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Attrezzature e impianti a pressione

Quello delle attrezzature a pressione è un mondo molto variegato, che tocca trasversalmente diversi settori, anche lontani tra loro: Oil & Gas, chimico, petrolchimico, elettrico, gomma e plastica, manifatturiero, farmaceutico, alimentare; dalle raffinerie e dai grandi impianti di produzione di energia alle piccole realtà quali laboratori e impianti di stoccaggio, coinvolgendo una moltitudine di soggetti: fabbricanti, progettisti, installatori, aziende utilizzatrici, manutentori, organismi di certificazione e controllo. Data questa eterogeneità non è facile dimensionare il fenomeno dal punto di vista economico per fornire una misura di quanto conta oggi in Italia il comparto delle attrezzature a pressione.

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La Termotecnica 2016

Pubblicato
da Alessia De Giosa




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Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI 66 LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 PED 2.0 E DINTORNI
Giuseppe Pinna Attrezzature a pressione. Niente di più lontano dal a new economy ci
può venire in mente nel sentire queste parole, niente di meno virtuale
si può immaginare di un mondo fatto di serbatoi, valvole, tubazioni
flangiate, lamiere piegate, saldate e imbul onate. Se una rivoluzione
possono evocare è quel a industriale di fine ''700, quel a del e macchine
a vapore, e non certo quel a del a digital economy, che ci propone
ogni giorno una nuova ''Cosa 2.0'. Eppure, anche se forse non è così
di moda e se non riesce a travestirsi e a presentarsi come qualcosa di
moderno e trendy, il ''ferro' tira ancora.
Quel o del e attrezzature a pressione è un mondo molto variegato,
che tocca trasversalmente diversi settori, anche lontani tra loro: Oil &
Gas, chimico, petrolchimico, elettrico, gomma e plastica, manifatturie-
ro, farmaceutico, alimentare; dal e raffinerie e dai grandi impianti di
produzione di energia al e piccole realtà quali laboratori e impianti
di stoccaggio, coinvolgendo una moltitudine di soggetti: fabbricanti,
progettisti, instal atori, aziende utilizzatrici, manutentori, organismi di
certificazione e control o. Data questa eterogeneità non è facile dimen-
sionare il fenomeno dal punto di vista economico per fornire una misura
di quanto conta oggi in Italia il comparto del e attrezzature a pressione.
Dal punto di vista regolamentare il settore ha conosciuto un passaggio
epocale in occasione del ''entrata in vigore, nel 2000, del a direttiva
97/23/CE, PED Pressure Equipment Directive (recepita in Italia con
il D.Lgs. 93/2000), che ha introdotto e applicato al e attrezzature a
pressione la filosofia del cosiddetto ''Nuovo Approccio' per la libera
circolazione del e merci nel mercato unico europeo. La direttiva PED,
diversamente da quanto si faceva in epoca precedente al ''avvento del
nuovo approccio, va a definire esclusivamente i Requisiti Essenziali di Si-
curezza per la fabbricazione e l''immissione sul mercato di attrezzature
e insiemi in pressione, demandando al complesso del e norme tecniche
''armonizzate' il compito di definire i requisiti di dettaglio per ciascun
tipo di prodotto. Questo approccio ha portato al a costituzione di un
consistente corpo di norme tecniche, emanate dal CEN e approvate
dal a Commissione Europea, che fornisce ai fabbricanti di attrezzature
a pressione un solida base tecnica cui riferirsi per la progettazione e
la costruzione. Tra queste assumono particolare rilevanza le serie di
norme EN 764 ''Attrezzature a pressione', EN 13445 ''Recipienti a
pressione non esposti a fiamma', EN 12952 ''Caldaie a tubi d''acqua
e instal azioni ausiliarie', EN 12953 ''Caldaie a tubi da fumo'. L''av-
vento del a PED e del e norme armonizzate non ha però causato il
superamento definitivo dei vari codici nazionali preesistenti, che anzi
continuano ad avere una certa diffusione, anche in Italia, dove le vec-
chie ''Raccolte ISPESL' sono tuttora in uso (sebbene supportate dal a
Raccomandazione CTI R2 del 2005 dal titolo ''Raccomandazioni del Comitato Termotecnico Italiano per l''uso del e raccolte ISPESL, revisione
''95, nel ''ambito del a direttiva 97/23 CE').
Ciò che la PED non fa è occuparsi di ciò che viene dopo l''immissione
sul mercato del prodotto. La regolamentazione del ''esercizio del e at-
trezzature e degli impianti a pressione, adesso come al ora, continua
ad essere demandata al a legislazione nazionale, che nel corso degli
anni si è prodotta in varie disposizioni e che, tra abrogazioni parziali e
totali e, in certi casi, ripristini di validità, si presenta in un quadro di non
sempre facile interpretazione. In questi anni, dopo la pubblicazione
del a PED, gli operatori si sono dovuti confrontare soprattutto con due
disposizioni di legge: il Decreto del Ministero del e Attività produttive
n. 329 del 2004, che regola la messa in servizio e l''utilizzazione del e
attrezzature a pressione e degli insiemi, e il D.Lgs. 81 del 2008 (Testo
Unico in materia di salute e sicurezza nei luoghi di lavoro), integrato dal
Decreto 11 aprile 2011 del Ministero del Lavoro e del e Politiche Sociali,
che disciplina le modalità di effettuazione del e verifiche periodiche e
i criteri di abilitazione dei soggetti che le eseguono.
Paral elamente, il mondo del a normazione tecnica nazionale si è
mosso per adeguarsi al nuovo quadro legislativo, spesso riprendendo
e aggiornando contenuti tecnici che in precedenza erano definiti in
disposizioni di legge o in altri documenti tecnici riconosciuti (es. circolari
ANCC/Ispesl). In particolare il CTI, nel ''ambito di un incarico conferito
al ''UNI dal Ministero del e attività produttive al fine di supportare le
disposizioni del citato D.M. n. 329/2004, con il contributo del ''ISPESL,
del Forum degli Organismi Notificati, del Coordinamento Tecnico Inter-
regionale e di tutte le associazioni di categoria interessate ha avviato
nel 2006 l''elaborazione di una serie di specifiche tecniche e norme
finalizzate a supportare i requisiti del DM 329/2004 in materia di eser-
cizio del e attrezzature a pressione. Questo lavoro si è concretizzato
nel a serie UNI 11325 ''Attrezzature a pressione '' Messa in servizio ed
utilizzazione e degli insiemi a pressione', del a quale tra il 2009 e il
2015 sono state pubblicate 9 parti. Per alcune di queste è già arrivato il
momento del a revisione (si veda in proposito più avanti l''articolo dedi-
cato al a revisione in corso del a UNI/TS 11325:2010 ''Sorveglianza dei
generatori di vapore e/o acqua surriscaldata'). Altre norme nazionali
si sono affiancate, elaborate dal e competenti commissioni tecniche
di CTI e UNI (si veda in particolare l''articolo dedicato al e verifiche di
integrità strutturale).
Un nuovo passaggio critico per il mondo del e attrezzature a pressione
è rappresentato dal a entrata in vigore, lo scorso 19 Luglio, del a nuova
direttiva PED 2014/68/UE, recepita in Italia con il Decreto Legislativo
15 Febbraio 2016, n. 26. Con questa rifusione, la direttiva PED, al pari
di numerose altre direttive, è stata adeguata al e prescrizioni del New
Legal Framework, costituito dal Regolamento 765/2008 in materia
di accreditamento degli organismi notificati e vigilanza del mercato
e dal a Decisione 768/2008 relativa al quadro comune per la com- Attrezzature e impianti a pressione di G. Pinna, R. Balistreri, C. Delle Site, G. Rondinella, C. Fossati Giuseppe Pinna, Riccardo Balistreri, Corrado Delle Site, Gioacchino Rondinella, Carlo Fossati - CTI Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 67 mercializzazione dei prodotti nel mercato europeo. La nuova PED, pur
non modificando il campo di applicazione e la definizione dei requisiti
essenziali di sicurezza, apporta tuttavia alcuni cambiamenti: -è stata definita una nuova classificazione dei fluidi, per adeguarla a quanto previsto dal regolamento CLP (Regolamento CE n. 1272/2008)
relativo al a classificazione, etichettatura e imbal aggio del e sostanze
e del e miscele. Con questa nuova classificazione potrebbe verificarsi
quindi una diversa categorizzazione del e attrezzature a pressione
con, in certi casi, la necessità di una procedura di valutazione del a
conformità del prodotto più severa in fase di immissione su mercato; -è stata definita una nuova categorizzazione degli operatori econo- mici, ora distinti in Fabbricanti, Importatori, Distributori, e Rappre-
sentanti Autorizzati; -è stata introdotta la modifica del a denominazione di alcuni moduli di valutazione del a conformità, che sono ora uniformati al New Legal
Framework; -è riportata una più esplicita definizione dei requisiti ai fini del ''analisi dei rischi e dei pericoli; -si è resa necessaria la rivisitazione e il rial ineamento del e linee guida PED, che, al o scopo di evitare confusioni, o sovrapposizioni, avranno
una diversa nomenclatura, basata su lettere; -in conseguenza del ''entrata in vigore del a nuova direttiva si rende necessaria una nuova notifica degli Organismi di valutazione del a
conformità; -è previsto un nuovo model o per la dichiarazione di conformità. ' importante comunque segnalare che i certificati e le decisioni emessi
a fronte del a direttiva 97/23/CE rimangono comunque validi.
A fronte di questo nuovo quadro, sia le norme armonizzate al a PED
che i regolamenti e le specifiche tecniche finalizzate al ''esercizio del e
attrezzature e degli impianti a pressione necessitano di una verifica
ed eventualmente di un adeguamento. A livel o legislativo è atteso un
nuovo Decreto Ministeriale che vada ad aggiornare i contenuti del DM
329/2004. Per quanto concerne le norme nazionali sono in corso nu-
merosi lavori che potranno contribuire a definire un riferimento tecnico
di supporto per gli operatori.
In particolare, in materia di progettazione e costruzione sono in la-
vorazione due Rapporti Tecnici UNI che riprendono i contenuti del e
Raccomandazioni CTI R2 e R6 -Linee guida per l''uso del e raccolte Ispesl VSR, VSG, M, S nel ''ambito del a direttiva 2014/68/UE (che rivede la Raccomandazione CTI
2:2005); -Progettazione, costruzione e conduzione di forni chimici e petrolchi- mici (che rivede la Raccomandazione CTI 6:2007). Nel ''ambito del ''esercizio e del e verifiche del e attrezzature a pressione
e degli insiemi sono in corso numerosi lavori, alcuni dei quali andranno
a completare la serie UNI/TS 11325: -Sorveglianza dei generatori di vapore e/o acqua surriscaldata (revi- sione del a UNI/TS 11325-3:2010); -Sorveglianza dei generatori di vapore e/o acqua surriscaldata esclusi dal campo di applicazione del a UNI/TS 11325-3 (futura UNI/TS
11325-10); -Verifiche periodiche del e attrezzature e degli insiemi a pressione (futura UNI/TS 11325-12); -Locali destinati al posizionamento di generatori di vapore e/o acqua surriscaldata e del e attrezzature accessorie (Nuovo UNI/TR); -Attrezzature a pressione - Verifiche di integrità di attrezzature/insiemi a pressione - Prove a pressione (nuova norma UNI); -Attrezzature a pressione - Valutazione del o stato di conservazione del e attrezzature e degli insiemi a pressione a seguito del degrado
da esercizio dei materiali (nuova norma UNI); -Sicurezza lato acqua impianti di riscaldamento <110°C (revisione del- la UNI 10412 - Raccordo tra raccolta R Ispesl ''Impianti di riscaldamen-
to ad acqua calda' e UNI EN 12828:2014 ''Impianti di riscaldamento
negli edifici - Progettazione dei sistemi di riscaldamento ad acqua'); -Condotte forzate. Verifiche in esercizio del o stato di integrità (Nuova norma UNI). Si citano infine i lavori di traduzione di due norme fondamentali per
tutti gli operatori del settore del e attrezzature a pressione e dei forni
industriali. Si tratta del e norme: -UNI ISO 13574:2016 ''Forni industriali e attrezzatura di processo associata '' Vocabolario' (che adotta la ISO 13574: 2015 ''Industrial
furnaces and associated processing equipment '' Vocabulary'); -UNI EN 764-1:2015 ''Attrezzature a pressione '' Parte 1: Vocabola- rio' (che recepisce la EN 764-1:2015 ''Pressure equipment - Part 1:
Vocabulary'). FORNI INDUSTRIALI
Riccardo Balistreri '' Coordinatore della CT 221 ''Progettazione
e costruzione di attrezzature a pressione e di forni industriali' Le attività del a Commissione Tecnica 221 ''Progettazione e costruzione
di attrezzature a pressione e di forni industriali', e in particolare del
Gruppo di Lavoro 03 (GL 03) ''Forni chimici, petrolchimici e per oli
minerali e altri forni industriali', sono ad oggi incentrate sul a revisione
del a Raccomandazione CTI R6/2006 ''Raccomandazioni del CTI per
la progettazione, la costruzione e l''esercizio di forni chimici e petrol-
chimici - Edizione aggiornata con errata corrige Dic. 2007'. I forni
per impianti chimici e petrolchimici sono attrezzature a pressione e a
focolare interno, utilizzate negli impianti petroliferi o chimici, nel e quali
fluidi diversi dal ''acqua, percorren-
do internamente i tubi del e medesi-
me, vengono riscaldati per irraggia-
mento e/o per convezione dai fumi
caldi prodotti dal a combustione di
combustibili liquidi o gassosi.
Il GL 03 ha concluso a fine 2015 la
traduzione in lingua italiana del a
ISO 13574 ''Forni industriali e at-
trezzatura di processo associata
- Vocabolario', pubblicata da UNI
il 26/07/2016; ha quindi successi-
vamente ripreso lo sviluppo del a
norma tecnica che, completato l''i-
ter, sostituirà la Raccomandazione FIGURA 1 - Limiti di
batteria meccanici per forni
Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI 68 LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 R6/2006. Lo scopo del a norma è quel o di fornire uno strumento per la
progettazione e la costruzione di forni a focolare interno per l''industria
chimica, petrolchimica e di raffinazione, con una pressione interna ai
serpentini di scambio termico superiore a 0,5 bar, le cui membrature
siano costruite in acciaio, in leghe di Nichel o con i materiali speciali.
Il tutto nel rispetto dei requisiti essenziali di sicurezza previsti dal a
direttiva 2014/68/UE.
Poiché al o stato attuale non esiste una norma EN, armonizzata al a di-
rettiva 97/23/CE o al a sua sostituta sopra richiamata, che tratti questo
genere di prodotti, questa vacatio consente agli stati membri lo sviluppo
di normative nazionali; queste potranno anche essere utilizzate come
documento tecnico da sviluppare qualora, in ambito CEN, si converges-
se verso la necessità di emanare una norma armonizzata in materia.
Nel a trattazione del a norma il GL03, in specifici passaggi, ha fatto ri-
ferimento al a UNI EN ISO 13704 ''Industrie del petrolio, petrolchimiche
e del gas naturale - Calcolo del o spessore dei tubi dei riscaldatori nel e
raffinerie di petrolio' e al a UNI EN ISO 13705 ''Industrie del petrolio,
petrolchimiche e del gas naturale - Riscaldatori a fiamma per servizi
generali di raffineria', norme ISO di derivazione API che rappresenta-
no lo stato del ''arte in materia.
Nel a nuova norma tecnica il GL03 sta sviluppando e integrando il
calcolo di stabilità derivato dal a UNI EN ISO 13704 con lo scopo di
renderlo più aderente al a filosofia del a direttiva di prodotto; procede
inoltre nel a rivisitazione e nel ''aggiornamento dei capitoli riguardanti
i materiali, le prove e i control i in fabbricazione, la scelta dei dispositivi
di control o e le tabel e in appendice riguardanti l''armonizzazione con
i RES del a direttiva 2014/68/UE.
In ambito ISO, il GL03 esamina i commenti ed esprime le posizioni
nazionali sui documenti elaborati dal ''ISO/TC 244, dedicato al a pro-
gettazione, fabbricazione, materiali, componenti e ispezioni di forni
industriali, mentre in ambito CEN segue le attività del CEN/TC 186 nel
campo del a sicurezza del e attrezzature per i processi termici industria-
li, come forni industriali o attrezzature per il riscaldamento industriale.
Nel o specifico si segnala che il CEN/TC 186 è impegnato nel a revisio-
ne del e parti 1, 2 e 3 del a EN 746 sul e apparecchiature di processo termico industriale, mentre l''ISO/TC 244 ''Industrial furnaces and as-
sociated processing equipment' ha in corso d''inchiesta: -le bozze del ''ISO/DIS 13577 ''Industrial furnaces and associated processing equipment '' Safety' (parte 1, 3 e 11); -l''ISO/DIS 13578 ''Industrial furnaces and associated processing equipment - Safety requirements for machinery and equipment for
production of steel by electric arc furnaces'; -l''ISO/DIS 13579-11 ''Industrial furnaces and associated processing equipment '' Method of measuring energy balance and calculating
energy efficiency '' Part 11: Evaluation of various kind of efficiency'. VERIFICHE D''INTEGRIT' STRUTTURALE
Corrado Delle Site '' Coordinatore della CT 222
''Integrità strutturale degli impianti a pressione' La verifica d''integrità del e attrezzature a pressione è prevista dal ''art.
12 del DM 329/04 e prevede l''esecuzione di esami visivi e control i
spessimetrici. Tuttavia, non è esclusa la possibilità di dover eseguire altri
control i ''che si rendano necessari' a fronte di situazioni di danneggia-
mento evidenziate dal calcolo o dai control i di base.
In questo contesto si inseriscono le specifiche tecniche del progetto
''Messa in servizio ed utilizzazione del e attrezzature e degli insiemi a
pressione' che il CTI ha redatto con il contributo del ''INAIL e degli ad-
detti ai lavori, relative al settore ''Integrità strutturale' e che riguardano
in maniera specifica le problematiche del creep, del Fitness-for-Service
e del Risk Based Inspection. Tali documenti normativi costituiscono un
riferimento privilegiato per l''applicazione dei disposti legislativi vigenti
nel settore di riferimento (D.M. 329/04 e D.M. 11.4.2011). Il contesto
normativo sul ''integrità strutturale di impianti in esercizio si completa
con la norma sul a fatica oligociclica, particolarmente sentita negli
impianti termoelettrici per la generazione di energia, in relazione al
regime flessibile a cui sono sottoposti. Da non trascurare infine la spe-
cifica tecnica relativa al e prove di pressione (prova idraulica e prova
pneumatica), che definisce più in dettaglio le prescrizioni del ''art. 6 del
citato art. 12 del DM 329/04.
Il pacchetto normativo costituito dal a serie ''UNI TS 11325' si compone
di varie parti ciascuna del e quali rappresenta un documento normati-
vo, classificato come specifica tecnica. La parte 2 del a UNI TS 11325
fornisce una procedura di valutazione del ''idoneità al ''ulteriore eserci-
zio del e attrezzature e degli insiemi a pressione soggetti a scorrimento
viscoso. La parte 4 del a stessa serie 11325, fornisce dei riferimenti
puntuali di carattere tecnico per il soddisfacimento del a predetta parte
2 (materiali, calcoli, interval i di ricontrol o, ecc.) non trattando però la
problematica control i non distruttivi e repliche metal ografiche. Questi
ultimi due argomenti, di estrema rilevanza nel ''approccio vita residua
per attrezzature in regime di creep, vengono esplicitati in altrettante
norme UNI (elaborati in seno al a Commissione Prove non Distruttive),
nel a fattispecie la norma UNI 11096:2012 (PND) e la norma UNI
11374:2010 (Repliche). Con l''aggiunta del a norma UNI 11373:2010
sul a qualificazione del personale addetto al e repliche metal ografiche,
il panorama sul o scorrimento viscoso negli impianti a pressione si
completa in ogni sua parte.
Gli aspetti del Fitness for Service e del Risk Based Inspection sono FOTO 1 - Interno della camera radiante
di un forno a ''Cattedrale'
Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 69 trattati nel e sezioni 8 e 9 del a medesima serie di Specifiche Tecniche
UNI, fornendo dei validi riferimenti per affrontare queste tematiche
innovative, di così vasto interesse nel settore industriale, per le quali
non esisteva alcun riferimento nazionale, ma solamente dei documenti
internazionali limitati, però, ad alcune tipologie di impianti.
La UNI 11325-11 affronta da un punto di vista normativo, per la prima
volta e in modo sistematico, una problematica di estremo interesse in
particolar modo nel ''esercizio degli impianti termoelettrici: il danneg-
giamento per fatica nel e attrezzature a pressione.
La ratio dei documenti normativi elaborati dal CTI nel ''ambito RBI, FFS e
fatica non è tanto quel a di definire nuove procedure nel settore (peraltro
già saturo di norme e codici), quanto quel o di fornire elementi per
districarsi fra le procedure esistenti fornendo criteri di scelta oggettivi
per l''utilizzatore.
Al contrario, le specifiche tecniche UNI TS 11325 sul creep il ustrano
una procedura originale, derivata (con varie modifiche più o meno
sostanziali) da quel a già esistente sul territorio nazionale fin dal 1992
(vedi in proposito la Circolare ISPESL n. 15/92).
Nel seguito si il ustreranno più in dettaglio le caratteristiche principali
del e varie norme UNI/CTI sul ''integrità strutturale di attrezzature a
pressione e la loro ricaduta sul panorama nazionale.
La normativa nazionale sul o scorrimento viscoso si è arricchita di una
serie di norme che coprono tutti gli aspetti del a valutazione di vita
consumata a creep.
In particolare l''aspetto tecnico-procedurale è coperto dal a UNI TS
11325-2, l''aspetto tecnico-scientifico è definito dal a UNI TS 11325-2,
l''aspetto metal ografico dal a UNI 11374 e dal a UNI 11373, l''aspetto
''Prove non Distruttive' dal a UNI 11096 (figura 1).
Il gruppo di lavoro sul o scorrimento viscoso costituito presso il CTI ai
sensi del ''art. 3 del DM329/04, ha ritenuto opportuno prendere come
riferimento, per la UNI TS 11325 Parte 2 e Parte 4, il testo del a Racco-
mandazione CTI R5:2005, ora abrogata. In ambito CTI si è deciso di inserire nel a UNI TS 11325-2 i principi
generali del a verifica, togliendo tutte le formule o coefficienti numerici
che potessero essere oggetto di futura implementazione. Al contrario,
tutti gli strumenti operativi (formule, coefficienti, diagrammi, metodi,
ecc.) per la valutazione sono stati inseriti nel a specifica tecnica UNI TS
11325-4, per poter essere aggiornati periodicamente dal CTI e dal ''UNI
in funzione del o stato del ''arte. Infatti nel settore ''scorrimento viscoso' l''evoluzione tecnico-scientifica
è continua, essendo strettamente correlata al ''esito di prove sperimen-
tali sui materiali di lunga durata, molte del e quali ancora in via di
esecuzione.
Tra gli elementi salienti del a specifica tecnica, le principali sono le
seguenti: -L''esperienza del ''INAIL ha mostrato come le dichiarazioni del ''Uti- lizzatore sui dati storici di impianto siano raramente supportate da
documentazione probante. Tuttavia poiché il creep è un fenomeno
intimamente correlato ai valori di pressione e temperatura di esercizio
(ad esempio, un aumento di pochi gradi del a temperatura può cau-
sare un aumento molto significativo del a vita consumata) è previsto,
ai fini di una corretta valutazione, di supportare la dichiarazione dei
dati di esercizio con la registrazione effettuata da un sistema di moni-
toraggio o con una relazione tecnica con la quale si dimostri l''impos-
sibilità, correlata al processo, del superamento dei valori dichiarati. In
mancanza di tali adempimenti, in via conservativa, la valutazione di
vita consumata dovrà essere effettuata ai valori massimi di progetto. -Varie normative (tra cui la EN 13445) lasciano al Progettista la libertà di dimensionare le attrezzature a 200''000 ore anziché a 100''000
ore. Per questi apparecchi, visto il basso coefficiente di sicurezza
(1,25 anziché 1.5), il dimensionamento del e membrature risulta meno
conservativo il che potrebbe portare, in tempi di esercizio relativa-
mente brevi, ad un danneggiamento da creep; pertanto in questa
Specifica Tecnica, a differenza del a circolare ISPESL n. 48/2003, è
stato reso obbligatorio un primo control o del e attrezzature proget-
tate a 200''000 ore già dopo 100''000 ore di esercizio, anziché al a
scadenza del a vita di progetto. -La specifica tecnica include attrezzature progettate secondo la Diret- tiva 97/23 CE (PED). Per tali attrezzature, in mancanza di indicazioni
del Fabbricante, nel Manuale di Uso e Manutenzione, riguardanti
l''elenco dei componenti in regime di scorrimento viscoso è responsa-
bilità del ''Utilizzatore individuare tutti i componenti che superano la
temperatura convenzionale di inizio creep. -La Specifica Tecnica include tutte le attrezzature che ricadono nel DM 329/04, ivi incluse le tubazioni, per le quali si effettuano control i
specifici, in relazione ai meccanismi di danno prevedibili, e calcoli
di vita consumata. Gli elementi salienti del a UNI TS 11325-4 sono così riassunti: -Il metodo di calcolo raccomandato è rappresentato dal metodo ''ma- ster curve', con le validazioni del a parametrizzazione suggerite da
ECCC. In [1] sono state evidenziate alcune criticità del metodo quando
i dati di resistenza a creep hanno origine normativa. -Il parametro di soglia per valutare se un apparecchio è in scorrimento viscoso è la temperatura convenzionale di inizio creep che, per un de-
terminato materiale, è indipendente dal a sol ecitazione di esercizio.
Tuttavia, la sol ecitazione influisce sul a significatività del fenomeno
creep per mezzo del a frazione di vita consumata ed è pertanto è
un parametro fondamentale nel a determinazione degli interval i di
ricontrol o. Nel a norma UNI/TS 11325 parte 4 si considera l''effetto
del tempo sul a temperatura convenzionale, considerando una dimi-
nuzione del a stessa in funzione del tempo. In ogni caso per acciai
ferritici la diminuzione di temperatura non deve superare 15°C. In FIGURA 2 - Struttura normativa nel settore ''creep' Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI 70 LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 figura 3 è mostrato un generico andamento del a temperatura con-
venzionale per un materiale di comune impiego. -Nuovo metodo per il calcolo del ''interval o di ricontrol o, minimo fra il ''I calcolato e il 60 % del a vita residua:
IR = min(60 % V residua ; ''I) ''I è il minimo tra gli interval i relativi
a ciascun giunto saldato.
''I = min (''I giunto j) Ciascun interval o ''I giunto j è calcolato moltiplicando l''interval o di riferimento ''I rif = 50.000h per una serie di coefficienti correttivi fci: -Utilizzando il metodo sopra descritto, è possibile estendere l''interval o di ricontrol o oltre le 50''000 nei casi in cui oltre al ''assenza di danno
da creep si adottino control i non distruttivi approfonditi (PEC 4 o 5)
[2], e/o si introduca un sistema di monitoraggio automatico dei pa-
rametri operativi. Ulteriore incremento del ''interval o si può ottenere
per classi di rischio basse (I, II e III). Il limite massimo raggiungibile si
avvicina a 80''000 ore. Control i non distruttivi e repliche sono aspetti fondamentali del a valu-
tazione di vita consumata a scorrimento viscoso. Nel a recente norma
UNI 11096:2012 sono riportate svariate tabel e in cui sono riportate
per le attrezzature più importanti (generatori di vapore, reattori, forni,
tubazioni) le PND più idonee da effettuarsi sul e rispettive membra-
ture (corpo principale, saldature di ogni tipo, attacchi di tronchetti
e bocchel i, ecc.). In tali tabel e, per ogni membratura è riportata la
percentuale dei control i in funzione del valore del PEC (parametro
estensione control i).
Il valore del PEC scelto in questa fase viene riportato nel a procedura
già citata per il calcolo degli interval i di ricontrol o del a UNI TS 11325-
4, dove ad un più elevato valore del PEC corrisponde un più ampio
intervallo di ricontrollo.
Per forni catalitici una specifica appendice informativa fornisce indi-
cazioni orientative sul e PND più idonee, sul a base del ''esperienza
maturata nel settore.
Per i control i spessimetrici si fa riferimento al a procedura statistica già indicata nel a norma UNI TS 11325-1, relativa al e tubazioni ma avente
valenza di carattere generale.
Per le repliche metal ografiche si applicano le ben note norme UNI
11373 e 11374 del 2010, che originano dal a Linea Guida ISPESL al e-
gata al a Circolare n. 48/2003.
La filosofia al a base del a specifica tecnica UNI TS 11325-9 sul Fitness
for Service è quel a di fornire dei principi base per eseguire la valuta-
zione del ''idoneità al servizio in presenza di difetti, facendo riferimento
a norme e codici già esistenti, evidenziandone caratteristiche e limiti. La
specifica tecnica il ustra la procedura da seguire per: -la caratterizzazione del difetti,
-l''individuazione dei meccanismi di danneggiamento,
-l''esecuzione dei calcoli,
-la valutazione finale,
-le competenze richieste al personale. In tabel a 1 vengono schematizzate le modalità di approccio dei prin-
cipali codici internazionali (API 579, BS7910, FITNET MK8).
Da notare che nel caso di creep o fatica si applica il FFS solo in presenza
di difetto rilevabile al e PND, in caso contrario si applicano le norme di
carattere generale quali la UNI TS 11325-2 per il creep o la omologa
sul a fatica, di cui al punto successivo.
In particolare per il creep il confronto tra le norme applicabili sul FFS
mostra un approccio sostanzialmente diverso: mentre FITNET fa riferi-
mento al a TDFAD (Time Dependent Failure Assessment Diagram) l''API
579 e la BS 7910 si basano sul a valutazione del a resistenza a creep
e del tempo di ulteriore esercizio. L''API 579 suggerisce, come piano
control i, di adottare un sistema di monitoraggio dei parametri operativi
per una verifica continua del a vita residua, mentre FITNET riporta i
mezzi di indagini utilizzabili in funzione del danneggiamento. Tra le
norme in considerazione solo API 579 fornisce indicazioni sul e azioni
correttive da intraprendere, quali ad esempio la modifica dei parametri
di esercizio o la protezione mediante ''lining' termico.
La UNI TS 11325-9 riporta da ultimo un model o di report sintetico, nel
quale devono essere riportati i principali elementi del a valutazione
effettuata.
La specifica tecnica UNI TS 11325-8 Pianificazione del e manutenzioni
su attrezzature a pressione attraverso metodologie basate sul a valu- tazione del rischio (RBI) ha lo scopo di orientare
gli utilizzatori nel a definizione dei programmi
di ispezione e manutenzione del e attrezzature
a pressione del proprio impianto sul a base del a
valutazione del rischio legato al ''effettivo stato di
conservazione ed efficienza del e attrezzature
stesse. Come indicato nel o scopo del a specifica
in esame, il Risk Based Inspection (RBI) differisce
dal e tecniche ispettive cosiddette deterministi-
che, che prevedono control i su base periodica
regolare e definiti con tempi stabiliti e date pre-
fissate eguali per tutti i settori. Tali tecniche, pur
tenendo conto di tipiche caratteristiche proget-
tuali del ''apparecchio e condizioni di esercizio,
sono tuttavia basate su esperienze generalizzate
e non specifiche dei singoli impianti, trascurando FIGURA 3 - Esempio di andamento della temperatura di creep significativo Temperatura convenzionale - 15Mo3 464 466 468 470 472 474 476 478 480 482 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 Tempo [ore] Te m pe ra tura C] (100000, T0) (tc, Ta) Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 71 l''efficacia dei diversi sistemi di gestione. Le frequenze dei control i
potrebbero risultare non ottimali e quindi inferiori o superiori al e reali
necessità del a specifica attrezzatura.
I metodi operativi riportati nel a specifica tecnica in considerazione
possono essere utilizzati al o scopo di richiedere la deroga di cui al ''art.
10 comma 5 del Decreto Ministeriale n. 329/2004.
L''analisi dei risultati prende in esame in primis la verifica del a tol era-
bilità del rischio mediante a quale l''utilizzatore, una volta ottenuta la
categoria di rischio associata, deve programmare i control i ed attuare,
quando necessario, azioni mitigative per mantenere la tol erabilità del
rischio. Nel caso si attui la procedura RBI al fine di definire un nuovo
interval o ispettivo occorre verificare il livel o di protezione equivalente
facendo riferimento al posizionamento al ''interno del a matrice di
rischio. Ad esempio se il rischio al nuovo interval o temporale y (Ry)
si posiziona nel a stessa categoria rispetto al ''interval o temporale x
(Rx) al ora si presume che il livel o di protezione sia equivalente, come
mostrato in tabel a 2. La specifica richiede di indicare, in funzione dei control i già eseguiti nel
corso degli anni, il piano dei
control i futuri, in ragione del
nuovo interval o ispettivo. Un
esempio relativo a recipiente a
pressione (reattore) per il quale
è ipotizzato uno spostamento
in avanti del a verifica di inte-
grità di 2 anni, è schematizza-
to in tabel a 3, ove si evince il
programma di ispezioni future
in ragione della storia delle
precedenti ispezioni.
ll DM329/04 prevede al ''art. 6
comma 1 lettera e) che venga al egata al a dichiarazione di
messa in servizio del e attrez-
zature a pressione anche un elenco dei componenti sottoposti a fatica oligociclica. Il progressivo
degrado a cui sono sottoposti tali componenti è funzione del numero
di cicli di sol ecitazione a cui sono assoggettati e che potrebbero ge-
nerare nel tempo condizioni critiche e/o rotture. Il fenomeno è tipico di
componenti di generatori di vapore e di alcune tipologie di attrezza-
ture a pressione nel e quali sono frequenti cicli termici conseguenti ad
accensioni/spegnimenti. La criticità del fenomeno è accresciuta dal a
tendenza attuale ad esercire gli impianti di generazione di energia in
maniera flessibile, in funzione del carico, in ragione del a liberalizza-
zione del mercato. La specifica tecnica sul a fatica è ancora in fase di
emanazione e riguarda il comportamento a fatica nel caso di assenza
di cricche con la determinazione del numero di cicli ammissibili nel e
condizioni effettive e/o previste di impiego del ''attrezzatura e, se del
caso, conseguente determinazione del a frazione di vita spesa a fatica.
Il problema viene affrontato trattando il caso con gli stessi strumenti
utilizzati nel caso di progettazione e/o verifiche di progetto. In parti-
colare le norme EN dedicano ampio spazio al tema ed in particolare: -La EN 12952 ''Water-tube boilers' dedica al problema il paragrafo 13 e le appendici B e C con un approccio essenzialmente focalizzato
sul problema del a fatica termica in componenti a geometria cilindrica
soggetti a fatica termica generata da fenomeni di scambio termico
fluido/componente. -La EN 13445 ''Unfired pressure vessels' dedica al problema i para- grafi 17 e 18 affrontando il caso in modo molto più generale. Analogo
approccio si ritrova sulle ASME. In tutti i casi l''approccio è ovviamente lo stesso: determinazione del o
sforzo equivalente massimo nel a zona del componente sotto analisi e
confronto con le curve di riferimento del materiale. Su questo approccio
base, si innestano poi le considerazioni legate al ''effetto di geometria/
spessore/coefficiente di diffusione del calore e effetti di intensificazione
legati al a presenza di imperfezioni superficiali/saldature/difetti di
assemblaggio.
L''approccio EN 12952 è sicuramente più ''semplice' ed immediato:
pertanto si ritiene possa essere indicato come ''raccomandato' nel a
Specifica Tecnica CTI salvo integrazione, ove necessario, con aspetti Danneggiamento API 579 BS7910 FITNET Frattura fragile x - x Sottospessore generalizzato x x - Sottospessore localizzato x x x Pitting x x (a) x Blister x - - Disal ineamenti e distorsioni x x (a) x Cricche x x x Bugne e incisioni x x (b) x Difetti di laminazione x - - Creep x x x Danneggiamento da fuoco x - - TABELLA 1 - Sintesi degli argomenti trattati dai codici FFS di comune impiego (a)dovuti
all''esercizio (b)parzialmente trattato / x: argomento trattato -: argomento non trattato
' R x = Rischio al a Verifica Prevista ' R y = Rischio al a Verifica Proposta TABELLA 2 - Esempio di livello di rischio
nella rappresentazione matriciale
Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI 72 LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 più specifici che, come detto possono essere ritrovati su altre norme (EN
13445 o ASME) o procedure qualificate e riconosciute, ove disponibili.
La Specifica Tecnica UNI TS 11325-11 fornisce elementi utili al proget-
tista per orientarsi tra i codici disponibili, affrontando la problematica
del danneggiamento da fatica nel a fase di esercizio del componente.
Il panorama normativo attualmente disponibile è sufficientemente
approfondito per fornire un adeguato supporto al tecnico che deve
eseguire la valutazione di vita residua per effetto del creep e/o del a
fatica o eseguire valutazione d''idoneità al servizio del tipo RBI o FFS. Le
specifiche tecniche prodotte dal ''UNI con il contributo del CTI costitui-
scono una valida guida per l''utilizzatore che deve orientarsi tra le norme
disponibili: infatti, tranne nel caso del creep, le specifiche tecniche
non contengono procedure originali ed innovative quanto forniscono
elementi per poter individuare fra le procedure esistenti (API, EN,
ecc.) quel a che maggiormente risponde al e necessità operative ed ai
meccanismi di danno effettivamente presenti. A sostegno del a validità
del progetto normativo sopra descritto occorre sottolineare l''interesse
mostrato da altri Paesi europei, in occasione di convegni a carattere
internazionale, per le specifiche tecniche del a UNI TS 11325, tanto
da arrivare a richiedere una traduzione in lingua inglese del e stesse. GENERATORI DI VAPORE
Gioacchino Rondinel a '' Coordinatore del a CT 223 - Esercizio
e dispositivi di protezione del e instal azioni a pressione Il Gruppo di Lavoro 02 (GL 02) ''Esercizio dei generatori di vapore e/o
acqua surriscaldata' del a CT 223 ''Esercizio degli impianti a pressione'
sta ultimando la revisione del a specifica tecnica UNI/TS 11325-3:2010
''Messa in servizio ed utilizzazione del e at rezzature e degli insiemi a
pressione '' Parte 3: Sorveglianza dei generatori di vapore e/o acqua surriscaldata', a seguito del a
pubblicazione del e revisioni del e
norme EN cui si è fat o riferimento
durante i lavori per la sua stesura:
la UNI EN 12952-7:2013 ''Calda-
ie a tubi d''acqua e instal azioni
ausiliarie - Parte 7: Requisiti per
l''apparecchiatura del a caldaia'
e la UNI EN 12953-6:2011 ''Cal-
daie a tubi da fumo - Parte 6: Re-
quisiti per l''apparecchiatura del a
caldaia'. Le modifiche apportate
al a specifica tecnica riguardano
quasi esclusivamente la periodici-
tà di alcuni control i da eseguire
durante l''esercizio del generatore
in regime di sorveglianza senza
assistenza continua.La specifica
tecnica definisce le modalità di
sorveglianza del e at rezzature a
pressione, a focolare con rischio di surriscaldamento, destinate al a
generazione di vapore d''acqua e/o acqua surriscaldata con o senza assistenza continua e in particolare for-
nisce le indicazioni sul a documentazione indispensabile per la gestione
del a centrale termica: -manuale uso e manutenzione rilasciato dal fabbricante;
-procedure e/o manuale operativo predisposto dal ''utilizzatore;
-registro della sorveglianza. In centrale termica o in sala control o deve essere presente copia del
manuale d''uso e manutenzione rilasciato dal fabbricante e/o copia
del e procedure o dei manuali operativi predisposti dal ''utilizzatore,
nel e parti che riguardano l''esercizio, la manutenzione e le prove di tut i
i dispositivi, inclusi quel i di sicurezza, regolazione e control o. Il manuale
d''uso e manutenzione e/o il manuale operativo devono fornire esplicite
indicazioni sui rischi residui e sul e particolari misure che devono essere
intraprese durante l''esercizio per eliminarli o ridurli.
In particolare il manuale operativo deve indicare: -come provare i dispositivi di sicurezza e quale è la periodicità di tali prove; -i requisiti del ''acqua di alimentazione e del ''acqua di caldaia;
-le istruzioni per riaccendere il generatore dopo ogni fermata per blocco. In centrale termica deve essere tenuto un registro del a sorveglianza sul
quale devono essere indicati: -il numero del e persone addet e al a sorveglianza;
-gli esiti dei control i e del e prove sugli accessori di sicurezza;
-gli esiti dei control i e del e prove sui dispositivi di regolazione e/o di controllo; -i risultati del e analisi del ''acqua di alimentazione, di caldaia e del e condense; -tut e le anomalie, prove e interventi di manutenzione. TABELLA 3 - Ampliamento intervallo ispettivo e relativi controlli per un reattore Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 73 Tutte le varie operazioni devono essere registrate in modo che vi sia evi-
denza del a data, del ''ora e del a persona addetta che le ha effettuate.
La specifica tecnica ratifica, nei termini e nel a sostanza, l''abbandono
del vecchio concetto di condotta in favore di sorveglianza del gene-
ratore di vapore in quanto l''alto livel o di automazione raggiunto dai
moderni generatori di vapore limita i compiti del ''operatore/persona
addetta al a sorveglianza del corretto funzionamento degli automati-
smi. La specifica definisce le modalità di sorveglianza del e attrezzature
a pressione, a focolare con rischio di surriscaldamento, destinate al a
generazione di vapore d''acqua e/o acqua surriscaldata a temperatura
maggiore di 110 °C con pressione massima ammissibile PS maggiore
di 0,5 bar rientranti nel campo di applicazione del D. M. n. 329/2004.
Per persona addetta si intende persona competente che esercita la
sorveglianza del generatore, tale sorveglianza può essere con assi-
stenza continua o senza assistenza continua. Al o stato attuale per
la valutazione del a competenza del a persona addetta si applica la
legislazione vigente in materia, in particolare l''articolo 27 del Regio
Decreto del 12 maggio 1927, n. 824.
La sorveglianza con assistenza continua prevede, durante il funziona-
mento del generatore, la presenza stabile in centrale termica o in sala
control o di persona addetta, la modalità senza assistenza continua
consente invece la presenza saltuaria ma comunque codificata e pre-
vede anche la possibilità di gestione remota di più centrali termiche.
La persona addetta dovrà essere presente durante l''accensione e la
riaccensione del generatore di vapore, oltreché per i control i dei
dispositivi come da manuale operativo. Le periodicità di sorveglianza,
definite in ore, devono essere intese come ore solari continuative a
partire dal a accensione o riaccensione del generatore.
Il R. D. 12 maggio 1927, n. 824 prevedeva l''istituto del ''esonero dal ''ap-
plicazione di talune prescrizioni e da tutte (esonero totale) o da alcune
verifiche (esonero parziale) ed in particolare alcune tipologie di ge-
neratori di vapore, considerati a basso rischio dato il basso livel o di
energia immagazzinata, potevano godere del ''esonero dal conduttore
patentato affidando la condotta a persona maggiorenne e capace.
Il D. M. 21 maggio 1974 dettava le disposizioni da soddisfare per
ottenere l''esonero.
Sia la direttiva PED sia il Decreto 1° dicembre 2004, n. 329 ''Regola-
mento recante norme per la messa in servizio ed utilizzazione del e
attrezzature a pressione e degli insiemi di cui al ''art. 19 del decreto le-
gislativo 25 febbraio 2000, n. 93' non prevedono l''istituto del ''esonero.
Dal confronto tra gli accessori richiesti dal a normativa ante PED e gli
accessori richiesti dal a PED si può notare come sia il numero che la
qualità degli accessori richiesti dal a PED è numericamente e qualitati-
vamente superiore e rispetto al numero e al a qualità di quel i richiesti
dalla normativa previgente.
La normativa ante PED, tranne che per le valvole di sicurezza che
dovevano essere sottoposte a prove sperimentali atte a verificare le
caratteristiche di funzionamento e a determinare la portata di scarico,
per tutti gli altri accessori non richiedeva alcuna verifica se non quel a
di funzionamento al momento del e verifiche sul luogo di impianto.
Per la direttiva PED le valvole di sicurezza, i pressostati di sicurezza e
i livel ostati di sicurezza auto control ati sono dispositivi di sicurezza e
come tali sono classificati nel a categoria IV. La classificazione di una
attrezzatura o di un insieme in IV categoria, nel a filosofia del a Direttiva 97/23/CE, corrisponde ad un alto grado di sicurezza.
Per la direttiva PED gli insiemi (varie attrezzature a pressione montate
da un fabbricante per costituire un tutto integrato e funzionale) e di
conseguenza i generatori di vapore e/o acqua surriscaldata devono
essere sottoposti ad una procedura globale di valutazione di conformità
che comprende: -la valutazione di conformità di ciascuna del e attrezzature a pressione costitutive del ''insieme che non sono state oggetto di una distinta pro-
cedura di valutazione di conformità né di una separata marcatura CE; -la valutazione del ''integrazione dei diversi componenti del ''insieme che viene determinata in funzione del a categoria più elevata del e
altre attrezzature interessate, senza tener conto degli accessori di
sicurezza; -la valutazione del a protezione del ''insieme, per evitare che vengano superati i limiti di esercizio ammissibili, che deve essere effettuata in
funzione del a più elevata categoria del e attrezzature da proteggere. Queste considerazioni hanno fatto restringere il campo di applicazione
del a specifica tecnica con la esclusione dei:
a) generatori a sorgente termica diversa dal fuoco;
b) generatori ad attraversamento meccanico di limitata potenzialità aventi PSxV ' 3000 bar x l e PS ' 12 bar; c) generatori di vapore a bassa pressione aventi PS ' 1 bar, Superficie di riscaldamento ' 100 m2 e Potenzialità ' 2 t/h; d) generatori di acqua surriscaldata a bassa pressione aventi PS ' 5 bar, Temperatura massima del ''acqua ' 120°C, Superficie di riscal-
damento ' 100 m2 e Potenzialità ' 2 t/h, considerando convenzio-
nalmente la potenza di 0,69 kW (600 kcal/h) di acqua surriscaldata
equivalente al a producibilità di 1 kg/h di vapore d''acqua; e) generatori aventi volume V ' 5 l. indipendentemente dal valore di PS. Per questi generatori di vapore e/o acqua surriscaldata esclusi dal cam-
po di applicazione del a UNI/TS 11325-3 e già oggetto di esonero ai
sensi del a precedente legislazione, è in fase di elaborazione una spe-
cifica tecnica dove sarà previsto che la sorveglianza dei generatori sia
affidata a persona addetta, formata o riconosciuta tale dal ''utilizzatore. DEGRADO DEI MATERIALI
Carlo Fossati '' Coordinatore del a CT 222/GL 05 ''Fatica'' La sicurezza degli impianti a pressione è sicuramente uno degli argo-
menti più importanti quando si parla del a sicurezza del e persone e
del ''ambiente. Parlando di impianti a pressione la mente corre subito
agli impianti industriali che sicuramente rivestono un aspetto predomi-
nante per quanto riguarda il fattore ''sicurezza' per almeno due ragio-
ni: tipologia di fluidi e pressioni in gioco. ' però bene non dimenticare
che anche nel a nostra vita quotidiana ''privata' abbiamo a che fare
con una vasta serie di apparecchi ''a pressione': dal e autoclavi per sol-
levare l''acqua fino ai piani alti dei grattacieli (ove le pressioni possono
raggiungere diversi bar in funzione del ''altezza del grattacielo stesso)
ad elettrodomestici quali ferri da stiro a vapore, pulitori/sgrassatori
casalinghi a pressione, ecc. ove le pressioni sono sempre presenti e
non sempre con valori bassi. In questa relazione ci focalizzeremo però Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI 74 LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 unicamente sugli impianti industriali proprio in funzione del a loro com-
plessità e degli effetti sul e persone e l''ambiente nel caso di problemi in
fase di esercizio. Degrado deriva dal verbo degradare (di origine latina).
Il verbo è usato in moltissimi ambiti (ad esempio militare, giuridico, arti
figurative, attrezzature, impianti ecc.) con un significato generale che il
dizionario Treccani sintetizza così: ''Deteriorare, danneggiare, ridurre
in cattivo stato; trasformarsi passando da una condizione superiore a
una inferiore, subire una regressione, subire un progressivo scadimento
'omissis' Il participio passato degradato, in ambito ingegneristico,
assume ovviamente un connotato tecnico-funzionale e quindi in senso
lato definisce una diminuzione del e prestazioni e del a funzionalità
iniziale di un componente, macchina, impianto.' La seconda parte
del a definizione descrive chiaramente, anche se in modo molto ampio,
cosa i tecnici intendono per degrado. Mentre nei vari ambiti citati nel a
definizione il concetto di tempo legato al degrado non è universale (ad
esempio in ambito militare), in ambito tecnico tale legame è intrinseco
per ragioni che analizzeremo nel seguito ed è pertanto compito sia
del progettista, sia del ''utilizzatore, considerare i fattori che possono
indurre un degrado del ''attrezzatura nel tempo e prendere le dovute
precauzioni. Noi nel seguito, focalizzandoci sul e attrezzature/impianti
a pressione, restringeremo ulteriormente gli ambiti limitandoci al a
loro capacità di contenere, in modo sicuro ed affidabile, la pressione
e quindi prevenire rotture che portino al a dispersione incontrol ata del
fluido di processo. Focalizzeremo pertanto l''attenzione sui problemi che
possono nascere da un degrado dei materiali strutturali del ''attrezzatura
o impianto. Rimanendo nel ''ambito dei materiali strutturali con cui sono
realizzati i componenti base preposti, per ogni singola attrezzatura al
contenimento del fluido in pressione, si possono fare due suddivisioni:
1. La prima prende in considerazione i fattori che posso indurre il
degrado e che possono anche causare effetti sinergici se presenti con-
temporaneamente:
a) temperatura,
b) fluido contenuto,
c) sol ecitazioni meccaniche,
d) radiazioni ed in particolare flussi neutronici. (Vista la politica energe- tica italiana che ha completamente abbandonato il nucleare, questa
causa può essere totalmente ignorata ed è stata citata solo per
completezza.) Lo sviluppo tecnologico ha progressivamente portato ad un sensibile
miglioramento del e caratteristiche dei materiali strutturali (caratteristi-
che microstrutturali, meccaniche e di resistenza al a corrosione) e del a
loro stabilità nel tempo durante l''esercizio. Una osservazione particolare
è però dovuta sul ''influenza del a temperatura che continua ad essere
presente sia singolarmente sia, spesso, in modo sinergico con le altre
due cause (fluido e sol ecitazioni meccaniche). Influenza singola della temperatura
La specificità dei materiali strutturali, le cui caratteristiche si basano
su di un forzato congelamento del a microstruttura in stati fuori dal ''e-
quilibrio termodinamico, comporta intrinsecamente la tendenza (for-
temente influenzata dal a temperatura) ad una progressiva evoluzione
microstrutturale verso tale equilibrio, con conseguente alterazione del e
proprietà iniziali. Questa ineluttabile evoluzione è quindi propria di tutti i materiali strutturali (da quel i fabbricati un tempo ai più recenti),
varia solo la sua cinetica. Influenze sinergiche: temperatura-fluido
Nel caso del fluido di processo l''effetto sinergico del a temperatura si
manifesta sotto due aspetti:
' attraverso fenomeni di diffusione (fortemente dipendenti dal a tem- peratura) di elementi chimici nel materiale strutturale, ' effetto sul a cinetica dei fenomeni di corrosione anche se l''influenza può essere poco marcata. Influenze sinergiche:
temperatura-sollecitazioni meccaniche
Poiché la temperatura influenza fortemente i fenomeni di diffusione
questo vale anche per l''inter-diffusione degli atomi nel materiale stesso FIGURA 4 - Esempio di
scorrimento viscoso
FIGURA 5 - Esempio
di fatica
FIGURA 6 - Esempio
di tensocorrosione
FIGURA 7 - Esempio
di sensibilizzazione
Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 75 che, in presenza di tensioni interne, facilita il movimento del e disloca-
zioni, del e vacanze, degli interstiziali e conseguente deformazione del
materiale fino a rottura. Influenze sinergiche: fluido-sollecitazioni meccaniche
' presente quando lo stato di tensione nel materiale favorisce fenomeni
di corrosione. 2. La seconda prende in considerazione l''estensione del e zone del ''at-
trezzatura interessate dal degrado: -degrado generalizzato e che interessa quel e proprietà del materiale che gli consentono di avere la resistenza necessaria perché l''attrez-
zatura possa contenere il fluido, -degrado localizzato in zone ristrette che produce indebolimenti locali del materiale ma che possono essere altrettanto funesti per la resi-
stenza del ''attrezzatura. Nel a Tabel a 4 vengono riportati i meccanismi di degrado più comuni
unitamente al a loro localizzazione tipica ed ai fattori che li attivano.
Come detto in precedenza la temperatura ha sempre un qualche effetto
pertanto per maggior chiarezza in Tabel a è citata solo ove la sua
influenza è sensibile. ' inoltre riportato un riferimento a del e figure
il ustrative degli affetti di alcuni dei meccanismi di degrado citati.
Appurata la presenza di un meccanismo di degrado, per valutare la
situazione di ''salute' del ''attrezzatura ai fini di sicurezza ed affidabi-
lità è necessario trasformare un concetto qualitativo in un parametro
quantitativo. Questo è possibile associando al concetto di degrado il
concetto di danno. A causa del ''esercizio e in presenza di un mecca-
nismo di degrado, un componente accumula progressivamente nel
tempo un danno che lo porterà al a rottura o che, comunque, lo renderà
inservibile; per quantificare questo danno è necessario associargli un
numero ed individuare la relazione funzionale che lo lega al tempo.
Sul a base di quanto il ustrato in precedenza risulta evidente come
ai fini del mantenimento di un adeguato livel o di sicurezza nel a
gestione di un''attrezzatura/impianto e contemporaneamente poter
programmare con il dovuto anticipo eventuali interventi volti a ridurre
il danno prodotto dai meccanismi di degrado operanti o sostituire il
componente stesso prima che avvenga una rottura, sono necessarie
due ulteriori informazioni:
conoscere o per lo meno stimare il danno accumulato in precedenza,
poter calcolare o per lo meno stimare il tempo ancora necessario per
raggiungere un danno totale
D r = 1 e quindi la rottura/inservibilità. A tal fine diventano fondamentali la conoscenza del e leggi di danno
relative ai meccanismi di degrado attivi durante l''esercizio e la storia
completa di quanto è accaduto in esercizio sino ad oggi.
Il puro riferimento al a vita teorica di progetto non è infatti sufficiente a
garantire una corretta fotografia del a situazione del ''impianto come
dimostra la sintesi sotto riportata.
Risulta così di fatto automatico il ricorso ad una metodologia di approc-
cio al problema nota come ''valutazione del a vita residua'.
La nascita del a tecnica, nel a forma oggi nota ed usata, risale al a
prima crisi petrolifera degli anni 70. Inizialmente, a causa dei proble-
mi economici conseguenti la crisi essa era essenzialmente indirizzata
a verificare se si poteva definire, in modo sicuro ed affidabile, quali
margini di ulteriore esercizio oltre la vita teorica di progetto esistessero
per un impianto.
Essa si basa essenzialmente su quattro cardini:
a. attento studio del a passata storia d''esercizio del ''impianto
b. analisi dei meccanismi di degrado effettivamente presenti nel ''eser- cizio passato e presumibile futuro c. valutazione del a frazione di danno globale ad oggi accumulata
d. definizione ed attuazione di un piano di control i volti ad evidenziare sia la coerenza del e conclusioni ottenute ai punti precedenti, sia
eventuali danni derivanti da meccanismi non considerati e. valutazione finale del a frazione di danno globale ad oggi accumu- lata e programmazione dei successivi interventi previsti. Ovviamente il passo d. è quel o che poi conferma l''analisi fatta o impo-
ne una rivisitazione del a stessa e contestualmente conferma la validità FIGURA 8 - Esempio di
corrosione
FIGURA 9 - Esempio
di erosione
FIGURA 10 -
Esempio di
segregazione
FIGURA 11-
Esempio di
decarburazione
Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI 76 LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 di tut a la passata storia del e verifiche in esercizio imposti già da almeno
un secolo dal ''ANCC prima, dal ''ISPESL poi e dal ''at uale normativa vigente
relativa agli impianti.
La normativa italiana relativa al a sicurezza degli impianti industriali e
quindi anche di at rezzature ed impianti a pressione è regolata dal De-
creto legislativo numero 81 del 9 aprile 2008 e successive modificazioni
ed integrazioni. In ambito at rezzature a pressione tale Decreto recepisce
ed armonizza sia le vecchie normative nazionali sia quanto previsto dal DM 329 del 2004. Per disporre di un costante aggiornamento tecnico
sul e filosofie di approccio al a valutazione del degrado nel e at rezzature
in pressione, presso il CTI sono state elaborate le specifiche tecniche di
supporto al e disposizioni contenute nel D.M. N° 329/2004.
Ad oggi, limitatamente al a tematica valutazione del degrado dei materiali
in ambito fatica e scorrimento viscoso, il CTI ha elaborato tre specifiche
tecniche:
' UNI/TS 11325-2:2013 TABELLA 4 - Meccanismi di degrado più comuni Il CTI informa Energia & Dintorni: Dossier CTI LA TERMOTECNICA OTTOBRE 2016 77 Attrezzature a pressione - Messa in servizio ed utilizzazione del e at-
trezzature e degli insiemi a pressione - Parte 2: Procedura di valutazione
del ''idoneità al ''ulteriore esercizio del e at rezzature e degli insiemi a
pressione sogget i a scorrimento viscoso ' UNI/TS 11325-4:2013 Attrezzature a pressione - Messa in servizio ed utilizzazione del e at-
trezzature e degli insiemi a pressione - Parte 4: Metodi operativi per la
valutazione di integrità di at rezzature a pressione operanti in regime di
scorrimento viscoso applicabili nel ''ambito del a procedura di valutazio-
ne di cui al a UNI/TS 11325-2 ' UNI/TS 11325-11:2015 Attrezzature a pressione - Messa in servizio ed utilizzazione del e at rez-
zature e degli insiemi a pressione - Parte 11: Procedura di valutazione
del ''idoneità al servizio di at rezzature e insiemi a pressione sogget i a
fatica Attualmente è in fase di completamento una quarta specifica tecnica
''Attrezzature a pressione '' Valutazione del o stato di conservazione del e
at rezzature e degli insiemi a pressione a seguito del degrado strut urale e
metal urgico da esercizio dei materiali' che intende affrontare il problema
del degrado in modo più ampio. Scopo di tale specifica è l''individuazio-
ne degli interventi e control i non distrut ivi mirati a valutare lo stato di
conservazione relativamente al degrado metal urgico del materiale del e
at rezzature e degli insiemi a pressione appartenenti al a III e IV categoria
PED per i fluidi del gruppo 1 e al a IV categoria PED per i fluidi del gruppo 2.
Essa trat a i meccanismi di danneggiamento a evoluzione normalmente
lenta i cui effet i non risultano rilevabili al ''esame visivo. Non sono invece
trat ati meccanismi di danneggiamento, ad esempio tenso-corrosivi, che
possono comunque generare effet i non rilevabili al ''esame visivo ma che
sono carat erizzati da una cinetica più rapida. Sono inoltre esclusi i mecca-
nismi di danno dovuti a fatica e scorrimento viscoso, già trat ati dal e UNI/
TS 11325 (parte 2, 4 e 11). Nel ''Appendice A sono riportati i meccanismi
di deterioramento cui la Specifica si riferisce.
L''argomento trat ato, come si può dedurre da quanto sopra riportato, è
molto vasto e si basa su esperienze derivanti da molteplici campi quali ad
esempio: esperienza nel ''esercizio e nel control o degli impianti industriali,
conoscenze nel ''ambito scienza dei materiali (quali corrosione, processi di
diffusione in materiali solidi, processi degenerativi di materiali fuori equili-
brio termodinamico, ecc.). L''approccio proposto, che segue essenzialmente
lo schema del e UNI/TS11325 sopra citate e ricalca quel o universalmente
accet ato per la valutazione del a vita residua di un''at rezzatura è il se- guente:
a) Analisi preliminare
' richiesto l''esame del a seguente documentazione: -disegni di proget o
-condizioni di proget o (pressione, temperatura, ecc.);
-condizioni nominali dei fluidi di processo
-eventuali calcoli di proget o
-dati relativi al e modifiche apportate.
-storia del e condizioni di esercizio (pressione, temperatura, tempo di esercizio, fluidi di processo, condizioni ambientali) -documentazione relativa ad ogni rilevante variazione del e condizioni di esercizio passate e/o previste in futuro per l''at rezzatura. -eventuali piani di control o e relativi registri di control o manutentivi;
-esito di precedenti control i e ispezioni;
-riepilogo di eventuali azioni corret ive, quali riparazioni, modifiche e sostituzioni. b) Individuazione e caratterizzazione dei
potenziali meccanismi di danneggiamento
Questa attività include: -l''analisi dei processi passati, at uali e di quel i programmati;
-l''individuazione dei meccanismi di danneggiamento potenzialmente attivi; -l''individuazione, per ogni meccanismo attivo, dei parametri critici. c) Pianificazione ed esecuzione dei controlli
Sul a base dei risultati del e analisi precedenti deve essere stilato un piano
di control i che includa: -i componenti interessati e la localizzazione;
-i tipi di control i da eseguire;
-l''estensione iniziale del control o
-la pianificazione temporale; d) Valutazione del danno e implicazioni
sul ''esercibilità del componente
Esame dei risultati dei control i eseguiti per valutare l''eventuale stato di dan-
no del e at rezzature. In funzione del ''esito verrà definita l''ulteriore esercibi-
lità del e at rezzature, compresa l''individuazione di eventuali limitazioni e
declassamenti, nonché la tipologia e la tempistica dei successivi interventi.
Nonostante l''evidente complessità del ''argomento, la conclusione del a
fase di preparazione è prevista concludersi in tempi ragionevolmente brevi.


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