Modulo 5.2 Direttiva PED...Modulo 5.2 Direttiva PED Prof. Ing. Cesare Saccani Prof. Ing. Augusto...

Corso di Impianti Meccanici – Laurea Magistrale

Modulo 5.2 Direttiva PED

Prof. Ing. Cesare Saccani

Prof. Ing. Augusto Bianchini

Dott. Ing. Marco Pellegrini

Ing. Alessandro Guzzini

Department of Industrial Engineering (DIN) - University of Bologna

Viale Risorgimento 2, 40136, Bologna – Italy

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Generalità sulla direttiva PED

Direttiva PED: esempio applicativo

Agenda

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Generalità sulla direttiva PEDIntroduzione alla direttiva PED

In caso di rottura i sistemi in pressione possono provocare la morte di persone e

gravi danni agli oggetti presenti nelle vicinanze.

È dunque necessario individuare quali siano i criteri da rispettare per poter

immettere sul mercato ed utilizzare in sicurezza un’apparecchiatura in pressione.

La Direttiva 97/23/CE, meglio nota come Direttiva PED (Pressure Equipment

Directive), traccia l’iter tecnico-procedurale per la realizzazione di apparecchi in

pressione, coinvolgendo Fabbricanti, Organismi Notificati, Utenti, Stati Membri e

CEN (Comitato Europeo di Normazione).

Tale direttiva, recepita in Italia con il D.Lgs del 25/02/2000 n°93 ed è entrata in

vigore obbligatoriamente il 29/05/2002.

La Direttiva 2014/68/UE ha sostituito la precedente e si compone di 52 articoli e VI

allegati.

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Requisiti essenziali da soddisfare (Allegato 1)

Il cuore della PED è l’Allegato n°1 nel quale vengono indicati i Requisiti Essenziali

di Sicurezza (RES) a cui si devono attenere i fabbricanti di componenti in

pressione che ricadono nel campo di definizione.

Analisi dei rischi (Par.1): il costruttore deve preoccuparsi del presente e del futuro

dell’apparecchio (dal trasporto al cliente fino al suo smaltimento a fine vita).

Una volta individuati i rischi connessi, il fabbricante deve rispettare i Requisiti

Essenziali di Sicurezza (RES) pertinenti atti a garantire la sicurezza durante

l’utilizzo:

Individuazione dei rischi dalla presenza di un fluido in pressione

Analisi dei carichi presenti in esercizio e durante le prove;

Influenza del tipo di esercizio prevedibile;

• Valutazione dei modi di cedimento

Analisi delle conseguenza

Identificazione dei RES applicabili al fine della riduzione o eliminazione dei rischi.

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Individuazione degli altri rischi presenti

Superamento dei limiti massimi di temperatura e pressione durante

l’esercizio;

• Valutazione dei modi di cedimento

Analisi delle conseguenza

Identificazione dei RES applicabili al fine della mitigazione dei rischi non

eliminabili.

Per rendere cosciente il cliente dei rischi connessi con l’acquisto del prodotto, il

produttore deve fornire istruzioni per l’installazione, l’uso e la sua manutenzione. In

questa documentazione si devono evidenziare quali siano i comportamenti non corretti

da evitare durante il funzionamento e si deve rendere consapevole il cliente sui rischi

residui presenti e le misure da intraprendere per attenuarli.

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Progettazione (Par.2): noti i rischi presenti, la progettazione delle attrezzature a

pressione per gli scopi PED deve essere effettuata tenendo conto di tutti i fattori

pertinenti al fine di garantire la sicurezza per tutta la vita del prodotto.

Resistenza adeguata

Esercizio in conduzione di sicurezza

Mezzi di ispezione

Mezzi di scarico e sfiato

Corrosione e aggressioni chimiche

Usura

Disposizioni per il carico e lo scarico

Protezioni contro i limiti ammissibili

Accessori di sicurezza

Incendio dall’esterno

La PED non è un codice di

calcolo!

La progettazione deve

essere supportata da

calcoli, seguendo le norme

nazionali e internazionali, e

da prove sperimentali.

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Fabbricazione (Par.3):

Procedure

Verifica finale

Marcatura e/o etichettatura

Istruzioni operative

Materiali (Par. 4)

Requisiti particolari

Attrezzature a pressione a focolare

Tubazioni

Requisiti particolari espressi in cifre

Sollecitazioni ammissibili e coefficienti di giunzione

Dispositivi di limitazione della pressione

Pressione di prova idraulica

Caratteristiche dei materiali

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Applicazione della PED

«La PED si applica alla progettazione, fabbricazione e alla valutazione di

conformità delle attrezzature in pressione e degli insiemi sottoposti ad una

pressione massima ammissibile, PS, superiore a 0,5 bar g, qualunque sia il

materiale utilizzato, il fluido contenuto e il volume disponibile».

Tale direttiva identifica una metodologia per la classificazione delle attrezzatture e

degli insiemi in pressione in base al loro grado di pericolo che è legato all’energia

immagazzinata (calcolabile come prodotto fra pressione e volume contenuto). La

classificazione viene effettuata in classi di pericolosità crescente:

Esclusione dalla direttiva;

Corretta prassi costruttiva (art. 3 Comma 3);

Classe I, II, III, IV.

In particolare se l’analisi porta ad identificare una classe fra la I e la IV il

costruttore è obbligato ad emettere la Dichiarazione di Conformità ed apporre il

marchio CE che per le classi II, III e IV viene autorizzata da un Organismo

Notificato (O.N.).

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Classificazione delle attrezzature a pressione

L’iter da seguire per ottenere la marcatura CE dipende dalla categoria

dell’attrezzattura.

Per Individuare la categoria occorre definire per ciascuna attrezzatura le seguenti

informazioni:

1. Tipologia

Recipiente: è un alloggiamento progettato e costruito per contenere fluidi

pressurizzati; I recipienti si suddividono in due categorie:

Lettera A

Attrezzature a pressione a focolare o altro tipo di

riscaldamento, con rischio di surriscaldamento,

destinate alla generazione di vapore o acqua

surriscaldata a temperatura superiore a 110 °C

Lettera B

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Tubazioni: componenti di una conduttura destinati al trasporto dei fluidi

inseriti in un sistema a pressione.

Accessori a pressione: dispositivi responsabili della regolazione o

intercettazione del processo (per esempio valvole a sfera, a

saracinesca, etc.). Sono dispositivi aventi funzione di servizio e i cui

alloggiamenti sono sottoposti a pressione. Tali accessori devono

essere progettati per essere:

• Affidabili e adatti all’uso previsto.

• Essere conformi ai principi di progettazione adeguata e affidabile. Il sistema

complessivo deve risultare FAIL SAFE e ridondato.

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Accessori di sicurezza: dispositivi destinati alla protezione delle attrezzature a

pressione contro il superamento dei limiti identificati in fase di progetto. Si

distinguono in diretti (valvole di sicurezza e dischi a rottura) e indiretti

(pressostati, termostati, etc.)Le valvole di sicurezza, considerate accessori di sicurezza, sono sempre classificate nella

categoria più a rischio, ossia la IV.

Per i sistemi indiretti (dispositivi di limitazione che attivano i sistemi di regolazione o che

chiudono e disattivano l’attrezzatura) si ha la seguente distinzione:

• Dispositivi di limitazione della pressione: tali dispositivi devono essere scelti in modo che

la pressione non superi in permanenza la pressione massima ammissibile PS; è tuttavia

ammesso un picco di pressione di breve durata pari al 10%;

• Dispositivi di controllo della temperatura: questi dispositivi devono avere un tempo di

risposta adeguato sotto il profilo della sicurezza e coerente con le funzioni di misurazione.

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Classificazione delle attrezzatture a pressione

Alcuni componenti, che per caratteristiche proprie rientrerebbero nella Direttiva, sono

esclusi esplicitamente:

Condotte per trasporto di sostanze da/a impianto;

Reti dell’acqua;

Termosifoni e tubi negli impianti di riscaldamento ad acqua calda;

Turbine, motori a combustione interna, macchine a vapore, turbine a vapore,

turbogeneratori, compressori, pompe e attuatori per i quali la pressione non

costituisce un fattore significativo di progettazione;

Attrezzature a pressione coperte da altre direttive (84/525/EEC, 84/526/EEC,

84/527/EEC);

Attrezzature per uso nucleare che possono provocare un caso di guasto

emissioni di radioattività;

Recipienti destinati al trasporto o distribuzione di bevande aventi PSxV<500

bargL e PS<7 barg.

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2. Stato fisico e pericolosità del fluido

Per fluidi si intendono i gas, i liquidi e i vapori allo stato puro nonché le loro

miscele. Un fluido può inoltre contenere una sospensione di solidi; la distinzione

è però effettuata fra gas e liquidi.

Nel caso un recipiente sia costituito da più camere, esso viene classificato nella

categoria più elevata di ciascuna delle singole camere. Se una camera contiene

più fluidi, viene classificata in base al fluido che comporta la categoria più

elevata.

I fluidi sono suddivisi in due gruppi a seconda della loro pericolosità per l’uomo e

per l’ambiente.

GRUPPO 1

Fluidi pericolosi

Esplosivi

Infiammabili

Tossici

Comburenti

GRUPPO 2

Fluidi non pericolosi

Tutti quelli che non rientrano

nel gruppo 1

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3. Pressione massima ammissibile e tensione di vapore alla temperatura

massima ammissibile (TS).

4. Volume o dimensione nominale dell’attrezzatura.

In funzione dei parametri identificati sono definite 9 tabelle (Allegato 2) per

l’identificazione delle rispettive categorie di rischio. A seconda della tipologia di

attrezzatura, della natura del fluido e della pericolosità si sceglie una delle 9

tabelle. Dopodiché nota la pressione massima ammissibile e le dimensiona si

entra nel grafico e si identifica la categoria di appartenenza.

Fluidi Recipienti Tubazioni

GASGruppo 1 Tabella 1 Tabella 6

Gruppo 2 Tabella 2 Tabella 7

LiquidiGruppo 1 Tabella 3 Tabella 8


Caldaie Tabella 5

Accessori di sicurezza Tabella 4

Accessori a pressioneDa tabella pertinente secondo direttiva PED

(tabelle valide per le tubazioni)

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Tabella 1

Dati di partenza: pressione massima ammissibile e volume contenuto; in funzione

di questi due parametri si identifica la categoria.

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Tabella 2



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Tabella 3



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Tabella 4



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Tabella 5



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Tabella 6

Dati di partenza: pressione massima ammissibile e il diametro nominale (DN)

della condotta; in funzione di questi due parametri si identifica la categoria.

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Tabella 7



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Tabella 8



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Tabella 9



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Categoria di rischio

Dopo aver classificato l’attrezzatura in pressione in funzione della categoria, la

direttiva attribuisce al fabbricante la possibilità di scegliere la procedura (modulo)

più consona alle proprie esigenze e strategie per poter apporre la marcatura CE al

componente. Il fabbricante può scegliere di applicare una delle procedure previste

per una categoria superiore, se esistente.

Nel caso il fabbricante produca e commercializzi attrezzattura a pressione non conformi ai

RES o non sottoposti a procedure di valutazione della conformità è punibile:

Categoria 1: da 7.750 a 46.500 euro;

Categoria 2: arresto fino a 6 mesi o ammenda da 9.300 a 15.500 euro;

Categoria 3: arresto da 5 a 12 mesi o ammenda da 9.300 a 15.500 euro;

Categoria 4: arresto da 9 a 36 mesi o ammenda da 9.300 a 15.500 euro.

Categorie Moduli

1 A

2 A1 D1 E1

3 B1+D B1+F B+E B+C1 H

4 B+D B+F G H1

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Marcatura CE

Scelto il modulo o la combinazione dei

moduli di valutazione della conformità fra

quelli ammessi per la categoria

individuata, il fabbricante deve:

1. Fabbricare in conformità al progetto,

predisponendo un Fascicolo Tecnico

comprensivo di Progettazione,

Costruzione, Ispezione e Prove,

Dispositivi di Sicurezza e Materiali;

2. Redigere la dichiarazione di

conformità al termine della fase di

valutazione e apporre la marcatura CE

seguita dal numero identificativo

dell’Organismo Notificato che ha

partecipato alla fase di controllo.

Per gli insiemi occorre un’ulteriore fase di Valutazione Globale della conformità

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Direttiva PED: esempio applicativo

Agenda

Esempio applicativo

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Esercitazione 1

Si consideri un assieme costituito da una pompa che preleva GPL da un serbatoio

interrato e lo invia ad un separatore di vapore sovrastato da un cuscino di vapore

dello stesso gas; da questo il GPL viene inviato alle utenze.

Dati:

Pressione massima ammissibile separatore, PS: 25 barg;

Tensione di vapore (60 C) = 7 barg;

Tubazione DN 25;

Volume separatore: 4 litri.

Esercitazione 1

a) Ogni singolo elemento deve essere valutato singolarmente. Nella tabella sono

riportati i principali dati di progetto per ciascuno:

Apparecchiatura Tipologia PS [bar g] V [L] DN PS x V o PS

x DN

Tabella Categoria

Pompa NO PED - - - - - -

Separatore di vapore Recipiente 25 4 - 100 ? ?

Valvola di intercettazioneAccessorio a

pressione25 - 25 625 ? ?

Valvola di sicurezzaAccessorio di

sicurezza- - - - NA 4

Valvola servo-comandataAccessorio di


Tubazioni Tubazione 25 - 25 625 ? ?

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Esempio applicativo

Esercitazione 1

Separatore di vapore

1. PS = 25 barg > 0,5 barg. Il separatore è un accessorio a pressione e rientra nelle

PED.

2. Tipologia: Il separatore è da considerarsi come un recipiente a pressione.

3. L’apparecchiatura contiene un liquido sovrastato dal suo vapore ma TV > 0,5

barg: si considera il fluido come gas.

4. L’apparecchiatura contiene un fluido pericoloso: gruppo 1.

Si deve usare la tabella 1!!!

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Esempio applicativo

Esercitazione 1

PS=25 bar

V=4 lt

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Tabella 1: come si

vede l’attrezzatura è

di categoria 2

Esempio applicativo

Esercitazione 1

Valvola di intercettazione

1. Poiché PS > 0,5 barg, la valvola è un accessorio a pressione e rientra nelle PED.

2. Tipologia: La valvola a farfalla è da considerarsi come una tubazione.

3. L’apparecchiatura contiene un liquido con TV > 0,5 barg: si considera il fluido

come gas.

4. L’apparecchiatura contiene un fluido pericoloso: gruppo 1.






LiquidiGruppo 1 Tabella 3 Tabella 8


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Esempio applicativo

Esercitazione 1

32

PS=25 bar

DN25

Tabella 6: come si vede

per l’attrezzatura si

deve usare l’Articolo 3,

comma 3.

Esempio applicativo

Articolo 3, comma 3

Nel caso l’attrezzatura a pressione o l’insieme ricada in tale campo:

1. Devono essere progettati e fabbricati secondo una corretta prassi costruttiva

della nazione di costruzione;

2. Devono essere corredati di istruzioni per l’uso e recare marcature che

consentono di individuare il fabbricante e i parametri d’uso (pressione,

temperatura, capacità, fluido, etc.);

3. Non devono ottemperare ai requisiti essenziali;

4. Non devono recare la marcatura CE;

5. Godono del beneficio della libera circolazione in Europa.

Casi particolari:Gli estintori portatili e le bombole per apparecchi respiratori ricadenti in tale

campo di applicabilità devono tuttavia essere classificati almeno in categoria 2; le

pentole a pressione sono soggette ad una procedura di verifica effettuata per la

categoria 3.

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Esempio applicativo

Esercitazione 1

Tubazioni

1. Poiché PS > 0,5 barg, le tubazioni rientrano nelle PED.

2. Tipologia: Tubazione.

3. La tubazione contiene un liquido con TV > 0,5 barg: si considera il fluido come

gas.

4. La tubazione contiene un fluido pericoloso: gruppo 1.






Liquid

i



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Esempio applicativo

Esercitazione 1

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PS=25 bar

DN25

Tabella 6: come si vede

per l’attrezzatura si

deve usare l’Articolo 3,

comma 3.

Esempio applicativo

Apparecchiatura Tipologia PS

[barg]

V [L] DN PS x V o

PS x DN

Tabella Categoria

Pompa NO PED - - - - - -

Separatore di vapore Recipiente 25 4 - 100 1 2

Valvola di

intercettazione

Accessorio a

pressione25 - 25 625 6

Articolo 3

comma 3

Valvola di sicurezzaAccessorio di


Valvola servo-

comandata

Accessorio di


Tubazioni Tubazione 25 - 25 625 6Articolo 3

comma 3

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Esercitazione 1

b) Conclusioni

L’insieme è di categoria 2. Non si tiene conto degli accessori di sicurezza nella

definizione della categoria del sistema.

Esempio applicativo

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