Peso teorico e peso effettivo dei prodotti siderurgici

Lo scarto fra i chilogrammi calcolati e quelli riportati nel documento di trasporto deriva dalla combinazione di tre fattori: le tolleranze dimensionali ammesse dalla norma di prodotto, la densità convenzionale assunta nella formula e il criterio di contabilizzazione stabilito in fase d’ordine. Nessuno dei tre costituisce un errore. Tutti e tre sono normati e noti a chi produce l’acciaio, molto meno a chi lo acquista.

Ne consegue che un peso teorico corretto e un peso reale corretto possono differire in misura sensibile senza che vi sia non conformità. Questa scheda definisce l’origine dello scostamento, i valori di riferimento per famiglia di prodotto, la procedura di verifica e il campo di impiego legittimo del calcolo teorico.

Base di calcolo del peso teorico

Il peso teorico si ottiene moltiplicando il volume per la densità. Il volume deriva dalle dimensioni nominali della sezione e dalla lunghezza, la densità si assume convenzionalmente pari a 7,85 kg/dm³ per acciai al carbonio e strutturali.

Entrambi i termini sono approssimazioni accettate per convenzione.

La densità reale varia con la composizione chimica e si colloca indicativamente fra 7,80 e 7,88 kg/dm³ in funzione del tenore di carbonio, manganese e degli altri elementi di lega. Sugli inossidabili austenitici il valore corretto sale a circa 7,90 kg/dm³. Su una fornitura di dieci tonnellate, uno scostamento di densità dell’1% corrisponde a un quintale.

Le dimensioni nominali introducono una discrepanza maggiore. Una lamiera da 10 mm non presenta spessore 10,00 mm in nessun punto della superficie e non è tenuta a presentarlo: lo spessore nominale identifica un prodotto commerciale, lo spessore effettivo si colloca entro un campo di tolleranza definito dalla norma. Il calcolo restituisce quindi un risultato esatto riferito a un oggetto che non esiste a magazzino.

I prontuari introducono un ulteriore arrotondamento. Un tubo quadro 100x100x5 risulta 14,4 kg/m in tabella e 14,45 kg/m in formula: differenza irrilevante sul pezzo singolo, misurabile su una commessa da venti tonnellate.

Tolleranze dimensionali per famiglia di prodotto

Ogni famiglia dispone di una propria norma dimensionale, con campi di tolleranza diversi per ampiezza e per forma. In questa sezione si concentra la quasi totalità dello scostamento rilevato in accettazione.

Famiglia di prodotto	Norma dimensionale	Parametro che governa la massa	Ordine di grandezza dello scostamento
Lamiere da treno	EN 10029	Spessore, campo asimmetrico secondo classe	Oltre il 10% in eccesso sugli spessori medi
Lamiere da coils	EN 10051	Spessore del nastro	Inferiore a quello delle lamiere da treno
Travi IPE e HE	EN 10034	Massa del profilo, spessori di anima e ala	Circa 4% sul profilo singolo
Travi IPN e profili UPN	EN 10024, EN 10279	Spessori di anima e ala	Circa 4%
Tubi strutturali saldati	EN 10219-2	Spessore di parete	Circa 6% sul pezzo singolo
Tubi strutturali senza saldatura	EN 10210-2	Spessore di parete	Circa 6% sul pezzo singolo
Piatti, quadri, tondi, esagoni	EN 10058 e serie collegate	Dimensioni di sezione	Percentualmente superiore alle travi
Angolari	EN 10056-2	Spessore delle ali	Circa 4%

I valori sono indicativi e vanno confrontati con l’edizione in vigore della norma e con la classe eventualmente concordata in ordine.

Lamiere da treno. La EN 10029 disciplina le lamiere laminate a caldo di spessore pari o superiore a 3 mm. La caratteristica che genera il maggior numero di contestazioni è l’asimmetria del campo: la tolleranza in difetto resta contenuta, quella in eccesso risulta due o tre volte maggiore. Su spessore 10 mm in classe A il campo si colloca nell’ordine di mezzo millimetro in meno contro poco più di un millimetro in più. Tradotto in massa, una lamiera pienamente conforme può pesare oltre il 10% in più del proprio teorico.

La norma prevede quattro classi, che modificano la distribuzione del campo.

Classe	Distribuzione del campo sullo spessore	Effetto sulla massa
A	Tolleranza in difetto contenuta, tolleranza in eccesso da due a tre volte maggiore	Massa mediamente superiore al teorico
B	Tolleranza in difetto costante e ridotta, resto del campo in eccesso	Limite inferiore garantito, massa comunque superiore
C	Tolleranza in difetto nulla, campo interamente in eccesso	Massa sistematicamente superiore al teorico
D	Campo simmetrico	Massa distribuita attorno al teorico

In assenza di indicazione in ordine si applica la classe di base, che è la più ampia. Le classi più strette vanno richieste in modo esplicito al momento dell’ordine.

Travi e profili strutturali. La EN 10034 fissa una tolleranza sulla massa del profilo singolo nell’ordine del 4%, oltre alle tolleranze geometriche su altezza, larghezza dell’ala, spessore dell’anima e dell’ala. Questi ultimi parametri variano in modo indipendente l’uno dall’altro: un profilo può presentare anima nel campo negativo e ali in quello positivo, e la massa risultante non si ottiene sommando le deviazioni ma pesandole sulle rispettive aree.

Tubi strutturali e meccanici. Le EN 10219 e EN 10210 ammettono una tolleranza di massa nell’ordine del 6% sul pezzo singolo, con requisiti più stretti sulla verifica a lotto. Sui tubi il parametro critico è lo spessore di parete, perché la massa dipende dal prodotto fra perimetro e spessore: su parete sottile una deviazione di due decimi vale diversi punti percentuali. La gamma dimensionale disponibile è riportata nella pagina dei tubi strutturali quadri, rettangolari e tondi.

Laminati mercantili. Piatti, quadri, tondi ed esagoni seguono la serie EN 10058 e successive, gli angolari la EN 10056-2. I campi percentuali sono più ampi che sulle travi, perché il controllo dimensionale in laminazione su sezioni ridotte è meno fine.

Lunghezza. Parametro trasversale spesso trascurato. Le barre commerciali vengono fornite in campo di lunghezza e non a misura esatta: una barra dichiarata da 6 metri può misurarne 6,15. Su duecento barre, quindici centimetri ciascuna corrispondono a trenta metri di materiale aggiuntivo, fatturato o meno secondo la formulazione dell’ordine.

La classe di tolleranza e il criterio di contabilizzazione si definiscono a monte, in fase di offerta, sulla base della commessa e della norma applicabile. Per una verifica su una fornitura specifica è disponibile il contatto diretto con l’ufficio tecnico Solsider.

Distribuzione degli scostamenti dentro il campo di tolleranza

Le deviazioni dimensionali si collocano dentro il campo ammesso, ma non vi si distribuiscono in modo neutro. La posizione assunta dipende da chi sopporta il costo della deviazione, informazione contenuta nel contratto di fornitura più che nella norma.

Con contabilizzazione a peso teorico, il produttore incassa sul nominale e consegna il reale: laminare nella metà bassa del campo aumenta i metri ricavati da ogni tonnellata di acciaio. Con contabilizzazione a peso effettivo l’incentivo si inverte e conviene collocarsi nella metà alta. Entrambe le posizioni restano dentro la conformità, ma la logica spiega perché gli scostamenti rilevati in accettazione si ripetano nello stesso verso per un dato prodotto e un dato fornitore.

La classe C della EN 10029, che esclude qualsiasi tolleranza in difetto, risponde a questa esigenza: garantisce lo spessore pieno dove la funzione strutturale lo richiede, con la conseguente accettazione del materiale in eccesso.

Criteri di accettazione e procedura di verifica

Il criterio di valutazione è la distanza dal campo ammesso dalla norma applicabile, non la distanza dal valore atteso. Uno scostamento del 6% su un tubo può risultare conforme; lo stesso 6% su una trave non lo è.

La verifica si articola in tre passaggi.

1. Identificazione del riferimento normativo. Recuperare da ordine e documento di trasporto la norma di prodotto e l’eventuale classe di tolleranza concordata. In assenza di specifica vale la classe di base.
2. Esame del documento di controllo. Il certificato 3.1 secondo EN 10204 riporta numero di colata e valori rilevati, e consente di risalire alla produzione effettiva.
3. Pesata di controllo. Quando lo scostamento resta sospetto, pesata su bilancia soggetta a verificazione periodica, formalizzata in verbale sottoscritto dalle parti.

Le situazioni ricorrenti si distinguono in due categorie.

Situazione	Natura	Azione
Scostamento entro tolleranza, fatturazione a peso effettivo	Conforme	Non contestabile tecnicamente, negoziabile sul criterio di contabilizzazione
Scostamento oltre tolleranza	Non conformità di prodotto	Segnalazione al fornitore con riferimento alla norma, non al prontuario

Un caso a parte riguarda i pezzi zincati a caldo. Il rivestimento aggiunge massa in misura non trascurabile sugli spessori sottili: su lamiera da 3 mm lo zinco deposto secondo EN ISO 1461 vale indicativamente fra il 3 e il 5% del peso base. Il confronto fra un teorico calcolato sul nero e una bolla riferita allo zincato produce una differenza estranea alle tolleranze di laminazione.

Effetto delle lavorazioni sul peso contabilizzato

Su fornitura tagliata a misura o su disegno il calcolo cambia natura, per effetto del materiale asportato in lavorazione.

Il solco di taglio rimuove da pochi decimi di millimetro con il laser fino a diversi millimetri con l’ossitaglio su forte spessore. Ogni sagoma estratta da un foglio lascia inoltre uno scarto geometrico che nessun software di piazzamento può azzerare.

Il peso del pezzo finito e il peso del materiale impegnato per ottenerlo restano quindi due grandezze distinte, e la seconda è quella che compare in fattura. La composizione del costo materiale è trattata nell’approfondimento su come si sceglie fra taglio laser, plasma e ossitaglio.

Campo di impiego del peso teorico

Il calcolo teorico è lo strumento corretto per tutto ciò che precede la consegna: dimensionamento dei mezzi di sollevamento, verifica della portata di trasporto, distinta base, preventivazione. In queste applicazioni un margine di qualche punto percentuale non produce conseguenze, e la rapidità del calcolo prevale sulla precisione assoluta. Il calcolatore online dei pesi dei profili copre tubi tondi, quadri e rettangolari, lamiere, piatti, tondi pieni, angolari, UPN, IPE e profili H, restituendo peso al metro e peso totale.

Il calcolo teorico non è opponibile quando il dato deve reggere un contraddittorio: accettazione, collaudo, contabilità di appalto con capitolato che prescrive il peso effettivo. In questi casi l’unico valore utilizzabile è quello rilevato in pesata.

Le voci da definire in ordine per ridurre il problema all’origine sono riassunte di seguito.

Voce da specificare	Conseguenza dell’omissione
Norma di prodotto e classe di tolleranza	Si applica la classe di base, la più ampia
Criterio di contabilizzazione, teorico o effettivo	Il criterio resta implicito e determinato dalla prassi commerciale
Documento di controllo EN 10204	Fornitura priva di tracciabilità di colata
Lunghezza a misura o campo di lunghezza	Barre in campo commerciale, eccedenza fatturata
Stato di fornitura, nero, decapato o zincato	Confronto fra teorico e bolla non omogeneo

La gamma completa di spessori, qualità e formati disponibili è consultabile nel catalogo prodotti. Per verifiche su forniture specifiche il riferimento è l’ufficio tecnico, indicando norma, quantità e destinazione d’uso del materiale.