In questo articolo, esploreremo in dettaglio la prova idraulica, un test fondamentale per la verifica di sistemi aperti e chiusi (acqua o miscela acqua-glicole). Analizzeremo come la prova di pressione viene applicata, le normative di riferimento, e le precauzioni di sicurezza necessarie per la sua esecuzione.

Cos'è la Prova Idraulica?

La prova di pressione si articola in due fasi principali. Nella prima fase si verifica l’ermeticità dell’impianto, nella seconda la sua resistenza. Entrambe possono essere eseguite in un unico ciclo di prova.

La scelta del fluido per la prova dipende dal tipo di installazione e dalla messa in funzione prevista. L’impianto o il tratto da testare dev’essere riempito con acqua secondo la direttiva SITC BT102-01, se necessario aggiungendo un prodotto antigelo.

Preparazione e Esecuzione

Per eseguire correttamente la prova, l’impianto dev’essere riempito lentamente e spurgato completamente. Durante il riempimento dell’impianto occorre verificare costantemente che non vi siano perdite. Per almeno 10 minuti, il manometro non deve rilevare cali di pressione.

Per la prova si devono usare strumenti di misurazione tarati, in grado di visualizzare variazioni di pressione di 0,1 bar. Dopo la prova di tenuta, si passa alla prova di resistenza applicando una pressione non superiore a 1,3 volte la pressione di esercizio (pfin). Non bisogna mai superare le pressioni di prova massime previste per eventuali componenti speciali (ad es. compensatori, ammortizzatori). La prova deve durare almeno 6 ore.

Se sono presenti tubi di plastica, occorre considerare la dilatazione dovuta all’aumento della pressione. La pressione non deve scendere. Si deve attendere il raggiungimento dello stato di compensazione e stabilità termica. La prova di tenuta viene eseguita con una pressione di almeno 0,15 bar.

Sicurezza nelle Prove di Pressione

Roma, 9 Feb - Non sono pochi i pericoli per l’esecuzione delle prove di pressione, nei controlli previsti in relazione alla fabbricazione e all’esercizio delle attrezzature a pressione.

Generalmente la prova a pressione “viene condotta impiegando un fluido allo stato liquido (prova idraulica)”, ma in alcuni casi “il riempimento con liquido può arrecare pregiudizio alla stabilità o all’esercizio dell’attrezzatura, oppure può introdurre ulteriori rischi non eliminabili (ad esempio la vicinanza di linee ad alta tensione)”. E pertanto “la prova idraulica può essere sostituita con prova pneumatica mediante l’utilizzo di un fluido allo stato gassoso”, ma anche in questo caso sono presenti diversi rischi per la sicurezza. Questa procedura è tuttavia più dispendiosa e più pericolosa rispetto a una prova di pressione con acqua.

È di estrema importanza rispettare alcune norme per garantire la sicurezza durante lo svolgimento della prova di pressione pneumatica. La prova di pressione va documentata in un verbale, una copia del quale dev’essere consegnata al committente. I valori seguenti costituiscono i dati minimi da riportare.

Documento INAIL

A soffermarsi in questi termini sulla sicurezza delle prove di pressione è la premessa di un nuovo documento realizzato dal Dipartimento innovazioni tecnologiche e sicurezza degli impianti, prodotti e insediamenti antropici (DIT) dell’Inail. Questo documento è meglio conosciuto come “L’esecuzione in sicurezza delle prove di pressione condotte su attrezzature in esercizio”.

Nel documento - a cura di Canio Mennuti e Giuseppe Augugliaro (DIT) - si ricorda che il principale pericolo derivante da una prova di pressione “è rappresentato dall’improvviso e involontario rilascio dell’energia immagazzinata nell’attrezzatura sottoposta a test”. Inoltre si segnala che durante l’esecuzione del test “il rischio connesso aumenta con l’aumentare della pressione che può causare la possibile fuoriuscita di fluido da giunti, raccordi, flange, valvole e altri accessori, con eventuale proiezione di parti o frammenti di tali componenti”.

Rischi delle Prove Idrauliche e Pneumatiche

Nella premessa del documento Inail - a cura di Canio Mennuti e Giuseppe Augugliaro (DIT) - si ricorda che, in sede di esercizio, “l’allestimento di una prova idraulica può essere estremamente problematico in quanto, preliminarmente alla prova di pressione, è necessario valutare l’idoneità e la stabilità delle strutture di supporto rispetto al peso dell’acqua di riempimento, svuotare e bonificare l’attrezzatura; successivamente alla prova sarà inoltre necessario smaltire il fluido utilizzato, eliminare l’umidità residua per evitare l’innesco di fenomeni di corrosione, ecc”. E queste problematiche “tendono a divenire sempre più critiche con l’aumentare della capacità dell’attrezzatura”.

Per questi motivi ragioni “è molto frequente optare per una prova di pressione con gas (o pneumatica) utilizzando, se possibile, lo stesso fluido contenuto nell’attrezzatura”.

In tal modo - continua il documento - “si evitano la maggior parte dei rischi prima menzionati ma, per contro, se ne introducono di nuovi quali ad esempio la maggiore pericolosità di questo tipo di test (energia potenziale notevolmente superiore rispetto alla prova di pressione idrostatica a parità di temperatura e pressione, possibile fuoriuscita di fluidi tossici, esplosivi, infiammabili, comburenti) unitamente alla necessità di monitoraggio con altri metodi di Controllo Non Distruttivo (CND) al fine di migliorarne il grado di affidabilità”.

Raccomandazioni Generali per la Sicurezza

Fatta questa premessa, il documento segnala che dal punto di vista della sicurezza di una prova di pressione “l’obiettivo è, se possibile, eliminare i pericoli ovvero di mitigarne il rischio associato”.

E proprio con questo obiettivo, a puro titolo indicativo, il documento fornisce “alcune raccomandazioni di carattere generale:

  • è opportuno che la prova a pressione sia condotta in un luogo sicuro, idoneo allo scopo. Le dimensioni del luogo sicuro o della zona di sicurezza dipendono dal tipo di test e dalle pressioni coinvolte;
  • nel caso in cui non sia possibile proteggere la postazione di lavoro con barriere, gabbie o altri mezzi adeguati occorre verificare che la procedura di prova faccia riferimento ai rischi specifici del caso e alle relative misure da intraprendere per la loro eliminazione o mitigazione;
  • quando la prova prevede valori elevati di pressurizzazione tali da non poter individuare un luogo sicuro nelle immediate vicinanze dell’attrezzatura stessa, la prova dovrebbe essere monitorata da una postazione remota con adeguati strumenti di registrazione del tempo e della pressione;
  • la pressione di prova deve essere applicata gradualmente per evitare shock all’attrezzatura sottoposta a prova; il manometro di controllo della pressione dovrebbe essere visibile dalla postazione dell’operatore addetto alla pressurizzazione;
  • non sottoporre a urti l’attrezzatura durante la prova di pressione (ad esempio colpendola con un martello);
  • la temperatura del fluido di prova non deve essere inferiore a quella specificata nella procedura per evitare la possibilità di rottura fragile;
  • la procedura di prova deve specificare le precauzioni da adottare per la salvaguardia dai rischi derivanti dalla possibile espansione del fluido di prova durante il test. In particolare se la pressione di prova deve essere mantenuta per un determinato periodo di tempo dovrebbero essere prese precauzioni aggiuntive per evitare una sovrappressione eccessiva dovuta all’espansione del fluido (ad esempio installando sull’attrezzatura da provare dei dispositivi di sicurezza contro la sovrappressione);
  • l’ispezione visiva ravvicinata dell’attrezzatura deve essere eseguita solo quando la pressione non supera il livello di pressione di progetto; per i test di pressione pneumatica la pressione deve essere ridotta al livello del test di tenuta (stabilito dalla norma e/o standard di riferimento);
  • i giunti e le connessioni dei tubi flessibili soggetti alla pressione devono essere adeguatamente fissati per evitare lesioni dovute a scuotimenti in caso di guasto; quando viene rilevata una perdita nei giunti o nei raccordi, oppure sull’attrezzatura sottoposta a test o sull’apparecchiatura di prova stessa, la pressione deve essere ridotta alla pressione atmosferica prima di qualsiasi intervento correttivo;
  • quando la prova di pressione viene svolta per verificare la pressione di taratura di valvole di sicurezza, lo scarico e le eventuali tubazioni di convogliamento devono essere preventivamente esaminate per individuare possibili ostruzioni o situazioni di pericolo;
  • i necessari dispositivi di protezione individuale, se applicabili, devono essere indossati dall’ispettore e da tutti gli addetti all’esecuzione del test che lavorano all’interno dell’area di prova”.

Precauzioni Specifiche

Oltre alle precedenti precauzioni generali sopra citate, il documento indica che è necessario prendere in considerazione anche altre precauzioni specifiche.

Prova Idraulica

Riprendiamo le precauzioni specifiche per la prova idraulica:

  • “quando l’acqua viene utilizzata come fluido di prova, la temperatura durante il test non deve essere inferiore a 7 °C per evitare la possibilità di danni provocati dalla bassa temperatura. Quando si esegue una prova di pressione con acqua a una temperatura ambiente inferiore a 0 °C, è necessario verificare che il fluido di prova, i manometri e le linee di collegamento non possano congelare;
  • attrezzatura sottoposta a prova deve essere completamente riempita con il fluido da utilizzare come mezzo di prova. Laddove, a causa della progettazione dell’attrezzatura in prova, non sia possibile eliminare tutte le sacche di aria/gas occorre prendere in considerazione le precauzioni aggiuntive indicate di seguito per le prove pneumatiche;
  • l’effetto del peso del fluido di prova sull’attrezzatura sottoposta a test e qualsiasi struttura o fondazione di sostegno devono essere presi in considerazione in modo particolare;
  • se come fluido di prova si utilizza un liquido diverso dall’acqua, ad es. un combustibile, dovrebbero essere considerati anche i pericoli specifici di quel fluido”.

Prova Pneumatica

Veniamo, infine, alle precauzioni specifiche per la prova pneumatica:

  • “a causa del potenziale dovuto agli alti livelli di energia immagazzinata, il volume interno di tutti i componenti da sottoporre a test pneumatici deve essere ridotto al minimo isolando determinate sezioni o testando i componenti singolarmente. In alternativa, si deve prendere in considerazione l’uso di un fluido non comprimibile;
  • quando l’ attrezzatura sottoposta a prova ha un volume considerevole, è necessario prendere in considerazione gli effetti delle onde d’urto e della proiezione di parti o frammenti di attrezzatura o suoi accessori in caso di guasto catastrofico. La procedura di prova dovrebbe specificare una zona limitata opportunamente dimensionata come luogo sicuro per il personale a qualunque titolo coinvolto nel test;
  • il riempimento e lo svuotamento delle parti o dei componenti dell’attrezzatura sottoposta a test deve essere controllato per evitare la possibilità di frattura fragile locale a causa del raffreddamento da efflusso. Ciò può essere ottenuto, ad esempio, mantenendo le portate costanti attraverso gli ingressi o gli ugelli di scarico utilizzando valvole di controllo del flusso”.

Ricordiamo, in conclusione, che al documento è allegata anche un esempio di checklist di controllo per l’esecuzione in sicurezza della prova di pressione.

Prassi di Riferimento UNI/PdR 55:2019

Milano, 13 Feb - Abbiamo più volte ricordato l’importanza della sicurezza di apparecchi e attrezzature in pressione (ad esempio generatori di vapore, tubazioni, recipienti, accessori in pressione, …). Importanza che è stata riconosciuta anche dall’Unione Europea che in questi anni ha uniformato le legislazioni nazionali con le direttive PED (Pressure Equipment Directive) ad esempio con la direttiva 97/23/CE o con la più recente Direttiva 2014/68/UE, Direttiva del Parlamento europeo e del Consiglio, del 15 maggio 2014, concernente l’armonizzazione delle legislazioni degli Stati membri relative alla messa a disposizione sul mercato di attrezzature a pressione.

Torniamo a parlare oggi della sicurezza degli apparecchi in pressione presentando una recente Prassi di riferimento, la UNI/PdR 55:2019 dal titolo “Linee guida per l’applicazione delle raccolte ISPESL VSR-VSG-M-S nell’ambito della Direttiva 2014/68/UE”, una prassi di riferimento che fornisce delle linee guida per “rendere applicabili le raccolte ISPESL VSR, VSG, M ed S (revisione 1995) in conformità ai requisiti essenziali di sicurezza definiti dalla direttiva 2014/68/UE (PED)”.

Ricordiamo che la prassi di riferimento non è una norma nazionale, ma è un documento pubblicato da UNI che raccoglie prescrizioni relative a prassi condivise all'interno dell’Inail che ha firmato un accordo di collaborazione con UNI.

E ricordiamo anche che le suddette raccolte ISPESL trattano:

  • la verifica della stabilità dei recipienti in pressione (Raccolta VSR)
  • la verifica della stabilità dei generatori di vapore d’acqua (Raccolta VSG)
  • l’impiego dei materiali nella costruzione degli apparecchi e sistemi in pressione (Raccolta M)
  • l’impiego della saldatura nella costruzione e riparazione degli apparecchi e sistemi in pressione (Raccolta S).

Scopo e Applicazione delle Linee Guida

Si segnala che nel 2003, il CTI (Comitato Termotecnico Italiano) con la partecipazione dell’ISPESL, dei rappresentanti di costruttori, utilizzatori, organismi notificati e ispettorati degli utilizzatori operanti in Italia, “ha elaborato e pubblicato il documento R-02 “Raccomandazioni del CTI per l’uso delle Raccolte ISPESL Rev. 95, nell’ambito della Direttiva 97/23/CE”, per consentire agli operatori di applicare le Raccolte ISPESL nel rispetto dei requisiti essenziali di sicurezza della PED. Le raccomandazioni CTI sono state revisionate nel 2005”.

E le linee guida presentate ora riprendono i contenuti del documento R-02 “aggiornandoli in base ai RES (Requisiti Essenziali di Sicurezza) definiti dalla nuova direttiva PED 2014/68/UE (atto di rifusione che revisiona la direttiva 97/23/CE) e tenendo conto dei cambiamenti normativi intervenuti (aggiornamenti delle norme UNI EN 13445, UNI EN 12952, UNI EN 12953)”.

Dunque la presente prassi di riferimento, come indicato a inizio articolo, fornisce specifiche linee guida per “rendere applicabili le raccolte ISPESL VSR, VSG, M ed S (revisione 1995) in conformità ai requisiti essenziali di sicurezza definiti dalla direttiva 2014/68/UE (PED). Le linee guida, in combinazione con le Raccolte ISPESL, possono essere utilizzate come riferimento per assicurare la conformità alla PED nella progettazione e costruzione di attrezzature a pressione e insiemi”.

E tali linee guida possono essere anche “utilizzate ai fini della valutazione della conformità secondo la direttiva 2014/68/UE di attrezzature progettate e/o fabbricate secondo le raccolte ISPESL VSR, VSG, M ed S e immesse sul mercato prima del 29 maggio 2002. Inoltre, possono essere considerate come corretta prassi costruttiva per le attrezzature che ricadono nell’ambito dell’art. 4, c. 3 della PED, nonché, limitatamente agli aspetti tecnici, al di fuori dell’ambito di applicazione della PED”.

Adeguamento Relativo alla Prova di Pressione

Facciamo un breve cenno ad uno degli adeguamenti di carattere generale che interessano tutte le raccolte ISPESL.

Riguardo alla prova di pressione si indica che per i soli recipienti o generatori progettati con efficienza di saldatura maggiore o uguale a 0,85, “la pressione di prova idraulica dovrà essere eseguita utilizzando, per ogni recipiente o generatore di vapore, il più basso dei valori ottenuti applicando a ciascuna membratura principale degli stessi” una formula riportata nella prassi.

E nel caso di recipienti o generatori progettati con efficienza di saldatura inferiore a 0,85, “deve invece essere applicato il più elevato dei valori ottenuti” applicando sempre tale formula a ciascuna membratura principale. In ogni caso “la pressione di prova non può essere inferiore a: 1,43 x Pressione di Progetto”.

E nella determinazione della pressione di prova idraulica “si deve inoltre tenere in debito conto la resistenza in prova di eventuali collegamenti mandrinati. In particolare, nel caso di generatori di vapore del tipo a tubi di fumo dotati di tubi collegati alle piastre tubiere unicamente a mezzo di mandrinatura, non è necessario superare la pressione di prova idraulica minima calcolata con la formula precedente, sempre che l’efficienza di saldatura di tutti i giunti saldati dell’apparecchio sia almeno pari a 0,85”.

Indice del Documento UNI/PdR 55:2019

Concludiamo pubblicando l’indice della prassi di riferimento UNI/PdR 55:2019:

  1. INTRODUZIONE
  2. SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE
  3. RIFERIMENTI NORMATIVI E LEGISLATIVI
  4. TERMINI E DEFINIZIONI
  5. PRINCIPIO
  6. ADEGUAMENTI DI CARATTERE GENERALE CHE INTERESSANO TUTTE LE RACCOLTE ISPESL
    1. COME SI SOSTITUISCE L’INTERVENTO DEL TECNICO ISPESL NELLE VARIE OPERAZIONI DI VERIFICA (DEL PROGETTO, DEI MATERIALI, DELLE SALDATURE, DELLE PROVE, ECC.) IN AMBITO PED
    2. TERMINOLOGIA
    3. PROVA DI PRESSIONE
    4. NOTA GENERALE
  7. ADEGUAMENTI DELLA RACCOLTA VSR
  8. ADEGUAMENTI DELLA RACCOLTA VSG
  9. ADEGUAMENTI DELLA RACCOLTA M
  10. ADEGUAMENTI DELLA RACCOLTA S
  11. APPENDICE A - SPIE VISIVE DI FORMA CIRCOLARE PER ATTREZZATURE A PRESSIONE
    1. SCOPO
    2. CAMPO DI APPLICAZIONE
    3. GRANDEZZE (DENOMINAZIONI, SIMBOLI ED UNITÀ DI MISURA)
    4. TERMINI E DEFINIZIONI
    5. RAPPRESENTAZIONE, DESIGNAZIONE E CAMPO DI IMPIEGO
    6. DIFETTI DEL MATERIALE
      1. BOLLEA
      2. NODULI, FILAMENTI, SEGNI DI PINZATURA
      3. INCLUSIONI CRISTALLINE
      4. QUALITÀ DELLA SUPERFICIE
    7. TOLLERANZE DIMENSIONALI
    8. VERIFICA
      1. PROVA DI RESISTENZA A SHOCK TERMICO
      2. PROVA DI RESISTENZA STATICA A FLESSIONE MEDIANTE LIQUIDO PRESSURIZZATO
    9. MARCATURA
    10. CERTIFICATI DI COLLAUDO
    11. ISTRUZIONI DI MONTAGGIO
    12. SOSTITUZIONE DELLE SPIE
    13. IMBALLO
  12. BIBLIOGRAFIA

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