PROVA DI PRESSIONE DELLE TUBAZIONI PER LA REFRIGERAZIONE SECONDO LO STANDARD EN378
Piu' incontriamo imprenditori che usano la refrigerazione come processo, piu' ci rendiamo conto che questo tema non e' sufficientemente conosciuto. Approfondimenti ed esempi
02 ottobre 2023
Ci eravamo gia' dilungati sul tema in passato, ma oggi vogliamo farlo con maggiore dettaglio e qualche esempio. Questi dati sono fondamentali per la sicurezza delle operazioni degli impianti e delle apparecchiature RACHP, e dobbiamo quindi "maneggiarli" con attenzione.
PRESSIONE DI PROGETTO, PRESSIONE MASSIMA CONSENTITA E PROVA DELLE TUBAZIONI PER LA REFRIGERAZIONE SECONDO LO STANDARD EN378
Quando si lavora su sistemi di refrigerazione, è molto importante comprendere la terminologia coinvolta nella valutazione della pressione delle apparecchiature, soprattutto quando si tratta di selezione dei componenti.
Dobbiamo assicurarci che tutti i componenti siano stati selezionati con una pressione massima consentita (PS) uguale o superiore a quella calcolata per il sistema.
C'è sempre una certa confusione nella terminologia utilizzata nella valutazione della pressione dei componenti, ad es. valvole, tubi, flange, recipienti.
Vediamo molte terminologie diverse nell'uso comune, ad es.
- Pressione di progetto
- Pressione di esercizio massima consentita
- Pressione operativa massima
Diamo un’occhiata alla terminologia in modo più dettagliato.
1) PRESSIONE DI PROGETTO (DP)
Pressione di progetto: la pressione utilizzata nella progettazione di un componente per determinarne lo spessore di parete e le caratteristiche fisiche richieste.
La pressione di progetto dovrebbe essere uguale o inferiore alla pressione massima consentita (PS), ma può essere superiore dal 10% al 25% rispetto alla MOP (Pressione Massima di Esercizio, vedi oltre).
2) PRESSIONE MASSIMA CONSENTITA (PS)
Chiamata anche pressione di esercizio massima consentita (MAWP), è la pressione massima alla quale un sistema o un suo componente è progettato per funzionare in sicurezza. Con i sistemi di refrigerazione, spesso ci riferiamo a questa pressione come alla pressione massima consentita (PS).
Il valore "PS" è riportato sulla targa dell’apparecchiatura o impianto in pressione e può anche coincidere con la pressione di progetto.
PS può essere > o = alla pressione di progetto
3) PRESSIONE MASSIMA DI ESERCIZIO (MOP)
La pressione operativa massima (MOP) è la pressione massima a cui un componente o sistema viene normalmente utilizzato ed è solitamente inferiore del 10-20% alla PS.
COME DETERMINARE LA PRESSIONE MASSIMA CONSENTITA (PS)
Innanzitutto, occorre determinare la temperatura ambientale di progetto (con la quale selezioneremo la colonna da utilizzare in base alla temperatura ambiente di progetto per la regione in cui lavori nella tabella che segue).
Ad esempio, supponiamo che stiamo lavorando su un sistema di surgelazione raffreddato ad aria situato in Inghilterra: qui si seleziona una temperatura ambiente standard (che ormai anche gli inglesi iniziano a "contestare") di 32°C, ex EN 60721-2-1 . Se il sistema dispone di un condensatore raffreddato ad aria, ipotizziamo di impostare una temperatura di candensazione (saturazione) di 55°C. Sul comparatore (o sui manometri) si cerca il refrigerante presente nel sistema e poi verifica la pressione a 55°C su quella scala. Questa sarebbe la pressione massima consentita (PS) per il lato di alta del sistema. Il lato di bassa verrà impostato a 27°C. Ipotizziamo unrefrigerante: R407F. Nella tabella troviamo varie possibili condizioni a seconda del sistema.
Mota bene: le condizioni sono indicate nella EN 378-2 sez. 6.2.2.1 Maximum allowable pressure (PS) tab. 2
Ecco i risultati per la PRESSIONE MASSIMA CONSENTITA (PS) in quelle condizioni e con quel refrigerante:
DETERMINARE LE PRESSIONI DI PROVA ADEGUATE ALLO STANDARD EN378.
PROVE DI RESISTENZA E TENUTA
Dopo aver completato un'installazione o una riparazione, è necessario eseguire tre test di pressione specifici, prima di mettere in servizio il sistema, ovvero 2 test di pressione positiva (resistenza e tenuta) e 1 test del vuoto.
Lo standard EN 378, nella parte 2, indica quali sono i test a cui sottoporre l'apparecchiatura o l'impianto (insieme), e tra questi sono significativi, per la sicurezza, il test di resistenza, il test di tenuta e naturalmente i test funzionali degli accessori di sicurezza (oressostati) per limitare le pressioni.
Prima di eseguire qualsiasi test, comunque, occorre stabilire (se costruttori) o riconoscere (se installatori) la pressione di prova corretta, sulla base della PS di cui abbiamo detto.
Ricordiamo che è possibile utilizzare solo azoto privo di ossigeno (azoto anidro) o altro gas inerte, ma IN NESSUN CASO SI DEVE UTILIZZARE L'OSSIGENO PER LE PROVE DI PRESSIONE.
COME CONDURRE UNA PROVA DI RESISTENZA SECONDO LO STANDARD EN378
Un test di resistenza è considerato un test pericoloso (specialmente per R744 (CO2) o anche per l'R410a e altri refrigeranti ad alta pressione) e tutti i rischi devono essere eliminati prima di iniziare l'attivita'. Su questo torneremo, perche', ahime', la maggior parte dei costruttori e degli installatori opera al limite del pericolo!
A seconda che l'apparecchiatura o l'insieme sia costituito da componenti gia' verificati e certificati o meno, le condizioni possono cambiare, ma generlmente, quando si assemblano semi-macchine in campo gia' marcate CE o che dispongono di adeguato dichiarazione di incorporazione, il test viene effettuato a 1,1 x PS, come indicheremo oltre.
Per quanto riguarda la procedura, la pressione nel sistema deve essere aumentata gradualmente e monitorata mediante un manometro tarato non piu' di 12 mesi prima, a distanza, o un altro indicatore situato in un luogo sicuro.
Durante la prova di resistenza tutto il personale deve essere evacuato dall'area di rischio e devono essere prese precauzioni per ridurre al minimo il rischio per la proprietà.
«La pressione di prova a piena resistenza deve essere mantenuta almeno per il tempo minimo sufficiente affinché la pressione si equilibri in tutto il sistema. La prova sarà considerata soddisfacente a condizione che dalla prova non risulti alcuna distorsione permanente visibile di qualsiasi componente o parte del sistema.»
La prova di resistenza viene spesso eseguita solo nella zona che è stata riparata.
Se il sistema dispone di valvole di intercettazione, queste possono essere chiuse per impedire che l'alta pressione entri nella parte di bassa del sistema.
Nota: i lati di alta e di bassa devono essere isolati ove possibile poiché esiste il rischio che la pressione del lato di alta superi la pressione massima consentita per l'evaporatore.
Non utilizzare manometri collegati alle porte di servizio per la prova di resistenza dotati di specula: ci sono stati casi in cui il vetro spia è saltato fuori dal collettore e ha ferito il tecnico dell'assistenza.
La maggior parte dei grossisti fornisce attrezzature di prova per l'azoto appositamente progettate per questo scopo.
Ricordarsi di isolare la sezione di tubo da testare.
Quindi PRESSIONE PER LA PROVA DI RESISTENZA = 1,1 ᵡ PS
ESEMPIO (sempre il ns sistema ad R407F)
LATO Di ALTA (condensatore ad aria): 55⁰C su R407F = 26,16 Bar
26,16 Bar × 1,1 = 28,78 Bar sul lato di alta.
LATO DI BASSA (Scambiatore di calore esposto all'ambiente interno): 27⁰C su R407F = 11,07 Bar
11,072 bar × 1,1 = 12,18 bar
Quindi:
- Pressione di prova della resistenza laterale alta = 28,78 bar
- Pressione di prova della resistenza laterale bassa = 12,18 bar
RICORDA: la pressione di prova del lato di alta potrebbe superare il valore nominale delle valvole limitatrici di pressione (PRV) o della valvola di sicurezza. Se questo è il caso, è necessario rimuoverle e tapparle per la prova di resistenza.
PROVA DI TENUTA
Una volta completato il test di resistenza secondo lo standard EN378, è possibile effettuare il test di tenuta. Per calcolare le pressioni per la prova di tenuta, moltiplicare la pressione massima consentita per un fattore di 1,0, ovvero pressione di prova di tenuta = 1,0 x pressione massima consentita.
Nota: in nessun caso verrà aggiunto gas refrigerante alla pressione dell'azoto poiché ciò sarà classificato come scarico intenzionale nell'atmosfera, quindi sanzionabile fino a 100mila euro.
Una volta raggiunta la corretta pressione per la prova di tenuta, isolare la bombola di azoto e verificare eventuali cadute di pressione sul manometro, che fornirebbero un'indicazione immediata di una perdita.
Se non si verifica alcuna caduta di pressione, verificare tutti i giunti e i possibili punti di perdita utilizzando una soluzione a bolle.
Se non ci sono segni di perdite, isolare tutte le valvole del collettore e rimuovere la bombola di azoto dal sistema. Assicurarsi che sia montato un manometro separato per monitorare la pressione del sistema.
Per soddisfare gli standard EN378, questa pressione di prova deve essere mantenuta per almeno 1 ora. Impianti più grandi potrebbero richiedere una prova di tenuta sino a circa 24/48 ore.
La fase finale del test di pressione consiste nel completare tutta la documentazione e farla firmare dal cliente come testimone.
CALCOLO DELLA PROVA DI TENUTA = 1,0 ᵡ PS
ESEMPIO
LATO DI ALTA (condensatore ad aria): 55⁰C su R407F = 26,16 Bar
26,16 Bar × 1,0 = 26,16 Bar sul lato alto
LATO DI BASSA (Scambiatore di calore esposto all'ambiente interno): 27⁰C su R407F = 11,07 Bar
11,072 Bar × 1,0 = 11,07 Bar
Quindi:
- Pressione di prova della tenuta laterale alta = 26,16
- Pressione di prova della tenuta laterale bassa = 11,07 bar
SINOSSI DELLE PROVA DI PRESSIONE SECONDO LA NORME EN 378
- Pressione massima consentita (PS) = Fare riferimento a EN378
- Punto di regolazione della valvola limitatrice di pressione = 1,0 × PS
- Pressione di prova della resistenza = 1,1 × PS
- Pressione di prova di tenuta = 1,0 × PS
- Prova di tenuta con VdS montata = 0,9 × PS
- Il pressostato di sicurezza funziona = 0,9 × PS
- Pressione operativa massima (MOP) = 0,8 × PS
La PED, ovvero la Direttiva di sicurezza per le apparecchiature in pressione, e' una delle norme di sicurezza piu' antiche. Il rispetto delle condizioni che permettono di operare in sicurezza sui nostri impianti e' fondamentale per continuare uno sviluppo di tecnologie certamente utili per la crescita del benessere.
CSIM e' disponibile a sviluppare con le imprese progetti specific di Risk Assessment, redazione di DVR, dimensionamento delle prove di sicurezza e delle Valvole di Sicurezza, al fine di rispettare tali requisiti, fondamentali per la marcatura CE degli impianti e delle apparecchiature.
La Redazione