Fissaggio su acciaio in ambienti corrosivi

Hilti fornisce una gamma di soluzioni più rapide, più affidabili ed efficienti per il fissaggio all'acciaio

Ideale per ambienti corrosivi, come il settore energetico e industriale.

Se ti fermi a pensare che per un progetto di dimensioni medio-grandi si eseguono ben 100.000 fissaggi di componenti all’acciaio strutturale, ti rendi conto di come si attenda da tempo un metodo rapido per rendere questi fissaggi a prova di corrosione.

Con questi volumi di lavoro, i progettisti e gli installatori che operano in ambienti corrosivi, come petrolifero, petrolchimico, ma anche centrali elettriche e reti di pubblici servizi, sarebbero ben felici di utilizzare mezzi più rapidi ed efficaci per fissare componenti all'acciaio strutturale. Come se non bastasse, i componenti, ovvero grigliati, puntoni, condotte, canalette portacavi, scatole di derivazione, supporti per pannelli strumenti, ecc., e i fissaggi sono spesso esposti a condizioni meteorologiche avverse, inquinamento e ambienti costieri, per cui necessitano di protezione contro la corrosione.

L’acciaio strutturale può essere zincato a caldo o rivestito con vernici apposite per offrire una protezione adeguata dalla corrosione, in funzione dell’ambiente specifico. E quindi, durante il fissaggio, i progettisti e gli operai devono fare in modo che la protezione dalla corrosione sull’acciaio strutturale non subisca danni. I tradizionali metodi di fissaggio usati in queste condizioni sono saldatura, imbullonatura passante e fissaggio tramite morsetti. In questo editoriale confronteremo questi metodi con i metodi Hilti per il fissaggio su acciaio dimostrando come Hilti consenta di risparmiare tempo e denaro.

Che cos'è la corrosione?

La corrosione è l'interazione fisico-chimica tra un metallo e il suo ambiente che si manifesta attraverso modificazioni delle proprietà del materiale metallico e che, spesso, porta a un degrado funzionale del materiale metallico, dell’ambiente o del sistema di cui entrambi fanno parte (vedere ISO 8044:2010).

Nell’edilizia e nell’ingegneria civile, la corrosione ha effetti importanti su strutture e fissaggi in metalli come acciaio al carbonio, acciaio inox, zinco, rame e alluminio. Si stima che la sola sostituzione di parti danneggiate dalla corrosione assorba circa un quinto della produzione annuale mondiale di acciaio. A prescindere dalle perdite economiche considerevoli, il problema principale è rappresentato dal rischio per la sicurezza, poiché la corrosione degli elementi di fissaggio può mettere a rischio un intero sistema.

Metodi tradizionali di fissaggio su acciaio

Saldatura

Preparazione di acciaio rivestito con una smerigliatrice angolare

Preparazione della superficie

Lunghe preparazioni dell’acciaio verniciato, ad esempio con una smerigliatrice angolare
Formazione di scintille, potenziale pericolo

Saldatura di una canaletta a una struttura in acciaio

Saldatura di canaletta a struttura in acciaio

È necessario un saldatore esperto e qualificato
È necessario disporre di alimentazione elettrica esterna, che in alcuni cantieri è difficile da reperire
Potrebbe servire un permesso per lavori a caldo e, in alcuni cantieri, una vigilanza antincendio apposita
Può essere vincolata a condizioni atmosferiche favorevoli

Riverniciare l'area tutt'attorno alla saldatura

Pulizia e riverniciatura dell’area

Necessità di attendere che l'area saldata si sia raffreddata prima della riverniciatura
La verniciatura in più strati, di prassi nel settore petrolifero, può richiedere 3-6 giorni, inclusa l’asciugatura, con conseguenti lunghe e costose rilavorazioni

Imbullonatura passante

Perforazione in più fasi

La perforazione dell’acciaio può richiedere molto tempo, in funzione dello spessore e della durezza dell’acciaio
L’acciaio esposto dopo la perforazione deve essere rivestito accuratamente per evitare la corrosione

Fissaggio della canalina in posizione

Necessario l'accesso a entrambi i lati
L’installatore deve lavorare con pezzi piccoli, come dadi, rondelle e bulloni, che possono cadere o essere smarriti

Morsetti

Posizionamento del morsetto e della canalina

La direzione di fissaggio del componente è limitata, poiché i morsetti necessitano di un orientamento specifico rispetto all’acciaio strutturale
Necessario l'accesso a entrambi i lati dell’acciaio strutturale
Costi del materiale molto elevati, soprattutto per morsetti resistenti alla corrosione in acciaio zincato a caldo o inossidabile

Completamento del fissaggio

È necessario serrare in modo adeguato, ma evitando una coppia eccessiva, che potrebbe danneggiare il rivestimento dell’acciaio
Se il morsetto è esposto a vibrazioni, potrebbe essere necessario programmare interventi di manutenzione periodica

Gli innovativi metodi Hilti di fissaggio all’acciaio

Hilti offre una varietà di metodi personalizzati per vari ambienti corrosivi, che aiutano a ridurre o eliminare gli inconvenienti dei metodi tradizionali. In funzione dell’ambiente corrosivo e del tipo e spessore di materiale base, Hilti offre tre diverse opzioni di fissaggio, che contribuiscono a preservare la resistenza alla corrosione dell'acciaio strutturale e la connessione ai componenti non strutturali.

Tre metodi rapidi e affidabili per fissare elementi all’acciaio

Disegno in sezione di elemento in acciaio con prigioniero a punta balistica

Fissaggio con prigioniero a punta balistica

Si tratta di una tecnologia di fissaggio in cui un prigioniero in acciaio inox a punta balistica viene inserito mediante un attrezzo a propulsione nel materiale base, creando connessioni di alta qualità.

Ideale per fissaggi in rapida sequenza, in cui è necessario eseguire ogni fissaggio in pochi secondi.

Prigionieri in acciaio inossidabile per ambienti poco corrosivi, in cui è accettabile eseguire una penetrazione passante nell’acciaio base.

Guarda il video sui prigionieri a punta balistica

Diagram of a cross-section of steel showing blunt tip fastening

Fissaggio con prigionieri a punta smussata X-BT

Si tratta di una tecnologia di fissaggio rivoluzionaria, in cui un prigioniero in acciaio inox a punta smussata, con stelo cilindrico o conico liscio viene inserito mediante un attrezzo a propulsione in un pre-foro nel materiale base, creando connessioni di alta qualità.

Nessun danno al rivestimento di protezione anticorrosione in applicazioni non passanti.
Fissaggio in meno di 2 minuti.

Prigionieri in acciaio inox duplex per ambienti altamente corrosivi. Prigionieri in polimero rinforzato in fibra (FRP)/acciaio inox duplex per ambienti poco corrosivi.

Guarda il video sui prigionieri a punta smussata

Diagram of a cross-section of steel showing blunt tip screw fastening

Fissaggio con viti a punta smussata S-BT

Si tratta di una tecnologia di fissaggio rivoluzionaria, in cui un prigioniero in acciaio inox a punta smussata, con stelo filettato viene inserito mediante un avvitatore a coppia controllata in un pre-foro nel materiale base, creando una connessione filettata.

Nessun danno al rivestimento di protezione anticorrosione in applicazioni non passanti.
Fissaggio in meno di 2 minuti Prigionieri in acciaio inox duplex per ambienti altamente corrosivi.

Prigionieri in acciaio al carbonio duplex rivestito, per ambienti poco corrosivi.

Guarda il video sulle viti a punta smussata

Vantaggi rispetto ai metodi tradizionali

1 / 7

Elimina la necessità di preparazione del materiale base e di rilavorazione

Diversamente dalla saldatura o dall’imbullonatura passante, le soluzioni di fissaggio Hilti non richiedono preparazione del materiale base, né altre lavorazioni dopo il fissaggio. Questo rende l’installazione complessivamente molto più rapida e offre una migliore protezione dalla corrosione.

2 / 7

Non è necessario l’intervento di un saldatore esperto

Il fissaggio su acciaio con prigionieri smussati può essere eseguito da qualsiasi operatore addestrato e non necessita di un saldatore certificato. In questo modo il caposquadra può impiegare i saldatori in applicazioni più critiche, in cui la saldatura sia imprescindibile.

Il fissaggio con morsetti necessita dell’accesso a entrambi i lati dell’acciaio — È sufficiente l'accesso a un solo lato della struttura in acciaio

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È sufficiente l'accesso a un solo lato della struttura in acciaio

Diversamente dall’imbullonatura o dal fissaggio con morsetti, le soluzioni di fissaggio Hilti non necessitano di accesso da entrambi i lati del materiale base in acciaio. Questo migliora ulteriormente la sicurezza dell’operatore, che non dovrà infilare le dita in spazi ristretti.

Fissaggio eseguito con una sparachiodi a propulsione Hilti — Non dipende dalle condizioni atmosferiche o dalla disponibilità di un’alimentazione elettrica esterna

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Non dipende dalle condizioni atmosferiche o dalla disponibilità di un’alimentazione elettrica esterna

Le soluzioni di fissaggio a punta balistica di Hilti sono inserite con sparachiodi a propulsione, che quindi possono essere usati in qualsiasi condizione atmosferica. I trapani a batteria impiegati per le soluzioni a punta smussata sono concepiti per l’uso in condizioni di cantiere tra le più critiche, quindi possono essere usati con qualsiasi tempo. Inoltre gli attrezzi cordless sono alimentati da batterie agli ioni di litio da 22 V, quindi non necessitano di collegamento alla corrente.

Risultati confermati da test e approvazioni

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Risultati confermati da test e approvazioni

Hilti offre un ricco bagaglio di dati tecnici per diversi spessori e resistenze dell'acciaio base. Questi dati sono confermati dal servizio di valutazione dell’International Codes Council (ICC-ES), nonché da approvazioni del settore, come, a titolo di esempio, l’American Bureau of Shipping (ABS). Inoltre la tecnologia di fissaggio con viti smussate Hilti è stata testata e approvata per l’uso su alluminio come materiale base.

Controllo della corretta profondità di posa di un fissaggio mediante un indicatore di profondità — Qualità di installazione facile da verificare

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Qualità di installazione facile da verificare

I fissaggi Hilti con punta balistica o smussata sono facili da ispezionare dopo l’installazione, mediante controllo visivo o indicatore di profondità.

Immagine in sezione di fissaggio a punta smussata che non attraversa l’acciaio — Nessuna penetrazione passante o danneggiamento della parte posteriore dell’acciaio

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Nessuna penetrazione passante o danneggiamento della parte posteriore dell’acciaio

Con la tecnologia a vite smussata di Hilti, il fissaggio viene eseguito senza danneggiare il rivestimento protettivo anticorrosione, così da renderla ideale per gli ambienti altamente corrosivi.

Costo inferiore per punto di fissaggio

Grafico che mostra il costo totale (manodopera e materiale) di saldatura, morsetto, imbullonatura passante, prigioniero a punta smussata Hilti e prigioniero a punta balistica Hilti

Come mostra il grafico, le soluzioni di fissaggio a punta smussata hanno costi inferiori anche del 57-63% rispetto ai metodi tradizionali, in ambienti moderatamente corrosivi. L’uso delle soluzioni Hilti a punta balistica in ambienti moderatamente corrosivi generalmente presenta benefici economici anche maggiori, in termini di costo installato complessivo per ogni fissaggio.

In un progetto con 100.000 fissaggi di puntoni/canaline su acciaio rivestito, i vantaggi rispetto alla saldatura possono essere nell’ordine di 1,9 milioni di dollari, ipotizzando i costi di materiale e manodopera indicati qui di seguito.

_{Esonero di responsabilità}

_{I valori di costi e tempi sono stimati e possono variare significativamente. Si sono impiegati i seguenti valori di riferimento.}

_{Numero di puntoni: 1000}
_{Tipo di fissaggio: puntone su acciaio con 2 connessioni per puntone}
_{Numero di fissaggi: 2000}
_{Costo della manodopera di un saldatore specializzato: € 50/ora}
_{Costo della manodopera di un operaio specializzato non saldatore: € 40/ora}

_{*Le saldature necessitano di elettrodo ed energia; tuttavia in questi esempi si è presupposto un costo del materiale per le saldature trascurabile}

_{**Incluso tempo per finiture per saldatura e imbullonatura passante}

	Welding	Clamping	Through bolting	Blunt tip	Sharp tip
Material cost per fastening	$0*	$10.50	$2.40	$3.60	$1.00
Time per fastening	30 minutes**	2 minutes	4 mins 30 seconds**	1 minute 30 seconds	1 minute

Qual è la tecnologia giusta per me?

Fissaggio con prigioniero a punta balistica

Materiale base
Acciaio

Spessore minimo
6 mm

Penetrazione passante
Sì

Attrezzo richiesto
DX 5 o DX 450 o DX 460

Diametro filettatura disponibile
M8

Materiale prigioniero
SS A2 equivalente

Disegno in sezione di elemento in acciaio con prigioniero di fissaggio a punta smussata

Fissaggio con prigionieri a punta smussata X-BT

Materiale base
Acciaio, acciaio inox, ghisa

Spessore minimo
8 mm

Penetrazione passante
No

Attrezzo richiesto
SF BT A22 e DX 351-BT(G)

Diametro filettatura disponibile
M6, M8, M10,

Materiale prigioniero
SS A4 equivalente e FRP (X-BT-MF)

Disegno in sezione di elemento in acciaio con vite di fissaggio a punta smussata

Fissaggio con viti a punta smussata S-BT

Materiale base

Acciaio, alluminio

Spessore minimo
6 mm

Penetrazione passante
No

Attrezzo richiesto
SBT 4-A22

Diametro filettatura disponibile
M8, M10

Materiale prigioniero
SS A4 equivalente e acciaio al carbonio duplice rivestito

Applicazioni principali

La corrosione in ambito edile e di ingegneria civile incide significativamente su costi e sicurezza, in particolare sulle strutture esterne, in aree costiere e molto inquinate.

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