Mechanical engineering - Failure analysis e ingegneria forense

Oral exam

ALCUNI ESMPI DI DOMANDE D’ESAME (non rappresentano la tot alità delle possibili domande ma solo alcuni esempi) Aspetti generali • Che cos’è la Failure Analysis ? A cosa serve? • Descrivere brevemente lo scopo e le finalità di un’attività di Failure Analysis • Qual e sequenza di operazioni devono essere esegui te per svolgere una corretta attività di Failure Analysis ? Rotture di schianto, sovraccarico e fenomeni di infragilimento • Desc rivere le fratture duttili e le fratture fragili, evidenziando le differenze che si manifestano a livello macroscopico e a livello microscopico. • Come si caratterizza una frattura duttile e una frattura fragile a livello macroscopico e microscopico? • Come si caratterizza una frattura duttile a livello macroscopico e a livello microscopico in un componente meccanico in acciaio dolce al carbonio? • Descrivere le modalità di cedimento che si manifestano, sia a livello macroscopico che microscopico, in un pezzo sot toposto ad una sollecitazione impulsiva (urto) al di sotto della temperatura di transizione, ovvero a temperature più fredde della temperatura di transizione). • Descrivere le modalità di cedimento che si manifestano, sia a livello macroscopico che a livello microscopico, in un componente che si rompe i modo fragile. • Descrivere le modalità di cedimento che si manifestano in un pezzo sollecitato in modo impulsivo al di sotto della temperatura di transizione. • Descrivere la modalità di frattura fragile intergr anulare degli acciai (a livello macroscopico e microscopico) e indicare i fenomeni che possono provocare tali rotture. • Descrivere la modalità di frattura fragile di un componente meccanico realizzato in acciaio in presenza di intagli con raggio di fondo mo lto piccolo ( → 0). • Descrivere il fenomeno dell’infragilimento da idrogeno negli acciai. • Perché la bassa temperatura può indurre cedimenti per fragilità in un componente meccanico realizzato in acciaio comune? • Descrivere i fenomeni che si manifestano nei componenti realizza ti in acciaio qualora il materiale sia entrato in contatto con idrogeno atomico. Nota bene: Si consideri sia il caso dell’infragilimento che il caso dei fiocchi da idrogeno. • Con riferimento al componente sotto riportato (bombola), si descriva il tipo di fenomeno che ne ha provocato il collasso. • Cosa sono i fenomeni di infragilimento dei materiali metallici (si indichi qualche esempio) e come si manifestano? • Descrivere le modalità di cedimento che si manifestano, sia a l ivello macroscopico che microscopico, in un pezzo sottoposto ad un collasso plastico per effetto dell’applicazione di un carico statico/quasi -statico il suo limite di resistenza meccanica. • I fenomeni di infragilimento dei materiali metallici: dopo una brev e descrizione del problema in termini generali, spiegare in modo approfondito uno di tali meccanismi (ad esempio: infragilimento da idrogeno, fragilità da rinvenimento, invecchiamento, ecc.). • La fragilità da rinvenimento degli acciai: caratteristiche, morf ologia delle fratture e modalità di prevenzione. Fatica • Descrivere la modalità di rottura per fatica di un pezzo sottoposto ad un carico flessionale rotante ed indicare gli elementi salienti osservabili sulla superficie di frattura. • Descrivere gli effetti dei trattamenti superficiali (cementazione, nitrurazione o tempra superficialmente) sulle modalità di cedimento per fatica nel caso della fatica classica e nel caso della fatica da contatto. • Cos’è l’equazione di Paris e cosa rappresenta nella descrizione dei fenomeni di fatica. • Descrivere le modalità e le caratteristiche del cedimento del pezzo (albero a gomiti) la cui superficie di frattura è sotto riportata . • Cosa sono, rispettivamente, le “linee di spiaggia” e le “striature” i n un cedimento per fatica? Qual è la loro differenza? • Descrivere la modalità di rottura per fatica di un pezzo sottoposto ad un carico flessionale rotante (come avviene, ad esempio, in un assile ferroviario) ed indicare gli elementi salienti osservabili su lla superficie di frattura. • Descrivere le modalità di rottura per fatica (in regime di flessione rotante ed in regime di sollecitazioni cicliche da contatto) di un pezzo trattato superficialmente, giustificandone gli elementi salienti osservabili sulla sup erficie. • Descrivere le modalità di rottura per fatica di un pezzo liscio e di un pezzo intagliato, entrambi trattati superficialmente. • Descrivere le modalità e le caratteristiche del cedimento del pezzo (punta di un martello pneumatico) la cui superficie di frattura è sotto riportata. • Come può essere migliorata la resistenza a fatica di un componente? • Quali informazioni si possono ricavare dall’analisi della superficie di frattura di un generico componente rotto per fatica? • Descrivere brevemente la modalità di danneggiamento del componente sotto riportato • Descrivere le modalità di rottura e la resistenza di un componente sottoposto a fatica flessionale utilizzando il metodo de “l’approccio locale”. Scoppi ed esplosioni • Cos’è un’esplosione, come e perché avviene? Quali fenomeni si manifestano durante un’esplosione? • Che differenza c’è tra uno scoppio e un’esplosione? • Descrivere le modalità di cedimento che si manifestano, sia a livello macroscopico che a livello microscopi co, in un componente sottoposto ad uno scoppio ed in uno soggetto ad un’esplosione. • Descrivere il fenomeno esplosivo del BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion ). • Con riferimento al componente sotto riportato (bombola), si descriva brevemente il tipo di fenomeno che ha provocato il collasso. • Descrivere la modalità di rottura di un componente soggetto ad uno scoppio e quelle di un componente sottoposto ad un’esplosione, spiegando i meccanismi coinvolti durante il cedimento. • Le esplosioni da polveri: descrizione del fenomeno e caratteristiche. Corrosione • Descrivere il fenomeno della corrosione per Crevice , indicando cause e possibili rimedi. • Descrivere il fenomeno di corrosione per Pitting dal punto di vista morfologico ed elettrochimico, indicando cause e possibili rimedi. • Descrivere il fenomeno di corrosione sotto tensione ( Stress Corrosion Cracking ), indicando cause e possibili rimedi. • Cos’è il Pitting e in quali ambienti gli acciai inos sidabili soffrono di tale degrado? • Descrivere il fenomeno della corrosione intergranulare degli acciai inossidabili, indicando cause e possibili rimedi . • Descrivere il fenomeno della corrosione per contatto galvanico , indicando cause e possibili rimedi. • Des crivere il fenomeno della corrosione dal punto di vista elettrochimico mediante le curve potenziodinamiche. • Come si deve operare per proteggere dalla corrosione un materiale metallico in soluzioni acquose? • Cos’è la zincatura, su quali materiali è utilizzat a e in quali ambiti viene impiegata? • Descrivere il meccanismo di corrosione generalizzata sia dal punto di vista morfologico che elettrochimico. • Come si prevengono i fenomeni di corrosione? • Descrivere il fenomeno della corrosione nelle acque e le modalità di prevenzione. • Descrivere il fenomeno della corrosione atmosferica e le modalità di prevenzione . • Descrivere il fenomeno della Stress Corrosion Cracking : condizioni di sviluppo, morfologia, modalità di intervento. • Cosa sono gli inibitori di corrosione e co me intervengono sul fenomeno della corrosione? • Come si prevengono i fenomeni di corrosione a partire dalla progettazione di macchine e impianti? Usura • Descrivere il fenomeno dell’abrasione dei materiali metallici, evidenziando il differente comportamento nel caso di un materiale duttile e nel caso di un materiale fragile. • Descrivere il meccanismo dell’usura adesiva dei materiali metallici, indicando possibili metodi di prevenzione. • Descrivere il fenomeno dell’erosione dei materiali metallici, evidenziando il differente comportamento nel caso di materiali duttili e nel caso di materiali fragili. • L’usura adesiva dei materiali metallici: descrizione, schematizzazione, prevenzione. • Come si deve operare per eliminare i fenomeni di usura abrasiva in un accoppiamento meccanico? • Descrivere i fenomeni di usura erosiva che si manifestano su componenti a contatto con particelle solide trasportate da un fluido. Nota bene: Si consideri il caso di componenti realizzati sia con materiali duttili che con mater iali fragili. • Come si deve operare per eliminare i fenomeni di usura adesiva che potrebbero eventualmente nascere in un accoppiamento meccanico tra due componenti in moto relativo? • Descrivere le caratteristiche dei principali lubrificanti industriali e le loro modalità di impiego . • Parlami dei lubrificanti “liquidi ” (oppure “solidi ”), delle varie tipologie e delle loro caratteristiche.