Travi HEB calandrate in 316L per il banco prova AMS del CERN/ESA ESTEC
Grazie a contatti con la NASA, Montanstahl è stata presentata all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) come fornitore di strutture in acciaio inossidabile per un banco prova presso il Centro europeo di ricerca e tecnologia spaziale (ESTEC) nei Paesi Bassi. L’impianto è stato costruito per simulare le condizioni operative dello Spettrometro Magnetico Alpha (AMS), un esperimento di fisica delle particelle guidato dal premio Nobel Samuel Ting del MIT/CERN, poi installato sulla Stazione Spaziale Internazionale. La struttura di supporto della gondola richiedeva pesanti travi HEB calandrate in acciaio inossidabile 316L a bassissima permeabilità magnetica, adatte al funzionamento in alto vuoto in un intervallo di temperatura da -60 °C a +100 °C, prodotte in pezzo unico fino a 12 metri senza saldature di testa e controllate secondo i severi standard CND del CERN prima e dopo la calandratura.
Requisiti di livello spaziale: bassa permeabilità, alto vuoto, nessuna saldatura di testa
La struttura della gondola AMS doveva soddisfare requisiti ben oltre la normale carpenteria strutturale. Il requisito di bassissima permeabilità magnetica escludeva i gradi ferritici e martensitici e imponeva limiti stretti al contenuto di ferrite residua del metallo d’apporto austenitico. L’idoneità all’alto vuoto significava che le sezioni dovevano essere prive di contaminazioni superficiali, porosità e qualsiasi materiale in grado di degassare sotto vuoto. I cicli termici da -60 °C a +100 °C richiedevano un materiale con tenacità sufficiente alle basse temperature, condizione che il 316L soddisfa bene. L’assenza di saldature di testa su sezioni fino a 12 metri imponeva di produrre i profili HEB 300 e HEB 160 in tutta la loro lunghezza in pezzo unico prima di qualsiasi calandratura, con forti esigenze sia sulla linea di saldatura laser sia sulla capacità di raddrizzatura.
Saldatura laser, calandratura a tre rulli e CND al 100% prima e dopo
Montanstahl ha prodotto le sezioni HEB 300 e HEB 160 mediante saldatura laser, che ha garantito la qualità di saldatura e la costanza dimensionale richieste per sezioni destinate a una successiva calandratura di precisione. La calandratura è stata eseguita da un partner italiano specializzato con calandre a tre rulli, ottenendo i raggi precisi richiesti dalla geometria della gondola e preservando l’integrità strutturale lungo la curva. Tutte le travi sono state sottoposte al 100% a controllo con liquidi penetranti, macrografia e misura della permeabilità prima della calandratura, e lo stesso programma è stato ripetuto dopo per verificare che non si fosse verificato alcun degrado durante la formatura. La produzione è stata completata nei tempi previsti, l’AMS è stato testato con successo all’ESTEC e poi trasportato sulla Stazione Spaziale Internazionale, dove è tuttora in funzione.
Contesto applicativo
Questo progetto si colloca all’incrocio tra il segmento edilizia e costruzioni di Montanstahl e la fornitura industriale di precisione, dove i profili strutturali in acciaio inossidabile saldati al laser vengono specificati per infrastrutture di ricerca, supporti per apparecchiature scientifiche e applicazioni che richiedono una bassa permeabilità magnetica certificata oltre alle prestazioni strutturali. I banchi prova per programmi spaziali e di fisica delle particelle rappresentano uno dei contesti di approvvigionamento più esigenti nella fornitura industriale di acciaio: requisiti di qualità, tracciabilità e condizioni operative superano quelli della maggior parte dei progetti edilizi commerciali. Montanstahl fornisce profili strutturali inox su misura a clienti della ricerca, della difesa e dell’industria di precisione in tutto il mondo.