Controllare quattro aspetti su un certificato del materiale in titanio: il numero di colata corrisponde alla marcatura sul metallo, la composizione chimica rientra nella specifica ordinata, i risultati meccanici soddisfano i valori minimi della specifica e il tipo di documento è quello ordinato, normalmente EN 10204 tipo 3.1 per apparecchiature di processo.
Per verificare la qualità del titanio si parte dalla documentazione, poi si passa al metallo. Il documento è il certificato del materiale (MTC): un documento che collega una colata di titanio alla relativa composizione chimica misurata e alle proprietà meccaniche rispetto alla norma ordinata. Un EN 10204 Type 3.1 certificato riporta risultati di controllo specifici ed è convalidato dal rappresentante autorizzato al controllo del produttore, indipendente dal reparto di produzione. Il tipo 3.2 aggiunge la convalida da parte del rappresentante autorizzato al controllo dell'acquirente o di un ispettore designato dalle normative ufficiali. Un opuscolo o una lettera generica di conformità non sostituisce il documento di controllo richiesto dall'ordine.
I quattro tipi di certificato EN 10204 e perché 3.1 è il riferimento minimo per l'acquirente
EN 10204 definisce che cos'è un documento di controllo e quale livello di garanzia offre. La distinzione rilevante è tra controllo non specifico (dati della produzione ordinaria) e specifico (risultati della colata o del lotto effettivamente fornito).
| Tipo | Che cos'è | I risultati sono | Convalidato da |
|---|---|---|---|
| 2.1 | Dichiarazione di conformità all'ordine | Nessun risultato di prova | Produttore |
| 2.2 | Rapporto di prova | Non specifici (produzione ordinaria, non il lotto fornito) | Produttore |
| 3.1 | Certificato di collaudo | Specifici della colata o del lotto fornito | Ispettore del produttore, indipendente dalla produzione |
| 3.2 | Certificato di collaudo | Specifici della colata o del lotto fornito | Produttore e ispettore indipendente o di terza parte |
Per la maggior parte degli acquisti di titanio, richiedere il MTC secondo EN 10204 3.1 come requisito predefinito. Passare a 3.2 quando una terza parte o un rappresentante dell'acquirente deve presenziare alle prove o controfirmarle, come avviene spesso per impieghi aerospaziali, medicali e critici in pressione. Un documento 2.1 o 2.2 non è un sostituto: non riporta i valori del metallo effettivamente ricevuto.
Cosa controllare sul certificato
Un certificato è utile solo se i campi sono coerenti tra loro e corrispondono alla norma in base alla quale è stato effettuato l'ordine. Leggerlo insieme all'ordine d'acquisto, non isolatamente.
| Campo del certificato | Cosa verificare |
|---|---|
| Numero di colata o di lotto | presente sul certificato e corrispondente alla marcatura o all'etichetta sul materiale. Una colata, una composizione chimica, un certificato. |
| Grado, UNS e norma | ad esempio Ti-6Al-4V, UNS R56400, secondo ASTM B348, con l'anno di revisione. Confermare che grado e norma corrispondano a quanto ordinato. |
| Composizione chimica | ogni elemento riportato e compreso nei limiti della norma. Per il titanio, controllare gli interstiziali, ossigeno, azoto, carbonio, idrogeno e ferro, perché determinano resistenza e duttilità. |
| Proprietà meccaniche | resistenza a trazione, carico di snervamento e allungamento riportati e conformi ai minimi della norma per il grado e lo stato. |
| Stato | ricotto, oppure solubilizzato e invecchiato, indicato e coerente con l'ordine. |
| Dimensioni e quantità | dimensioni, tolleranza e quantità coerenti con la spedizione. |
| Emittente e firma | l'ispettore e il tipo di certificato (3.1 o 3.2). Un certificato specifico è firmato da una persona indipendente dal reparto di produzione. |
Se un valore sul certificato coincide esattamente con un limite o manca un elemento richiesto, segnalare la questione prima dell'accettazione. Per un esempio pratico di lettura dei valori, consultare la lettura di un rapporto di prova di un lingotto in titanio.
Confermare che il metallo corrisponda alla documentazione
Un certificato dimostra ciò che è stato sottoposto a prova, non ciò che è arrivato nella cassa. Per colmare questa lacuna, gli acquirenti ricorrono ad alcuni controlli indipendenti, che possono essere specificati nell'ordine:
| Controllo indipendente | Cosa fa |
|---|---|
| Identificazione positiva del materiale (PMI) | una lettura con XRF portatile o con strumento ottico sul materiale in ingresso per confermare la lega. La XRF rileva gli elementi metallici come alluminio e vanadio; non rileva gli interstiziali leggeri, quindi conferma la famiglia del grado, non il contenuto di ossigeno. |
| Collaudo di terza parte | un ispettore indipendente assiste al campionamento e alle prove e controfirma, come registrato in un certificato EN 10204 3.2. |
| Campioni trattenuti e controprova | conservazione di un campione della colata affinché un laboratorio indipendente possa ripetere l'analisi chimica o le prove meccaniche in caso di contestazione. |
| Catena di tracciabilità | numero di colata sul certificato, sull'etichetta del materiale e sulla distinta di imballaggio, per seguire il lotto dall'inizio alla fine. |
Indicare quali di questi controlli sono richiesti dall'ordine. Quanto più l'applicazione è critica, tanto più occorre estendere i requisiti lungo questa lista.
Quando specificare il controllo con liquidi penetranti (PT)
Il controllo con liquidi penetranti può essere specificato per flange, pezzi forgiati e particolari lavorati meccanicamente in titanio quando il disegno, l'ordine d'acquisto, il codice applicabile o il piano di controllo concordato richiede l'esame di discontinuità affioranti quali cricche, ripiegature o porosità comunicanti con la superficie che il controllo visivo potrebbe non rilevare. Indicare metodo, criteri di accettazione, ambito dei particolari o del lotto, punti di presenziamento e requisiti del rapporto prima della produzione. Specificare il metodo con penetranti e il livello di sensibilità secondo ASTM E165/E1417 o ASME BPVC Section V Article 6, i criteri di accettazione indicati nel disegno o nel codice e materiali penetranti con limiti certificati del contenuto di cloro e fluoro, richiesti per il titanio da ASME BPVC Section V, Article 6; aggiungere un limite per lo zolfo solo quando richiesto dal disegno, dal codice o dalla specifica del cliente. Il PT non è automatico per ogni prodotto o ordine.
Il metodo prevede due fasi, entrambe illustrate di seguito:
- Si applica un penetrante rosso, che entra per capillarità in qualsiasi difetto affiorante in superficie; quindi si rimuove l'eccesso.
- Si applica uno sviluppatore bianco che richiama all'esterno il penetrante intrappolato, rendendo il difetto visibile come un'indicazione rossa sul fondo bianco.
Il PT è non distruttivo, quindi il pezzo controllato viene spedito così com'è. Per flange e pezzi forgiati in titanio secondo ASTM B381, i risultati PT sono registrati in riferimento al numero di colata e possono essere inclusi, su richiesta, con il certificato di collaudo 3.1 secondo EN 10204.
Perché è importante negli approvvigionamenti dall'estero
Il timore con qualsiasi fornitore distante è che il metallo e la documentazione non corrispondano. La risposta consiste nel richiedere documentazione verificabile e basare la fiducia sui documenti e sui controlli indipendenti, anziché sul marchio. Un fornitore che emette un certificato di collaudo 3.1 secondo EN 10204 tracciabile alla colata, marca il materiale con il numero di colata e accetta il collaudo di terza parte o la PMI su richiesta offre elementi verificabili. Questa è la differenza tra un'affermazione e una registrazione.
Beiyu esamina gli ordini di barre, lamiere spesse, tubi e pezzi forgiati in titanio con documentazione EN 10204 3.1 e tracciabilità tramite il numero di colata quando specificato e concordato. Indicare eventuali requisiti di collaudo di terza parte o di identificazione positiva del materiale prima dell'emissione dell'ordine. Per gradi e limiti vedere la guida al confronto dei gradi di titanio, per le norme il guida alle norme sul titanio e guida alle barre ASTM B348, e le sezioni prodotto per barra in titanio, lamiera sottile e lamiera spessa, tubi e pezzi forgiati. Esaminare i servizi di controllo e documentazione, quindi inviare i requisiti relativi a grado, norma e certificato per un'offerta.
FAQ
Che cos'è un certificato di collaudo 3.1 secondo EN 10204?
Un certificato di collaudo che riporta i risultati effettivi delle prove sulla specifica colata o sul lotto ricevuto, convalidato da un ispettore del produttore indipendente dal reparto di produzione. È il riferimento minimo pratico per una fornitura di titanio verificabile.
Qual è la differenza tra 3.1 e 3.2?
Entrambi riportano risultati relativi al lotto specifico. Un 3.1 è convalidato dall'ispettore indipendente del produttore; un 3.2 aggiunge un ispettore indipendente o di terza parte, oppure un rappresentante dell'acquirente, che firma anch'egli. Utilizzare 3.2 quando è richiesta la presenza di un testimone alle prove.
Un rapporto di prova 2.2 è sufficiente?
Non per la verifica. Un 2.2 riporta risultati non specifici della produzione ordinaria, non della colata ricevuta, quindi non può essere collegato al materiale fornito. Richiedere 3.1.
La PMI può confermare il grado del titanio?
Conferma gli elementi di lega, quindi distingue, ad esempio, Grade 5 Ti-6Al-4V dal titanio commercialmente puro. Non può rilevare l'ossigeno e gli altri interstiziali, quindi conferma la famiglia della lega ma non la composizione chimica completa; per questa occorre fare riferimento all'analisi certificata.
Cosa dovrebbe corrispondere tra il certificato e il materiale?
Numero di colata, grado, UNS, norma e stato riportati sul certificato dovrebbero corrispondere all'ordine e alla marcatura sul metallo, e ogni valore chimico e meccanico riportato dovrebbe rientrare nei limiti della norma per quel grado.
Valori di accettazione rispetto ai quali verificare il certificato
Un certificato può essere verificato soltanto rispetto a valori numerici; pertanto i due gradi che rappresentano la maggior parte degli ordini industriali sono riportati qui come compaiono in ASTM B348. Grade 2 viene accettato con resistenza a trazione minima di 345 MPa, carico di snervamento tra 275 e 450 MPa e allungamento minimo di 20 per cento, con ossigeno limitato a un massimo di 0.25 per cento e ferro a un massimo di 0.30 per cento. Grade 5 viene accettato con resistenza a trazione minima di 895 MPa e carico di snervamento minimo di 828 MPa, con alluminio tra 5.50 e 6.75 per cento, vanadio tra 3.50 e 4.50 per cento, ossigeno fino a un massimo di 0.20 per cento e ferro fino a un massimo di 0.40 per cento. Grade 1 presenta valori inferiori a entrambi, con resistenza a trazione minima di 240 MPa, carico di snervamento tra 170 e 310 MPa e ossigeno fino a un massimo di 0.18 per cento.
| Controllo sul MTC | Grade 1 | Grade 2 | Grade 5 |
|---|---|---|---|
| Resistenza a trazione, minima | 240 MPa | 345 MPa | 895 MPa |
| Carico di snervamento, scostamento di 0,2 per cento | da 170 a 310 MPa | da 275 a 450 MPa | 828 MPa minimo |
| Allungamento, minimo | 24 per cento | 20 per cento | 10 per cento |
| Ossigeno, massimo | 0,18 per cento | 0,25 per cento | 0,20 per cento |
| Ferro, massimo | 0,20 per cento | 0,30 per cento | 0,40 per cento |
| Numero UNS | R50250 | R50400 | R56400 |
Beiyu Titanium riporta questi campi in ogni certificato del materiale EN 10204 3.1 fornito con un ordine, con il numero di colata che collega l'analisi al materiale marcato, e con la composizione chimica stessa eseguita da un laboratorio esterno dello stabilimento o dal laboratorio interno dello stabilimento prima del rilascio. Due avvertenze dalla pratica di fornitura Beiyu: i limiti di idrogeno variano in base alla forma del prodotto e alla sezione, quindi leggere il valore dell'idrogeno rispetto alla forma effettivamente ordinata anziché a un unico numero per tutto il sito, e un certificato Grade 23 redatto secondo ASTM B348 riporta UNS R56407, mentre R56401 appartiene alla specifica per impianti chirurgici ASTM F136.
Dettagli delle specifiche con fonti
EN 10204:2004 definisce quattro tipi di documento di controllo (2.1, 2.2, 3.1 e 3.2). Per i semilavorati in titanio il livello minimo significativo è il Tipo 3.1: risultati del controllo specifico sul lotto consegnato, validati da un rappresentante del controllo indipendente dal reparto di produzione.
| Punto | Cosa afferma la guida |
|---|---|
| Tipi di documento definiti da EN 10204:2004 | 2.1, 2.2, 3.1 e 3.2 |
| La soglia significativa per i prodotti di stabilimento in titanio | Tipo 3.1: risultati del controllo specifico sul lotto consegnato, convalidati da un rappresentante del controllo indipendente dal reparto di produzione |
| Cosa non può chiudere un controllo XRF portatile | Un limite di interstiziali. Ossigeno e azoto nel titanio sono misurati mediante fusione in gas inerte secondo ASTM E1409, quindi un certificato che dichiara il massimo di ossigeno 0,13 wt% di ASTM F136 dovrebbe essere tracciabile a un risultato di metodo a fusione, non a uno screening XRF |
Un controllo XRF portatile non può convalidare un limite degli interstiziali: ossigeno e azoto nel titanio vengono misurati mediante fusione in gas inerte secondo ASTM E1409, quindi un certificato che dichiara, ad esempio, il massimo di ossigeno di 0,13 wt% di ASTM F136 dovrebbe essere riconducibile al risultato di un metodo per fusione, non a un controllo preliminare XRF.
Fonti di riferimento
- EN 10204, Prodotti metallici, Tipi di documenti di controllo
- ASTM B348, ASTM B265 e ASTM B338, specifiche di prodotto che prevedono requisiti di certificazione e marcatura
- ASTM E1417, pratica normalizzata per il controllo con liquidi penetranti
- ASTM E2371, metodo di prova normalizzato per l'analisi del titanio e delle leghe di titanio mediante spettrometria di emissione atomica al plasma
- ISO 9001, Sistemi di gestione per la qualità, Requisiti