La saldatura della plastica è un’attività correlata all’uomo ed allo sviluppo del suo benessere. Pur essendo molto più facile della saldatura di altri materiali essa rimane un processo speciale che deve essere descritto e valutato prima del suo utilizzo in fase di produzione.
I più importanti documenti normativi, che fanno riferimento alle tubazioni, richiedono il controllo e la valutazione delle prestazioni del procedimento di saldatura allo scopo di garantire la qualità dell’opera saldata. Questo approccio tecnico è sostenuto e richiesto nei paesi extraeuropei più evoluti ed anche in Europa possiamo trovare esempi di questa filosofia. Il mondo della normazione tecnica internazionale della plastica è rivolto, pragmaticamente, per lo più verso i prodotti e lascia ai singoli produttori e utilizzatori l’onere di sviluppare procedure condivisibili di saldatura. L’Italia è impegnata nel processo di sviluppo di documenti tecnici che possano essere di aiuto a tutte le categorie di utilizzatori, committenti, progettisti, ecc. e dimostra questo suo impegno nelle sedi normative nazionali ed internazionali.
L’essere umano ha bisogno, nelle sue attività legate alla costruzione, della saldatura. Si sa con certezza che già nell’età del bronzo l’uomo operava la saldatura dei metalli per costruire piccole scatole d’oro.
Lo sviluppo tecnologico dei materiali ha portato l’umanità a creare materiali da costruzione che all’inizio del XX secolo non esistevano e con caratteristiche tali che li rendono utilizzabili nei più svariati campi applicativi industriali. Questi materiali prendono il nome di PLASTICA. La plastica fa parte delle nostre giornate. Alcuni prodotti sono gli unici che possono essere usati in certe applicazioni ospedaliere, altri sono indispensabili per vincere attriti e garantire particolari funzionalità, senza di essi il nostro progresso sarebbe bloccato.
La saldatura della plastica è un’attività dell’uomo svolta laddove sorge la necessità di unirne due pezzi tra loro, in pratica è un’attività mondiale. Con il termine saldatura intendiamo l’attività di costruire o riparare, strutture o oggetti, utilizzando il metodo della fusione dei materiali. La fusione è ottenuta per mezzo del calore somministrato ai materiali da saldare. Anche per la plastica, come per i metalli, la saldatura è un “processo speciale” cioè un “processo del quale non si conosce, a priori, il risultato finale e nel quale i difetti possono essere individuati solo quando il prodotto è utilizzato”. Questo punto è cruciale nella pianificazione di attività di costruzione e manutenzione soggette a ripetibilità. Quando la qualità di un prodotto è determinante dal punto di vista della sicurezza la sua capacità di riproducibilità è una caratteristica essenziale. Tanto più è possibile riprodurre il processo di produzione e tanto più vi è la sicurezza che il prodotto che ne deriva possa avere la qualità attesa. Quanto sopra indurrebbe a pensare che l’industria della plastica abbia l’interesse a rendere l’attività di saldatura chiara e trasparente fornendo a tutti gli operatori, committenti, progettisti, direzioni lavori, ecc. i mezzi per poter definire i requisiti di base della saldatura. Così non è, o almeno, a livello normativo, si soffre di mancanza d’informazione condivisa.
Sia in ambito ISO che CEN vi è la mancanza di standard che riassumano, tramite linee guida generali, alcune caratteristiche dei prodotti che possano essere condivise tra le differenti industrie per la definizione di attività comuni e correlate alla saldatura (per esempio i procedimenti di saldatura). I gruppi di lavoro normativi che operano nella standardizzazione dei prodotti hanno stabilito e promuovono il metodo della responsabilità di entrambi, il fornitore e l’utilizzatore. Ecco cosa indica, a proposito della giunzione Testa e Testa, la norma ISO 15494 : (punto 12.2.2.1) “Pipes and spigot ended fittings for jointing by butt fusion shall be prepared and assembled in accordance with the instructions of the manufacturer”.
La cosa non cambia per i successivi metodi di giunzione, Socket, Saddle e Electrofusion. Non si cambia direzione neppure per ciò che riguarda l’utilizzo in campo di questi metodi di giunzione: (punto 15) “For the installation of components conforming to this standard, national and/or local requirements and relevant codes of practice apply”
Certamente questo tipo di approccio, dal punto di vista dei produttori, è più che condivisibile oltre che pragmatico ma ci dobbiamo domandare a chi spetta il compito di porre in essere delle regole che, pur rispettando le singolarità dei differenti produttori, permettano agli utilizzatori di stabilire dei criteri di accettabilità del processo speciale tali da garantire la qualità finale del lavoro. In taluni casi, poi, la garanzia della qualità finale del lavoro è addirittura un obbligo di legge.
Mi riferisco agli impianti progettati e costruiti in ambito PED, dove i requisiti di governo del processo speciale sono espressi in un intero capitolo dell’allegato I (relativo ai requisiti di sicurezza) e al D.M. 16 Aprile 2008 (Regola tecnica per la progettazione e costruzione, collaudo,esercizio e sorveglianza delle opere e dei sistemi di distribuzione e di linee dirette del gas naturale), dove è chiaramente espresso che l’eventuale impianto di adduzione e distribuzione del
gas costruito all’interno di utenza industriale ricade nello scopo di applicazione della PED.
Nel nostro ordinamento, in particolare per ciò che attiene le tubazioni, anche il D.M. 12.12.85 (norme tecniche per le tubazioni) definisce il comportamento che deve essere seguito, dagli addetti ai lavori, nella progettazione e costruzione di acquedotti e che, grazie alla clausola di estensione in esso contenuta, può essere esteso, per le parti eventualmente non considerate da altri regolamenti, anche in altri ambiti applicativi. Tale comportamento prevede la dimostrazione dell’affidabilità dell’opera progetta con particolare riguardo alla sicurezza “di integrità nella tenuta e di continuità nel servizio”. A tal proposito il D.M. in questione richiede che siano disposte e fatte osservare prescrizioni riguardanti le “idonee modalità di formazione del giunto”. Un ultimo ed importante passo del D.M., e qui ricordiamo che la Circolare del 7 Maggio 2001 n 161/318/10 del Ministro dei LL.PP. ne ha ribadito l’attualità, dispone che, “a garanzia della perfetta realizzazione dei giunti”, siano svolti “dei controlli sistematici con modalità esecutive specificatamente riferite al tipo di giunto ed al tubo impiegato”. Questi controlli, nel caso della saldatura, non sono altro che le prove, standardizzate, atte a verificare la qualità della giunzione effettuata e svolte, possibilmente, da un laboratorio operante in regime di terzietà. In sostanza, tutti sappiamo che la saldatura del polietilene, svolta con qualsiasi metodo, testa a testa, elettrofusione, ecc., funziona ma il legislatore ci chiede, di verificare che i materiali, i metodi, le condizioni di campo e, non ultimo, la qualità del personale di saldatura, siano in grado di soddisfare i requisiti di progetto.
In altre nazioni le cose sembrano essere in linea con lo spirito di verifica esplicitato nei testi normativi fin qui visti, ma in alcuni casi ci troviamo innanzi a documenti che ad una prima vista sembrano essere più chiari in proposito.
E’ il caso dei documenti americani: “Code of Federal Regulations Title 49: Transportation PART
192 – TRANSPORTATION OF NATURAL AND OTHER GAS BY PIPELINE: MINIMUM FEDERAL SAFETY STANDARDS” e i codici ASME “B31.8 gas transmission and distribution piping system”
e “B31.3 process piping.”
All’interno del primo codice troviamo ben quattro punti (192.281, 283 – 285 – 287) che sono relativi alla qualifica dei giunti (ovvero delle procedure di giunzione) e del personale addetto alla formazione dei giunti. Anche i due codici ASME trattano ai punti 842.392 e A328.2
(rispettivamente) in modo inequivocabile della qualifica delle procedure di giunzione e degli operatori.
In ultimo, per ciò che riguarda il sistema Americano, possiamo aggiungere che l’ American Welding Society (AWS) ha redatto un codice, il B2.4, condiviso tra tutti gli attori del mercato, per qualifica delle procedure di saldatura delle tubazioni in polietilene e l’ASTM F2620 è la norma utilizzata all’uopo. Facciamo un salto con la mente dall’altra parte dell’Oceano Pacifico e più precisamente in Australia dove troviamo la Water Service Association of Australia (WSAA) che ha prodotto il Polyethylene Pipeline Code WSA 01 nel quale è illustrato il processo di pre-qualifica dei procedimenti di saldatura che termina con la qualifica eseguita secondo i requisiti dello standard AS/NZS4645 nel caso di impianti del gas e AS/NZS4129 per l’acqua potabile. Concludiamo l’esperienza australiana indicando che il codice WSA01 richiede inoltre la preparazione e l’invio per l’accettazione all’autorità competente, di un piano di controllo e d’ispezione di tutti i materiali, attrezzi, apparecchiature e attività correlate alla saldatura.
Tornando nella vecchia Europa la specifica WIS 4-32-08 (Water Industry Standard) ha, tra gli altri requisiti, quello relativo ad una qualifica dei procedimenti di saldatura (punto 6) poiché richiede che i giunti realizzati in opera garantiscano una resistenza almeno uguale a quella dei tubi sui quali sono effettuati e tale caratteristica deve essere attesta mediante l’esecuzione di prove descritte nelle relativi appendici.
Provando a fare una somma di quanto argomentato finora si può dire che:
1) la saldatura è un processo speciale che deve essere investigato prima dell’inizio di ciascun lavoro specifico e le istruzioni derivanti da detto studio sono quelle che devono essere eseguite in campo, se le prove sulle saldature forniscono risultati positivi;
2) esistono vari documenti cogenti, la cui osservanza è obbligatoria, che indicano il medesimo approccio tecnico;
3) sebbene i requisiti e gli obbiettivi che spingono a svolgere le indagini siano chiari, i metodi sono lasciati alla buona volontà ed alla competenza tecnica dei vari attori (tranne nei casi americano ed australiano);
4) è riconosciuto a livello mondiale che la preparazione degli operatori di saldatura, associata al controllo di tutti gli aspetti rilevanti per la qualità della giunzione, sia un elemento cardine del processo, e in ultimo,
5) vi sono, a mio parere, lacune normative (intese come standard industriali) che lasciano troppo spazio all’interpretazione.
In questo scenario s’inquadra l’aspetto normativo italiano che ha, al momento, alcune peculiarità rispetto a quanto visto essere in atto, per lo meno a livello europeo.
L’Italia è al momento l’unico paese della comunità a vantare delle norme di procedimento per la saldatura ad elementi termici per contatto e ad elettrofusione (PE e PP). Ancora, è l’unico stato membro nel quale si possono trovare dei documenti normativi relativi ai requisiti di qualità delle giunzioni saldate (UNI 11024) e al personale in caricato di coordinare le attività di saldatura (UNI10761). E’ in fase di pubblicazione, per l’inchiesta pubblica, un rapporto tecnico che individua le variabili essenziali e non per i procedimenti di saldatura e che permetterà l’approntamento delle Specificazioni dei Procedimenti di Saldatura, le cosiddette WPS, e la loro successiva qualificazione da parte di enti operanti in regime di terzietà.
L’Italia detiene, inoltre, la segreteria del CEN/TC 249/WG16 – Plastics – Welding of thermoplastics e sta operando in modo che le esperienze nazionali possano, con tutte le dovute precauzioni e/o eccezioni, entrare a far parte delle esperienze europee. Sotto la guida italiana si è già arrivati alla pubblicazione della revisione della norma UNI EN 13067 relativa alla qualificazione del personale addetto alla saldatura dei materiali termoplastici e tale revisione, come conseguenza, porterà a sua volta alla revisione della norma UNI 9737 che ha uno scopo similare ma limitato (PE, PP). Rimanendo nella sfera di lavoro del CEN/TC 249/WG16 altri progetti normativi che si stanno avvicinando alla loro conclusione sono relativi a:
- Procedimenti di saldatura per prodotti in forma di fogli, tubi, raccordi e membrane e per i materiali PVC (tutti i tipi), ABS, PP, PE, PB, PVDF, ECTFE, PFA e FEP; eseguiti con i metodi di saldatura a gas caldo (ugello rotondo, ugello ad alta velocità, cuneo); saldatura per estrusione; elementi riscaldanti; saldatura chimica (a solvente);
- Prove non distruttive su giunti saldati (UNI EN 13100-4)
- Definizione della qualità delle imperfezioni nei giunti saldati (UNI EN 16296)
- Prove distruttive sui giunti saldati (UNI EN 12814-4)
- Etc.
Infine, per colmare quello che appare essere una mancanza significativa, è stato formato, in seno al WG 16, un gruppo “ad hoc” che ha l’incarico di redigere una bozza di Rapporto Tecnico relativo alle conoscenze, abilità e competenze che il personale incaricato della funzione ispettiva della saldatura deve avere per poter svolgere detta mansione in campo. Tale lavoro è molto complesso perché deve tenere conto dei singoli approcci nazionali oltreché degli aspetti tecnici dei prodotti e dovrà essere redatto in un’ottica di semplificazione del riconoscimento delle competenze del personale all’interno del mercato europeo seguendo lo schema proposto dall’European Qualification Framework (EQF). Questo lavoro si basa prevalentemente sulla norma italiana UNI 10761. La speranza è che questo Rapporto Tecnico possa, in un prossimo futuro, far incontrare le necessità dell’industria utilizzatrice dei prodotti termoplastici saldati, dell’industria produttrice e degli studi di progettazione rendendo sempre più sicuro l’utilizzo della saldatura come mezzo di giunzione dei prodotti termoplastici. Concludendo si può senz’altro affermare che il mondo della plastica, sebbene sia nato nei primi anni del novecento, è ancora un mondo giovane che ha avuto uno sviluppo tecnico e applicativo enorme. E’ in quest’ottica di crescita, senz’altro tumultuosa, che si devono vedere le possibilità di sviluppo della normazione tecnica, nazionale ed internazionale. Dobbiamo ringraziare le istituzioni come l’I.I.S. che tramite la “Sottocommissione Mista della Saldatura della Plastica” opera con l’intenzione di migliorare le già esistenti norme relative alla saldatura e l’UNIPLAST che opera come “ponte” di collegamento sia verso il mondo dell’industria italiana che verso gli enti normativi come l’UNI il CEN e l’ ISO. L’auspicio è che anche altre istituzioni di “Governo” possano, un giorno, contribuire in modo fattivo e costruttivo allo sviluppo normativo di questo settore che rappresenta, per il nostro Paese, una risorsa sia tecnologica che di benessere per tutti i suoi cittadini.
Autore
Pierpaolo Frassine è nato a Genova il 24.03.1962
Dal 1995 opera nel settore delle tubazioni in polietilene dedicate al trasporto di fluidi in pressione e non in pressione.
Collabora con le commissioni tecniche dell’UNI, CEN e ISO ed è membro della commissione mista della saldatura della plastica dal 1999.
E’ stato responsabile di prodotto per i mercati dei raccordi e delle valvole in polietilene, polipropilene, PVC e ghisa sferoidale, utilizzabili negli impianti di trasporto e distribuzione del gas combustibile, acqua, ecc.
Ha esercitato anche come responsabile di un centro di addestramento per operatori di saldatura. Oggi è impiegato in qualità di addetto marketing con compiti specifici legati alla normalizzazione
della produzione industriale.
