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CONTROLLO SALDATURE, DUREZZA E SPESSORI
PALO TELEFONIA MOBILE
XXXXXXXXXXXX
PROVA n. 1101/AA
5 giugno 2013
Committente: XXXX
Resp. Procedimento: XXXXXX
Relatore: Ing. jr. Andrea Cimino
XXXXXXXXXXXXXXXXX
Rif.: AA-057-13 Bolzano, 13 giugno 2013
Indagini su palo per telefonia mobile XXXXXXX Pag. 2 di 17
INDICE
1. PREMESSA ..................................................................................................................................... 3
1.1 Descrizione della struttura .................................................................................................... 4
2. MISURA DELLO SPESSORE CON ULTRASUONI ................................................... 4
2.1 Strumentazione impiegata .................................................................................................... 5
2.2 Operazioni preliminari ........................................................................................................... 5
2.3 Zone di misura ........................................................................................................................... 6
2.4 Risultati ........................................................................................................................................ 7
3. PROVA CON MICRODUROMETRO – VICKERS ...................................................... 9
3.1 Strumentazione impiegata .................................................................................................... 9
3.2 Azioni preliminari ............................................................................................... 10
3.3 Estensione dei controlli ........................................................................................................ 10
3.4 Risultati delle prove Vickers ................................................................................................... 10
4. CONTROLLI NON DISTRUTTIVI SULLE SALDATURE .................................... 14
4.1 Qualifica del personale ......................................................................................................... 14
4.2 Controlli magnetoscopici ..................................................................................................... 14
4.2.1 Strumentazione impiegata .......................................................................... 15
4.2.2 Operazioni preliminari ............................................................................... 15
4.2.3 Estensione dei controlli magnetoscopici .................................................... 15
4.2.4 Risultati dei controlli magnetoscopici ........................................................ 15
4.3 Controllo visivo ....................................................................................................................... 16
4.3.1 Risultati del controllo visivo ....................................................................... 16
5. CONTROLLI CON VIDEONDOSCOPIO ...................................................................... 17
5.1 Strumentazione impiegata .................................................................................................. 17
5.2 Risultati del controllo ............................................................................................................ 17
6. CONSIDERAZIONI FINALI ................................................................................................ 17
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1. PREMESSA
La Società 4 EMME Service S.p.a. è stata incaricata da XXXXX di effettuare il controllo delle
saldature con metodo visivo (VT), magnetoscopico (MT), la misura della durezza e degli
spessori di alcuni elementi che compongono la struttura del palo adibito a telefonia mobile
XXXXX a Ferrara.
All’esecuzione dei controlli hanno assistito:
XXXXXXXXXXX
e per la 4 EMME Service S.p.A.:
ing. Andrea Cimino;
p.e. Michele Vaccari.
Ubicazione del palo
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1.1 Descrizione della struttura
La struttura è costituita da 3 tronchi poligonali in acciaio pressopiegati a freddo e saldati
longitudinalmente di forma troncoconica incastrati uno sull’altro.
L'ancoraggio alla fondazione avviene tramite tirafondi annegati in un getto di collegati al
fusto di base mediante un’apposita flangia.
Le principali caratteristiche della struttura sono:
Nr di tronchi: 3;
Altezza struttura : 30,0 m;
Palina: assente;
Ballatoio presente.
Vista della struttura Collegamento del ballatoio
2. MISURA DELLO SPESSORE CON ULTRASUONI
Le misurazioni di spessore sono una delle
più comuni applicazioni della tecnologia ad
ultrasuoni. Conoscendo il valore di
propagazione del suono del materiale
esaminato, il suo spessore viene calcolato
misurando il tempo di ritorno del segnale. Lo
scopo della prova consiste nella verifica
dello stato di usura o corrosione di elementi
ai quali si può accedere da un solo lato,
senza necessità di smontare o portare in altra
sede le parti oggetto dell’indagine.
Misurazione con ultrasuoni
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2.1 Strumentazione impiegata
La strumentazione impiegata per le rilevazioni è composta di:
rilevatore di difetti ad ultrasuoni Gilardoni RDG 2500;
sonda Gilardoni EE 10/6;
blocchi campione;
gel accoppiante Cgm.
Rilevatore di difetti a ultrasuoni Sonda Gilardoni EE 10/6
2.2 Operazioni preliminari
Prima dell’esecuzione del controllo la strumentazione è stata calibrata per mezzo di un
blocco campione di acciaio con spessori variabili da 2 a 15 mm.
Non è stato necessario rimuovere la vernice dalle zone soggette all’indagine in quanto lo
strumento permette di misurare lo spessore di metallo indipendentemente dallo strato di
vernice (tecnica ad eco multiplo).
Misurazione dell’elemento Tecnica ad eco multiplo
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2.3 Zone di misura
Il rilievo degli spessori è stato eseguito su 4 zone del palo, due sul tronco TP1 e una per gli
altri tre. Su ogni zona son stati rilevati 30 punti secondo una maglia 100x100 mm.
Le zone ed i punti di misura sono indicati nel disegno seguente.
Indicazione delle zone rilevate
Indicazione della griglia con i punti di misura
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2.4 Risultati
A seguire si riportano i valori rilevati nelle 4 zone indagate.
Zona:S1 Elemento:TP1 Spessore nominale [mm]: 8
Spessore misurato [mm]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
9,4 9,5 9,6 9,5 9,4 9,4 9,3 9,1 9,1 9,1
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
9,2 9,4 9,4 9,4 9,1 9,3 9,4 9,4 9,3 9,3
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
9,5 9,4 9,4 9,4 9,4 9,5 9,4 9,4 9,4 9,3
Zona:S2 Elemento:TP1 Spessore nominale [mm]: 8
Spessore misurato [mm]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
9,4 9,5 9,3 9,3 9,3 9,2 9,3 9,5 9,4 9,2
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
9,2 9,4 9,3 9,2 9,3 9,2 9,3 9,4 9,4 9,2
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
9,2 9,5 9,3 9,3 9,3 9,2 9,2 9,3 9,2 9,2
Zona:S3 Elemento:TP2 Spessore nominale [mm]: 6
Spessore misurato [mm]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,7 6,6 6,8
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
6,8 6,7 6,7 7,0 6,9 6,7 6,8 6,8 6,7 6,8
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
6,9 6,7 6,8 6,6 6,8 6,9 6,9 6,9 6,8 6,6
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Zona:S4 Elemento:TP3 Spessore nominale [mm]: 5
Spessore misurato [mm]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
5,6 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,6 5,7 5,7 5,6
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
5,6 5,6 5,6 5,6 5,7 5,6 5,7 5,7 5,7 5,7
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
5,7 5,6 5,7 5,7 5,6 5,8 5,6 5,7 5,6 5,6
Di seguito una sintesi dei risultati.
Elemento Spessore nominale
[mm]
Spessori misurati [mm]
Valore medio Valore minimo
TP1 8,0 9,3 9,1
TP2 6,0 6,8 6,6
TP3 5,0 5,7 5,6
Le indagini hanno evidenziato valori tra loro omogenei e conformi a quanto dichiarato nei
disegni progettuali per i tronchi TP2 e TP3, leggermente superiori per il TP1.
Sono quindi da escludere riduzioni di spessore dovute a fenomeni di corrosione nelle zone
indagate.
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3. PROVA CON MICRODUROMETRO – VICKERS
L’indagine ha lo scopo di ottenere una valutazione sulle caratteristiche meccaniche
dell’acciaio, eseguendo un controllo della durezza mediante l’utilizzo di un
microdurometro portatile.
3.1 Strumentazione impiegata
E’ stato utilizzato il microdurometro Vickers “MICRODUR2” della “Krautkramer –
Branson” che ha le seguenti caratteristiche tecniche:
carico: 49,0 N;
penetratore: diamante Vickers piramidale a 136°;
campi di misura: Vickers: da 20 HV a 1760 HV;
risoluzione: 1HV;
visualizzazione: grafica LCD a 4 cifre.
La valutazione dell’impronta Vickers è effettuata per via elettronica con il metodo UCI.
Il penetratore, costituito dalla piramide
Vickers, è montato sull’estremità di una
barretta metallica che viene eccitata a vibrare
longitudinalmente con una frequenza di 78
kHz. Nel contatto tra il diamante Vickers e
l’elemento, la frequenza subisce una
variazione che dipende dalla superficie
dell’impronta che, a sua volta, costituisce
una misura della durezza del materiale in
prova. Misura della durezza
Diagramma schematico della prova di micro durezza
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3.2 Azioni preliminari
L’area d’indagine è stata preventivamente preparata per mezzo di molatura e tramite
lucidatura con carta abrasiva.
Preparazione delle superfici
3.3 Estensione dei controlli
Si sono eseguite una misura sulla piastra di aggancio del ballatoio, una sulla flangia di base
e una per tronco e una per un totale di 5 zone di indagine, per ogni zona di misura sono
state rilevate 15 impronte. A seguire un disegno con l’indicazione delle zone di indagine.
Indicazione delle zone di misura
3.4 Risultati delle prove Vickers
Si riportano nelle pagine seguenti i valori di durezza Vickers riscontrati e le conversioni
eseguite in accordo alla norma UNI EN ISO 18265.
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Zona:V1 Elemento: Flangia di base
Battuta Durezza Vickers [HV] Durezza Brinell [HB] Rt [MPa]
1 180 171 573
2 185 176 594
3 166 158 528
4 157 149 500
5 161 153 512
6 173 164 551
7 159 151 506
8 160 152 509
9 158 150 503
10 166 158 528
11 167 159 531
12 174 165 554
13 172 163 547
14 159 151 506
15 180 171 573
Media 168 159 534
Zona:V2 Elemento: TP1
Battuta Durezza Vickers [HV] Durezza Brinell [HB] Rt [MPa]
1 162 154 516
2 160 152 509
3 167 159 531
4 159 151 506
5 162 154 516
6 159 151 506
7 162 154 516
8 154 146 490
9 165 157 525
10 161 153 512
11 160 152 509
12 166 158 528
13 164 156 522
14 157 149 500
15 165 157 525
Media 162 153 514
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Zona:V3 Elemento: TP2
Battuta Durezza Vickers [HV] Durezza Brinell [HB] Rt [MPa]
1 176 167 560
2 187 178 600
3 168 160 535
4 186 177 597
5 175 166 557
6 173 164 551
7 181 172 576
8 187 178 600
9 184 175 586
10 174 165 554
11 186 177 597
12 179 170 570
13 159 151 506
14 180 171 573
15 168 160 535
Media 178 169 565
Zona:V4 Elemento: TP3
Battuta Durezza Vickers [HV] Durezza Brinell [HB] Rt [MPa]
1 187 178 600
2 184 175 586
3 188 179 604
4 177 168 563
5 176 167 560
6 186 177 597
7 172 163 547
8 184 175 586
9 183 174 582
10 185 176 594
11 191 181 613
12 173 164 551
13 162 154 516
14 162 154 516
15 192 182 617
Media 180 171 573
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Zona:V5 Elemento: piastra del ballatoio
Battuta Durezza Vickers [HV] Durezza Brinell [HB] Rt [MPa]
1 146 139 465
2 144 137 458
3 149 142 474
4 147 140 468
5 135 128 430
6 132 125 420
7 144 137 458
8 148 141 471
9 148 141 471
10 140 133 446
11 137 130 436
12 149 142 474
13 152 144 484
14 151 143 481
15 150 143 477
Media 146 139 465
Di seguito una sintesi dei risultati.
Elemento Misura con microdurometro Conversione UNI EN ISO 18265
Vickers [HV] Rt [MPa]
Flangia di base 168 534
TP1 162 514
TP2 178 565
TP3 180 573
Piastra ballatoio 146 465
La conversione mostra valori compatibili con acciai Fe 510 tranne che per la piastra del
ballatoio dove i valori sono compatibili con un Fe 430, i valori caratteristici degli acciai da
normativa sono riportati nella tabella seguente
Caratteristica Fe360
S235
Fe430
S275
Fe510
S355
Tensione (carico unitario) di
rottura a trazione [N/mm2]
> 340
< 470
> 410
< 560
> 490
< 630
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Deviazione del campo dovuta ad una cricca
Come riportato nella norma UNI EN ISO 18265, la conversione tra diversi valori di
durezza o da valori di durezza a valori di resistenza è di regola affetta da imprecisioni di
cui si deve tenere conto. Una ragione è la grande incertezza che è influenzata da
cambiamenti microstrutturali (per esempio risultanti da trattamenti termici o deformazioni
a freddo ), anche con lo stesso tipo d’acciaio.
Per questo i valori di resistenza stimati attraverso le prove con durometro Vickers non
possono prendere il posto dei risultati di resistenza alla trazione, ma andrebbero abbinate a
prove distruttive eseguite in laboratorio.
La misura è soprattutto un indicatore molto importante dell’omogeneità del materiale tra i
vari pezzi, e dimostra come l’acciaio impiegato per la costruzione del palo presenti nelle
zone indagate proprietà meccaniche analoghe.
4. CONTROLLI NON DISTRUTTIVI SULLE SALDATURE
4.1 Qualifica del personale
Il personale che ha eseguito i controlli è qualificato quale addetto alle prove non distruttive
di livello 2 in conformità alla norma UNI EN 473 e ISO 9712 nel metodo Ultrasuoni (UT),
Magnetoscopico (MT), Liquidi Penetranti (PT) e Visivo (VT).
4.2 Controlli magnetoscopici
Il metodo si basa sulla deviazione che le linee
del campo magnetico, indotto in un materiale,
subiscono in presenza di una discontinuità.
La magnetoscopia è particolarmente adatta
per la ricerca di difetti superficiali e
subcorticali: cricche, inclusioni, ripiegature,
ecc.
Lo strumento utilizzato per questo tipo di
controlli è il giogo elettromagnetico, esso è
costituito da un avvolgimento a bobina
intorno ad un corpo a forma di U in ferro dolce, in pratica si tratta di una elettro-calamita.
La forma ad U ne consente il rapido e facile posizionamento sul particolare da controllare. I
poli dell'elettromagnete possono essere completamente snodabili, questo consente
l'impiego del giogo per il controllo di manufatti aventi forme e dimensioni diverse senza
compromettere la sensibilità del metodo. Molto importante nel controllo è la scelta della
direzione di magnetizzazione in quanto affinché il campo magnetico si alteri in modo
significativo è necessario che la discontinuità sia il più possibile perpendicolare alle linee
di induzione, così da offrire una brusca variazione di permeabilità. Per evidenziare il
difetto sarà sufficiente spruzzare sulle superfici magnetizzate delle sospensioni di polveri
ferromagnetiche, colorate o fluorescenti. Le particelle si concentreranno allineandosi lungo
le linee di flusso del campo magnetico, formando un "profilo" della discontinuità che
generalmente ne indica la posizione, la dimensione, la forma e l'estensione.
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Esecuzione dei controlli magnetoscopici
4.2.1 Strumentazione impiegata
La strumentazione impiegata per il controllo è composta di:
giogo Elettromagnetico HR 51;
spray C.G.M. Lacca bianca Vecoplast;
spray C.G.M. Magnetico nero LK-35;
piastrina ottagonale Asme per la verifica del campo magnetico.
4.2.2 Operazioni preliminari
Sui cordoni in esame è stato applicato, dopo una spazzolatura, uno strato di lacca bianca di
contrasto (Vecoplast) con la funzione di esaltare visivamente le linee di flusso e gli
eventuali difetti presenti.
Prima dell’esecuzione del controllo il campo magnetico e le direzioni di magnetizzazione
sono state verificate con una piastrina Asme ottagonale contenente dei difetti campione.
Sono state adottate opportune direzioni di magnetizzazione per il riscontro di difettologie
lineari longitudinali e trasversali rispetto al cordone delle saldature come previsto dalla
norma UNI EN ISO 17638 (controllo non distruttivo delle saldature – controllo con
particelle magnetiche).
4.2.3 Estensione dei controlli magnetoscopici
Sono state controllate le saldature della flangia superiore (in corrispondenza del ballatoio) e
della flangia inferiore (in corrispondenza dei tirafondi) del palo.
4.2.4 Risultati dei controlli magnetoscopici
I controlli magnetoscopici non hanno evidenziato indicazioni sulla superficie dei cordoni di
saldatura esaminati.
Le saldature sono da ritenere accettabili secondo un livello 2 della norma UNI EN ISO
23278 (controllo con particelle magnetiche delle saldature – livelli di accettabilità).
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Livelli di accettabilità previsti dalla norma UNI EN ISO 23278
4.3 Controllo visivo
Questo controllo è usato per rilevare specifiche caratteristiche superficiali e/o dimensionali
quali: allineamenti, forme e dimensioni delle saldature. Ovviamente l'esame visivo non può
che rivelare difetti macroscopici superficiali, ma in realtà consente anche di stabilire quali
siano i metodi strumentali più idonei da applicare e dove applicarli. La specifica di
riferimento è la UNI EN ISO 17637.
4.3.1 Risultati del controllo visivo
Il controllo visivo delle saldature delle flange non ha evidenziato difetti significativi o tali
da inficiare l’accettabilità dei pezzi in esame.
Di seguito si riporta una tabella con il rilievo dimensionale dei cordoni.
Elemento Flangia
Dimensione cordone
(mm)
Spessori
(mm) Esito (A/NA)
Z L Flangia Tronco
TP1 inferiore 15 17 50 8 A
TP3 superiore 9 9 20 4 A
In definitiva le giunzioni sono da considerarsi conformi ad un livello di qualità B della UNI
EN ISO 5817 (giunti saldati per fusione di acciaio, nichel, titanio e loro leghe - livelli di
qualità delle imperfezioni).
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5. CONTROLLI CON VIDEONDOSCOPIO
5.1 Strumentazione impiegata
Si è utilizzato un video endoscopio Video
Probe VP 300.
Lo strumento è costituito da sonda di
lunghezza pari a 2,00 m con diametro Ø = 6
mm con testa telecomandata da joystick e
con trasmissione delle immagini mediante
fibre ottiche.
Esecuzione del controllo
5.2 Risultati del controllo
Non sono state riscontrate anomalie sulla parte visibile dei tirafondi e sulla parte interna del
collegamento tra I tronco e piastra di base.
6. CONSIDERAZIONI FINALI
Dalle indagini e dalle elaborazioni eseguite si possono trarre le considerazioni seguenti.
Le indagini di rilievo degli spessori hanno evidenziato valori conformi a quanto
dichiarato nei disegni progettuali, leggermente superiori per il TP1 e non sono state
rilevate riduzioni di spessore dovute a fenomeni di corrosione nelle zone indagate.
Le prove con durometro portatile hanno evidenziato valori di durezza omogenei tra gli
elementi e compatibili con acciai Fe 510 tranne che per la piastra del ballatoio che ha
mostrato valori compatibili con un Fe 430.
I controlli visivi e magnetoscopici delle saldature non hanno evidenziato cricche o
difetti di esercizio che possano far temere per l’integrità strutturale degli elementi
ispezionati.
Bolzano, 13 giugno 2013
Il relatore
Level 2 VT – MT – PT - UT 4 EMME Service S.p.A.
UNI EN 473 – ISO 9712 Relazione revisionata da
dott. ing. jr. Andrea Cimino dott. ing. Roberto Bruson
ALLEGATI
4 EMME Service S.p.A. Laboratorio - Pnd Via L. Zuegg, 20 – 39100 Bolzano Tel. 0471 543182 – Fax 543180 [email protected] – www.4emme.it
Sistema Qualità ISO 9001:2008 certificato RINA nr. 6441/01/S
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RAPPORTO DI PROVA NR. AA29 del 13/06/2013
L’addetto alle prove non distruttive LEVEL 2 VT, MT, PT, UT – UNI EN ISO 9712
Dott. ing. junior Andrea Cimino
Rapporto revisionato da
Dott. ing. Roberto Bruson
Il presente rapporto non può essere riprodotto, anche parzialmente, senza l’autorizzazione scritta del Laboratorio.
ESAME VISIVO
IDENTIFICAZIONE DEL COMPONENTE
EE
Cliente: XXXXX Costruttore: non rilevato
Denominazione sito: XXXXX Coordinate sito: 44.725063° - 11.684815°
Data prova: 05/06/2013 Località: Ferrara
Tipo di giunto: cordone d’angolo Materiale: Fe 510 B
Estensione esame: Tutte le saldature di collegamento tra flangia e tronco.
CONDIZIONI D’ESAME
Specifica di riferimento: UNI EN ISO 17637
Criteri di accettabilità: Livello B - UNI EN ISO 5817
Condizioni superficiali: come saldato ( ) verniciato ( ) zincato (X)
TIPO DI CONTROLLO
metodo di controllo: diretto Attrezzatura ausiliare illuminamento: nessuna Illuminamento (lx): >500
Apparecchiatura: calibro da saldatura Came Type – Calibro a corsoio Matricola N°: D306 – A306
RISULTATI DEL CONTROLLO
Elemento Flangia
Dimensione cordone (mm)
Spessori (mm) Esito (A/NA)
Z L Flangia Tronco
TP1 inferiore 15 17 50 8 A
TP3 superiore 9 9 20 4 A
VALUTAZIONE FINALE
Non sono stati riscontrati difetti significativi o tali da inficiare l’accettabilità dei pezzi in esame.
In definitiva le saldature in esame sono da ritenere accettabili per un livello B secondo UNI EN ISO 5817.
ESITO Accettabile (X) Non Accettabile ( )
4 EMME Service S.p.A. Laboratorio - Pnd Via L. Zuegg, 20 – 39100 Bolzano Tel. 0471 543182 – Fax 543180 [email protected] – www.4emme.it
Sistema Qualità ISO 9001:2008 certificato RINA nr. 6441/01/S
Pagina 1 di 1
RAPPORTO DI PROVA NR. AA30 del 07/06/2013
L’addetto alle prove non distruttive LEVEL 2 VT, MT, PT, UT – UNI EN ISO 9712
Dott. ing. junior Andrea Cimino
Rapporto revisionato da
Dott. ing. Roberto Bruson
Il presente rapporto non può essere riprodotto, anche parzialmente, senza l’autorizzazione scritta del Laboratorio.
CONTROLLO CON PARTICELLE MAGNETICHE
IDENTIFICAZIONE DEL COMPONENTE
EE
Cliente: XXXXXX Costruttore: non rilevato
Denominazione sito: XXXXX Coordinate sito: 44.725063° - 11.684815°
Data prova: 05/06/2013 Località: Ferrara
Tipo di giunto: cordone d’angolo Materiale: Fe 510 B
Estensione esame: Flangia di base e flangia sommitale (tra ballatoio e terzo tronco dal basso).
CONDIZIONI D’ESAME
Specifica di riferimento: UNI EN ISO 17638
Criteri di accettabilità: livello 2 - UNI EN ISO 23278
Condizioni superficiali: come saldato ( ) verniciato ( ) zincato (X)
TIPO DI CONTROLLO
Preparazione delle superfici: spazzolatura, vernice di contrasto bianca
Tecnica di magnetizzazione: diretta con elettromagnete Verifica magnetizzazione: Piastrina ottagonale Asme
Apparecchiatura: giogo elettromagnetico HR51 conforme ad ASME V Matricola N°:
10G-11
Tipo di corrente: AC Tensione (V): 220
Particelle magnetiche: in umido Produttore: CGM Tipo: LK35S
Lacca di contrasto: bianca Produttore: CGM Tipo: Vecoplast
VALUTAZIONE FINALE
Non sono state riscontrate indicazioni, le saldature esaminate sono da ritenere accettabili per un livello 2 secondo UNI EN ISO 23278.
ESITO Accettabile (X) Non Accettabile ( )