Audit della coppia di serraggio su giunzioni bullonate dove è presente adesivo di bloccaggio
È stato ampiamente dimostrato che l'utilizzo di adesivi di bloccaggio rende la giunzione bullonata enormemente meno vulnerabile allo svitamento dovuto a vibrazioni.
Un problema però si presenta nel momento in cui c'è bisogno di effettuare dei test su bulloni già serrati: ovviamente non è possibile utilizzare nessuno dei metodi visti in precedenza (crack-on, crack-off, marked fastener). È vero che la polimerizzazione completa dell'adesivo si ottiene normalmente entro 24 ore, ma il problema più grande si pone quando i controlli devono essere fatti dopo la produzione o in generale dopo che è passato un lasso di tempo abbastanza significativo.
Un metodo molto usato per verificare che l'assieme sia serrato correttamente consiste nel serrare nuovamente il giunto fino alla coppia specificata controllando che il maschio rispetto all'elemento femmina non si muova. L'effetto dell'adesivo è quello di aumentare la coppia di assemblaggio in modo che la coppia di allentamento sia dal 10% al 30% al di sopra del valore della coppia di assemblaggio. Quindi, se in fase di montaggio la coppia è stata applicata correttamente dall'operatore, non dovrebbe verificarsi alcuna rotazione del maschio rispetto all'elemento femmina.
Audit della coppia di serraggio con metodo "On-Off-On"
Esiste una caratteristica non molto conosciuta riguardante il serraggio e il successivo controllo dei bulloni: la coppia necessaria per svitare un bullone già serrato è inferiore rispetto alla coppia necessaria per indurre in rotazione lo stesso bullone, di un 10% - 30%.
Come è ampiamente noto, quando si sta avvitando un bullone una grandissima fetta della coppia applicata per generare l'allungamento del tirante viene invece utilizzata per vincere le forze di attrito presenti tra le filettature e tra le superfici in contatto sotto la testa del bullone. La proporzione della coppia necessaria per vincere le suddette forze dipende chiaramente dal coefficiente di attrito, ma tipicamente è intorno all'85%-90% della coppia totale applicata.
Quando si stringe e poi si allenta un bullone: la coppia di serraggio Ton produce un certo precarico F; successivamente, per lo svitamento, è necessaria una coppia Toff. Per un nuovo bullone che viene avvitato, Ton è maggiore di Toff. Dopo un tempo prolungato in cui il bullone non viene più svitato, avviene un cambiamento nel coefficiente di attrito per cui Toff sarà maggiore della coppia originale di serraggio Ton.
La formula del precarico residuo
Studiando le relazioni tra la coppia di avvitamento e la coppia di svitamento è possibile ricavare una formula che mette in relazione le coppie Ton e Toff e il precarico residuo nel bullone F (con p passo del filetto):
F = (π / p) · [Ton - Toff]Esempio: se in un bullone M12 (p = 1,75mm) precedentemente avvitato riscontriamo una Ton di 80Nm e una Toff di 60Nm, la forza di precarico presente nel bullone può essere stimata in 36 kN. Sostanzialmente: maggiore è la differenza tra la coppia necessaria per avvitare di ulteriori 5°-10° il bullone e la coppia rilevata per svitarlo, maggiore è la forza di precarico presente nel bullone.
Per applicare quindi il metodo "On-Off-On" è necessario misurare la coppia necessaria per ruotare il dado nella direzione di serraggio, quindi misurare la coppia necessaria per lo svitamento, prima del riserraggio definitivo alla coppia target.
I test condotti indicano che il metodo "On-Off-On" risulta molto attendibile nel rilevare una misura del precarico realistica se il coefficiente di attrito è relativamente basso e compreso tra 0,08 e 0,18. Per coefficienti di attrito maggiori di 0,25 questo approccio ha potenzialità limitate.
In conclusione, questo metodo può essere implementato dove esiste già una strategia basata sul metodo "crack-on": utilizzare il metodo "On-Off-On" ci può dare delle informazioni aggiuntive sul precarico effettivo residuo che gli altri metodi non tengono in considerazione.
