Progettazione e Costruzione di Recipienti a Pressione: Standard ASME e Normative

Geometria dei Recipienti (Hull)

• Cilindrica: La forma più comune. Offre facilità di lavorazione e trasporto, ottimizzazione del materiale e transizione conica tra corpi cilindrici.
• Sferica: Teoricamente la migliore, poiché permette spessori più sottili e pesi ridotti. Tuttavia, presenta difficoltà di produzione e trasporto, occupando molto spazio. Risulta economica solo per grandi dimensioni.
• Toroidale.

Accessori

Eliminatori di gocce, gonne di supporto, aperture, passi d'uomo.

Spessore di Scafi e Top

Lo spessore viene determinato dal valore maggiore tra:

• Spessore calcolato per pressione interna + corrosione.
• Spessore per resistenza strutturale (peso proprio, assemblaggio, collasso, carichi di vento).

Spessore minimo strutturale consigliato: 4 mm.

Formula: t = 2,5 + 0,001 x C + Di

• Di: Diametro interno (mm).
• C: Sovraspessore di corrosione (acciaio al carbonio):
  • 1,5 mm per media leggermente corrosivi.
  • 3 mm per media corrosione.
  • 4-6 mm per fluidi molto corrosivi.
  • 0 mm se la corrosione è trascurabile.

Standard e Codici ASME

• Sezione I: Caldaie.
• Sezione II (A, B, C): Materiali.
• Sezione III: Navi nucleari.
• Sezione IV: Caldaie per riscaldamento.
• Sezione V: Prove non distruttive.
• Sezione VIII (Div. 1 e 2): Recipienti a pressione.
• Sezione IX: Qualifica saldatori.
• Sezione X: Vasi in plastica rinforzata con fibra di vetro.

Processo di Progettazione

1. Definizione dati: Condizioni locali (clima, suolo), requisiti materiali, vita utile, utility disponibili.
2. Progettazione analitica: Calcolo dimensioni generali, diametro, lunghezza, temperatura e posizione ugelli.
3. Progettazione meccanica: Selezione materiali, calcolo spessori, efficienza saldatura, calcolo strutturale, pesi e diagramma carichi.

Produzione e Ispezione (QC)

La fase di produzione include trattamenti termici, rivestimenti, isolamento e test radiografici. L'ispezione (QC) deve coprire:

• Materie prime.
• Qualificazione saldatori (EPS).
• Test non distruttivi (NDT).
• Trattamenti termici e verniciatura.

Selezione dei Materiali

I fattori principali includono: natura del fluido, temperatura, pH, tossicità, infiammabilità e compatibilità alla corrosione. Si consultano le tabelle della Sezione II ASME.

Criteri di Calcolo ASME VIII Div. 1

La pressione di progetto minima è di 1 kg/cm². Per le navi soggette a pressione esterna, la condizione di riferimento è il vuoto assoluto. La pressione di prova idrostatica è calcolata come P = 1,5 x PSMA x (Sc/Sh).

Dispositivi di Sicurezza

Le valvole di sicurezza devono essere tarate solitamente al 10% sopra la pressione massima di esercizio (PSMA). Per temperature superiori a 150°C, si raccomanda la calibrazione a caldo.

Carichi Agenti

Si considerano: pressione interna/esterna, peso proprio, vento, peso del fluido, carichi termici, vibrazioni e carichi dinamici.

Normativa NR 13

Si applica ai recipienti con prodotto P x V > 8. Sono esclusi estintori, condotti, navi per uso umano e componenti integranti di macchine rotanti. Richiede documentazione tecnica, registro di sicurezza e manuali operativi.