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Riceviamo dal nostro collaboratore Stefano Beltrando di QI Composites questo interessante articolo, scritto insieme a Miriam Cerutti, su un tema importante, la verifica dell’integrità delle chiglie, in passato a volte protagoniste di incidenti per distacco o altre avarie.

Parliamo della chiglia, nel senso dell’elemento raddrizzante di un’imbarcazione, costituito dalla pinna di deriva con o senza bulbo. Sia nella storia sia nell’attualità se ne possono elencare diverse tipologie, realizzate con materiali diversi: dal legno all’acciaio inossidabile, fino ad arrivare ai materiali compositi nei progetti più ambiziosi.

La chiglia è un elemento fondamentale per la sicurezza di un’imbarcazione, è possibile verificarne la qualità costruttiva ed eventualmente seguirne l’evoluzione durante la sua vita?

La rimozione della chiglia da Team Vestas dopo l'incidente a Cargados Carajos Shoals
La rimozione della chiglia da Team Vestas dopo l’incidente a Cargados Carajos Shoals

La maggioranza delle chiglie ha un elemento strutturale centrale in acciaio, a cui si uniscono eventualmente un bordo di fuga e un bordo di ingresso realizzati generalmente in materiale composito, il tutto rivestito da un “fairing” per raggiungere i profili idrodinamici voluti. Il controllo con ultrasuoni della parte strutturale è possibile solo se il fairing viene rimosso fino ad arrivare all’acciaio nudo o al massimo ai primer, con una finitura superficiale adeguatamente liscia così da garantire il corretto accoppiamento della sonda a ultrasuoni.

Se la struttura è ottenuta mediante fresatura da un pieno di acciaio, il controllo sarà finalizzato alla ricerca di cricche, porosità, pitting superficiale, inclusioni, … difetti propri del materiale in sé e della sua realizzazione; in questo caso, tendenzialmente, il fairing di rivestimento è di modesto spessore e non è necessario rimuovere le parti aggiuntive su bordo di uscita e d’ingresso, se presenti. Siamo nel caso in cui il controllo UT risulta più semplice, per lo meno dal punto di vista progettuale.

Più difficile è sicuramente, invece, individuare i difetti e per questo è consigliabile effettuare il controllo con tecnica a ultrasuoni e tecnologia phased-array, in modo da poterli individuare anche se sono orientati su angolazioni diverse: non sappiamo infatti se un’eventuale cricca si genererà su un piano trasversale, longitudinale o su qualsivoglia altra angolazione.

Esempio di pinna in acciaio fresata dal pieno

Schermata 02-2457427 alle 15.51.18La tipologia di controllo su una pinna di deriva la cui parte strutturale è una fusione di acciaio inossidabile non fresata è analoga, ma il fairing che la riveste è sicuramente più importante dal punto di vista degli spessori; infatti con buona probabilità si troverà che l’acciaio è rivestito non solo con stucco, ma anche da strati laminati di vetro o carbonio. Le operazioni di preparazione e ripristino richiederanno quindi un maggior impegno in termini di tempo e di costi.

Le tre immagini seguenti mostrano la chiglia di un Volvo65 in fase di ispezione, lato sinistro, destro e la testa.

Schermata 02-2457427 alle 15.52.14Schermata 02-2457427 alle 15.52.39Schermata 02-2457427 alle 15.53.23Se la parte strutturale è realizzata con piastre saldate e fresate, la preparazione prima del controllo è ancora più complessa, in quanto il check esaustivo delle saldature strutturali presuppone l’accessibilità completa alle piastre d’acciaio, con relativa asportazione del fairing nel bordo di fuga e bordo di ingresso. È importante focalizzare il controllo sulle saldature, in quanto generalmente sono il punto in cui si concentrano sforzi e difetti (costruttivi o a fatica), pur considerando che un controllo esaustivo dovrebbe includere anche le piastre.

Nelle saldature si ricercheranno cricche, porosità, mancata o parziale penetrazione, mancata fusione, pitting superficiale, inclusioni, eccessiva penetrazione,… Anche in questo caso si predilige il controllo con ultrasuoni con tecnologia phased-array al fine di minimizzare i tempi d’ispezione pur mantenendo un’alta qualità di controllo, potendo investigare il materiale su più angoli durante la stessa scansione.

Schermata 02-2457427 alle 15.55.23Ruolo fondamentale giocano i disegni CAD, infatti senza di essi il controllo non risulta efficace, in quanto non è possibile confrontare i rilevi con quanto atteso; oltretutto senza gli schemi di progetto non è possibile pianificare il controllo, formulare un preventivo di costi, né comunicare al cliente come dovrà preparare la pinna al fine di poter eseguire il controllo sulle parti che interessano.

L’immagine qui sotto mostra una crepa di una saldatura di una canting keel.

Schermata 02-2457427 alle 15.56.38Schermata 02-2457427 alle 15.57.18(Miriam Cerutti e Stefano Beltrando, QI Composites)

www.qicomposites.com

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