Forno per prove di scorrimento

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Per soddisfare le richieste di specifiche applicazioni, acciaio e leghe vengono prodotti in un’ampia varietà di strutture. Al fine di valutare l’idoneità di singoli batch di materiale per qualsiasi particolare applicazione, i campioni vengono sottoposti a diversi test distruttivi e non. La prova di scorrimento è un metodo di valutazione del materiale ampiamente utilizzato nei seguenti settori:

Aerospaziale e automobilistico
Materie prime in ferro e acciaio
Artiglieria
Progettazione generale

La “prova di scorrimento” si esegue su un campione di lega al fine di stabilire la struttura del materiale e valutare le sue caratteristiche di resistenza alle sollecitazioni. In termini molto semplici, si scalda un campione ad una temperatura stabile, a seconda del materiale, compresa tra 300 °C e 1200 °C. Si applica quindi un carico sul campione in modo da esercitare una forza longitudinale sulla struttura cristallina della lega. Si lascia il campione in questo stato per l’intera durata della prova o fino alla rottura del componente. Durante la prova, vengono continuamente monitorati e registrati i dati che consentiranno di determinare la stabilità delle temperature, il carico e l’estensione del campione. È importante mantenere un rigoroso controllo della temperatura nell’intera prova con una tolleranza di uniformità tipica del campione pari a 0,2 gradi centigradi. A tale scopo molti forni sono dotati di dispositivi di controllo estremamente precisi con tre zone di riscaldamento. Le prove possono durare molti mesi e a volte anni, è importante quindi che i sistemi di controllo siano in grado di sostenere interruzioni dell’alimentazione ed interrompere strategie che comporterebbero la continuazione delle prove dopo interruzioni non pianificate.

I grandi laboratori per prove di scorrimento possono contenere diverse centinaia di forni che eseguono contemporaneamente controlli di campioni. I risultati ottenuti con i test fanno parte dell’audit trail di dati relativi a componenti finali e per praticità molti utenti si affidano a sistemi di controllo delle comunicazioni per automatizzare il processo di gestione dei dati:

Ingressi termocoppia isolati
Facile regolazione del setpoint
Routine di ripristino e di interruzione dell’alimentazione
Stabilità del processo a lungo termine
Misurazione dello “scorrimento” e rilevamento di rotture nel campione
Comunicazioni digitali e soluzioni di gestione dei dati

In una tipica soluzione multiciclo Eurotherm il ciclo master controlla la temperatura al centro del campione con due cicli slave che controllano la zona superiore e quella inferiore. Il cablaggio dell’utente viene utilizzato per far sì che il setpoint di lavoro del ciclo master venga utilizzato anche dai cicli slave. La temperatura viene misurata dalle termocoppie fissate ai campioni. Il controllo del riscaldamento viene effettuato nella maggior parte dei casi da un relè a stato solido.

Lo scorrimento (o deformazione) può essere immesso nel sistema di controllo per mezzo di un ingresso analogico di un apposito trasduttore o attraverso canali di comunicazione master con altri dispositivi di comunicazione digitale.

Il sistema di controllo può anche accedere a ingressi e uscite digitali al fine di rilevare un’eventuale rottura del campione, controllare e monitorare il livello del braccio di carico.