verticale

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.

- PED 2.0 e dintorni
- Forni industriali
- Verifiche d’integrità strutturale
- Generatori di vapore
- Degrado dei materiali

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Energia e Dintorni - Settembre 2016

Pubblicato
da Dario Tortora
Energia e DintorniSegui aziendaSegui




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Estratto del testo
PED 2.0 E DINTORNI Giuseppe Pinna '' pinna@cti2000.it Attrezzature a pressione. Niente di più lontano dal a
new economy ci può venire in mente nel sentire que-
ste 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, manifattu-
riero, farmaceutico, alimentare; dal e raffinerie e dai
grandi impianti di produzione di energia al e piccole
realtà quali laboratori e impianti di stoccaggio, coin-
volgendo una moltitudine di soggetti: fabbricanti, pro-
gettisti, instal atori, aziende utilizzatrici, manutentori,
organismi di certificazione e control o. 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 del e attrez-
zature a pressione. Dal punto di vista regolamentare il settore ha cono-
sciuto 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, di-
versamente da quanto si faceva in epoca precedente
al ''avvento del nuovo approccio, va a definire esclusi-
vamente i Requisiti Essenziali di Sicurezza per la fab-
bricazione e l''immissione sul mercato di attrezzature
e insiemi in pressione, demandando al complesso del-
le 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 dalla 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 rile-
vanza le serie di norme EN 764 ''Attrezzature a pres-
sione', 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''avvento del a PED e del e norme armonizzate
non ha però causato il superamento definitivo dei
vari codici nazionali preesistenti, che anzi continua-
no ad avere una certa diffusione, anche in Italia,
dove le vecchie ''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 rego-
lamentazione del ''esercizio del e attrezzature 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 di-
sposizioni 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 que-
sti anni, dopo la pubblicazione del a PED, gli ope-
ratori si sono dovuti confrontare soprattutto con due Attrezzature e impianti a pressione Dossier CTI 12 LA PRIMA DIRETTIVA PED 97/23/CE DEFINISCE I REQUISITI
ESSENZIALI DI SICUREZZA E DEMANDA ALLE NORME
ARMONIZZATE LA DEFINIZIONE DEI PARTICOLARI PER
CIASCUN TIPO DI PRODOTTO 13 IL CTI INFORMA Dossier CTI 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 luo-
ghi 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 qua-
dro legislativo, spesso riprendendo e aggiornando
contenuti tecnici che in precedenza erano definiti in
disposizioni di legge o in altri documenti tecnici rico-
nosciuti (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 supporta-
re le disposizioni del citato D.M. n. 329/2004, con
il contributo del ''ISPESL, del Forum degli Organismi
Notificati, del Coordinamento Tecnico Interregionale
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 esercizio
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 dedicato al a
revisione in corso del a UNI/TS 11325:2010 ''Sor-
veglianza dei generatori di vapore e/o acqua surri-
scaldata'). 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 attrez-
zature 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 Legisla-
tivo 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 commercializzazio-
ne dei prodotti nel mercato europeo. La nuova PED,
pur non modificando il campo di applicazione e la
definizione dei requisiti essenziali di sicurezza, ap-
porta 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 imballaggio del e
sostanze e del e miscele. Con questa nuova clas-
sificazione 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 economici, ora distinti in Fabbricanti, Im-
portatori, Distributori, e Rappresentanti 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 ineamen- to 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 di- rettiva 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 IL 19 LUGLIO 2016 ' DEFINITIVAMENTE ENTRATA IN
VIGORE LA NUOVA DIRETTIVA PED: NON CAMBIANO
CAMPO DI APPLICAZIONE E RES, MA SI RENDE
NECESSARIA UNA RIVISITAZIONE DELLE LINEE GUIDA
E DELLE NORME TECNICHE PER ASSICURARE LA
CONFORMIT' AI NUOVI DISPOSIZIONI le decisioni emessi a fronte del a diret iva 97/23/CE
rimangono comunque validi.
A fronte di questo nuovo quadro, sia le norme armo-
nizzate al a PED che i regolamenti e le specifiche tec-
niche finalizzate al ''esercizio del e at rezzature 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 numerosi la-
vori che potranno contribuire a definire un riferimento
tecnico di supporto per gli operatori.
In particolare, in materia di proget azione e costruzio-
ne sono in lavorazione 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); - Proget azione, costruzione e conduzione di forni chi- mici e petrolchimici (che rivede la Raccomandazione
CTI 6:2007). Nel ''ambito del ''esercizio e del e verifiche del e at rez-
zature a pressione e degli insiemi sono in corso nume-
rosi lavori, alcuni dei quali andranno a completare la
serie UNI/TS 11325: - Sorveglianza dei generatori di vapore e/o acqua surriscaldata (revisione del a UNI/TS 11325-3:2010); - Sorveglianza dei generatori di vapore e/o acqua surriscaldata esclusi dal campo di applicazione della
UNI/TS 11325-3 (futura UNI/TS 11325-10); - Verifiche periodiche del e at rezzature 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 at rezzature/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 a UNI 10412 - Raccordo tra
raccolta R Ispesl ''Impianti di riscaldamento ad acqua
calda' e UNI EN 12828:2014 ''Impianti di riscal-
damento negli edifici - Progettazione dei sistemi di
riscaldamento ad acqua'); - Condot e 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
at rezzature a pressione e dei forni industriali. Si trat a
del e norme: - UNI ISO 13574:2016 ''Forni industriali e at rezzatura di processo associata '' Vocabolario' (che adot a la
ISO 13574: 2015 ''Industrial furnaces and associated
processing equipment '' Vocabulary'); - UNI EN 764-1:2015 ''At rezzature a pressione '' Par- te 1: Vocabolario' (che recepisce la EN 764-1:2015
''Pressure equipment - Part 1: Vocabulary'). FORNI INDUSTRIALI Riccardo Balistreri '' Coordinatore della
CT 221 ''Proget azione e costruzione di at rezzature a
pressione e di forni industriali' Le attività del a Commissione Tecnica 221 ''Progetta-
zione 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 mi-
nerali 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 petrolchimici
- Edizione aggiornata con errata corrige Dic. 2007'. I
forni per impianti chimici e petrolchimici sono at rez-
zature a pressione e a focolare interno, utilizzate negli
impianti petroliferi o chimici, nel e quali fluidi diversi
dal ''acqua, percorrendo internamente i tubi del e me-
desime, vengono riscaldati per irraggiamento e/o per
convezione dai fumi caldi prodot i dal a combustione
di combustibili liquidi o gassosi. Dossier CTI 14 15 IL CTI INFORMA Dossier CTI Il GL 03 ha concluso a fine 2015 la traduzione in
lingua italiana del a ISO 13574 ''Forni industriali e
attrezzatura di processo associata - Vocabolario',
pubblicata da UNI il 26/07/2016; ha quindi succes-
sivamente ripreso lo sviluppo del a norma tecnica
che, completato l''iter, sostituirà la Raccomandazione
R6/2006.
Lo scopo del a norma è quel o di fornire uno strumen-
to per la progettazione e la costruzione di forni a
focolare interno per l''industria chimica, petrolchimica
e di raffinazione, con una pressione interna ai ser-
pentini di scambio termico superiore a 0,5 bar, le cui
membrature siano costruite in acciaio, in leghe di Ni-
chel 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 direttiva 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 qualo-
ra, in ambito CEN, si convergesse verso
la necessità di emanare una norma ar-
monizzata in materia.
Nel a trattazione del a norma il GL03,
in specifici passaggi, ha fatto riferimen-
to al a UNI EN ISO 13704 ''Industrie del petrolio, petrolchimiche e del gas naturale - Cal-
colo del o spessore dei tubi dei riscaldatori nel e raffi-
nerie di petrolio' e al a UNI EN ISO 13705 ''Industrie
del petrolio, petrolchimiche e del gas naturale - Ri-
scaldatori a fiamma per servizi generali di raffineria',
norme ISO di derivazione API che rappresentano 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 aderen-
te 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 espri-
me le posizioni nazionali sui documenti elaborati
dal ''ISO/TC 244, dedicato al a progettazione, fab-
bricazione, 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 industriali, come
forni industriali o attrezzature per il riscaldamento
industriale.
Nel o specifico si segnala che il CEN/TC 186 è
impegnato nel a revisione del e parti 1, 2 e 3 del a
EN 746 sul e apparecchiature di processo termico FIGURA 1 -
Limiti di batteria
meccanici per forni
FOTO 1 - Interno della camera
radiante di un forno a ''Cattedrale'
Dossier CTI 16 industriale, mentre l''ISO/TC 244 ''Industrial furnaces
and associated 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 associa- ted processing equipment - Safety requirements for
machinery and equipment for production of steel by
electric arc furnaces'; - l''ISO/DIS 13579-11 ''Industrial furnaces and as- sociated processing equipment '' Method of me-
asuring energy balance and calculating energy
efficiency '' Part 11: Evaluation of various kind of
efficiency'. VERIFICHE D''INTEGRIT' STRUTTURALE Corrado Delle Site '' Coordinatore del a 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 danneggiamento 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 addetti 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 norma-
tivo 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 infi-
ne la specifica 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 normativo, classificato co-
me specifica tecnica. La parte 2 del a UNI TS 11325
fornisce una procedura di valutazione del ''idoneità
al ''ulteriore esercizio 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 Di-
struttive), 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 quali-
ficazione del personale addetto al e repliche metal o-
grafiche, 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 In-
spection sono trattati nel e sezioni 8 e 9 del a mede-
sima serie di Specifiche Tecniche UNI, fornendo dei
validi riferimenti per affrontare queste tematiche inno-
vative, 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 nor-
mativo, 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 de-
finire nuove procedure nel settore (peraltro già saturo
di norme e codici), quanto quel o di fornire elementi 17 IL CTI INFORMA Dossier CTI per districarsi fra le procedure esistenti fornendo crite-
ri 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-
la 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 caratte-
ristiche principali del e varie norme UNI/CTI sul ''inte-
grità 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 ogra-
fico 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 della verifica, togliendo
tutte le formule o coefficienti numerici che potessero
essere oggetto di futura implementazione. Al contra-
rio, 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 sperimentali 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 dichia- razioni del ''Utilizzatore sui dati storici di impianto
siano raramente supportate da documentazione
probante. Tuttavia poiché il creep è un fenome-
no intimamente correlato ai valori di pressione e
temperatura di esercizio (ad esempio, un aumento
di pochi gradi del a temperatura può causare 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 mo-
nitoraggio o con una relazione tecnica con la quale
si dimostri l''impossibilità, 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 mem-
brature risulta meno conservativo il che potrebbe
portare, in tempi di esercizio relativamente brevi,
ad un danneggiamento da creep; pertanto in que-
sta Specifica Tecnica, a differenza del a circola-
re ISPESL n. 48/2003, è stato reso obbligatorio
un primo controllo del e attrezzature progettate 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 Direttiva 97/23 CE (PED). Per tali attrez-
zature, in mancanza di indicazioni del Fabbricante,
nel Manuale di Uso e Manutenzione, riguardanti
l''elenco dei componenti in regime di scorrimento FIGURA 2 - Struttura normativa
nel settore ''creep'
Dossier CTI 18 viscoso è responsabilità del ''Utilizzatore individuare
tutti i componenti che superano la temperatura con-
venzionale 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 rela-
zione 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 rappresen- tato dal metodo ''master 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 apparec- chio è in scorrimento viscoso è la temperatura con-
venzionale di inizio creep che, per un determinato
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 pa-
rametro 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 tempe-
ratura convenzionale, considerando una diminuzio-
ne del a stessa in funzione del tempo. In ogni caso
per acciai ferritici la diminuzione di temperatura
non deve superare 15°C. In figura 3 è mostrato un
generico andamento del a temperatura convenzio-
nale per un materiale di comune impiego. - Nuovo metodo per il calcolo del ''interval o di ricon- trol 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 (''Igiunto 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 f ci: - 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 monitorag-
gio automatico dei parametri operativi. Ulteriore
incremento del ''interval o si può ottenere per classi 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) 19 IL CTI INFORMA Dossier CTI di rischio basse (I, II e II ). Il limite massimo raggiun-
gibile si avvicina a 80''000 ore. Control i non distruttivi e repliche sono aspetti fonda-
mentali del a valutazione di vita consumata a scorri-
mento viscoso. Nel a recente norma UNI 11096:2012
sono riportate svariate tabel e in cui sono riportate
per le attrezzature più importanti (generatori di va-
pore, reattori, forni, tubazioni) le PND più idonee da
effettuarsi sul e rispettive membrature (corpo princi-
pale, 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 inter-
val i di ricontrol o del a UNI TS 11325-4, dove ad un
più elevato valore del PEC corrisponde un più ampio
interval o di ricontrollo.
Per forni catalitici una specifica appendice informati-
va fornisce indicazioni orientative sul e PND più ido-
nee, sulla base del ''esperienza maturata nel settore.
Per i control i spessimetrici si fa riferimento al a pro- cedura 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 origi-
nano dal a Linea Guida ISPESL al egata 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 valutazione del ''idoneità
al servizio in presenza di difetti, facendo riferimento
a norme e codici già esistenti, evidenziandone carat-
teristiche e limiti. La specifica tecnica il ustra la proce-
dura da seguire per: - la caratterizzazione del difetti, - l''individuazione dei meccanismi di danneggiamen- to, - l''esecuzione dei calcoli, - la valutazione finale, - le competenze richieste al personale. In tabel a 1 vengono schematizzate le modalità di
approccio dei principali 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 CONTROLLI NON DISTRUTTIVI E REPLICHE SONO
ASPETTI FONDAMENTALI DELLA VALUTAZIONE DI VITA
CONSUMATA A SCORRIMENTO VISCOSO 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
Dossier CTI 20 caso contrario si applicano le norme di carat ere gene-
rale 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 ap-
plicabili sul FFS mostra un approccio sostanzialmente
diverso: mentre FITNET fa riferimento 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 sug-
gerisce, come piano control i, di adot are 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 danneg-
giamento. Tra le norme in considerazione solo API 579
fornisce indicazioni sul e azioni corret ive da intrapren-
dere, 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 prin-
cipali elementi del a valutazione effet uata. La specifica tecnica UNI TS 11325-8 Pianificazione
del e manutenzioni su attrezzature a pressione attra-
verso metodologie basate sulla valutazione del rischio
(RBI) ha lo scopo di orientare gli utilizzatori nel a de-
finizione dei programmi di ispezione e manutenzione
del e at rezzature a pressione del proprio impianto sul-
la base del a valutazione del rischio legato al ''effet ivo
stato di conservazione ed efficienza del e at rezzature
stesse. Come indicato nel o scopo del a specifica in
esame, il Risk Based Inspection (RBI) differisce dal e
tecniche ispet ive cosiddet e deterministiche, che preve-
dono control i su base periodica regolare e definiti con
tempi stabiliti e date prefissate eguali per tut i i set ori.
Tali tecniche, pur tenendo conto di tipiche carat eristi-
che proget uali del ''apparecchio e condizioni di eser-
cizio, sono tut avia basate su esperienze generalizzate
e non specifiche dei singoli impianti, trascurando
l''efficacia dei diversi sistemi di gestione. Le frequenze
dei control i potrebbero risultare non ot imali 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 ve-
rifica del a tol erabilità del rischio mediante a quale
l''utilizzatore, una volta ot enuta 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 at ui la procedura RBI al fine di definire un
nuovo interval o ispet ivo occorre verificare il livel o di
protezione equivalente facendo riferimento al posizio-
namento al ''interno del a matrice di rischio.
Ad esempio se il rischio al nuovo interval o tempora-
le 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 con-
trol i già eseguiti nel corso degli anni, il piano dei con-
trol i futuri, in ragione del nuovo interval o ispet ivo. Un
esempio relativo a recipiente a pressione (reat ore) per
il quale è ipotizzato uno spostamento in avanti del a
verifica di integrità di 2 anni, è schematizzato in tabel-
la 3, ove si evince il programma di ispezioni future in
ragione del a storia del e precedenti ispezioni. LA UNI TS 11325-8 RICHIEDE DI INDICARE, IN FUNZIONE
DEI CONTROLLI GI' ESEGUITI NEL CORSO DEGLI ANNI,
IL PIANO DEI CONTROLLI FUTURI, IN RAGIONE DEL
NUOVO INTERVALLO ISPETTIVO ' R x = Rischio al a Verifica Prevista ' R y = Rischio al a Verifica Proposta TABELLA 2 - Esempio di livello di rischio
nella rappresentazione matriciale
21 IL CTI INFORMA Dossier CTI ll DM329/04 prevede al ''art. 6 comma 1 let era e) che
venga al egata al a dichiarazione di messa in servizio
del e attrezzature a pressione anche un elenco dei
componenti sot oposti a fatica oligociclica. Il progressi-
vo degrado a cui sono sot oposti tali componenti è fun-
zione del numero di cicli di sol ecitazione a cui sono
assogget ati e che potrebbero generare nel tempo con-
dizioni critiche e/o rot ure. Il fenomeno è tipico di com-
ponenti di generatori di vapore e di alcune tipologie
di at rezzature a pressione nel e quali sono frequenti
cicli termici conseguenti ad accensioni/spegnimenti. La
criticità del fenomeno è accresciuta dal a tendenza at-
tuale ad esercire gli impianti di generazione di energia
in maniera flessibile, in funzione del carico, in ragione
del a liberalizzazione del mercato. La specifica tecnica
sul a fatica è ancora in fase di emanazione e riguar-
da 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 ''at rezzatura e, se del caso, conseguente
determinazione del a frazione di vita spesa a fatica. Il problema viene affrontato trat ando il caso con gli
stessi strumenti utilizzati nel caso di proget azione e/o
verifiche di proget o. In particolare le norme EN dedi-
cano ampio spazio al tema ed in particolare: - La EN 12952 ''Water-tube boilers' dedica al pro- blema il paragrafo 13 e le appendici B e C con un
approccio essenzialmente focalizzato sul problema
del a fatica termica in componenti a geometria cilin-
drica sogget i a fatica termica generata da fenomeni
di scambio termico fluido/componente. - La EN 13445 ''Unfired pressure vessels' dedica al problema i paragrafi 17 e 18 affrontando il caso
in modo molto più generale. Analogo approccio si
ritrova sul e ASME. In tutti i casi l''approccio è ovviamente lo stesso: de-
terminazione del o sforzo equivalente massimo nel a
zona del componente sot o analisi e confronto con le
curve di riferimento del materiale. Su questo approccio
base, si innestano poi le considerazioni legate al ''effet-
to di geometria/spessore/coefficiente di diffusione del TABELLA 3 - Ampliamento intervallo ispettivo e relativi controlli per un reattore calore e effet i di intensificazione legati al a presenza
di imperfezioni superficiali/saldature/difet i di assem-
blaggio.
L''approccio EN 12952 è sicuramente più ''semplice' ed
immediato: pertanto si ritiene possa essere indicato co-
me ''raccomandato' nel a Specifica Tecnica CTI salvo
integrazione, ove necessario, con aspet i più specifici
che, come det o possono essere ritrovati su altre norme
(EN 13445 o ASME) o procedure qualificate e ricono-
sciute, ove disponibili.
La Specifica Tecnica UNI TS 11325-11 fornisce elemen-
ti utili al proget ista per orientarsi tra i codici disponi-
bili, affrontando la problematica del danneggiamento
da fatica nel a fase di esercizio del componente.
Il panorama normativo attualmente disponibile è suf-
ficientemente approfondito per fornire un adeguato
supporto al tecnico che deve eseguire la valutazione
di vita residua per effet o del creep e/o del a fatica o
eseguire valutazione d''idoneità al servizio del tipo RBI
o FFS. Le specifiche tecniche prodot e dal ''UNI con il
contributo del CTI costituiscono una valida guida per
l''utilizzatore che deve orientarsi tra le norme disponibi-
li: infat i, tranne nel caso del creep, le specifiche tecni-
che non contengono procedure originali ed innovative
quanto forniscono elementi per poter individuare fra le
procedure esistenti (API, EN, ecc.) quel a che maggior-
mente risponde al e necessità operative ed ai meccani-
smi di danno effet ivamente presenti. A sostegno del a
validità del proget o normativo sopra descritto occorre
sot olineare 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 ingle-
se delle stesse. GENERATORI DI VAPORE Gioacchino Rondinella '' Coordinatore della
CT 223 - Esercizio e dispositivi di protezione del e
instal azioni a pressione Il Gruppo di Lavoro 02 (GL 02) ''Esercizio dei ge-
neratori di vapore e/o acqua surriscaldata' della CT 223 ''Esercizio degli impianti a pressione' sta
ultimando la revisione del a specifica tecnica UNI/
TS 11325-3:2010 ''Messa in servizio ed utilizzazio-
ne del e attrezzature e degli insiemi a pressione
'' Parte 3: Sorveglianza dei generatori di vapore
e/o acqua surriscaldata', a seguito del a pubblica-
zione del e revisioni del e norme EN cui si è fatto
riferimento durante i lavori per la sua stesura: la
UNI EN 12952-7:2013 ''Caldaie a tubi d''acqua e
instal azioni ausiliarie - Parte 7: Requisiti per l''ap-
parecchiatura del a caldaia' e la UNI EN 12953-
6:2011 ''Caldaie a tubi da fumo - Parte 6: Requisiti
per l''apparecchiatura del a caldaia'.
Le modifiche apportate alla specifica tecnica ri-
guardano quasi esclusivamente la periodicità di
alcuni control i da eseguire durante l''esercizio del
generatore in regime di sorveglianza senza assi-
stenza continua.
La specifica tecnica definisce le modalità di sor-
veglianza delle attrezzature a pressione, a fo-
colare con rischio di surriscaldamento, destinate
alla generazione di vapore d''acqua e/o acqua
surriscaldata con o senza assistenza continua e in
particolare fornisce le indicazioni sul a documenta-
zione indispensabile per la gestione del a centrale
termica: - manuale uso e manutenzione rilasciato dal fab- bricante; - procedure e/o manuale operativo predisposto dal ''utilizzatore; - registro del a 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 proce-
dure o dei manuali operativi predisposti dall''uti-
lizzatore, nel e parti che riguardano l''esercizio, la
manutenzione e le prove di tutti 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. Dossier CTI 22 23 IL CTI INFORMA Dossier CTI 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 ''ac- qua 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 addette al a sorveglian- za; - 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 control o; - i risultati del e analisi del ''acqua di alimentazio- ne, di caldaia e del e condense; - tutte le anomalie, prove e interventi di manuten- zione. Tutte le varie operazioni devono essere registrate
in modo che vi sia evidenza del a data, del ''ora e
del a persona addetta che le ha effettuate.
La specifica tecnica ratifica, nei termini e nella
sostanza, l''abbandono del vecchio concetto di
condotta in favore di sorveglianza del generatore
di vapore in quanto l''alto livello di automazio-
ne raggiunto dai moderni generatori di vapore
limita i compiti dell''operatore/persona addetta
al a sorveglianza del corretto funzionamento degli
automatismi. 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 sur-
riscaldata 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 assistenza continua o
senza assistenza continua. Al o stato attuale per la
valutazione del a competenza del a persona addet-
ta 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 funzionamento del generatore, la pre-
senza 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 prevede 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 sorveglian-
za, definite in ore, devono essere intese come ore
solari continuative a partire dalla accensione o
riaccensione del generatore.
Il R. D. 12 maggio 1927, n. 824 prevedeva l''istituto
dell''esonero dal ''applicazione di talune prescrizioni
e da tutte (esonero totale) o da alcune verifiche
(esonero parziale) ed in particolare alcune tipo-
logie di generatori di vapore, considerati a basso
rischio dato il basso livel o di energia immagazzi-
nata, potevano godere del ''esonero dal conduttore
patentato affidando la condotta a persona maggio-
renne 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 ''Regolamento recante norme per la
messa in servizio ed utilizzazione del e attrezzatu-
re a pressione e degli insiemi di cui al ''art. 19 del
decreto legislativo 25 febbraio 2000, n. 93' non
prevedono l''istituto del ''esonero.
Dal confronto tra gli accessori richiesti dal a nor-
mativa 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 LA UNI/TS 11325-3 STA AVENDO UN''EFFICACE
E PROFICUA APPLICAZIONE, AVENDO MESSO A
DISPOSIZIONE DEGLI OPERATORI UN RIFERIMENTO PER
LE MODALIT' DI SORVEGLIANZA DELLE ATTREZZATURE A
PRESSIONE DESTINATE ALLA GENERAZIONE DI VAPORE
D''ACQUA E/O DI ACQUA SURRISCALDATA COMPRESE
NEL DM N.329/2004 e qualitativamente superiore e rispetto al numero
e alla qualità di quelli richiesti dalla normativa
previgente.
La normativa ante PED, tranne che per le valvole
di sicurezza che dovevano essere sottoposte a pro-
ve 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 pres-
sostati 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 classifica-
zione 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 devo-
no essere sottoposti ad una procedura globale di
valutazione di conformità che comprende: - la valutazione di conformità di ciascuna del e at- trezzature a pressione costitutive del ''insieme che
non sono state oggetto di una distinta procedura
di valutazione di conformità né di una separata
marcatura CE; - la valutazione del ''integrazione dei diversi com- ponenti dell''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 pres- sione aventi PS ' 5 bar, Temperatura massima
del ''acqua ' 120°C, Superficie di riscaldamento
' 100 m2 e Potenzialità ' 2 t/h, considerando
convenzionalmente 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. indipendente- mente dal valore di PS. Per questi generatori di vapore e/o acqua surriscal-
data esclusi dal campo 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 specifica tecnica dove sarà previsto che la sor-
veglianza dei generatori sia affidata a persona ad-
detta, 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 sicura-
mente uno degli argomenti più importanti quando
si parla del a sicurezza del e persone e del ''am-
biente.
Parlando di impianti a pressione la mente corre
subito agli impianti industriali che sicuramente rive-
stono un aspetto predominante per quanto riguar-
da il fattore ''sicurezza' per almeno due ragioni:
tipologia di fluidi e pressioni in gioco. ' però bene
non dimenticare che anche nel a nostra vita quoti-
diana ''privata' abbiamo a che fare con una vasta
serie di apparecchi ''a pressione': dal e autoclavi
per sol evare l''acqua fino ai piani alti dei gratta-
cieli (ove le pressioni possono raggiungere diversi
bar in funzione del ''altezza del grattacielo stesso) Dossier CTI 24 25 IL CTI INFORMA Dossier CTI 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 unicamente sugli impianti industriali proprio in
funzione del a loro complessità 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, attrezza-
ture, 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 infe-
riore, subire una regressione, subire un progressivo
scadimento 'omissis' Il participio passato degra-
dato, 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, mac-
china, impianto.'
La seconda parte del a definizione descrive chiara-
mente, anche se in modo molto ampio, cosa i tec-
nici 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 intrinse-
co per ragioni che analizzeremo nel seguito ed è
pertanto compito sia del progettista, sia del ''utiliz-
zatore, 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 conte-
nere, in modo sicuro ed affidabile, la pressione e
quindi prevenire rotture che portino al a dispersio-
ne incontrol ata del fluido di processo. Focalizzere-
mo 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 contemporane-
amente:
a) temperatura,
b) fluido contenuto,
c) sol ecitazioni meccaniche,
d) radiazioni ed in particolare flussi neutronici. (Vi- sta la politica energetica italiana che ha comple-
tamente abbandonato il nucleare, questa causa
può essere totalmente ignorata ed è stata citata
solo per completezza.) Lo sviluppo tecnologico ha progressivamente por-
tato ad un sensibile miglioramento delle carat-
teristiche dei materiali strutturali (caratteristiche
microstrutturali, meccaniche e di resistenza alla
corrosione) e del a loro stabilità nel tempo durante
l''esercizio. Una osservazione particolare è però do-
vuta 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 carat-
teristiche si basano su di un forzato congelamento
del a microstruttura in stati fuori dal ''equilibrio ter-
modinamico, comporta intrinsecamente la tenden-
za (fortemente influenzata dalla temperatura) ad
una progressiva evoluzione microstrutturale verso
tale equilibrio, con conseguente alterazione del e
proprietà iniziali. Questa ineluttabile evoluzione COSA SI INTENDE PER DEGRADO' UNA DIMINUZIONE
DELLE PRESTAZIONI E DELLA FUNZIONALIT' INIZIALE DI
UN COMPONENTE, MACCHINA, IMPIANTO LO SVILUPPO TECNOLOGICO HA PROGRESSIVAMENTE
PORTATO AD UN SENSIBILE MIGLIORAMENTO DELLE
CARATTERISTICHE DEI MATERIALI STRUTTURALI E DELLA
LORO STABILIT' NEL TEMPO DURANTE L''ESERCIZIO 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 di- pendenti dal a temperatura) 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 feno-
meni di diffusione questo vale anche per l''inter-dif-
fusione degli atomi nel materiale stesso che, in
presenza di tensioni interne, facilita il movimento
del e dislocazioni, 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 materia-
le favorisce fenomeni di corrosione. 2. La seconda prende in considerazione l''esten-
sione delle zone dell''attrezzatura interessate dal
degrado: - degrado generalizzato e che interessa quel e pro- prietà del materiale che gli consentono di avere
la resistenza necessaria perché l''attrezzatura pos-
sa contenere il fluido, - degrado localizzato in zone ristrette che produce indebolimenti locali del materiale ma che pos-
sono essere altrettanto funesti per la resistenza
del ''attrezzatura. Nel a Tabel a 4 vengono riportati i meccanismi di
degrado più comuni unitamente al a loro localiz-
zazione 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 sensi- Dossier CTI 26 A CAUSA DELL''ESERCIZIO E IN PRESENZA DI UN
MECCANISMO DI DEGRADO, UN COMPONENTE
ACCUMULA PROGRESSIVAMENTE NEL TEMPO
UN DANNO CHE LO PORTER' ALLA ROTTURA O,
COMUNQUE, AD ESSERE INSERVIBILE FIGURA 4 - Esempio di scorrimento viscoso FIGURA 5 - Esempio
di fatica
FIGURA 6 - Esempio
di tensocorrosione
FIGURA 7 - Esempio
di sensibilizzazione
27 IL CTI INFORMA Dossier CTI TABELLA 4 - Meccanismi di degrado più comuni FIGURA 8 - Esempio di corrosione FIGURA 9 - Esempio
di erosione
bile. ' 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 degra-
do, per valutare la situazione di ''salute' del ''at-
trezzatura ai fini di sicurezza ed affidabilità è
necessario trasformare un concetto qualitativo in
un parametro quantitativo. Questo è possibile asso-
ciando al concetto di degrado il concetto di danno.
A causa del ''esercizio e in presenza di un meccani-
smo di degrado, un componente accumula progres-
sivamente 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. Sulla base di quanto illustrato in precedenza ri-
sulta 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 mec-
canismi di degrado operanti o sostituire il compo-
nente stesso prima che avvenga una rottura, sono
necessarie due ulteriori informazioni: - conoscere o per lo meno stimare il danno accu- mulato in precedenza, - poter calcolare o per lo meno stimare il tempo an- Dossier CTI 28 FIGURA 10 - Esempio di segregazione FIGURA 11 - Esempio di decarburazione PER IL MANTENIMENTO DI UN ADEGUATO LIVELLO
DI SICUREZZA E PER PROGRAMMARE EVENTUALI
INTERVENTI VOLTI A RIDURRE IL DANNO, ' NECESSARIO
CONOSCERE IL DANNO ACCUMULATO E STIMARE IL
TEMPO NECESSARIO PER RAGGIUNGERE LA ROTTURA/
INSERVIBILIT' 29 IL CTI INFORMA Dossier CTI cora 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 degra-
do 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 sinte-
si sotto riportata.
Risulta così di fatto automatico il ricorso ad una
metodologia di approccio 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 problemi economici
conseguenti la crisi essa era essenzialmente indiriz-
zata a verificare se si poteva definire, in modo sicu-
ro 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 della passata storia d''esercizio del ''impianto b. analisi dei meccanismi di degrado effettivamente presenti nell''esercizio 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 conclu-
sioni ottenute ai punti precedenti, sia eventuali
danni derivanti da meccanismi non considerati e. valutazione finale del a frazione di danno globale ad oggi accumulata e programmazione dei suc-
cessivi interventi previsti. Ovviamente il passo d. è quel o che poi conferma
l''analisi fatta o impone una rivisitazione del a stessa
e contestualmente conferma la validità di tutta la
passata storia del e verifiche in esercizio imposti già
da almeno un secolo dal ''ANCC prima, dal ''ISPESL
poi e dal ''attuale normativa vigente relativa agli
impianti. La normativa italiana relativa al a sicurezza degli
impianti industriali e quindi anche di attrezzature
ed impianti a pressione è regolata dal Decreto le-
gislativo numero 81 del 9 aprile 2008 e successive
modificazioni ed integrazioni. In ambito attrezzature
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
sulle filosofie di approccio alla valutazione del
degrado nelle attrezzature 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 Attrezzature a pressione - Messa in servizio ed
utilizzazione del e attrezzature e degli insiemi a
pressione - Parte 2: Procedura di valutazione del ''i-
doneità al ''ulteriore esercizio del e attrezzature e
degli insiemi a pressione soggetti a scorrimento
viscoso ' UNI/TS 11325-4:2013 Attrezzature a pressione - Messa in servizio ed uti-
lizzazione del e attrezzature e degli insiemi a pres-
sione - Parte 4: Metodi operativi per la valutazione
di integrità di attrezzature a pressione operanti in
regime di scorrimento viscoso applicabili nell''ambi-
to del a procedura di valutazione di cui al a UNI/
TS 11325-2 ' UNI/TS 11325-11:2015 Attrezzature a pressione - Messa in servizio ed
utilizzazione delle attrezzature e degli insiemi
a pressione - Parte 11: Procedura di valutazione
del ''idoneità al servizio di attrezzature e insiemi a
pressione soggetti a fatica Attualmente è in fase di completamento una quarta IL CTI HA SVILUPPATO LE SPECIFICHE TECNICHE IN
MATERIA DI VALUTAZIONE DEL DEGRADO NELLE
ATTREZZATURE IN PRESSIONE, A SUPPORTO DEL
DM 329 DEL 2004 specifica tecnica ''Attrezzature a pressione '' Valu-
tazione del o stato di conservazione del e attrez-
zature e degli insiemi a pressione a seguito del
degrado strutturale e metal urgico da esercizio dei
materiali' che intende affrontare il problema del
degrado in modo più ampio.
Scopo di tale specifica è l''individuazione degli
interventi e control i non distruttivi mirati a valutare
lo stato di conservazione relativamente al degra-
do metal urgico del materiale del e attrezzature 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 tratta i meccanismi di danneggiamento a evo-
luzione normalmente lenta i cui effetti non risultano
rilevabili all''esame visivo. Non sono invece trat-
tati meccanismi di danneggiamento, ad esempio
tenso-corrosivi, che possono comunque generare
effetti non rilevabili al ''esame visivo ma che sono
caratterizzati da una cinetica più rapida. Sono
inoltre esclusi i meccanismi di danno dovuti a fa-
tica e scorrimento viscoso, già trattati dal e UNI/
TS 11325 (parte 2, 4 e 11). Nel ''Appendice A sono
riportati i meccanismi di deterioramento cui la Spe-
cifica si riferisce.
L''argomento trattato, come si può dedurre da quan-
to 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 equilibrio termodinamico, ecc.)
L''approccio proposto, che segue essenzialmente lo
schema del e UNI/TS11325 sopra citate e ricalca
quel o universalmente accettato per la valutazione
del a vita residua di un''attrezzatura è il seguente:
a) Analisi preliminare
' richiesto l''esame del a seguente documentazione: - disegni di progetto - condizioni di progetto (pressione, temperatura, ecc.); - condizioni nominali dei fluidi di processo - eventuali calcoli di progetto - dati relativi al e modifiche apportate. - storia delle condizioni di esercizio (pressione, temperatura, tempo di esercizio, fluidi di proces-
so, condizioni ambientali) - documentazione relativa ad ogni rilevante varia- zione del e condizioni di esercizio passate e/o
previste in futuro per l''attrezzatura. - eventuali piani di control o e relativi registri di control o manutentivi; - esito di precedenti control i e ispezioni; - riepilogo di eventuali azioni correttive, quali ripa- razioni, modifiche e sostituzioni. b) Individuazione e caratterizzazione dei
potenziali meccanismi di danneggiamento
Questa attività include: - l''analisi dei processi passati, attuali e di quel i programmati; - l''individuazione dei meccanismi di danneggia- mento 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
sull''esercibilità del componente
Esame dei risultati dei control i eseguiti per valutare
l''eventuale stato di danno delle attrezzature. In
funzione dell''esito verrà definita l''ulteriore eserci-
bilità del e attrezzature, compresa l''individuazione
di eventuali limitazioni e declassamenti, nonché la
tipologia e la tempistica dei successivi interventi.
Nonostante l''evidente complessità dell''argomento,
la conclusione del a fase di preparazione è previ-
sta concludersi in tempi ragionevolmente brevi. Dossier CTI 30


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