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Danneggiamenti delle Caldaie

Danneggiamenti delle Caldaie. Tratto da Cibaldi C. I criteri di scelta e di trattamento degli acciai da costruzione e da utensilii Vol. IV Dignosi dei Difetti Metallurgici

La procedura generale per la diagnosi dei danneggiamenti delle caldaie o degli scambiatori di calore non differisce da quella usuale per un qualsiasi altro tipo di componente o struttura. Va rilevato però che questi impianti vengono a contatto anche con fiamme, fumi e sostanze aggressive, spesso accumulate nei prodotti di corrosione e/o nelle incrostazioni; pertanto durante la diagnosi dei loro difetti si devono cercare anche le informazioni specifiche di questi fattori non trascurabili.

Il danneggiamento delle caldaie e dei loro accessori comprende vari meccanismi, quali:

  • la corrosione (come la vaiolatura o pitting);
  • l’usura (come l’erosione);
  • le sollecitazioni meccaniche (pressione e sovraccarico);
  • la tensocorrosione;
  • l’infragilimento da idrogeno;
  • la fatica;
  • lo scorrimento viscoso o creep,

con tutte le loro possibili combinazioni. Le cause dei Danneggiamenti e delle Fratture possono essere le più varie, da errori di progettazione, soprattutto legati alla scelta di materiali inadatti, ad errori di fabbricazione, compreso l’uso di materiali difettosi, da insufficiente manutenzione all’uso improprio degli impianti. La statistica delle principali cause delle avarie delle caldaie pone al primo posto il surriscaldamento. Seguono la fatica e la corrosione, l’infragilimento da idrogeno e i difetti dei materiali.

L’ultimo posto spetta alla progettazione, a dimostrazione che le conoscenze in materia sono sufficientemente sviluppate per non incorrere in grossolani errori nella scelta dei materiali più idonei per gli specifici impieghi. Le figure che seguono danno alcuni esempi di danneggiamenti delle caldaie:

Frattura a Bocca di Pesce a Parete Grossa
Frattura per Surriscaldamento

Figura 1. Frattura a bocca di pesce a parete grossa per surriscaldamento di un tubo di caldaia d’acciaio

Danneggiamento delle Caldaie

Figura 1. Frattura per surriscaldamento con assottigliamento della parete di un tubo di caldaia d’acciaio al CrMo

Danneggiamento delle Caldaie

Macrografia della Sezione Trasversale di un Tubo Acciaio
Micrografia Microcricche Intergranulari

Figura 2. Macrografia della sezione trasversale di un tubo d’acciaio AISI 321 rotto per scorrimento viscose a caldo (creep). Si notino le numerose cricche secondarie parallele a quella principale. Nessun attacco. 5 x circa.

Danneggiamento delle Caldaie

Figura 2. Micrografia della stessa zona con evidenti microcricche intergranulari. Attacco elettrolitico HNO3 60 %. 100 x.

Danneggiamento delle Caldaie

Tubo Caldaia Acciaio Carbonio Rotto a Finestra
Micrografia della Sezione Trasversale Tubo Acciaio Crmo Rotto

Figura 3. Esempio di tubo di caldaia d’acciaio al carbonio rotto a finestra per infragilimento da idrogeno.

Danneggiamento delle Caldaie

Figura 4. Micrografia della sezione trasversale di un tubo d’acciaio al CrMo rotto in modo fragile per grafitizzazione dopo 13 anni di servizio. Precipitazione di noduli di grafite (neri) nella matrice ferritica. Attacco nital 2 %. 100 x.

Danneggiamento delle Caldaie

Sezione Tubo Idrosanitario Quasi Completamente Occluso
Schema della Sezione di un Tubercolo

Figura 5. Sezione di un tubo idrosanitario quasi completamente occluso da pesante tubercolazione (protuberanze di prodotti o depositi di corrosione che ricoprono regioni localizzate dov’è rimosso il metallo. 4 x circa.

Danneggiamento delle Caldaie

Figura 5. Schema della sezione di un tubercolo ben formato con indicazioni della composizione dei vari strati.

Danneggiamento delle Caldaie

Figura 6. Esempio di ragnatela di cricche da fatica termica (crettature).
Figura 6. Sezione longitudinale di un tubo di caldaia criccato per fatica termica. Cricche ripiene d’ossido con apice arrotondato.

Figura 6. Esempio di ragnatela di cricche da fatica termica (crettature).

Danneggiamento delle Caldaie

Figura 6. Sezione longitudinale di un tubo di caldaia criccato per fatica termica. Cricche ripiene d’ossido con apice arrotondato.

Danneggiamento delle Caldaie

Figura 7. Esempio di cricche di tensocorrosione in un componente di caldaia d’acciaio inossidabile austenitico. Attacco elettrolitico in acido ossalico 10 %. 100 x.

Figura 7. Esempio di cricche di tensocorrosione in un componente di caldaia d’acciaio inossidabile austenitico. Attacco elettrolitico in acido ossalico 10 %. 100 x.

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