Il Capitolato Generale Tecnico RFI (Parte II, Sezione 6) disciplina le saldature dei ponti ferroviari come processo speciale, la cui qualità non si legge sul pezzo finito ma si costruisce a monte: qualifica di saldatori e coordinatori, certificazione delle procedure (WPS) con controllo dell'apporto termico, e controlli non distruttivi con criteri UNI EN ISO 5817 crescenti dalla classe EXC2 alla EXC4. Il quadro serve a tecnici, Direttori Lavori e imprese di carpenteria metallica per pretendere e riconoscere un giunto conforme. INGENIO propone questa sintesi, terza di quattro, come riferimento tecnico sulle prescrizioni RFI per le opere metalliche ferroviarie.

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Un processo che non si legge sul pezzo finito

Di tutte le lavorazioni che tengono insieme un ponte metallico, la saldatura è l'unica il cui risultato non si legge per intero sul pezzo finito: è il processo “speciale” per eccellenza.

Per questo il Capitolato Generale Tecnico di Appalto delle Opere Civili di RFI (Parte II – Sezione 6) la presidia su tre fronti insieme – chi salda, come è qualificato il procedimento, come si controlla il giunto – con requisiti che crescono con la classe di esecuzione.

Terzo dei quattro contributi della serie dedicata alla qualità nelle opere metalliche ferroviarie, dopo i materiali degli elementi principali e le unioni bullonate.

Qui interessa il quadro dei requisiti che un tecnico o un Direttore dei Lavori deve conoscere per pretendere – e riconoscere – un giunto saldato conforme.

Prima di saldare: l'organizzazione e le persone

Certificazioni dell'esecutore e ruolo del Coordinatore di saldatura

Il capitolato parte dall'esecutore: iscrizione, nelle parole del documento, all'«Albo Nazionale dei Costruttori – categoria OS 18: Costruzione, assemblaggio e posa in opera di carpenteria metallica», oggi OS 18-A «Componenti strutturali in acciaio» nella qualificazione SOA, e certificazione secondo UNI EN ISO 9001+A1 e – alla lettera – «alla UNI EN ISO 5817, in relazione alla classe di esecuzione».

Su quest'ultimo richiamo conviene intendersi, perché in sede di gara è un punto su cui si concentrano le richieste di chiarimento: la UNI EN ISO 5817 fissa i livelli di qualità delle imperfezioni dei giunti saldati (B, C, D) – è così che la descrive lo stesso capitolato nel proprio elenco normativo – e il rinvio si legge quindi come il livello di qualità dei giunti da garantire per ciascuna classe di esecuzione, che è poi quanto il capitolato prescrive più avanti nella tabella dei criteri di accettabilità.

Resta utile concordare per tempo con la Stazione Appaltante come questo requisito si combini con la UNI EN ISO 3834, la norma che la UNI EN 1090-2 associa alla classe di esecuzione per i requisiti di qualità in saldatura: parte 3 per la EXC2, parte 2 per EXC3 ed EXC4.

Al vertice del sistema sta il Coordinatore di saldatura secondo UNI EN ISO 14731, interlocutore tecnico responsabile verso le FERROVIE – termine con cui il capitolato indica la stazione appaltante, cioè RFI S.p.A. o chi agisce in suo nome e per suo conto, Direzione Lavori e Alta Sorveglianza comprese: il livello di conoscenza richiesto è di tipo “completo” per le classi EXC3 ed EXC4, “specifico” per la EXC2 – salvo che ricorrano le condizioni del prospetto 14 della UNI EN 1090-2 (spessori oltre 50 mm), nel qual caso il tipo “completo” è richiesto anche in EXC2.

Qualifica di saldatori e operatori: norme e tracciabilità

Quanto agli operatori: i saldatori per applicazioni manuali e semiautomatiche devono essere qualificati secondo UNI EN ISO 9606-1 per i procedimenti e le posizioni di lavoro utilizzati e devono comunque eseguire, come saggio di prova, un giunto a T con cordone d'angolo da valutare secondo i criteri della stessa norma.

Gli addetti agli impianti automatici, robotizzati e di piolatura vanno certificati secondo UNI EN ISO 14732.

Le qualifiche devono provenire da un ente accreditato ACCREDIA secondo la UNI CEI EN ISO/IEC 17024 – il capitolato la richiama in due punti con due sigle diverse, «UNI EN 17024» e «UNI EN ISO 17024»: la designazione ufficiale è quella completa, e il Coordinatore deve tenere un registro con i nominativi dei saldatori abilitati e degli operatori, aggiornato al variare delle qualifiche (estensione di classe, mantenimento della validità, prolungamento) e comprensivo dei periodi di inattività di ciascun saldatore o operatore per ogni procedimento; registro e certificati di qualifica devono essere reperibili presso l'esecutore ed esibiti agli incaricati delle FERROVIE a richiesta. È una tracciabilità delle persone speculare a quella dei materiali vista nei contributi precedenti.

La qualifica delle procedure: WPS, talloni e apporto termico

Qualifica delle WPS e talloni di pre-produzione

Le specifiche di procedura di saldatura devono essere qualificate e certificate secondo UNI EN ISO 15614-1 – con l'unica eccezione che il capitolato ammette all'obbligo di qualifica, il procedimento manuale con elettrodi rivestiti su acciai di classe di resistenza fino a 510 N/mm² – con certificazione rilasciata da un ente accreditato ACCREDIA secondo la UNI CEI EN ISO/IEC 17065, la norma che ha sostituito la EN 45011; per i giunti particolari, per i quali le prove standard non sono ritenute esaustive, la qualificazione si completa con talloni di pre-produzione secondo UNI EN ISO 15613.

Per le modalità di qualifica del procedimento di piolatura valgono in toto le prescrizioni della UNI EN ISO 14555; sull'esecuzione e sui controlli dei pioli il capitolato detta poi prescrizioni proprie, di cui si dirà più avanti.

Per la qualifica delle procedure nelle opere in EXC2 vale la UNI EN 1090-2; per EXC3 ed EXC4 il capitolato aggiunge prescrizioni ulteriori, a partire dal controllo dell'apporto termico specifico, valutato con la formula HI = k · 0,06 · I · V / v (kJ/mm), dove I è la corrente di saldatura (A), V la tensione di saldatura (V), v la velocità di traslazione della sorgente termica espressa in mm/min e k il fattore di correzione legato al processo – pari a 1 per l'arco sommerso e a 0,8 per elettrodo rivestito e filo continuo con protezione di gas, secondo la UNI EN 1011-1.

L'unità di misura di v non è un dettaglio: applicando mm/s al posto di mm/min il risultato sbaglia di sessanta volte. Il capitolato fissa poi la finestra operativa – apporto termico massimo 2,8 kJ/mm, minimo 0,8 kJ/mm – e impone che in produzione gli apporti non si discostino più del 15% dal valore misurato sui saggi di qualifica del procedimento.

Preriscaldo: valori e controllo in campo

Sul preriscaldo le regole sono operative e verificabili in campo: i valori indicati nella specifica di saldatura vanno maggiorati di 25 °C per la puntatura dei pezzi e l'operazione di scriccatura; in ogni caso va garantita l'asciugatura dei lembi con un preriscaldo a 50 °C; la temperatura richiesta deve interessare circa 75 mm di materiale base per ciascun lato del giunto, con controllo eseguibile mediante termocolori o dispositivi equivalenti.

Chi esegue i controlli non distruttivi

Certificazione del personale e dell'Ente di controllo indipendente

Anche per i controlli il capitolato parte dalle persone: il personale addetto agli esami non distruttivi deve essere certificato almeno di livello 2 secondo UNI EN ISO 9712, da un organismo accreditato ACCREDIA in accordo alla UNI CEI EN ISO/IEC 17024.

Per l'esame visivo è raccomandato personale certificato EWI/IWI (European/International Welding Inspector).

La raccomandazione diventa però obbligo quando si sale di livello: i controlli sono affidati a un Ente di controllo indipendente, incaricato e pagato dall'esecutore ma autorizzato da RFI per la singola opera, certificato ISO 9001+A1 e – per i ponti e le opere in EXC3 ed EXC4 – dotato di laboratorio accreditato ACCREDIA secondo ISO/IEC 17025 oppure autorizzato ai sensi dell'art. 59 del DPR 380/2001.

Il suo personale addetto ai controlli deve essere certificato come ispettore di saldatura CIWI-C e CIWI-S secondo schema IIW/EWF, oltre che di livello 2 ISO 9712 nei metodi applicabili, con dieci anni di esperienza documentata; chi coordina i controlli deve essere certificato di livello 3. L'ente deve inoltre disporre di competenze e attrezzature per controlli avanzati: TOFD, phased array, analisi chimiche e misure di durezza con strumenti portatili.

Sequenza dei controlli e norme esecutive

La scelta dei metodi segue la UNI EN ISO 17635 in funzione di tipologia di unione e spessori.

Di regola, i controlli strumentali – magnetoscopico, radiografico e ultrasonoro sul giunto completato, liquidi penetranti sulle superfici di solcatura al rovescio dei giunti a piena penetrazione – seguono un esame visivo soddisfacente.

I riferimenti esecutivi:

• esame visivo secondo UNI EN ISO 17637;
• controllo magnetoscopico secondo UNI EN ISO 17638;
• liquidi penetranti secondo UNI EN ISO 3452-1;
• controllo radiografico secondo UNI EN ISO 17636-1, in classe B per le opere EXC3 ed EXC4 e in classe A per i restanti casi, con indicatore di qualità d'immagine su ogni pellicola e potere risolutivo pari al 2% della somma degli spessori attraversati;
• controllo ultrasonoro secondo UNI EN ISO 17640 ad almeno livello B, con caratterizzazione delle indicazioni secondo UNI EN ISO 23279 e, per giunti particolari, specifiche dedicate validate su blocchi con difetti artificiali.

Prescrizioni specifiche per il controllo radiografico

Due prescrizioni radiografiche meritano attenzione: lo schizzo del giunto con le sigle dei saldatori accompagna il verbale e identifica le pellicole; ed è vietata la rasatura del sovrametallo dei giunti testa a testa a filo lamiera prima dell'accettazione dei giunti – perché cancellerebbe la possibilità di verificare la corrispondenza tra pellicola e giunto.

I criteri di accettabilità: il livello di qualità segue la classe

Livelli di qualità UNI EN ISO 5817 per classe di esecuzione

Il cuore del sistema è la tabella che lega classe di esecuzione e livello di qualità dei giunti ai sensi della UNI EN ISO 5817:

Classe di esecuzione	Livello di qualità UNI EN ISO 5817
EXC2	C
EXC3	B
EXC4	B+ (livello B con i requisiti aggiuntivi del prospetto 17 della UNI EN 1090-2)

Il livello vale in generale per gli esami visivo, con liquidi penetranti e magnetoscopico, e proprio su questi criteri le FERROVIE si riservano la facoltà di stabilire valori diversi da quelli della norma in fase di approvazione del progetto delle saldature.

Criteri di accettabilità per radiografico e ultrasonoro

Per il radiografico i criteri di accettabilità sono quelli della UNI EN 12517 livello 1; per l'ultrasonoro valgono le prescrizioni della UNI EN 1712 livello 2, con una precisazione dirimente per le opere da ponte: non sono ammessi difetti planari, valutati in accordo alla UNI EN 1713 – la norma poi confluita nella UNI EN ISO 23279, la stessa che il capitolato richiama qualche paragrafo prima per la caratterizzazione delle indicazioni.

Quando si controlla, e i casi particolari

La finestra delle 48 ore prima dei controlli

Il capitolato fissa anche il “quando”: sui giunti in acciaio di classe S355 o inferiore, i controlli non distruttivi vanno eseguiti non prima di 48 ore dal termine delle operazioni di saldatura se lo spessore combinato supera 100 mm; per gli acciai di resistenza superiore, il vincolo delle 48 ore vale in ogni caso. È la finestra che consente alle eventuali cricche a freddo di manifestarsi prima del controllo.

Giunti eseguiti in cantiere e predalles metalliche

I giunti eseguiti in cantiere si controllano con modalità analoghe a quelle di officina, con i medesimi criteri di estensione in caso di esito sfavorevole; ma i giunti testa a testa delle strutture principali eseguiti in opera devono essere controllati con metodo magnetoscopico, radiografico e ultrasonoro.

Per le predalles metalliche la regola è il divieto: il capitolato stabilisce che non è possibile vincolarle alle travi dell'impalcato mediante saldatura.

Solo nei casi in cui tale collegamento si rendesse assolutamente necessario valgono tre prescrizioni – niente saldatura per punti, processi di saldatura qualificati e approvati dall'Ente Terzo incaricato, controllo MT e UT obbligatorio su tutte le saldature delle predalles.

Controllo dei pioli saldati: prova di avvio e prova in produzione

Per la piolatura il capitolato prevede due prove distinte, con angoli diversi.

La prima è di avvio: ogni volta che un saldatore inizia una fase di piolatura su una membratura, i primi due pioli saldati vanno esaminati visivamente e, se soddisfacenti, piegati a colpi di mazza a 45°; una volta raddrizzati non devono mostrare incrinature né mancanza di fusione, altrimenti la tecnica va rimessa a punto su piastre ausiliarie e le prove ripetute.

La seconda riguarda la produzione: tutti i pioli vanno esaminati visivamente ad accertare la continuità del collarino, e quelli con collarino incompleto si provano a piegamento a colpi di mazza a 30°, prova estesa ad almeno il 5% dei pioli che hanno superato l'esame visivo, con criteri di estensione progressiva in caso di rotture.

I riferimenti normativi essenziali
• Capitolato Generale Tecnico di Appalto delle Opere Civili RFI – Parte II, Sezione 6 (Codifica RFI DTC SI PS SP IFS 001 I)
• UNI EN ISO 14731: coordinamento delle attività di saldatura
• UNI EN ISO 9606-1 e UNI EN ISO 14732: qualifica di saldatori e operatori
• UNI EN ISO 15614-1, UNI EN ISO 15613, UNI EN ISO 14555: qualifica delle procedure (incl. talloni e piolatura)
• UNI EN ISO 17635, 17637, 17638, 3452-1, 17636-1, 17640, 23279: scelta ed esecuzione dei controlli non distruttivi
• UNI EN ISO 9712: certificazione del personale addetto ai controlli (livello 2)
• UNI EN ISO 5817 e UNI EN 1090-2 (prospetto 17): livelli di qualità dei giunti
• UNI EN 12517 (livello 1), UNI EN 1712 (livello 2), UNI EN 1713: criteri di accettabilità RT e UT richiamati dal capitolato. Sono sigle oggi ritirate con sostituzione: le norme corrispondenti in vigore sono UNI EN ISO 10675-1 per i livelli di accettazione radiografici, UNI EN ISO 11666 per quelli ultrasonori e UNI EN ISO 23279 per la caratterizzazione delle discontinuità

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Checklist operativa per il tecnico e il DL

• Verificare le certificazioni dell'esecutore richieste dal capitolato (ISO 9001+A1 e ISO 5817 in relazione alla classe di esecuzione), concordare con la Stazione Appaltante come si combinino con la ISO 3834 associata alla EXC dalla EN 1090-2, e verificare la nomina del Coordinatore di saldatura con livello adeguato alla classe
• Controllare qualifiche di saldatori e operatori (ISO 9606-1 / ISO 14732) da ente ACCREDIA e il registro aggiornato, saggio a T incluso
• Esigere WPS qualificate ISO 15614-1, fatta salva l'unica eccezione prevista dal capitolato (manuale con elettrodi rivestiti su acciai fino a 510 N/mm²), con talloni ISO 15613 per i giunti particolari; verificare in campo preriscaldi e apporto termico entro la finestra 0,8–2,8 kJ/mm, con scostamenti non superiori al 15% rispetto ai saggi di qualifica
• Verificare la certificazione livello 2 ISO 9712 del personale addetto ai controlli
• Controllare che il livello di qualità applicato corrisponda alla classe (C/B/B+) e che UT e RT usino i criteri corretti (EN 1712 liv. 2 senza difetti planari, oggi EN ISO 11666; EN 12517 liv. 1, oggi EN ISO 10675-1)
• Far rispettare la finestra delle 48 ore prima dei controlli nei casi previsti
• Sui giunti testa a testa delle strutture principali eseguiti in opera pretendere tutti e tre i controlli: magnetoscopico, radiografico e ultrasonoro
• Sulla piolatura: esame visivo della continuità del collarino su tutti i pioli, prova di avvio a 45° sui primi due pioli di ogni saldatore e prova a piegamento a 30° su almeno il 5% di quelli visivamente conformi
• Non consentire la rasatura del sovrametallo dei giunti testa a testa prima dell'accettazione

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FAQ – Le domande dei tecnici sui controlli delle saldature

Che differenza c'è tra livello B e B+?

Il livello B+ è il livello B della UNI EN ISO 5817 integrato dai requisiti aggiuntivi del prospetto 17 della UNI EN 1090-2, nella numerazione dell'edizione cui il capitolato fa riferimento. È il livello richiesto per le opere in classe di esecuzione EXC4; per l'EXC3 vale il livello B, per l'EXC2 il livello C. Una precisazione utile a chi lavora con la norma aggiornata: nell'edizione in vigore la sigla B+ non compare più, e per la EXC4 si prescrive la UNI EN ISO 5817 con i requisiti della EXC3 come minimo e criteri specifici per i giunti individuati. Sul contratto RFI resta comunque vincolante quanto scritto nel capitolato.

Chi può eseguire i controlli non distruttivi?

Personale certificato almeno di livello 2 secondo UNI EN ISO 9712 da un organismo accreditato ACCREDIA. Per l'esame visivo il capitolato raccomanda inoltre figure certificate EWI/IWI.

Perché aspettare 48 ore prima di controllare un giunto?

Perché le cricche a freddo indotte dall'idrogeno possono manifestarsi con ritardo. Il vincolo vale per i giunti in acciaio fino a S355 con spessore combinato oltre 100 mm e, sempre, per gli acciai di resistenza superiore.

Quali controlli sono obbligatori sui giunti eseguiti in opera?

I giunti di cantiere seguono le modalità di officina, ma per i giunti testa a testa delle strutture principali eseguiti in opera sono obbligatori il controllo magnetoscopico, quello radiografico e quello ultrasonoro.

Sono ammessi difetti planari rilevati agli ultrasuoni?

No: i criteri applicabili sono quelli della UNI EN 1712 livello 2, con l'esplicita precisazione che i difetti planari – valutati secondo UNI EN 1713, oggi UNI EN ISO 23279 – non sono ammessi.

Come si controllano i pioli saldati?

Con due prove distinte. All'avvio, i primi due pioli saldati da ciascun saldatore su ogni membratura vanno esaminati e piegati a colpi di mazza a 45°. Poi, sulla produzione: tutti con esame visivo del collarino di base; i pioli con collarino incompleto si provano a piegamento a 30° a colpi di mazza, prova estesa ad almeno il 5% dei pioli visivamente conformi, con estensioni progressive in caso di rotture fino all'intera membratura.