gli svantaggi invece riguardano prevalentemente la geometria dello strumento infatti per le sue caratteristiche deve essere di tipo apribile conchiglia perci tutte le spire devono essere divise in due parti poi collegate tra loro tramite contatti Il
89. ti gruppi il rapporto tra il massimo prodotto di energia specifica e la densit E BHmax P BHmax massimo prodotto dell energia specifica p densit CLASSE BHpa kJ m f y g cm J kg 1 SmCo 100 240 8 3 12 29 2 NdFeB 100 380 7 4 14 50 3 Alnico 8 70 I 7 1 110 4 Ceramici 8 35 48 1 7 7 3 Figura 6 7 classe dei magneti permanenti Classificazione dei materiali per la realizzazione di magneti permanenti secondo le loro propriet Induzione residua Intensit di campo coercitivo secondo induzione o polarizzazione Massimo prodotto dell energia Densit Smagnetizzazione al variare della temperatura 48 Gli apparecchi a magneti permanenti solitamente sono apribili in due parti come in quelli a solenoide e la disposizione dei magneti permanenti pu essere e Parallela alla fune accoppiati alle espansioni polari che hanno la funzione di ridurre la riluttanza del traferro nonch di allungare il campo magnetico per renderlo sufficientemente uniforme e Radialmente alla fune e posti all estremit dell apparecchio sono collegati tra loro con le polarit contrarie tramite gioco esterno La rilevazione delle discontinuit avviene per mezzo di bobine induttive il cui segnale dipende dalla variazione del flusso nell unit di tempo Il principio sfruttato quello espresso dalla legge di Lenz Un flusso magnetico in diminuzione induce una f e m e
90. tture Presenta due picchi pi pronunciati nelle sue due estremit filo test 6 2 5 2 Segnale dovuto a rottura singola Quando il difetto causato dalla singola rottura di uno dei fili appartenenti alla fune il segnale rilevato caratterizzato da un picco del segnale del display o foglio duetta a PP metn ev Distanza considerata unitaria tra le estremit della rottura L ampiezza del segnale in funzione della distanza presente tra i due estremi della rottura Maggiore la distanza del difetto pi l ampiezza del segnale sar accentuata Infatti prendendo come riferimento una distanza unitaria del difetto si nota come il segnale cambi a seconda che entit del danno rilevato sia coincidente doppia tripla o quadrupla al riferimento preso Distanza doppia Distanza tripla il segnale perde la cuspide superiore Distanza quadrupla il tratto interno alla rottura viene letto come integro 6 2 5 3 Rotture multiple nella stessa sezione Pu capitare che nella stessa sezione siano presenti pi rotture contemporaneamente Qui bisogna fare una distinzione preliminare tra Se ci troviamo A parit di distanza tra le estremit di fronte a rotture multiple con sezione crescente il segnale aumenter di intensit all aumentare dell ampiezza Se le rotture le rotture aumentano ma sono accostati i terminali dei fili danneggiati Questa una casistica di diffi
91. tura In questo caso la prestiratura composta da sforzi di trazione e flessione che rappresentano un effettivo rodaggio della fune Allungamento e modulo elastico Ogni fune sottoposta ad uno sforzo di trazione subisce due tipi di allungamento a l allungamento dovuto all elasticit dell acciaio costituente i fili b assestamento di tutti gli elementi che compongono la fune fili trefoli anima Quest ultimo assestamento permanente e definitivo e si manifesta pi o meno rapidamente in funzione dell intensit del carico di lavoro della composizione e formazione della fune con una leggera diminuzione di diametro ed un allungamento del passo di cordatura e quindi della fune dell ordine del 0 2 0 5 Funi sottoposte a valori molto gravosi si possono allungare anche dello 0 8 durante la loro vita L allungamento elastico dell acciaio per i tassi di lavoro ammessi invece proporzionale al carico e si annulla quando il carico tolto Si pu dedurre che funi con modulo elastico inferiore assorbono meglio gli strappi dovuti a condizioni di lavoro gravose in quanto il maggior allungamento elastico consente l assorbimento del lavoro di deformazione Si possono dare solo valori indicativi del modulo elastico perch in pratica pu risultare assai diverso secondo le modalit costruttive della fune Il modulo elastico dipende dalla conformazione della fune e pu valere a 125 kN mm 22 per funi a trefoli do
92. ufatto metallico generalmente di acciaio per proteggerlo dalla corrosione galvanica esso infatti limita la formazione di micro celle elettrolitiche ad azione anodica nei bordi di grano Fasi del processo di zincatura Decapaggio e sgrassaggio ottenuti con HCI e tensioattivi a temperatura ambiente Flussaggio immersione in soluzione di ammonio cloruro e zinco cloruro Zincatura immersione previo preriscaldo a 100 in vasca di zinco fuso a 455 per il tempo necessario che l acciaio raggiunga la stessa temperatura dello zinco Nel caso specifico dei fili impiegati nella realizzazione di funi metalliche viene utilizzata la zincatura a caldo continua Il materiale viene srotolato introdotto in un forno che lo porta a una temperatura uniforme ed infine fatto passare per una vasca contenente zinco fuso La vasca pu essere riscaldata in vari modi con le resistenze elettriche con una cappa e la fiamma a contatto dello zinco oppure con dei bruciatori immersi Questo metodo preferito alla zincatura elettrolitica in quanto consente di lavorare grandi quantit di materiale in modo continuo economica assicura una ricopertura completa del filo e inoltre lo zinco fuso trovandosi a una temperatura di 450 C lega con il ferro superficiale del filo creando una lega Fe Zn paramagnetico ve Temperatura E Figura 4 4 Diagramma Ferro Zinco 31 Questa lega possibile solamente a T maggiori di quella di fusione del
93. uni trafilate tanto che gi nel 1850 tutte le miniere usavano regolarmente funi in acciaio con sei trefoli La necessit di potenziare il trasporto di materiali nelle miniere contribu fortemente a migliorare la tecnologia del trasporto a fune anche con l introduzione di dispositivi di ammorsamento automatico alla fune Von Ducher costru nel 1879 una teleferica bifune con fune portante e traente distinte lunga quasi due kilometri ed avente dislivello di 41 metri sostegni erano ancora di legno ma erano dotati di scarpe per l appoggio delle funi portanti e di rulli per la fune traente In Italia la prima casa costruttrice fu fondata dagli Ing Cerretti e Tanfani nel 1894 Un fondamentale passo in avanti fu ottenuto grazie al miglioramento delle caratteristiche meccaniche delle funi che gi agli inizi del 1900 potevano vantare una resistenza meccanica di 180 kg mm 2 Le Funi Le funi di acciaio sono dei componenti meccanici compositi destinati alla trasmmissione di forza e movimento in direzione assiale Esse possono scambiare forze con l esterno tramite la loro connessione alle estremit e tramite la loro deviazione mediante pulegge tamburi carrucole ecc A causa della loro struttura elicoidale e dello scambio di forze con gli elementi a cui accoppiata le sollecitazioni a cui i sui fili e trefoli sono sottoposti sono sforzi composti Le funi quindi non sono n elementi ispotropi n omogenei Sono composte tipicamente da molti elem

Tecniche non distruttive per la diagnosi di funi in

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