Il forum sulla Qualità di QualitiAmo

[Guerra]

Nel mare delle norme è molto facile perdersi.
Circuiti frigoriferi per macchine condizionamento e riscaldamento.
Tubazioni in rame:
- utilizzate negli scambiatori di calore;
- utilizzate negli impianti come collegamenti.
Ognuna ha sue norme di riferimento (es. EN 12735, EN 14276).
Chi fornisce le batterie (scambiatori) dovrebbe conoscere le norme applicabili ai loro prodotti e quindi adottarle.
Io cliente non posso astenermi dal verificare il loro operato, chiedendo delucidazioni, le quali non sempre sono esaurienti.

Esistono delle formule per calcolare lo spessore adeguato delle tubazioni; in queste formule sono presenti delle variabili, tra queste la massima sollecitazione ammissibile (S o f, dipende dalle norme).
Alcuni costruttori fanno riferimento a norme ASME, che forniscono questi valori in base alla temperatura (io non ho potuto controllare, non le conosco).

Esistono anche formule che utilizzano il valore Rm (valore minimo del carico unitario massimo di rottura) indicato dal costruttore del tubo.
Io ho utilizzato questa formula (costruttore impianto frigorifero). Il rapporto Rm/K con K: fattore di sicurezza.
Mi dicono che le norme ASME forniscono il valore di S che prevede già un coefficiente di sicurezza insito nel dato fornito.

Perciò alcuni fanno riferimento a norme americane e non europee; esistono norme europee che forniscono gli stessi dati per poter calcolare allo stesso modo gli spessori?

Molti utilizzano la formula di Mariotte (idraulica).
Possibile che una norma richiami un'altra come infinite bambole cinesi?
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[Vega]

La Direttiva PED per la progettazione prevede l'utilizzo di fantomatiche norme armonizzate (fantomatiche perché all'atto dell'entrata in vigore della PED, parecchie di queste norme non le avevano neanche pensate), oppure l'utilizzo di altre norme (ASME) con relativa dimostrazione del rispetto dei requisiti di sicurezza di cui all'allegato 1 della PED.
Oppure ancora con l'ausilio del metodo sperimentale, ossia: dimensionamento di massima stile formula di Mariotte, realizzazione di un simulacro e prova idrostatica fino alla rottura, se il simulacro si rompe ad una pressione molto maggiore (cosa si intenda per "molto" e da vedere) rispetto alla pressione massima di esercizio (o meglio alla relativa pressione di prova), si può procedere alla costruzione di pezzi uguali al simulacro.
Tuttavia verifica la categoria PED prima di ogni altra cosa.

[Guerra]

Per le applicazioni di utilizzo le batterie sono sempre escluse, in quanto i diametri sono piccoli (10-12 mm). perciò dovrei potermi accontentare della DdC del fornitore.
Per scrupolo personale però volevo verificare la bontà di quanto fornito, calcolando gli spessori. Per far ciò però mi sono necessari i valori di coefficienti e variabili non sempre di facile reperimento, perchè sparsi in tante norme diverse (quando ci sono).
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[aleredu]

Salve,

innanzi tutto la EN 12735-2 fornisce una tabella con diametri e spessori, quindi direi che se acquisto un materiale con specifiche secondo norma armonizzata e certificato 3.1 già il materiale che uso è conforme.
Per quanto riguarda l'applicazione e il calcolo dimensionale la PED indica la EN 13445 come riferimento, il problema però è che la norma si concentra molto sulle attrezzature in acciaio che in effetti spesso appartengono a categorie di rischio alte Le batterie, soprattutto con tubi così piccoli ricadono in quel limbo dell'art. 4 (ex art3. par3) di buone prassi e da quel che ho capito tutti fanno un po' quel che vogliono.
Di fatto però c'è una raccomandazione del CTI sull'uso del vecchio codice VSR e quindi di Mariotte.

Insomma direi che un test idrostatico su campioni rappresentativi più un calcolo con Mariotte è conforme.

[Guerra]

La 12735-2 è una norma relativa ai tubi per apparecchiature; le tabelle riporteranno valori minimi consentiti, poi però dipende dall'applicazione.
L'applicazione richiede la conformità ad altre norme che richiamano formule e coefficienti da utilizzare. Una verifica non è così semplice, se lo scambiatore è solo un componente fornito e non costruito.
Generalmente nel condizionamento una batteria non ricade negli scopi della PED e viene esclusa. Questo comporta una difficoltà maggiore, perchè ogni costruttore adotta sue filosofie, perciò spessori diversi.
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[dante.3d]

Buongiorno a tutti.
Esatto Guerra, hai centrato il discorso.
Questa discussione è molto interessante, ci sono ancora dubbi su questi argomenti anche se è passato del tempo.
Se vi va possiamo rinfrescare questo argomento, molto vasto, se serve ma ci vuole tempo e non vorrei che sia vano. 😁

Detto questo posso dirvi che le norme che regolamentano i tubi partono dalle norme che progettano le apparecchiature in pressione.
In qualche modo i tubi devono essere venduti, pronti, sono state fatte delle tabelle per classificarli. Queste tabelle sono nate da standard Americani, (il più famoso è ASME B 36.10 e lo standard BWG per i tubi S/T, usati anche nel nucleare ovviamente con tolleranze molto restrittive)

Ora stabilire quale deve essere lo spessore di un’apparecchiatura è una cosa diversa, ogni apparecchiatura deve essere verificata nel suo insieme in base all’utilizzo simultaneo di pressione (pressione di progetto) e temperatura (temperatura di progetto), sempre al netto di tolleranza di costruzione e corrosione. Ovviamente questo a grandi linee, bisognerebbe avere dei fondamenti di Scienze delle Costruzioni.
Questa verifica deve essere eseguita in condizione di progetto (pressione a temperatura di progetto) e in condizione di prova idraulica (pressione di prova a temperatura ambiente), negli ultimi tempi (dal 2002 hanno introdotto nelle norme, oltre alla progettazione by formula anche quella by analysis).
Quindi ci sono delle norme che verificano il progetto (ASME, EN, Raccolte Ispesl, Raccolte ANCC) e delle norme che aiutano a dimensionarlo (ad esempio gli standard Snaprogetti in Italia, o le piping class, le norme TEMA per gli scambiatori o le API per serbatoi, scambiatori e altre apparecchiature).

Il calcolo degli spessori del fasciame cilindrico prende ORIGINE dalla teoria dei cilindri a piccolo spessore, cui fa capo la nota formula di Mariotte, che permette di calcolare il minimo spessore necessario al “mantello” per sopportare lo sforzo circonferenziale (e membranale) generato dal carico di pressione interno, nella pratica a grandi linee la formula “normata” è questa:

DOVE:
R è il raggio interno del fasciame cilindrico;
c è il sovraspessore di corrosione;
E è l’efficienza di saldatura (numero compreso tra 0.7 e 1)
p è la pressione
S è la tensione ammissibile (in funzione al materiale e alla temperatura)
Ovviamente questo non basta, ad esempio se ci sono delle aperture, vanno verificate e nel caso compensate le aree, stesso discorso per le diramazioni, giunti di dilatazione, fondi, serpentini, etc... ogni componente ha delle condizioni proprie particolari di verifica.

in genere le tensioni ammissibili si calcolano in base al codice di progettazione.
Il mondo ASME (come introduceva guerra) le riporta direttamente nelle tabelle materiali (es. vedi ASME IID per le apparecchiature, ASME B31.3 Tab A1 per le tubazioni), mentre il codice europeo le fa calcolare in base ai valori di snervamento alla temperatura di progetto e al valore di rottura (questo perché la filosofia EN consente l’uso di materiali anche non Europei , è necssario però ottenere la tabella di snervamento alle varie temperature (es. per quelli ametricani, vanno ricavate dalle ASTM).
Per il calcolo delle ammissibili, riporto alcuni esempi delle 2 norme principali:

DOVE:
Rm è il carico di rottura
Ys (tproj) è il carico di snervamento alla temperatura di progetto – per ottenerlo puntuale è necessario procedere con l’interpolazione lineare tra i valori riportati nelle tabelle dei materiali.

Questo a grandi linee, se vi servono altre considerazioni, possiamo approfondire.
Le formule sono dettagliate nelle norme di progetto, nel mondo europeo sono sempre uguali nel mondo ASME le sollecitazioni ammissibili sono diverse a seconda della norma di progettazione.

Rispondo a aleredu
Le Raccomandazioni CTI (R1 a R6 che regolamentavano gli accorgimenti dell'uso delle raccolte ISPESL in ambito PED), attualmente, con l'uscita della 14/68/EU, sono state tutte abrogate e sostituite dalla UNI/PdR 55.