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Generatori di vapore

Generatori di vapore - Verifiche in esercizio su componenti dimensionati con valori di resistenza dei materiali associati a durata
Circolare Ministeriale

Si rammenta che con circolare n. 1820 del 18 febbraio 1988 –
"Procedure concernenti indagini e prove su apparecchi a pressione
con membrature funzionanti a temperature alle quali intervengono
fenomeni di scorrimento viscoso", vennero fornite indicazioni
sulle procedure da seguire per l’esame delle richieste in ordine alla
possibilità di autorizzare la prosecuzione dell’esercizio di
apparecchi a pressione, aventi membrature per le quali erano state
superate le 100.000 ore di funzionamento in regime di scorrimento
viscoso.In argomento, si comunica che il Comitato tecnico
"Specifiche tecniche per apparecchi a pressione", istituito
nell’ambito dell’ISPESL con D.M. 26 giugno 1986, ha posto allo studio
di un apposito gruppo di lavoro, in cui hanno avuto rappresentanza
tutte le parti interessate, la materia di che trattasi, relativamente
al campo dei generatori di vapore.Il predetto Comitato, nella seduta
del 2 marzo 1989, ha proceduto all’esame ed all’approvazione del
documento, elaborato dal citato gruppo di lavoro, avente per titolo
"Generatori di vapore – Verifiche in esercizio sui componenti
dimensionati con valori di resistenza dei materiali associati a
durata".Il documento, che si allega in copia, contiene
disposizioni per le verifiche di calcolo, nonché gli esami e i
controlli da eseguire sulle membrature di che trattasi, alle quali le
ditte richiedenti dovranno attenersi nella predisposizione della
documentazione tecnica da presentare a sostegno delle specifiche
istanze. In particolare si precisa che, per quanto attiene alla
qualificazione del personale preposto ai controlli non distruttivi,
devono essere rispettate le indicazioni di cui alla circolare tecnica
n. 14 dell’8 aprile 1981. Tali controlli, comunque, devono essere
eseguiti in accordo a procedure e specifiche proposte dal progettista
abilitato ed accettate dall’ISPESL.Nelle more della definizione della
normativa, approvata dal Comitato tecnico, mediante il prescritto
decreto interministeriale, i Dipartimenti periferici, d’intesa con gli
Assessorati regionali della sanità, potranno provvedere
all’esame delle documentazioni presentate dalle ditte in base alle
disposizioni citate e trasmettere le documentazioni stesse, con
istruttoria e motivato parere, al Dipartimento centrale di
omologazione.Si fa presente che, da parte del gruppo di lavoro
"ad hoc" si sta procedendo per la messa a punto di una
analoga disposizione, specifica per i recipienti a pressione, che si
fa riserva di trasmettere dopo l’approvazione del citato Comitato
tecnico.Con la presente, le disposizioni di cui alla circolare n. 1820
del 18 febbraio 1988, vengono abrogate per quanto attiene ai
generatori di vapore.AllegatoGeneratori di vaporeVerifiche in
esercizio sui componenti dimensionati con valoridi resistenza dei
materiali associati a durata1) ScopoLe presenti disposizioni
riguardano verifiche di calcolo, esami e controlli da eseguire su
componenti di generatori di vapore già in esercizio,
dimensionati in fase di progetto con valori di resistenza dei
materiali associati a durata; vanno, peraltro, tenute in conto in sede
di progetto, costruzione ed installazione dei nuovi generatori ai fini
della predisposizione di opportuni accorgimenti, atti a consentire una
più agevole valutazione degli elementi richiesti ai punti
seguenti.Le presenti disposizioni non si applicano ai tubi soggetti a
scambio termico.2) Analisi e valutazioni preliminariIl progettista
abilitato effettua la analisi e le valutazioni preliminario sulla base
dei seguenti elementi, forniti dall’utente:2.1. Elenco dei componenti
ricadenti nelle condizioni specificate al punto 1) e risultanti dal
progetto, evidenziando le verifiche di stabilità e i criteri
adottati in sede progettuale.2.2. Disegno schematico dei componenti di
cui al punto 2.1., riportante tutte le informazioni necessarie alle
valutazioni da effettuare.2.3. Valori di pressione e di temperatura
corrispondenti al carico nominale di esercizio del generatore.2.4.
Dati, misurati o valutati, riguardanti le effettive condizioni di
esercizio dei vari componenti (pressioni, temperature, tempi,
ecc.).2.5. Esame dei risultati di eventuali specifici controlli
eseguiti in fase di costruzione (rilievi spessori, diametri,
ovalizzazione, ecc.).2.6. Esito delle precedenti ispezioni effettuate
durante l’esercizio sia dall’Ente di controllo sia dall’utente.2.7.
Riepilogo delle eventuali modifiche, sostituzioni e riparazioni
apportate ai componenti, corredato della relativa
documentazione.3) Calcolo del consumo di vita teorico per
scorrimento viscosoLa procedura si basa sulla costruzione, in un
diagramma bilogaritmo tempo-sollecitazione, della curva minima dei
carichi di rottura per scorrimento viscoso alla temperatura
considerata (spezzata a tratto continuo della fig. 1), curva dedotta
riducendo del 20% i valori della curva media (a tratto e punto). I
valori medi dei carichi di rottura per scorrimento viscoso possono
essere ricavati:a) da unificazioni nazionali od estere relative al
materiale o, in assenza di queste, da cataloghi o garanzie del
fabbricante del materiale stesso;b) da valori ricavati secondo il
precedente punto a), con l’impiego della teoria di Larson-Miller e
relativo parametro PLM:PLM = (T+273)(Log10h+C)/103essendo h il tempo a
rottura in ore alle varie temperature T, in gradi centigradi ed
assumendo per la costante C i valori 20 o 15, rispettivamente per
acciai ferritici od austenitici. Dalla intersezione della orizzontale
corrispondente alla sollecitazione di esercizio con la curva minima si
risale al tempo di rottura teorico del componente, in ascisse.Figura
13.1. In prima approssimazione, una stima della frazione di vita
consumata è fornita dal rapporto fra il tempo di esercizio
reale trascorso alla temperatura di esercizio considerata ed il tempo
di rottura teorico, alla stessa temperatura, dedotta dalla fig. 1;
tale valutazione può essere condotta con riferimento alla
pressione ed alla temperatura di esercizio, relative alle condizioni
nominali di esercizio fornite dall’utente considerando gli spessori
minimi di progetto o quelli effettivi.3.2. In seconda approssimazione,
una stima della frazione di vita consumata può essere
effettuata sulla base di dati storici di pressione, temperatura e
periodi di esercizio forniti dall’utente.La valutazione si basa sulla
regola lineare del danneggiamento, previa individuazione del tempo
totale speso ai vari livelli di pressione e temperatura,
opportunamente discretizzati in funzione del grado di affinamento
dell’analisi, in relazione anche ai risultati più o meno
critici dei calcoli di prima approssimazione.Note così le
"n" coppie di valori di sollecitazioni e temperature alle
quali il componente ha effettivamente lavorato e i rispettivi numeri
di ore h’, la frazione totale della vita consumata è data dalla
espressione:in cui h" è il tempo a rottura teorico
ricavato dalle curve di scorrimento minime relative alle temperature T
considerate.4) Valutazione del consumo di vita teorico per carichi
cicliciA cura di un progettista abilitato deve essere valutato, per
ciascun componente, il contributo dei carichi ciclici al consumo di
vita. Ove tale contributo risulti significativo, deve essere calcolata
la percentuale di vita consumata secondo norme di riconosciuta
applicazione.5) Controlli non
distruttivi5.1. GeneralitàAllo scopo di stabilire il tipo e
l’estensione dei controlli, occorre considerare i seguenti fattori:a)
caratteristiche di progetto (temperatura, pressione, ecc.);b) consumo
di vita teorica;c) elementi di giudizio emersi durante l’esercizio;d)
tipo e frequenza dei difetti riscontrati durante i controlli
precedenti;e) giunti saldati.Nella tabella 1 si riportano le parti che
è opportuno ispezionare ed i tipi di controlli non distruttivi
più adatti, in linea di massima, al rilievo di eventuali
difetti.Tabella
1_____________________________________________________________Componente Controlli Controlli Controlli base aggiuntivi specifici_____________________________________________________________Mantello cv,
uss, cd lp st, usd Sald. mantello cv, lp, usd rx,
ms st Sald. tronchetti cv, lp ms st Pezzi
speciali cv, uss, lp usd, ms st Sald. di parti non in
pressione cv, lp ms – Superfici interne cv, (end)
– –_____________________________________________________________Legenda:cv
= controllo visivo;cd = controllo dimensionale;uss = spessimetria ad
ultrasuoni;usd = difettuosità ad ultrasuoni;lp = esame con
liquidi penetranti;ms = esame magnetoscopico;rx = radiografia o
gammagrafia;st = esame strutturale per replica;end = esame
endoscopico.I controlli aggiuntivi e quelli specifici devono essere
considerati come una indagine supplementare o sostitutiva da decidersi
caso per caso. Il ricorso ai primi è raccomandato quando siano
presenti difetti o quando se ne sospetti l’esistenza. I secondi devono
essere messi in atto, senz’altro, quando risulti dal calcolo un
considerevole consumo di vita. L’esame strutturale per replica (st)
viene, quindi, di regola, eseguito per accertare lo stato metallurgico
del materiale; esso può concorrere anche all’indagine sulla
natura e sul meccanismo di formazione dei difetti.L’accertamento dello
stato metallurgico fornisce un ulteriore elemento di giudizio
relativamente alla frazione di vita consumata del componente,
particolarmente utile qualora non si disponga di una affidabile
documentazione della storia termica, per mancanza di valutazioni
attendibili o carenze di strumentazione. Tale accertamento è
finalizzato al rilievo sia dell…

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