Valutazione del rischio delle attrezzature in pressione

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PED
di Davide Quintiliani
Valutazione del rischio
delle attrezzature
in pressione
Pubblicata nell’ormai lontano 1997, la direttiva europea “Pressure Equipment Directive” (PED) è stata
recepita dal nostro ordinamento con il decreto legi-
L
a direttiva europea sugli “apparecchi in pressione” (PED-Pressure
Equipment Directive, recepita nel Decreto legislativo 93-2000) è
per l’Italia una delle più importanti e attese sia per i problemi di sicurezza sia per i fattori economici connessi, poiché siamo uno dei maggiori produttori d’Europa. Essa nasce come direttiva commerciale che
punta alla libera circolazione delle merci e ha una fortissima connotazione antinfortunistica e, più in generale, mirata alla sicurezza. Pur
essendo la caldareria italiana all’avanguardia, apprezzata ed esportata in tutto il mondo, bisogna dire che l’applicazione della PED comporta importanti innovazioni per il settore. Se da un lato viene ampliata la gamma di prodotti soggetti ai controlli e alle certificazioni (si
parte dal recipiente di 1 litro per passare alle tubazioni da DN 25 mm
in su, alle valvole ecc.), dall’altro le procedure sono più snelle e veloci
e la gestione del tutto è a carico del produttore che può avvalersi di
strutture private come i vari organismi notificati (ON), accreditati in
ambito comunitario dalla marcatura CE. In sostanza cambia la filosofia dei controlli, non più affidati a enti statali (per esempio l’ISPESL)
deputati, ma a un sistema certificativo di conformità che valuta i Requisiti Essenziali di Sicurezza (RES: v. allegato 1 in PED) e la qualità
del prodotto. L’applicazione è obbligatoria dal 30 maggio 2002, ma
molte normative tecniche specifiche, malgrado i cinque anni trascorsi
dalla prima pubblicazione della PED, sono ancora “progetto di norma” e attendono di essere armonizzate. Quando tutte lo saranno,
varrà finalmente per gli apparecchi a pressione un unico codice europeo in tutti i Paesi dell’Unione. Questo, per esempio, accade già fin
dal 1940 negli Stati Uniti, dove è in vigore la normativa specifica
dell’Asme allora varata. I primi vantaggi dell’applicazione della PED
per costruttori e utenti si rilevano fin d’ora, ma diventeranno sempre
più evidenti con il trascorrere del tempo. Infatti, le aziende rispettose
della qualità secondo Iso 9000 potranno produrre e vendere liberamente alcune tipologie di prodotti in tutti gli Stati dell’Unione, con la
garanzia per i loro clienti che sono rispettati i medesimi standard di
sicurezza per gli impianti costruiti e/o importati.
PED e sicurezza
Fermi restando i concetti espressi nelle direttive 85/374/CE e 92/59/
CE, relative rispettivamente alla responsabilità per danno da prodotto difettoso e alla sicurezza generale dei prodotti, e la matrice economicocommerciale della PED basata sul criterio del nuovo approccio (New Approach), saranno emanate prossimamente le direttive sull’approccio globale (Global Approach) che ha come scopo la libera circolazione delle
merci in base alla filosofia della guida blu (Blue Guide). Nel caso della
PED questo significherà libera circolazione degli apparecchi in pressione
con pari livello di sicurezza garantito. Essendo proprio la sicurezza il
cardine della PED, per eliminare tutte le fonti possibili di pericolo sono
necessari anche per la caldareria sia il pieno rispetto della 626/94 (“i
Dott. Davide Quindiliani, Responsabile Controllo Qualità, Walter Tosto Serbatoi SpA, Chieti.
La Termotecnica • Gennaio/Febbraio 2006
slativo 93-2000 introducendo alcune novità per
progettisti e costruttori di apparecchi in pressione,
con particolare accento sulla sicurezza. Viene qui
illustrato un metodo di valutazione del rischio portando come esempio un serbatoio di Gpl con capacità di 400 m3, un metodo che tuttavia può essere
esteso ad altri tipi di apparecchi in pressione.
progettisti scelgono macchine, nonché dispositivi di protezione rispondenti ai requisiti essenziali di sicurezza - Res - previsti nelle disposizioni
legislative e nei regolamenti vigenti”) sia una seria e approfondita valutazione del rischio (VdR) per ottenere il risultato ottimale.
Valutazione del rischio
È molto difficile valutare il rischio in modo generico e senza riferimento a casi specifici data l’ampia tipologia di apparecchi in pressione e i
multiformi impieghi degli stessi. Per questo motivo le nostre considerazioni in questa sede si applicano a recipienti in pressione ed escludono generatori di vapore, piping, valvolame, strumentazioni varie ecc.
pur considerati nella PED.
Il primo passo
Anche se può apparire scontato, la prima cosa da fare è l’analisi
dell’apparecchio per classificarlo secondo la PED e per ipotizzare le
problematiche che potrebbero presentarsi durante la costruzione e
l’esercizio. Ecco un elenco delle voci da considerare per redigere una
breve descrizione del serbatoio in esame: tipo; funzionamento; volume; contenuto; luogo di installazione; contesto di installazione; diametro; lunghezza/altezza; spessore fondi e fasciame; materiali principali
dei fondi, del fasciame, dei bocchelli; numero di bocchelli, aperture e
relativi servizi; tipo di ancoraggio.
Descrizione del recipiente
Prendiamo in esame un serbatoio orizzontale su selle con volume di
400 m3 da adibire allo stoccaggio di Gpl (miscela propano-butano).
Nessun altro utilizzo è stato previsto in fase progettuale. Sarà installato
in Italia, quindi il riferimento normativo è il Dl 93-2000 che recepisce la
direttiva comunitaria 97/23/CE (PED). Ecco i dati del serbatoio: diametro 4,2 m; lunghezza 32 m; materiali: P355 NL2 (UNI EN
10028.3/2000: norma armonizzata) per fasciame e fondi emisferici;
Astm A 333 Gr. 6 per i tubi delle connessioni; Astm A 350 LF2 per le
flange delle connessioni; Fe 510 D1 (Uni En 10025) per gli anelli di irrigidimento interni. Serbatoio dotato di due passi d’uomo DN 600: uno
per servizio delle connessioni di bocchelli, l’altro provvisto di scala interna per le operazioni di ispezione e manutenzione durante l’esercizio. È
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PED
TABELLA 1
no) elevata sono classificati ad alto rischio
inoltre provvisto di connessioni per la struFluido Contenuto
GPL
indipendentemente dalla frequenza assomentazione e per collegarlo al piping
ciata. Bisogna considerare infatti che gli
dell’impianto. È destinato a essere tumulaGruppo di Appartenenza Fluido
1
eventi di elevata pericolosità e con freto ed è fornito con due selle di appoggio,
(Art. 9 Comma 2 Lett. a)
quenza/probabilità di accadimento alta
di cui una fissa e una mobile per facilitare
Pressione Massima Ammissibile (PS)
17.65
hanno in genere un rischio residuo assoil montaggio in cantiere e per le eventuali
(Art. 1 Comma 2 Lett. h)
[bar g]
ciato e che, per loro natura, sono tenuti in
ma improbabili dilatazioni termiche, visto
Volume (V)
400.000
particolare considerazione adottando le
che è tumulato. Dovrà essere posto in ope(Art. 1 Comma 2 Lett. L)
[L]
necessarie misure per eliminarli. A questo
ra su plinti di fondazione opportunamente
Temperatura min/max ammissibile (TS) 50 [°C] ÷
punto è necessario stabilire una vera e
progettati, dimensionati e realizzati per
(Art. 1 Comma 2 Lett. i)
-45 [°C]
propria lista di “fonti di potenziali fattori
evitare cedimenti. La fornitura non prevede
Prodotto (PS*V) = 7.060.000 [bar L]
di rischio” e per ognuna di esse indicare
le valvole di sicurezza e la strumentazione.
CATEGORIA DI RISCHIO PED:
in modo appropriato: valutazioni, misure
Nella “Descrizione del recipiente” sono
(All. II Tab. 1)
IV
cautelative e rischi residui. Come già detelencate le caratteristiche del serbatoio
to, per le numerose tipologie costruttive e
preso qui ad esempio per la valutazione
di impiego degli apparecchi in pressione è molto difficile scendere in
del rischio. Nella Tabella 1 è invece indicata la classificazione in base al
particolari. Sulla base di studi di settore, della letteratura tecnica e delDecreto legislativo 93-2000 che recepisce la direttiva PED. Nell’allegato
la lunga esperienza acquisita nella costruzione di recipienti in pressio1 di tale decreto sono elencati i requisiti essenziali di sicurezza (Res) da
ne per sostanze pericolose è stato stilato un elenco esemplificativo dei
considerare durante la fase progettuale e per la valutazione del rischio.
potenziali fattori di rischio per l’esempio qui considerato, con accanto
Essi vanno interpretati in modo da tener conto nelle scelte progettuali
a ciascun fattore la frequenza e la pericolosità (Tabella 4).
delle attrezzature tecniche e delle successive lavorazioni o interventi.
Metodo di valutazione e sua applicazione
TABELLA 2
BASSA
Gli eventi connessi possono compromettere solo
l’integrità delle “parti principali dell’apparecchiatura”
MEDIA
Gli eventi connessi possono compromettere l’integrità
dell’apparecchiatura e degli “elementi direttamente collegati”
ALTA
Gli eventi connessi possono compromettere l’integrità
dell’apparecchiatura e delle “aree circostanti”
Matrice della pericolosità
Per individuare la pericolosità degli eventi connessi ai rischi di impiego
del serbatoio abbiamo fissato tre categorie principali di pericolosità. È
una scelta, che può essere anche diversa, fatta perché le informazioni
possono essere facilmente organizzate in forma di matrice e i risultati
sono molto intuitivi (Tabella 2). Oltre alla frequenza, dedotta mediante
un’analisi tecnica e storica, e alla relativa probabilità di accadimento
degli eventi rischiosi, è stata valutata la pericolosità degli stessi e il
danno che ne potrebbe derivare. Il rischio connesso è valutato come
funzione delle due variabili: frequenza/probabilità p; pericolosità dell’evento/danno derivante d
Il metodo qui utilizzato per redigere una valutazione del rischio può essere adottato per molte altre applicazioni: apparecchi singoli, piccoli,
medi o anche grandissimi impianti tipo un’intera raffineria, includendo
“l’albero degli eventi” e le probabilità di accadimento di incidenti nei
punti critici. I principi da applicare sono sempre gli stessi: eliminazione
o riduzione dei rischi nella misura possibile; impiego delle opportune
misure di sicurezza contro i rischi non eliminabili; informazione degli
utilizzatori sui rischi residui. Bisogna lavorare molto sui Res: progettazione, fabbricazione, materiali, attrezzature a pressione specifiche. Dal
punto di vista strettamente operativo, i Res sono verificati e ottemperati
mediante una lista di controllo che rende più semplice il lavoro del progettista e di chi fa la valutazione del rischio. Altro scopo della valutazione del rischio è di illustrare i fattori connessi all’apparecchio e di
guidare il progettista nel prendere atto di tutte le problematiche che
possono influenzarne la sicurezza. Per impianti a rischio di incidenti rilevanti bisogna osservare i vincoli indicati nel Decreto legislativo
334/99 che recepisce la direttiva europea 96/82/CE (incidenti rilevanti), mentre per i “depositi di Gpl in serbatoi fissi di capacità superiore a 5 m3” vale quanto disposto dal DM 13/10/1994.
■
TABELLA 3
R=pxd
Al fine di pervenire a una valutazione quantitativa è stato
fissato un campo di variazione da 0 a 10 per entrambe le
variabili. Il loro legame è ricavato in funzione della posizione nella matrice del rischio di valutazione (Tabella 3). Nelle
caselle della matrice si legge il fattore di rischio dell’evento
come prodotto diretto della probabilità e della pericolosità
(danno) ad esso associate. Gli eventi classificati da 0 a 2
sono considerati con bassa (B) frequenza/probabilità di
accadimento; da 3 a 6 con media (M); da 7 a 10 con alta
(A). Gli eventi con un fattore di pericolosità (danno) compreso tra 0 e 3 sono classificati di bassa pericolosità; tra 4
e 6 media; tra 7 e 10 alta. Sono quindi state fissate cinque
classi di rischio: basso (B), medio-basso (M-B), medio (M),
medio-alto (M-A), alto (A). Gli eventi con pericolosità (dan-
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TABELLA 4 - Tabella riepilogativa della valutazione del rischio
(analisi effettuate, rischi, valutazioni, misure cautelative)
Analisi effettuate
rischio degli
eventi connessi
elementi da
valutare
misure cautelative
adottate
rischio
residuo
1. Esame delle caratteristiche geometriche
BASSO
(p=1; d=1)
Valutazione d’eventuali
sottospessori di lavorazione
Ottimizzazione della linea
di produzione, acquisto lamiere
con sovraspessore per sopperire
ai sottospessori di lavorazione
Controlli
Dimensionali
Durante la
Costruzione
2. Esame della congruenza dei dati
di progetto con le proprietà chimico-fisiche
della sostanza/e destinata ad esservi
contenuta e delle caratteristiche climaticoambientali della località di destinazione
ALTO
(p=1; d=10)
Tensione di Vapore
del fluido contenuto alle
temperature di Progetto e
d’esercizio e confronto con
i dati di progetto stabiliti
Calcolo della tensione
di vapore del fluido
NULLO
3. Rischi Derivanti da problemi di fragilità
dei materiali delle parti in pressione
ALTO
(p=3 ; d=7)
Confronto con le
disposizioni nel Cap. M.14
(Racc. M-Ed. 1999)
Prove di Resilienza
NULLO
4. Effetti sull’apparecchiatura della
sostanza/e destinata ad esservi contenuta
ALTO
(p=1; d=10)
Durata dei materiali -effetti
corrosivi del fluido contenuto
ISO 9162 + 2 mm
sovraspessore di corrosione
NULLO
5. Esame degli effetti sull’apparecchiatura
da eventuali carichi localizzati permanenti
presenti durante la fase di esercizio.
ALTO
(p=5; d=10)
Valutazione degli effetti sulle
membrature dei carichi
localizzati sulle connessioni
Relazione di calcolo
NULLO
6. Valutazione delle sollecitazioni
di natura climatica (sisma, vento, neve)
BASSO
(p=2; d=3)
Stabilità Globale
dell’Apparecchiatura
Relazione di calcolo
Prescriz.: Installaz.
in zona non Sismica
7. Esame di eventuali
sovraccarichi accidentali
MEDIO-BASSO
(p=3; d=3)
Stabilità Globale
dell’Apparecchiatura
Carico localizzato
Max 500 Kg
Prescrizione Sui
Carichi Accidentali
Ammissibili
8. Rischi derivanti da un eccessivo
riempimento e/o uno stato di
sovrapressione dell’apparecchiatura
ALTO
(p=4; d=7)
Stabilità Globale
dell’Apparecchiatura Pericolo per le persone
Adozione di PSV Verifica e/o
sostituzione annuale
9. Rischi derivanti da fuoriuscite delle
sostanze contenute nell’apparecchiatura
ALTO
(p = 4; d = 7)
Nocività - Esplosività Infiammabilità
Valutazione delle tipologie
di guarnizioni, flange, tiranti,
coppia di serraggio
Controlli periodici Rispetto del DM
13/10/1994
10. Rischi connessi alla movimentazione
dell’apparecchiatura e stato di sollecitazione
globale della stessa durante questa fase
MEDIO
(p = 3; d = 4)
Sollecitazioni sulle
membrature e loro
resistenza
Calcolo di stabilità
NULLO
11. Esame dello stato di sollecitazione
globale dell’apparecchiatura in fase
di prova idraulica
MEDIO
(p = 3; d = 4)
Sollecitazioni sulle
membrature e loro resistenza
Calcolo di stabilità
NULLO
12. Valutazione di eventuali effetti
sull’apparecchiatura legati
alla fase di bonifica
ALTO
(p=2; d= 9)
Infragilimento dei materiali
Bonifica mediante gas inerte
quale N2(azoto) e temp. amb.
Prescrizione su
Istruzioni d’Uso e
Manutenzione
13. Valutazione di effetti legati
alle correnti vaganti
MEDIO-ALTO
(p=7; d=3)
Corrosioni Localizzate
Protezione catodica
Adozione di Protez.
Catodica - Rispetto
del DM13/10/94
14. Studio delle modalità di trasporto
MEDIO-BASSO
(p=4; d=3)
Stabilità dell’Apparecchiatura
e Sicurezza di Terzi
Procedura di Trasporto
Seguire Procedura
di Trasporto
15. Studio delle modalità di posa in opera
MEDIO-BASSO
(p=2; d=6)
Stabilità dell’Apparecchiatura
e Sicurezza di Terzi
Carico localizzato
Max 500 Kg
Disposizioni sul
libretto d’istruzioni
16. Valutazioni di effetti
sull’apparecchiatura legati alle
caratteristiche del sito di destinazione
MEDIO-ALTO
(p=8; d=3)
Effetti Corrosivi Esterni
Effettuare sopralluogo
Prescriz. d’Adozione
di Protez. Catodica
Rispetto di quanto
stabilito dal D.M.
13/10/1994
17. Effetti della fatica
ALTO
(p=3; d=8)
Sollecitazioni Cicliche
Calcolo di stabilità
NULLO
18. Studio dei parametri da valutare
durante le ispezioni periodiche
e frequenza di tali ispezioni
ALTO
(p=2; d=8)
Cali di Spessore.
Difetti di Tenuta
CND
Disposizioni sul
libretto d’istruzioni
19. Studio delle modalità di rottamazione
MEDIO-ALTO
(p=7; d=3)
Presenza di Sostanze
Pericolose
Bonifica
Disposizioni sul
libretto d’istruzioni
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