Prigioniero a disegno in 39NiCrMo3 con zincatura gialla per il Power Generation

Il prigioniero a disegno in 39NiCrMo3 M16 × 110 mm, realizzato da EFS per il settore Power Generation, presenta due estremità filettate lunghe rispettivamente 34 e 40 mm. Come si osserva, una delle due estremità è bombata e il componente, realizzato in acciaio bonificato, è rivestito con zincatura gialla iridescente.

Queste caratteristiche acquistano significato soprattutto se considerate insieme e lo rendono un sistema di fissaggio tutt’altro che standard. In un componente realizzato a disegno, infatti, la lunghezza delle filettature, la forma delle estremità, come anche il materiale e il trattamento superficiale rispondono a requisiti differenti dell’assemblaggio.

Nel settore energetico i sistemi di fissaggio possono lavorare in presenza di carichi elevati, vibrazioni e sollecitazioni ripetute. In queste condizioni non conta solo la resistenza del materiale: anche geometria, lunghezza di avvitamento e corretta configurazione delle estremità devono essere coerenti con l’assieme.

In questo caso il 39NiCrMo3 bonificato offre una combinazione di resistenza e tenacità adatta a componenti soggetti a sollecitazioni dinamiche, mentre la geometria a disegno permette di adattare il prigioniero al punto di montaggio specifico. La zincatura completa la fornitura con una protezione superficiale definita in base ai requisiti applicativi e al contesto in cui opera il prigioniero.

Perché un prigioniero può avere filettature di diversa lunghezza

Un prigioniero a doppia estremità non deve necessariamente avere due tratti filettati simmetrici. In alcune configurazioni una delle estremità si avvita in un foro filettato mentre l’altra viene utilizzata per il serraggio mediante dado. È evidente che le due parti del componente svolgono funzioni differenti.

La profondità di avvitamento nel componente femmina deve garantire l’impegno di filetto previsto dal progetto. Sul lato opposto occorre invece considerare lo spessore degli elementi attraversati, l’eventuale rondella, l’altezza del dado e la sporgenza finale richiesta.

Nel nostro prigioniero a disegno in 39NiCrMo3, l’estremità piatta è quella da avvitare nel foro filettato, mentre l’estremità bombata rimane sul lato esterno dell’assieme.

Per questo motivo i 34 e 40 mm di filettatura del prigioniero M16 × 110 non rappresentano una semplice variazione dimensionale. Sono il risultato della geometria dell’assieme nel quale il componente deve essere montato.

A cosa serve l’estremità bombata di un prigioniero

In questo componente l’estremità bombata è quella esterna, mentre l’estremità piatta viene avvitata nel foro filettato. La bombatura elimina lo spigolo vivo sul lato esposto e può facilitare il montaggio del dado.

La forma arrotondata aiuta anche a distinguere visivamente il lato esterno da quello destinato all’avvitamento nel componente. In un prigioniero a disegno, quindi, la geometria delle estremità non è solo un dettaglio estetico ma parte della logica di montaggio.

39NiCrMo3 bonificato: perché si utilizza nei componenti meccanici sollecitati

Il 39NiCrMo3, numero materiale 1.6510, è un acciaio legato al nichel-cromo-molibdeno che si usa tradizionalmente per componenti meccanici sottoposti a carichi, vibrazioni, torsione e fatica.

Qualcuno ricorderà la vecchia denominazione italiana NCM2 e nelle tabelle di corrispondenza compaiono anche designazioni come AISI/SAE 9840 e 40NCD3. Attenzione perché queste ultime sono corrispondenze approssimative e non equivalenze automatiche.

La combinazione di nichel, cromo e molibdeno favorisce temprabilità e tenacità. Dopo bonifica, cioè tempra seguita da rinvenimento, il materiale può raggiungere un equilibrio tra resistenza meccanica e capacità di sopportare sollecitazioni dinamiche.

Zincatura gialla iridescente: il colore non definisce da solo il trattamento

La superficie giallo-iridescente deriva normalmente da un sistema di zincatura elettrolitica con successivo trattamento di conversione/passivazione. Lo zinco svolge la funzione principale di protezione anticorrosiva del substrato in acciaio. Il trattamento successivo contribuisce invece alle caratteristiche superficiali e alla resistenza alla corrosione.

Ma “zincatura gialla” non è una specifica tecnica completa.

La colorazione gialla iridescente non identifica da sola le prestazioni del rivestimento. Nei moderni sistemi di passivazione in uso in Europa si impiegano di solito processi a base di cromo trivalente che ha sostituito il cromo esavalente, oggi fortemente limitato dalla normativa REACH e, per specifici settori, dalla direttiva RoHS.

Per definire il trattamento da utilizzare in bulloneria occorre quindi specificare spessore dello zinco, tipo di passivazione, eventuale sigillante e prestazione anticorrosiva richiesta.

La zincatura gialla indica quanta resistenza alla corrosione avrà il prigioniero?

No. Il colore non determina da solo la prestazione. Per definire la resistenza alla corrosione occorre conoscere almeno sistema di rivestimento, spessore, passivazione, eventuale sigillante e requisiti di prova previsti dalla specifica.

Dove si utilizza la zincatura gialla

La zincatura gialla si usa soprattutto su componenti in acciaio destinati ad ambienti industriali nei quali serve una protezione anticorrosiva moderata, senza ricorrere a rivestimenti specifici per esposizioni severe.

Nel settore Power Generation questo tipo di trattamento può quindi essere utilizzato su componenti montati in zone protette dell’impianto o all’interno di gruppi meccanici, quando la specifica richiede una protezione anticorrosiva compatibile con un rivestimento elettrolitico.

Infragilimento da idrogeno

Infine per un prigioniero in 39NiCrMo3 bonificato con zincatura elettrolitica bisogna prestare attenzione anche al possibile rischio di infragilimento da idrogeno.

Quando si presenta questo rischio?

Il rischio di infragilimento da idrogeno è reale per componenti ad alta resistenza, indicativamente dalla classe 10.9 in su, sottoposti a zincatura elettrolitica. In questi casi si prevede normalmente un trattamento termico di deidrogenazione dopo il rivestimento, in accordo con la specifica applicabile e con il ciclo di processo.

Quando geometria, materiale e trattamento devono essere gestiti come un’unica specifica

In una fornitura come questa, EFS opera in qualità di capocommessa per la bulloneria speciale. Parte dal disegno e dai requisiti del cliente, seleziona produttori e processi coerenti con le specifiche e coordina lavorazioni, trattamento termico, filettatura, zincatura e controlli finali.

Un prigioniero speciale può distinguersi perché presenta:

• un diametro medio o diametro nominale,
• quote di filettatura all’estremità simmetriche o asimmetriche,
• tolleranze di filettature omogenee o differenti.
• filettatura destra su una estremità e sinistra dall’altra o con
• passi differenti, ad esempio M16 x 1,5 o M16 x 2,0

Tutto questo fa di un prigioniero a disegno un componente non standard.

Il controllo dell’intera sequenza di lavorazione fa sì che il risultato finale corrisponda al disegno e alla documentazione richiesta.

Scopri anche i prigionieri in 39NiCrMo3 realizzati a disegno per macchinari utensili.

Riferimenti normativi

ISO 4042:2022: per la bulloneria con rivestimenti elettrolitici -https://www.iso.org/standard/77913.html